天基雷达技术发展概况资料

雷达论文

—天基雷达技术发展概况

学院：电子工程与光电技术学院专业：通信工程

班级：11042201

学号：1104220110

姓名：史倩霞

指导老师：顾陈

天基雷达技术发展概况

摘要：本文详细地介绍了国内外天基雷达技术发展现状，归纳总结了发展天基雷达的关键和难点技术，最后阐述了天基雷达的发展前景。关键字：天基雷达合成孔径雷达

引言

天基雷达（ Space-based Radar,SBR)是指工作在地球大气层之外的各种雷达系统，能对空中及地面动目标进行跟踪，可以提供大的监视范围，一般工作在微波段。天基雷达能够全天候、在各种天气下进行工作，具有大范围、高精度的探测能力，可以进行遥感探测、还可以对舰船、交通工具、飞行器等运动目标进行跟踪监视。天基雷达是由多颗卫星组成的星座，具有对地球进行连续覆盖的能力，可以对机载系统不能进入的地区进行覆盖，完成预警、遥感、控制、空间探索等任务，具有光学系统和一般地基雷达、机载雷达不具备的能力。天基雷达是一种全新体制的雷达，天基雷达技术研究是当今世界最前沿科学领域之一。

国外天基雷达发展情况

1 美国SBR发展现状

美国在SBR的霸主地位不可动摇，它目前面临的一个核心挑战是通过性能更优的雷达和其他传感系统，更准确地预测针对美国的任何攻击并发展反攻击能力。美国空军正在加紧推进天基雷达项目。天基雷达计划是美军为实施转折性空间力量增强战略的一项具体内容。该计划的任务是建造一个由8一l0颗雷达成像卫星组成的系统，卫星上

主要有效载荷为合成孔径雷达和动目标指示器(MTI)，旨在为美国分布在全球的武装部队提供实时的战术和战场信息。它将与空基(机载)E一8联合监视目标攻击雷达系统(JSTARS)和无人机(UAV)协同工作，成为空、天、地一体化的情报、监视与侦察(ISR)系统的重要组成部分。为了开发天基雷达成像卫星，美国空军于2001年提出了天基雷达计划。该计划拟建成的星座的卫星数量为8～l0颗，比“发现者一2”计划减少了约2／3。两者最重要的区别在于天基雷达计划不需要经过演示验证，而是一步到位，直接建立实用星座。美国空军在天基雷达卫星的关键技术上已经取得了长足的进展。诺斯罗普·格鲁曼、哈里斯和罗马3家公司接受了美国国防先进研究计划局(DARPA)的委托，正在开展有关天基雷达方案“创造性天基雷达技术”的研究以及轻质量天基雷达天线的研制。如果天基雷达计划执行得顺利，将于2012～ 20l3年投入使用。

2 日本SBR发展现状

FI本为了对付“周边事态”和建立自主的天基情报侦察系统，于2003年3月发射了一颗光学侦察卫星和一颗雷达侦察卫星，其中光学侦察卫星的分辨率为1 m，雷达侦察卫星的分辨率为3 m，并具有全天时、全天候侦察和一定的识别伪装能力。到2020年前后，日本将进一步加强天基军用侦察和军事通信能力，能够建立和使用包括侦察监视、通信广播、导弹预警、导航定位和气象预报等种类齐全、功能强大的军用航天体系。日本雷达侦察卫星与天线如图所示。

3 中国SBR发展现状

中国已经初步建成了集多种功能、覆盖多种轨道，包括遥感、导航定位、通信、跟踪与数据中继等多种卫星系统在内的空间基础设施，建立天地统筹的卫星地面应用系统，形成能够长期稳定运行的，实施全天候、全天时、全立体观测的天地一体化网络系统一天基综合网络系统，使空间信息资源最大程度地满足国防和国民经济建设的需要。20世纪80年代末，中国863计划部署了发展合成孔径雷达(SAR)及相关技术的一系列课题，在经过星载SAR关键技术攻关之后，中国天基雷达卫星已经研制成型。2006年2颗光学小卫星已经以一箭双星的方式发射完毕，第3颗合成孔径雷达小卫星已经在2007年发射完毕，组成了2+1星座。到2010年，实现4颗光学小卫星和4颗合成孔径雷达小卫星组成的4+4星座。

发展天基雷达的关键技术分析

天基雷达具有地基雷达和空基雷达无法比拟的探测性能优势。但是，发展天基雷达也面临许多难点问题，即使是当今应用最为成功、

发展速度最快星载合成孔径雷达也有许多技术难点问题有待解决。发展天基雷达的关键技术主要有：

（1）大型有源电扫天线技术。一是要做到质量轻、增益高、可折叠伸展、波束控制灵活，例如：采用大面积可膨胀薄膜天线；二是要实现多频、多极化、多角度观测，以获取更详细、更精确的目标信息，并在强杂波背景下检测小目标信息。

（2）超高速数据处理技术。随着天基雷达分辨率的提高和观测区域的扩大，需要处理、传递的信息量越来越大。星载超高速数据处理技术的突破可使大量信息处理工作在星上完成，减少了下传数据量和差错率，可大大提高获取情报的实时性和准确性

（3）卫星定位精确测量技术。无论是提高方位分辨力、距离分辨力、进行干涉力量和运动目标检测都对卫星基线测量技术提出了较高的要求。

（4）超高速数据传输和超大容量数据存储技术。由于天基雷达视野宽阔、运行速度快，可获取大量目标探测数据，而星上数据处理设备速度和容量有限，大量探测数据需要直接或通过中继卫星传到地面站进行处理。通常卫星数据地面接收站建在本国领土上，只有当卫星飞至地面站接收范围内时，才能将数据下传，因此天基雷达终端必须具备超高速数据传输和超大容量数据存储能力。

除了上述关键技术外，对分布式星座或卫星群体制天基雷达还有以下关键技术：

（1）分布式信号处理。由于分布式小卫星微波成像雷达系统本

身需要协同工作，卫星间存在大量的数据交换和数据处理工作，因此必须解决好卫星间的通信以及分布式信号处理技术问题。

（2）天线排列优化技术。目前，系统进行干涉测量和运动目标检测实际上是相当于多天线的方法，如果卫星排列达到最优化，系统的性能就可获得极大的提高。

（3）信号相干性研究。在分布式小卫星合成孔径雷达系统中，信号的相干性是非常重要的。如何保证各颗卫星间的信号相干性，是保证信号带宽合成和孔径合成的关键因素。

（4）编队飞行技术。卫星群编队飞行采用绕飞方式是一个新的工作模式，它是系统可以工作的前提条件，因此必须发展不依赖于地面控制的在轨自主导航控制技术。

SBR的发展前景

随着空间技术的快速发展，天基雷达的信息获取优势将更加明显。相对于机载雷达，它可以不受国界的约束，进行大范围、全天候的地面观测和警戒，并且不再有飞行人员方面的风险顾虑，在战争中卫星也不易受到攻击。由于卫星明显的高空优势，使得天基雷达具备很大的覆盖范围。地面雷达视野受地平线的限制，一般的观测范围为30 km，机载雷达一般可达数百公里，而天基雷达则可达数千公里。目前，我们这个时代正引领着战争形态朝着质变的方向发展，空间成为夺取胜利的决定性战场和战略制高点。随着天基雷达在军事应用方面研究的深入，“十二五”将会成为制造地球观测天基雷达的新起点，天基雷达的发展将具有一片广阔的前景。未来战场空间必将由原来的