Mitigation of Internal and External Antenna Interactions for Multiband Remote-Sensing Applications

Abstract

Das Synthetische Apertur Radar (SAR) hat sich zu einem der wichtigsten Bereiche der Fernerkundung entwickelt. SAR liefert hochauflösende Bildgebungsdaten, was es zu einem hervorragenden Forschungsinstrument für Umweltstudien in Bereichen wie Rodung, Gletscher- und Katastrophenüberwachung sowie für die Ozeanographie, Landwirtschaft oder Verkehrsbeobachtung macht. Genauer gesagt führt die steigende Nachfrage nach SAR-Anwendungen zusammen mit fortschrittlichen Radarkonzepten, wie Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) oder Digital Beamforming (DBF)-Methoden, zu immer anspruchsvolleren Anforderungen an SAR-Systeme. Diese zunehmende Komplexität von SAR-Sensoren der nächsten Generation wirkt sich direkt auf die Spezifikationen des Antennen-Radar-Frontends aus. Die Leistungsfähigkeit des Antennensystems hängt von seinen internen Interaktionen ab, die durch die elektrischen Eigenschaften bestimmt werden, die jeder Antennensensor naturgemäß besitzt. Diese intrinsischen elektromagnetischen Effekte stehen in engem Zusammenhang und führen in der Regel zu einem Design-Kompromiss: effiziente Nutzung der Antennenapertur bei gleichzeitig verringertem Elementabstand und hoher Isolation, Unterdrückung von Kreuzpolarisation bei dual-polarisierten Antennen, Bandbreitensteigerung und Kompaktbauweise, robuste Signalzuführung bei flachen Antennenkonstruktionen usw. Eine verbesserte Antennenleistung für SAR-Systeme der nächsten Generation erfordert Methoden, um diese inhärenten Einschränkungen zu überwinden. Dies wird insbesondere bei luft- und weltraumgestützten Anwendungen zu einer anspruchsvolleren Aufgabe, bei denen ein hoher Integrationsgrad erforderlich ist. Um die hohen elektrischen Anforderungen zukünftiger SAR-Sensoren zu erfüllen, werden daher neuartige Techniken benötigt, um beispielsweise die Antennenkopplung zu verringern, die Kreuzpolarisation zu verbessern oder robuste Speisestrukturen zu realisieren.