国外天基预警雷达系统发展现状及关键技术
国外天基预警雷达系统发展现状及关键技术
雷达是全面获取空间 、空中以及地面有关目标信息 资源的重要手段 , 是夺取制信息权的重要保障 。 因 此 , 目前世界各国加紧推进天基预警雷达系统的研 究进程[ 1-4] 。
2 国外天基雷达发展概况
2 .1 美国 美国是最早开始天基预警雷达研究的国家 , 从
20 世纪 80 年代起就陆续有人提出各种各样的天基 雷达(SBR)方案[ 5] 。 美国防部原计划从 2005 -2009 财年为天基雷达投 入 40 亿美元 , 从而达到在 2012
收稿日期 :2012-05-23;修回日期 :2012 -06-06
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第 52 卷
朱庆明 等 :国外天基预警雷达系统发展现状及关键技术
第6期
年发射首颗卫星的目的 。 据报道 , 美国五角大楼已 取消“天基雷达”计划 , 但美国空军仍对天基雷达需 求迫切 , 特别是在天基雷达的动目标检测特性和全 天候成像 -监视能力 , 因此 , 目前美国仍在进行天基 雷达的概念研究和关键技术的突破 。
Current Developments and Key Technologies of Foreign Space-based Warning Radars
ZHU Qing -ming , JIN Shu -ling , MENG Xiang -ling
(The 38th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation ,Hefei 230088 ,China)
如表 1 所示 , 表 2 给出了几种天基雷达的具体参数 。
表 1 天基雷达概念设计的 发展成熟程度评价表 Table 1 Development maturity evaluation form of space -based radar concept design
国外天基预警雷达系统发展现状及关键技术
．
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资源 的重要 手 段 ， 是夺 取 制 信 息权 的重 要 保 障 。 因 此， 目前世 界各 国加 紧 推 进天 基 预 警 雷 达 系统 的研 究进 程［一 。 １
第 ５ 卷 第 ６期 ２
２１ ０２年 ６月
电讯 技 术
Ｔ ｌｃ ｍｍｕ ｉａｉｎ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ ｅｅ ｏ ｎｃ ｔபைடு நூலகம் ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｏ ｉ
美军雷达武器现状及发展趋势
美军雷达武器现状及发展趋势美军雷达武器是美国军事力量的重要组成部分，它们在现代战争中扮演着至关重要的角色。
随着科技的不断发展，美军的雷达武器也在不断进行更新和改进，以适应不断变化的战场需求。
本文将对美军雷达武器的现状及发展趋势进行全面解析。
一、美军雷达武器现状1. 陆军雷达系统美军陆军拥有多种不同类型的雷达系统，包括AN/TPQ-53 主动相控阵雷达、AN/TPQ-50 静止式多功能雷达、AN/TPQ-48 轻型远程雷达等。
这些雷达系统在侦察、监视、指挥和控制等方面发挥着重要作用，为美军提供了重要的战场信息支持。
2. 海军雷达系统美军海军拥有一系列先进的舰载雷达系统，包括SPY-1 相控阵雷达、AN/SPS-48 3D雷达、AN/SPS-73 海域搜索雷达等。
这些雷达系统不仅能够帮助舰船进行远程目标探测和跟踪，还可以进行空中、水面和水下目标的探测和追踪，为海军作战提供了重要的支持。
1. 多功能化未来，美军雷达武器将更加注重多功能化，即在同一个雷达系统上集成多种不同的功能模块，实现目标搜索、跟踪、识别和导引等多种功能，提高雷达系统的灵活性和多样化能力。
2. 网络化美军将加大对雷达系统的网络化建设力度，即不同雷达系统之间能够实现信息共享和协同作战，将雷达系统纳入整体作战网络中，提高保障作战的一体化能力。
3. 自动化未来，美军将更加注重雷达系统的自动化能力，即通过人工智能和自主控制技术，使雷达系统能够更加智能化和自主化，减轻作战人员的负担，提高作战效率和可靠性。
4. 抗干扰未来，美军将更加注重对雷达系统的抗干扰能力，即加强雷达系统对电子战和网络攻击的抵御能力，确保雷达系统在复杂电磁环境下能够稳定可靠地运行。
5. 小型化未来，美军将加大对雷达系统小型化和轻型化的研究力度，即研发更加紧凑、轻便、便携的雷达系统，以适应未来作战场景的需要。
美军雷达武器在不断发展和改进，以适应不断变化的战场需求，将更加注重多功能化、网络化、自动化、抗干扰和小型化等方面的发展。
美国防空反导系统雷达新技术发展及应用
442019.04军事文摘装 备美国防空反导系统雷达新技术发展及应用赵 飞 郭凯丽面对导弹技术的扩散、五代机的入役和高超声速武器等新威胁的出现，美军的防空反导系统面临着日益严重的威胁，目标识别难题也更加严重。
为进一步提升探测跟踪及目标识别能力，增强防空反导系统的作战能力，美国近年来从雷达新体制、新器件等多个方面，加大雷达新技术的研究力度。
美国防空反导雷达部署及不足导弹预警雷达和天基红外预警卫星是美军主要防空反导预警装备。
目前，美军导弹预警雷达主要包括固定阵地的3部升级型早期预警雷达、2部铺路爪雷达、1部丹麦眼镜蛇雷达，以及移动型海基X波段雷达、前置型X波段雷达A N/TPY-2、巡洋舰和驱逐舰装备的宙斯盾系统雷达AN/SPY-1、陆军爱国者系统雷达AN/MPQ-53/65等。
其中，早期预警雷达、铺路爪雷达和丹麦眼镜蛇雷达是地基中段防御系统的预警雷达，分别工作在P波段和L波段，由于频率低、带宽窄，不具备目标识别能力。
前置型AN/TPY-2雷达对来袭弹头的识别距离有限，主要用于跟踪早期飞行阶段的导弹。
“宙斯盾”系统的AN/SPY-1雷达工作在S波段，“爱国者”系统的AN/MPQ-53/65雷达工作在C波段，频率低且作用距离有限，用于对拦截弹的末段制导。
海基X波段雷达具有高分辨能力，但最初建造目的是用于试验，不具备作战系统所需的可靠性和实用性，且雷达波束角度范围（即电子视场）只有25°，限制了雷达处理呈大角度分散的多目标的能力。
因此，美国防空反导系统利用现有雷达进行目标识别的能力尚有欠缺。
美军目前主要依靠X波段雷达解决防空反导系统目标识别的问题。
2012年以来，美国相继提出多项方案，以改善对来袭导弹的目标识别性能，主要包括：在早期预警雷达附近部署堆叠式A N/TPY-2雷达或X波段非相控阵雷达；将夸贾林靶场的GBR-P 雷达样机升级后部署至东海岸；以及新建S 波段远程识别雷达（LRDR），部署在阿拉斯加州克2019.04军事文摘铺路爪雷达相控阵天线阵列位于阿拉斯加的美军早期预警雷达境能力的智能、动态的闭环雷达系统，可实现对外界环境的连续感知，并实时、智能化地调节发射波形，雷达在发射、环境和接收之间形成一个闭环系统。
雷达技术的发展及其应用前景
雷达技术的发展及其应用前景雷达技术是一项重要的电子技术，用于侦测并测量目标或反射体位置、速度和方向等信息，从而实现效能高、精度高的目标跟踪和实时监测。
雷达应用广泛，包括军事、民用、商用等领域。
近年来，随着技术的进步和市场的需求，雷达技术得到了迅速的发展。
本文将对雷达技术的发展历程和应用前景进行探讨。
一. 雷达技术的发展历程雷达技术起源于二战期间，主要是为战争需要而发展起来的。
最初的雷达系统受到了许多限制，主要是因为技术水平的限制和设备的不完善。
随着科学技术的进步和电子技术的不断发展，雷达技术得到了逐步完善和发展，主要包括以下几个方面：1. 信息处理能力得到提升传统雷达系统只能提供距离和速度等基本信息，而现代雷达技术则可以提供更为丰富的信息，如目标的方向、形状、材料等。
这是因为现代雷达技术不仅具备高精度的距离测量和速度测量能力，还具备复杂信号处理和数据分析能力。
2. 多功能化成为发展趋势现代雷达系统不仅具备距离测量和速度测量能力，还能实现目标识别、空中目标防御、自适应信号处理等多种功能。
多功能化是现代雷达系统发展的趋势。
3. 大规模集成电路技术的应用随着大规模集成电路技术的不断成熟和应用，雷达得到了更高的集成度和更小的体积，从而实现了雷达系统的智能化和便携化。
4. 新型雷达技术的研究和发展包括合成孔径雷达(SAR)、相控阵雷达(APR)、多普勒雷达等新型雷达技术的研究得到了极大的发展，可以更好地满足用户的需求，并为雷达技术的应用拓展提供了新的手段和途径。
二. 雷达技术的应用前景随着雷达技术的不断发展和应用，雷达技术得到了广泛的应用，并形成了一些重要的应用领域，包括以下几个方面：1. 军事领域雷达在军事领域中有着广泛的应用，主要包括侦察、监控和目标识别等。
雷达技术可以实现对空中、地面和水面的扫描和检测，为军事武器的瞄准和识别提供了重要的支持。
近年来，随着国防技术的不断升级和新型武器的研发，雷达技术的应用领域也在不断扩展。
浅析国内外天基预警系统的现状和发展趋势
浅析国内外天基预警系统的现状和发展趋势【摘要】天基预警系统作为现代化战争中获取信息的重要手段，其重要地位已经越来越凸显出来。
鉴于当前天基预警系统的重要战略地位，各国都在竞相开发此系统。
本文重点介绍了国外天基预警系统的现状，简要阐述了其发展趋势，并对我国在天基预警系统的发展方向提出了自己的一些见解。
【关键词】天基预警系统预警卫星搜集探测捕捉1 引言天基预警系统，又称为空间预警系统，在国家防御战略中居于重要的地位，是导弹防御系统的最前端。
20世纪90年代以来的局部战争表明，大气层外的空间已成为联合作战中获取对方军事信息的重要领域，天基预警系统对情报的监视和侦察则是作战系统的重要组成部分。
天基预警系统的核心是预警卫星，主要用于对导弹的早期预警，预警卫星上装有红外探测器和电视摄像机等设备，根据导弹发射时的目标特征实施监视、跟踪和定位。
天基预警系统对远程弹道导弹一般可以提供15-30 min预警时间；对近程导弹也能提供几分钟的防御准备时间。
天基预警系统在导弹防御中起着关键的作用，预警系统能否及时、准确地发出预警信息，将决定着整个反导作战的成败。
2 当前国外天基预警系统的现状当前世界上已经形成的比较完善的预警卫星系统的主要有美国的DSP （defense suppoprogram）和SBIRS（spacd-basinfrared system）系统以及俄罗斯的天基预警系统。
美国是最早开始天基预警系统研究的国家，也是迄今为止与实战结合最紧密的国家，相对来说，俄罗斯预警卫星总体水平远不及美国，所以这里主要以介绍美国天基预警卫星为主，阐述一下美国天基预警系统现状。
美国现阶段的卫星预警系统主要分为两大部分，分别是DSP和SBIRS，下面来做详细的介绍。
2.1 国防支援计划（DSP）美国国防支援计划卫星系统的第一颗卫星于1970年11月发射，目前的在轨卫星均属于第三代。
该卫星预警系统星座是由5颗DSP卫星组成，其中的3颗为较新的工作卫星，2颗为较老的备用卫星。
美国天基预警系统发展分析
军 事 纵 横美国天基预警系统发展分析张保庆天基预警系统探测范围广、预警时间长，可为弹道导弹防御和实施反击提供及时预警信息。
美国最先发展天基预警卫星系统，先后部署了多种型号的天基预警系统，包括“国防支援计划”“天基红外系统”“空间跟踪与监视系统”等。
当前，美国已形成了高低轨结合，预警、跟踪和识别功能复合的天基预警系统，性能先进，可为美国提供强大的弹道导弹预警能力。
美国天基预警系统发展现状天基预警系统是美国反导体系的重要组成部分，可以为国家领导、作战指挥官、情报机构以及其他关键决策人员提供及时、可靠、准确的导弹预警与红外监测信息，使美国在全球导弹发射探测、弹道导弹防御、技术情报搜集及战时态势感知等方面的能力极大增强。
美国现役天基预警系统主要包括4颗“国防支援计划”（DSP）卫星、3个“天基红外系统”大椭圆轨道卫星载荷、2颗“天基红外系统”（SBIRS）地球同步轨道卫星和2颗“空间跟踪与监视系统”（STSS）低轨卫星。
DSP卫星系统 DSP卫星系统是美国部署的第一种实用型预警卫星系统，先后研制部署了三代，共23颗卫星。
经过三代发展，DSP卫星在探测战略弹道导弹方面已达到相当成熟的实战水平。
然而，由于技术原因，DSP卫星系统存在一些问题，如无法跟踪中段飞行的导弹、扫描速度过慢、对国外设站依赖性强、存在虚警现象等。
而且DSP卫星系统对助推段燃烧时间短、射程近的战区导弹的探测能力十分有限，难以留有充足预警时间。
鉴于以上因素，美国决定不再继续发展DSP卫星系统，重点发展SBIRS卫星系统和STSS卫星系统，以逐步取代DSP卫星系统。
当前，仅有4颗DSP卫星在轨服役，卫星位于地球同步轨道，主要任务是为美国指挥机构和作战司令部提供导弹发射的探测和预警。
SBIRS卫星系统美国于1995年提出发展SBIRS卫星系统，最初的方案是构建一个由4颗地球同步轨道（GEO）卫星、2个大椭圆轨道（HEO）有效载荷和24颗低地球轨道（LEO）卫星以及地面系统组成的有机整体。
国外毫米波雷达制导技术的发展状况
国外毫米波雷达制导技术的发展状况通常毫米波是指30～300GHz频域(波长为1～10mm)的电磁波。
毫米波的波长介于厘米波和光波之间，因此毫米波雷达制导兼有微波制导和光电制导的优点。
同厘米波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。
与红外、激光、电视等光学导引头相比，毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。
另外，毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头。
一、毫米波雷达制导技术的发展历国外毫米波雷达制导技术研究始于20世纪70年代，80年代初研制成工程化导引头，并进行了挂飞试验。
但由于采用分立器件，工艺复杂，价格昂贵，妨碍了部署使用。
从1986年开始，美国国防部为了解决毫米波分立元器件离散以及价格昂贵的问题。
由国防高级研究项目局(DARPA)发起并主持了一项历时近8年(1986～1994年)的微波鹰米波单片集成电路计划(MIMIC)。
该计划旨在开发1～100GHz频率范围内的各种单片集成电路，并要求成本低、性能好、体积小、可靠性高和具有批量生产能力。
该计划的顺利实施并完成，直接推动了毫米波制导技术的飞跃发展。
20世纪90年代以来，随着军事斗争对毫米波制导需求的增长，以及在研制毫米波发射机、接收机、天线和无源器件等各个方面的重大突破，毫米波制导技术的发展进入了一个新的阶段。
二、毫米波雷达制导技术的发展现状近几年，随着计算机技术、毫米波固态技术、信号处理技术、光电子技术以及材料、器件、结构、工艺的发展，固体共形相控阵天线和毫米波集成电路技术等相关技术的成功应用为毫米波导引头性能的提高打下了良好的基础。
毫米波导引头的关键技术之一是天线技术。
常用的毫米波雷达天线有以下几种：反射面天线、透镜天线、喇叭天线、介质天线、漏波天线、微带天线、相控阵列天线等。
固态共形相控阵天线由于采用固态器件，能实现导引头头罩与天线合二为一，充分利用了导弹的有效空间，使复合探测更容易实现，是非常理想的弹载天线系统，正得到世界各国的高度重视。
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(6)小卫星天基雷达 小卫星由于具有低成本 、可以一箭多星发射等 优点 , 是当前航天领域的一个研究热点 。 小卫星天
基雷达(Smallsat SBR)可以用来实现 GMTI/SAR 或者 实现 AMTI 功能 。如果选择 100 颗以上的小卫星星 座 , 采用 UHF 频段可实现全球范围内连续动目标监 视 , 可实现类似 GPS 工作模式 , 多颗卫星同时观测 同一个目标 , 通过多星数据综合进行目标探测 。
S S
3
—
— 100%
75 不详 不详 26%
平均 功率 / kW 0 .8
8 .7
9 .9
0 .34Βιβλιοθήκη .060 5时间 安排
S/ C S/ C
质量 价格/ / kg 亿美元
2003 1 500 1
(7)Techsat 21 应用分布式卫星技术 , 通过多颗协调卫星上雷 达天线 形成分 布式 多基口 径(Distributed Multistatic Aperture)能够实现 GMTI/SAR/AMTI 功能 。 由于采 用了多个视角和大的等效口径 , 可以探测很小雷达 散射面积的目标 。 美国空军在 1998 年提出 Techsat 21 计划 , 将 8 颗 X 频段小SAR(77 kg)卫星分布在半 径250 km的圆形轨道上 , 可实现单发 、多收 、1 m地面 分辨率 、1 .5 m/ s慢速动目标显示 , 20 km观测带 。 采 用X 频段, 各卫星频率略有差异 , 所有雷达接收自 己的反射信号和其他卫星的反射信号 , 通过干扰形 成大的等效孔径 。 对美国各天基雷达概念设计的发展成熟程度评价
第 52 卷 第 6 期 2012 年 6 月
电讯技术 Telecommunication Engineering
文章编号 :1001 -893X(2012)06 -1054 -05
Vol .52 No .6 Jun .2012
国外天基预警雷达系统发展现状及关键技术
朱庆明 , 金术玲 , 孟祥玲
(中国电子科技集团公司第三十八研究所 , 合肥 230088)
6×44 X +UHF 80 1.3 29.9 30%
Techsat 21 AF -PL 700-800 2×2
X
35×16 0.1 1.0 22%
MEO AF -Rome 10371 50(直径) L
16 4.9 119.0 36%
Mitre Bistatic
AF AF
GEO 照明 80(直径) LEO 接收 6×44 m
Current Developments and Key Technologies of Foreign Space-based Warning Radars
ZHU Qing -ming , JIN Shu -ling , MENG Xiang -ling
(The 38th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation ,Hefei 230088 ,China)
初步
Techsat 21
AMTI/ GMTI/ SAR
初步
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电讯技术
2012 年
天基雷达 承包商
表 2 天基雷达概念的具体参数对照表 Table 2 Parameters comparison of space -based radar concept
1 引 言
空间是未来战争的最后一个战场 , 未来战争优 势的标志是制天权的争夺 。天基预警雷达是战略预 警的重要组成部分 , 具有合成孔径雷达(SAR)成像 、 地面动目标显示(GMTI)和空中动目标显示(AMTI) 多个工作模式 。 天基预警雷达 系统是主动探 测模 式 , 由于其平台高度的特殊性 , 可以不受国界 、天气 和时间的限制 , 且预警时间长 , 可以探测在轨的其他 卫星 、轨道武器 、太空碎片 、弹道导弹 、巡航导弹 、战 略轰炸机等空间 、空中或地面目标 。因此 , 天基预警
收稿日期 :2012-05-23;修回日期 :2012 -06-06
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第 52 卷
朱庆明 等 :国外天基预警雷达系统发展现状及关键技术
第6期
年发射首颗卫星的目的 。 据报道 , 美国五角大楼已 取消“天基雷达”计划 , 但美国空军仍对天基雷达需 求迫切 , 特别是在天基雷达的动目标检测特性和全 天候成像 -监视能力 , 因此 , 目前美国仍在进行天基 雷达的概念研究和关键技术的突破 。
轨道
高度 / km
天线 /m
频率 (频段)
星座
(卫星数 量)/ 颗
备用
功率 / kW
雷达
功率 / kW
雷达 占空比
Discoverer II DARPA
770
5×8
X
24 0.4 4.8 10%
SPEAR
AF -PL
850
6 ×22
X
36 1.2 26.2 30%
SPEAR U/ X AF -PL
850
已经在 2000 年取消了 Discover II 中的两颗卫星的演 示验证 , 并在 2004 年指示空军取消天基雷达计划的 探测跟踪任务 , 而要求致力于研究和开发工作 。 虽 然该计划已被取消 , 但还具有很高的参考价值 。
(4)有源双基地天基雷达 有源双基地天基雷达(Active Bistatic SBR)星座 由 3 ～ 4 颗 地 球 同 步 轨 道 (GEO )(轨 道 高 度 35 880 km , 搭载雷达发射机)和 24 ～ 26 颗低地球轨 道(LEO)(搭 载 雷 达 接收 机)组成 。 当 要 求 实 现
雷达是全面获取空间 、空中以及地面有关目标信息 资源的重要手段 , 是夺取制信息权的重要保障 。 因 此 , 目前世界各国加紧推进天基预警雷达系统的研 究进程[ 1-4] 。
2 国外天基雷达发展概况
2 .1 美国 美国是最早开始天基预警雷达研究的国家 , 从
20 世纪 80 年代起就陆续有人提出各种各样的天基 雷达(SBR)方案[ 5] 。 美国防部原计划从 2005 -2009 财年为天基雷达投 入 40 亿美元 , 从而达到在 2012
如表 1 所示 , 表 2 给出了几种天基雷达的具体参数 。
表 1 天基雷达概念设计的 发展成熟程度评价表 Table 1 Development maturity evaluation form of space -based radar concept design
概念设计
功能
发展水平
SPEAR
GMTI/ SAR
成熟
SPEAR V/ X
AMTI/ GMTI/ SAR
成熟
Discover Ⅱ
GMTI/ SAR
适中/ 成熟
Active Bistatic Passive Bistatic
GMTI/ SA R/ AMTI AMTI
初步/ 适中 初步/ 适中
Sm al lsat
GMTI/ SA R/ AMTI
Abstract :As an important information acquisition method , space -based warning radars with multiple work modes can detect various space , air and ground targets.In view of the important strategic position of space based warning radars , many western countries such as USA , Russia and Canada are now racing to develop the radars .This paper summarizes current developments and key technologies of space -based radars , discusses their developing trends , and finally points out that USA still pays attention to the key technologies study of space based radar although the feasibility of its Space -based Radar Plan is doulted . Key words:space-based radar ;early warning radar ;synthetic aperture radar ;ground moving target indication ;air moving target indication