國外合成孔徑雷達(dá)偵察衛(wèi)星發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析

1、1國外合成孔徑雷達(dá)偵察衛(wèi)星發(fā)展現(xiàn)狀 與趨勢分析Email:beautyhappy521@163.com0 引言未來戰(zhàn)場狀況瞬息萬變，實時掌握正確的情報信息是取得戰(zhàn)爭主動權(quán)的重要因素，對敵照相偵察是進(jìn)行情報收集的有效手段。然而利用各種天然環(huán)境與人為工事、配合黑夜與惡劣氣候條件、隱蔽及掩護(hù)部隊（武器）行蹤可使得傳統(tǒng)光學(xué)影像無能為力，這也給雷達(dá)影像以發(fā)展契機(jī)。合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,簡稱 SAR)是一種

2、全天候、全天時的現(xiàn)代高分辨率微波成像雷達(dá)。它是二十世紀(jì)高新科技的產(chǎn)物，是利用合成孔徑原理、脈沖壓縮技術(shù)和信號處理方法，以真實的小孔徑天線獲得距離向和方位向高分辨率遙感成像的雷達(dá)系統(tǒng)，在成像雷達(dá)中占有絕對重要的地位。近年來由于超大規(guī)模數(shù)字集成電路的發(fā)展、高速數(shù)字芯片的出現(xiàn)以及先進(jìn)的數(shù)字信號處理算法的發(fā)展，使 SAR 具備全天候、全天時工作和實時處理信號的能力，并已經(jīng)成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭軍事情報偵察的重要工具[1]。了解與研究國外 SAR 偵察衛(wèi)星

3、的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，無論是對我國開發(fā)新的 SAR 衛(wèi)星系統(tǒng)還是研究反 SAR 偵察技術(shù)都具有重要的現(xiàn)實意義。1 國外 SAR 偵察衛(wèi)星的發(fā)展現(xiàn)狀1.1 美國的 Lacrosse 衛(wèi)星“長曲棍球” （Lacrosse）衛(wèi)星是美國的軍用雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星。它不僅適于跟蹤艦船和裝甲車輛的活動，監(jiān)視機(jī)動或彈道導(dǎo)彈的動向，還能發(fā)現(xiàn)偽裝的武器和識別假目標(biāo)，甚至能穿透干燥的地表，發(fā)現(xiàn)藏在地下數(shù)米深處的設(shè)施。美國已經(jīng)發(fā)射了 Lacrosse-1（1988

4、年 12 月） 、Lacrosse-2（1991 年 3 月） 、Lacrosse-3（1997 年 10 月） 、Lacrosse-4（2000 年 8 月） 、Lacrosse-5（2005 年 4月） ，其中 Lacrosse-1 已經(jīng)退役，并正在研制 Lacrosse-6，分辨率從最初的 1 m提高到 0.3 m。 “長曲棍球”衛(wèi)星已成為美國衛(wèi)星偵察情報的主要來源，美國軍方計劃再訂購 6 臺“長曲棍球”衛(wèi)星上的 SAR，每臺 S

5、AR 的價格約 5 億美元[2]。3可以利用不同入射角的兩顆雷達(dá)測量數(shù)據(jù)干涉形成三維立體圖像，具備雷達(dá)干涉測量地形的能力[6]。1.5 德國的 SAR-Lupe德國的SAR-Lupe軍事雷達(dá)衛(wèi)星，是歐洲高分辨率天基成像雷達(dá)的首次應(yīng)用[7]。該系統(tǒng)獨特的設(shè)計概念是包括五顆衛(wèi)星的星座，分布在三個不同軌道上。在軌道上只要有2顆衛(wèi)星就能保證該系統(tǒng)正常工作，之所以要發(fā)射5顆衛(wèi)星主要是為預(yù)防衛(wèi)星在軌道上發(fā)生故障。該系統(tǒng)衛(wèi)星每顆重770公斤。衛(wèi)星搭載

6、的雷達(dá)成像設(shè)備可以在任何照明和氣象條件下對地表設(shè)施進(jìn)行觀測和拍照，其圖像分辨率約為0.7米。衛(wèi)星還可以辨認(rèn)運動中的汽車及飛機(jī)型號，并能識別地面“特殊設(shè)施”。整個系統(tǒng)耗資約3億歐元，設(shè)計工作年限為10年。前三顆SAR-Lupe衛(wèi)星分別于2006年12月、2007年7月、2007年11月發(fā)射成功，后兩顆將于2008年中期發(fā)射。最后兩顆SAR-Lupe衛(wèi)星的技術(shù)改造工作已經(jīng)開始，項目名稱為SARah，主要目的是研制有源雷達(dá)系統(tǒng)，尤其是高功率放

7、大器管。SAR—Lupe 是目前世界上重量最小的雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星，其裝備有星間通信鏈路，以加快成像指令從一顆衛(wèi)星向另一顆衛(wèi)星的傳遞速度，縮短圖像獲取的延遲時間。地面控制人員可將成像指令發(fā)給處在地面站視線范圍內(nèi)的一顆衛(wèi)星，該衛(wèi)星會通過星間無線電通信鏈路將這一指令直接傳遞給處在德國軍方想要對那里成像的另一地方上空的衛(wèi)星。利用這些衛(wèi)星上的星間通信鏈路，歐盟軍事終端用戶能夠在成像指令發(fā)出后 11 小時內(nèi)接收到衛(wèi)星對全球任一地點拍攝的圖像數(shù)據(jù)。S

8、AR—Lupe 衛(wèi)星必將增強(qiáng)歐洲空間監(jiān)視能力[8]。1.6 其他 SAR 偵察衛(wèi)星俄羅斯正在研制一顆名為“禿鷹 E”(Kondor-E)的 S 波段小型雷達(dá)衛(wèi)星，該衛(wèi)星只有 800 千克（國外類似衛(wèi)星重達(dá) 2-3 噸） ，且費用比國外類似衛(wèi)星減少 4-5倍。其多功能雷達(dá)可提供 Kondor-E 軌道兩側(cè)各 500 千米范圍內(nèi)的高分辨率圖像，還能提供 30 幅數(shù)字地圖模擬圖像[9]。日本于 2006 年 1 月 24 日發(fā)射了一顆 Alo