经典雷达资料-第22章 天基雷达(SBR)系统和技术-3

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经典雷达资料-第22章 天基雷达(SBR)系统和技术-2

经典雷达资料-第22章  天基雷达(SBR)系统和技术-2

SBR系统的优缺点当传感器要完成探测太空、海洋和空中目标任务及完成导弹防御任务时,可考虑使用SBR。

与陆基雷达相比,这些部署在太空的雷达具有以下优点:(1)空间和时间覆盖范围仅受选定的轨道和卫星的数目限制。

如图22.9和图22.10所示。

大范围的连续观测是可以实现的[28]。

图22.9标明了从圆形极地轨道上提供连续覆盖整个地球表面所需要的轨道平面数量和卫星数量。

可以看出,当卫星的高度大于6 000n mile时,需要在两个轨道平面上使用6颗卫星,在卫星探测范围内没有天底孔。

图22.10说明了在赤道轨道的特殊情况下,实现连续覆盖所需要求卫星的数量。

这种情形仅限于扩展到图中所指定纬度的宽条形区,可看出:当卫星的高度大于6 000n mile时,4颗卫星能够覆盖一条60 宽的条形区。

时间上的覆盖范围如图22.11所示。

图中给出了目标被跟踪以后从太空卫星观测地面目标的最大时间[28],可以看出,当轨道高度为6 000n mile时,一个地面目标能被观测的时间超过7 000s。

图22.9 极地轨道的全球覆盖[28]图22.10 赤道轨道的带状覆盖图[28](2)使用电子扫瞄天线的SBR是可以完成多种任务的。

例如,一个雷达卫星系统能:第22章天基雷达(SBR)系统和技术·838·①搜索一个扇区,完全覆盖美国本土周围的防御区域,探测距海岸一定距离的轰炸机;②搜索一个覆盖极地的扇区以便在弹道导弹早期预警系统(BMEWS)发现之前发现洲际弹道导弹(ICBM);③监视任何国外潜在的太空发射场地;④完成海洋地区的监视;⑤搜索一个海基弹道导弹(SLBM)防御区域;⑥探测可能对美国同步卫星构成威胁的太空目标。

任务的数量仅受限于重量和可用的主电源,但当采用航天飞机作为发射装置时,这些限制都能克服。

因此惟独技术和成本才是真正的限制。

(3)大气传播影响可以通过适当选择工作频率和有利的几何关系使之最小化。

(4)如果数据经中继卫星获得,就不需要海外工作站。

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
· 1054 ·
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

(整理)经典雷达资料-第6章__反射面天线 (2)

(整理)经典雷达资料-第6章__反射面天线 (2)

第6章反射面天线Helmut E. SchrankGary E. EvansDaniel Davis6.1 引言天线的作用雷达天线的基本作用是实现电磁波的自由空间传播和导波传播之间的转换。

发射期间天线的特定功能是将辐射能集中到具有某种形状的定向波束内,以照射指定方向的目标。

接收期间天线收集目标反射的回波信号能量并将之送往接收机。

因此,在以发射方式和接收方式工作时,雷达天线起到互易的,然而是相互关联的作用。

在两种方式或者作用中主要的目的都是要精确确定目标的方向角。

为实现此目的,需要有高度定向的(窄的)波束,从而不仅达到所需的角精度,而且能够分辨相互靠得很近的目标。

雷达天线的这一重要特性可以定量的用波束宽度来表示,也可以表示为发射增益和有效接收孔径。

后两个参量相互成正比,并且与检测距离和角精度有直接关系。

许多雷达都设计成工作在微波频率,这时用适当物理尺寸的天线就能获得窄的波束宽度。

以上雷达天线的功能性描述意味着一副天线既用于发射,又用于接收。

虽然大多数雷达系统都是这样工作的,但是也有例外,如一些单基地雷达采用收发分离的天线,当然,双基地雷达按定义必定是收发分离的天线。

在这一章中,重点介绍较常用的单部天线,特别是广泛使用的反射面天线。

相控阵天线的内容参见第7章。

波束扫描与目标跟踪由于雷达天线一般具有定向波束,大范围的角度覆盖要求窄波束快速往复地在空域内扫描,以保证不论目标在哪个方向上都能探测到。

这就是警戒雷达或搜索雷达的功能。

有些雷达系统设计成一旦探测到目标便可进行跟踪,这种跟踪功能要求专门设计与警戒雷达天线不同的天线。

在某些雷达系统中,特别是在机载雷达中,将天线设计成既具有搜索又有跟踪的功能。

测高大多数警戒雷达都是二维坐标的,只测定目标的距离和方位坐标。

在早期的雷达系统中,另外的测高天线通过机械俯仰摆动来测量第三个坐标,即仰角,由此计算出空中目标的高度。

现在设计的3D雷达采用一副天线测量所有三个坐标,例如,一部天线在接收方式工作时在俯仰方向形成多个堆积波束,而在发射方式工作时形成宽覆盖的垂直波束。

雷达系统原理PPT课件

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旁瓣旁瓣电平为主瓣电平与最大旁瓣电平之差脉冲波束宽度脉冲宽度是指在主瓣中辐射功率密度为最大辐射功率密度3db的一半的角也被称为半值宽度雷达无线电波特性雷达的无线电波略沿地表方向传播主要视线
雷达系统原理
什么是雷达系统?
• 雷达是从天线发射称为微波的甚高频无线电波的导航设备。发射 的无线电波经过 目标(如其他船,浮标,小岛等)反射回来,并 通过相同的天线接受后转换为电 信号。再将这些电信号发送给显 示单元进行显示。雷达使在夜晚或大雾的情况下 发现视线以外的 目标成为可能,并可以使船避免一些潜在的危险。 由于天线发射 的同时在旋转,这样就使本船周边的情况便一目了然。 雷达发射 的微波信号被称为脉冲信号,发射和接收这些信号是交替进行的。 一次 360 度的旋转就有上千的脉冲信号被发射和接收。
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关于 SART雷达应答器
• 根据 GMDSS(全球遇险与安全系统)要求,IMO/SOLAS 类型的 船必须配备 SART。当船遇险时,SART 可以自动发出信号,所以 其他船或飞机就可以确定 遇险船的位置。若本船配备了波段的雷 达,并且 8 英里内有船遇险,SART 可以 指引雷达回波到遇险船。 该信号包括了 12 扫频,并在 9.2 到 9.5GHz 的频段传输。 根据距 离的不同,SART 具有 2 种扫频时间,由慢(7.5μs)到快(0.4μs) 扫描或反 之亦然。当接收到该信号时,屏幕上出现一条总长为 0.64 海里被 12 个点平均的 线。最近的 SART 的光点指示遇险船 的位置。当本船接近 SART 1 海里以内时, 雷达上显示快速闪烁 的扫描信号,并有一根单薄的线连接 12 个光点。
弱反射目标
• 目标反射的回波强度不仅取决于与目标间的距离,目标的高度或 尺寸,还要取决 于目标的材料和特性。具有低发射或入射角的目 标,如 FRP(纤维增强复合材料) 船和木制船发射的都不好。所以, 必须注意 FRP 船,木船或沙,沙洲,泥礁等 物体都是弱反射目 标。 由于与海岸线的距离等,本船在雷达图像上看起来比实际的 海岸线要远,当船周 围有弱反射目标时,应更加谨慎。

雷达技术发展历程及未来发展趋势

雷达技术发展历程及未来发展趋势

雷达技术发展历程及未来发展趋势概述:雷达(Radar)是一种利用电磁波进行探测和测量的技术。

它在军事、航空、气象、导航等领域发挥着重要作用。

本文将介绍雷达技术的发展历程,并探讨未来雷达技术的发展趋势。

一、雷达技术发展历程:1. 早期雷达技术:雷达技术起源于20世纪初期,最早用于军事领域。

早期雷达系统主要采用机械扫描方式,通过发送脉冲信号并接收回波来实现目标探测。

这些早期雷达系统在第二次世界大战期间发挥了重要作用,匡助军队进行目标侦测和导航。

2. 脉冲雷达技术:随着科技的进步,雷达技术逐渐发展为脉冲雷达技术。

脉冲雷达系统通过发送短脉冲信号并测量回波的时间来确定目标的距离。

这种技术具有高分辨率和较长探测距离的优势,被广泛应用于航空、气象和导航领域。

3. 连续波雷达技术:连续波雷达技术是雷达技术的又一重要发展阶段。

连续波雷达系统通过发送连续的电磁波信号,并测量回波的频率变化来确定目标的速度。

这种技术在航空领域中被广泛使用,用于飞行器的导航和着陆。

4. 相控阵雷达技术:相控阵雷达技术是近年来的重要突破。

相控阵雷达系统通过利用多个发射和接收单元的组合,实现对目标进行快速扫描和定位。

相控阵雷达技术具有高分辨率、快速探测和抗干扰能力强的特点,广泛应用于军事和航空领域。

二、雷达技术的未来发展趋势:1. 多波束雷达:多波束雷达技术是未来雷达技术的重要发展方向。

通过利用多个波束同时进行探测和测量,可以提高雷达系统的探测效率和准确性。

多波束雷达技术可以应用于军事侦察、航空导航和天气预测等领域。

2. 超高频雷达:超高频雷达技术是未来雷达技术的另一个重要方向。

超高频雷达系统可以利用较高频率的电磁波进行探测,具有更高的分辨率和探测距离。

这种技术可以应用于目标识别、隐身飞行器探测和地质勘探等领域。

3. 弹性波雷达:弹性波雷达技术是未来雷达技术的新兴方向。

弹性波雷达系统可以利用地球表面的弹性波传播进行探测,具有对地壳结构进行高精度探测的能力。

(整理)经典雷达资料-第23章 气 象 雷 达-1

(整理)经典雷达资料-第23章  气 象 雷 达-1

第23章气象雷达RobertJ.Serafin23.1 引言当编写这本手册时,雷达气象学领域正发生着巨大的变化。

虽然大多数雷达工程师熟悉当前所使用的气象雷达,但几乎没有人意识到过去20年里在气象雷达领域中所取得的发展。

例如,应用现代数字信号处理技术和显示技术的多普勒雷达气象学发展得如此迅猛,致使美国正计划用新一代的多普勒雷达系统(NEXRAD)代替现行使用的气象雷达网络。

该系统将对暴风雪、降雨量、飓风、龙卷风及其他重要天气现象提供定量的和自动的实时信息,并在空间上和时间上比以往具有更高的分辨力[1]。

在机场终端区域,第二个多普勒雷达网络将对阵风前沿、风切变、微爆和其他天气危害作出定量测量,以提高美国主要机场运行的安全性[1][2]。

运用平板天线、彩色显示器和固态发射机的新一代多普勒雷达现在可供商业飞机使用,而且这些技术有许多已被世界各国推广应用。

气象雷达研究界采用多部多普勒雷达获得三维风场[3]。

机载多普勒雷达[4][5]已经用来模仿这些能力,提供更高的机动性。

极化分集技术[6]用来辨别水中的冰雪微粒,以提高对降雨的定量测量,并检测冰雹。

同时,在新型雷达系列中,UHF和VHF固定波束系统正被用来得到连续的水平气流分布图[7]。

这些例子是研究领域活力的例证。

本章将向读者介绍气象雷达,特别是气象雷达所特有的系统特性。

在这一点上,应当注意的是大多数气象雷达与其他用途的雷达具有很多相似之处,即脉冲和脉冲多普勒系统是一致的;均使用抛物面天线、焦点馈电、低噪声固态接收机、磁控管、锁相磁控管、速调管、行波管及其他形式的发射机。

气象雷达和其他用途雷达的主要区别在于目标属性的不同。

气象目标分布在空间中,占据大量雷达观察的空间分辨单元,且为了估计降雨量、降雨类型、空气流动、湍流及风切变等参数,必须对接收信号的特征进行定量的测量。

另外,由于许多的雷达分辨单元都含有有用的信息,因此气象雷达要求有高数据率的记录系统和为实时显示提供有效的方法[8][9]。

雷达原理介绍ppt课件

雷达原理介绍ppt课件

的射频信号进行下变频以转化为视频信号(即中心频率等
于0)。正交解调接收机即可完成这样的下变频处理:
sm(t) = s(t) exp(-j2 f0t) 可见,正交解调处理将信号的中心频率降低了 f0 。
|s( f )|
s(t)
sm(t)
正交解 调前
exp(-j2 f0t)
0 |sm( f )|
f0
f
正交解
基本原理
发射系统 接收系统
目标
将雷达的接收信号与发射信号进行比较,就可 以获得目标的位置、速度、形状等信息,根据这些 信息,雷达进而可以完成对目标的检测、跟踪、识 别等任务。
基本原理
发射信号:
Tp
t
Tr
雷达发射周期性脉冲,记脉冲宽度为 Tp,重复周期为 Tr,雷达峰值功率(即脉冲期间的平均功率)为Pt,雷达 平均功率(即周期内的平均功率)为Pav,工作比(即脉冲 宽度与重复周期之比)为D。显然有:
SNR = Ps / Pn 显然SNR越高,目标回波就越显著,就越有利于信号分析。
发射功率
不考虑各种损耗,影响目标回波峰值功率Ps的因素有:
雷达发射峰值功率Pt、目标的雷达截面积(RCS) 、目
标与雷达的相对距离R。它们之间存在关系:
Ps= Pt /R4 是与雷达系统及环境有关的常数。若 过小或R过大,则
Tp
t
响应的 3dB宽度称为雷 达距离分辨率,它表征 了雷达将相邻目标区分 开的能力。若接收机没 有脉冲压缩,可用发射
与雷达相距r的目标回波相对于发射脉冲 脉宽Tp近似距离分辨率;
的延时 = 2r / c,c为电磁波的传播速度。 若有脉冲压缩,分辨率
那么,与雷达的相对距离差为r的两个

雷达的资料 (2)

雷达的资料 (2)

雷达的资料1. 介绍雷达(Radar)是由Radio(射频)和Detection(侦测)两个词组成的缩写词,是一种利用电磁波进行远距离目标探测和测量的技术。

雷达技术广泛应用于航空、军事、气象、导航、地质勘探等领域。

本文将详细介绍雷达的原理、分类以及应用。

2. 原理雷达的工作原理基于电磁波的特性以及目标的反射。

雷达系统发射高频电磁波,这些波通过空间传播,并当波束遇到目标时,部分电磁波会被目标表面反射回来。

雷达接收器接收反射回来的波,并根据接收到的信号计算目标的位置、速度、距离等参数。

3. 分类根据使用的频率范围、工作方式和应用领域的不同,雷达可以分为不同的类型:- 基于频率范围的分类: - X波段雷达 - C波段雷达 - S波段雷达 - L波段雷达 - Ku波段雷达 - Ka波段雷达 - 基于工作方式的分类: - 连续波雷达(CW雷达) - 脉冲雷达 - 多普勒雷达 - 合成孔径雷达(SAR) - 基于应用领域的分类: - 军用雷达 - 气象雷达 - 航空雷达 - 地质勘探雷达 - 海洋雷达4. 应用雷达技术在各个领域中都有重要的应用。

以下是一些常见的雷达应用: ### 4.1 军事应用雷达在军事中起到了非常重要的作用。

它可以用于远距离探测敌方目标,提供战场情报,指引导弹和飞机等武器系统。

此外,雷达还可以用于侦测隐形飞机、导弹和潜艇等敌方威胁。

4.2 气象应用气象雷达用于测量降水、云团和其他气象现象,帮助气象学家预测天气变化。

通过测量反射回来的电磁波强度和频率变化,气象雷达可以提供降水的类型、强度和分布等信息。

4.3 航空应用航空雷达用于飞行安全和导航。

它可以检测飞行器和其他飞行物体,帮助飞行员避开障碍物,提供飞行路径规划和导航。

航空雷达在机场和航空监控系统中广泛使用。

4.4 地质勘探应用地质雷达可用于勘探地下的水、矿产、地层、沉积物和其他地质特征。

它可以通过检测不同类型物质的电磁波反射信号来提供地下结构和特征的图像。

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主电源任一SBR性能的最终限制是主电源系统。

最常使用的卫星主电源是太阳能-电池装置。

高效砷化镓太阳能电池只有18%的效率[57],再加上其他子系统包括控制台、转动铰链、滑环、电池、功率控制和配电设备,主功率系统的功率密度在13~24W/kg之间。

太阳能电池系统有其局限性及一些缺点。

这些缺点将在后面的章节中讨论。

空间核能电源系统能给SBR带来诸多好处,美国从1961年的SNAP—3A起就已经向空间发射了多个核能电源系统。

在1961~1977年期间送入轨道的众多核能电源系统中,只有SNAP—10A是采用核反应堆的[58]~[61]。

自那时以后,技术又向前发展了。

据估计,一个SP—100型核反应堆的质量为2770kg,输出功率为100kW,因此能提供36W/kg的功率密度。

太阳能电池和核能主电源系统的两种基本设计的两种功率能级为25kW和100kW。

它们具有相同的展开高度,如图22.15所示[61]。

可以看出,太阳能系统要比核能系统大。

当功率增大时,太阳能系统的尺寸增大变得更加明显。

比较两者的总长度,100kW太阳能系统的长度是核能系统的2.4倍。

太阳能系统的重量取决于轨道的高度和日蚀期间的工作要求。

对一个在地球同步高度连续工作的太阳能阵列,100kW的太阳能系统重量估计为3970kg。

比较有利和不利方面,基于已有的技术,将太阳能电池系统推广到大功率输出只是一个工程设计的问题。

核反应堆的设计要求有工程的研发。

核能主电源系统的优点包括:(1)在更高的功率上可实现更小的质量和尺寸;(2)在地球低轨道(LEO)和同步轨道(GEO)内没有自然环境的干扰;(3)不需要对准、万向接头、滑环和长寿命的电池,这表明原子核能系统具有极高的可靠性;(4)减少对SBR天线的影响,如多路径和副瓣;(5)具有比太阳能系统更强的抗核冲击能力;(6)减小了光学和雷达特征;(7)造价降到太阳能的1/3(8)功率可连续供应;(9)没有定向要求;(10)没有机动限制;(11)功率不会下降,即寿命开始-寿命结束(BOL-EOL)功率电平;(12)没有大型柔性结构。

第22章天基雷达(SBR)系统和技术·838·图22.15 基准主电源系统:展开式结构[61]安全问题已在1980年联合国工作小组报告中讲到[59]。

这个小组是专门从事空间核能源(NPS)安全问题的研究的。

该小组重申的结论是NPS虽然可以在空间安全使用,但发射的国家必须承担以下责任:(1)按国际标准进行安全测试和评估;(2)在发射时向联合国提供详细地设计和测试数据;(3)若NPS重返大气层时间基本确定,则应向联合国提供详细的轨道参数、可能坠落的地区、能量史、核燃料的清单及在距离1m处对生存环境的辐射量。

工作小组指出,U235燃料反应堆需要400年的衰变期才能使裂变产物的放射性减小1000倍。

这意味着应该使用的最低轨道高度为300n mile。

很明显,从技术观点而言,若需要大功率电源,则大型SBR系统应使用核能主电源系统。

22.5 关键问题本节将简单地介绍相关的一些关键问题的解决方法。

在SBR的开发中,关键问题包括:(1)系统造价;(2)系统生存性和易损性;(3)系统校准;(4)天线的展开与变形;(5)舱内处理;(6)核能主电源。

SBR系统造价通过对许多已成功入轨卫星的非正式研究后得出,按1988年的美元价值计算,SBR卫星的造价估计大约为每千克重量64 000美元。

发射费用不包括在内,它取决于发射手段。

图22.16给出了通过非正式研究许多卫星的发射情况所得到的数据,给出了从美国的两个发射场,即东部测试场(ETR)和西部测试场(WTR)发射的几种运载工具的发射费用。

可以看出,极地轨道费用大于从ETR正东的发射费用,采用航天飞机(STS)和大力神(Titan)类火箭发射大的载荷比较经济(按单位重量费用美元/磅计算)。

第22章天基雷达(SBR)系统和技术·839·图22.16 低地球轨道的每磅费用生存性和易损性SBR系统的生存性和易损性必须予以验证和测试。

自然空间辐射环境将在T/R模块上产生巨大总辐射剂量,受辐射剂量的大小取决于防护。

表22.7列出了在高度为450n mile、900n mile和5600n mile的圆形轨道上5年期的总辐射量[32]。

分析时,T/R模块的面积为1in2,若将穿透T/R模块包装两侧的粒子辐射考虑进去的话,则估计总受辐射剂量将是预期的2倍。

芯片的片基可以提供一些防护,但在这里被忽略了。

第22章天基雷达(SBR)系统和技术·840·表22.7 太空辐射环境摘要(摘自参考资料32)22.6 SBR未来展望交会雷达的任务所有交会卫星的交会任务目前都由载人飞船完成。

在不久的将来,大部分的交会任务可以由无人飞船来完成,例如,OMV。

OMV的任务计划有:(1)空间船大型观察站维修;(2)置放载荷;(3)回收载荷;(4)使载荷再提速;(5)使载荷减速以便重返大气层;(6)载荷观察;(7)子卫星任务;(8)多载荷任务;(9)现场维修任务;(10)STS转移到空间站;(11)基地支持。

这些任务的详细说明可以在NASA OMV的建议要求中找到[62]。

OMV的初始设计是模块化的,目的是为了能在空间站上增加其功能,通过添加适当的配套或单元组件系统可以承担以下几种添加任务:(1)后勤支持;(2)残骸收集任务;(3)扩展在轨的工作;(4)卫星装配;(5)补充卫星燃料;(6)维修任务;(7)空间站重新增速。

一种造价低、重量轻的交会雷达将用以完成这些未来的OMV任务。

表22.8给出了此类OMV雷达具有的主要性能。

交会雷达系统(RRS)是X波段、距离波门选通全相参脉冲多普勒雷达。

它具有冗余的电子装置和冗余平衡马达绕组。

OMV系统计算机的捕获搜索功能可以在4.5n mile处发现1m2SwerlingⅠ型目标(在99%的检测概率和每小时1个虚警率的条件下)。

单脉冲跟踪的最小距离为35ft。

在交会机动过程中,设计的峰值功率可在50dB范围内调整,以便将敏感目标上受到的RF辐射减到最低程度。

采用脉冲频率捷变,可在300MHz 的工作波段内采用30个间隔为10MHz的频率点来去相关斯威林Ⅰ型目标的波动。

对每次驻留,将128个脉冲用FFT处理器进行相参积累,再对FFT输出进行非相参积累,可以对多达30个的FFT输出进行积累。

表22.8 OMV雷达特性第22章天基雷达(SBR)系统和技术·841·空间站的最初布局结构将限制跟踪系统的需求,包括在37km控制区域内跟踪合作的飞行器[63]。

这是根据所有的飞行器都是通过空间对空间通信链路向空间站跟踪系统提供准确的位置和速度数据的假设得出的结论。

不要求自动跟踪飞船外面的宇航员。

对不断增大的空间站,跟踪系统必须扩充以满足更多的需求。

越来越多的共轨道飞行器、非协作的或废弃的飞行器、自动跟踪飞船外的宇航员及飞船停泊和对接工作所需的传感器均要求系统内部有更多的跟踪能力。

有些短距离雷达需要跟踪没有全球定位系统(GPS)能力的飞行器和废弃的飞行器。

多目标跟踪雷达的初步折中选择结果表明[36],采用K a波段或者X波段的相控阵雷达是首选方案。

遥感任务[64]许多观测地球和行星遥感任务都将用到SBR。

SIR系列具有对地表成像的能力,使用所有极化状态(HH,VV和HV)和多频段。

许多国家都考虑过将SBR SAR的一些功能用于各种不同的用途。

一个例子就是加拿大雷达卫星(Canadian Radarsat)。

它安装了一个C波段的SBR SAR,主要是为了监视极地冰层动态,以便制定行船航线。

该SAR的条形探测带宽为200km。

在行星探测领域,SBR成像系统是探测两个被云层连续覆盖的天体(金星和土卫六)的关键。

在20世纪70年代后期的金星探测中,金星轨道先驱者(Pioneer Venus Orbiten)上的一部雷达传感器提供了该行星的低分辨图像(40~100km)。

前苏联的Venera卫星以1300m 的分辨力提供了部分的金星北半球的雷达图像[65]。

美国金星雷达使命的目的是提供覆盖金星全球的图像,分辨力为150m。

在探测土星的一颗“土卫六”卫星中,由于距离地球较远数据传送速率受到严格限制,因此直接影响了测绘范围和分辨力,即可将雷达送入围绕土星的轨道上,并且飞船沿着所选的轨道从“土卫六”旁飞过。

这些近距离飞越必须有的放矢,以便在每次飞越时,SBR SAR可以绘制出“土卫六”上的不同区域的图像。

“土卫六”的雷达测绘仪有一个很宽的条形扫描带(600~800km),以便能在次数有限的飞越的过程中获取星球图。

真实孔径成像可以提供6~40km的分辨力。

合成孔径模式能够以大约为200m的分辨力观察有限的区域。

用雷达可完成的其他任务是海洋散射测量和高度测量功能。

散射仪为海洋和气象服务获取精确的全球表面风测量数据。

期望的风速误差大概为2m/s,风向误差少于16︒。

SBR测高仪要求从离海面上空1300km高、倾斜度为65︒的极地轨道上测量高度,测量误差为5cm。

在火星坚硬的表面上空,火星轨道上37GHz测高仪的任务是搜集该星球高分辨力地形地貌的测绘数据,其分辨力为15m。

地球观测系统(EOS)的总体目标任务是通过深入理解地球系统的各个组成的部分、它第22章天基雷达(SBR)系统和技术·842·们之间的相互作用及系统如何变化,在全球范围推进对整个地球系统的科学认识。

国际太空站成员包括下面的极地和赤道轨道卫星:(1)美国国家航空航天管理局的一个EOS平台,高度为824km,太阳同步轨道,跨越赤道时间为下午1:30,上升交点轨道;(2)欧洲航天局(ESA)的一个平台,高度为824km,太阳同步轨道,跨越赤道时间为上午10:00,下降交点轨道;(3)高度在335~460km之间、28.5︒倾斜轨道的载人空间站。

这些卫星计划使用的设备包括雷达、辐射仪、红外线、光学和紫外线(UV)传感器。

这些传感器测量的参数有风、云、雨、液体湿度成分、地质参数和海流等。

雷达用于大气和地质的观测。

在这些雷达中的两部雷达是热带雨林测绘雷达(TRAMAR)及陆地、海洋和雨的雷达测高仪(LORRA)[67]。

全球空中交通监视[12]空中交通管制(ATC)是全球日益关心的一件事情。

在欧洲和北美洲的主要大都市地区的内部、周围及之间的飞行器密度呈爆炸性增长是人所共知的。

如果联合国组织要对120~130个国家的ATC负责,则可以想像在21世纪需多达84 000架商业飞机在空中进行交通管制。

一个玫瑰花形的SBR卫星群,在轨道高度为5 600n mile(10 371km),倾斜角为49.4︒的14/14/12Walker轨道[23]上同时使至少2颗卫星能提供全球范围的连续观察(在14个等间距的轨道平面上都布置了一颗卫星)。

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