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封面故事 | Cover Story - 雷达

的高级扫描技术（Advanced Scanning Technologies
for Imaging Radars, ASTIR），旨在削减在固定平台
上提供高分辨率成像的相控阵雷达的尺寸和成本。
在此项目中，开发的技术针对 70GHz 和 700GHz
之间的毫米波和亚毫米波频带，因为该频域在给
定角分辨率下具有最小的孔径尺寸。为了在维持
合理成本的同时实现具有数千个像素的图像，该
项目使用有助于尺寸缩小的光束控制方法。
我们加利福尼亚州马里布的 HRL 实验室，
在 ASTIR 计划中的任务是开发一种在 235GHz 下
工作的相控阵列。我们将其称为 CASA（Coded
Aperture Subreflector Array），也就是编码孔径子反
射器阵列的缩写。“子反射器”一词意味着相控阵
列可以与提供大孔径用于实现高分辨率的无源主
反射器和可实现电子波束成形的子反射器组合。
我们选择了 235GHz 的频率，因为这与其他
项目正在开发的雷达收发器兼容。但请注意，我
们的技术可扩展到更高的频率。
我们开发 CASA 的基础是我们的编码孔径雷
达。该技术采用了平板方法，可最大限度地减小
尺寸和复杂性。通过结合晶圆级制造和集成，我
们以低成本生产包含数千个组件的平板。
我们的编码孔径雷达的核心是单比特移相
器，它们位于每个天线组件的后面，并调制组件
信号（见图 1（c））。当接收和反射雷达信号时，
移相器快速切换到规定的一组状态，从而产生一
系列伪随机天线模式。我们可以从与孔径代码相
关联的复杂电磁场估计散射体的角度位置。这些
电磁场可以通过模拟或测量来确定。
该技术的优点之一是，与传统的数字波束形

图1. 编码孔径子反射器阵列（CASA）结构。（a）波导天线耦合到单个电子器件用于0/180°相移。（b）CASA平板接口到ASIC，后者通过双面内插器控制移相器状
态。（c）ASTIR（成像雷达高级扫描技术）计划期间开发的HRL编码孔径雷达方法的方框图。具有与GaN HEMT键合的微机械加工天线阵列在反射时提供0/180°相
移。移相器状态由移位寄存器和输出驱动器控制。

www.compoundsemiconductorchina.net 化合物半导体 2019年第2期 11