一种新颖的紧凑型毫米波星载SAR概念.pdf

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1、2012年第1期电予Z程僧墓39一种新颖的紧凑型毫米波星载SAR概念林晶(中国电子科技集团公司第十四研究所，南京210039)目标识别。1引言获取高性能图像是星载SAR系统设计和研制的最终日的，高分辨率的SAR图像在军事上具有继1996年3月在德国召开第一届欧洲合成孔极其重要的应用价值。更高的分辨率意味着更精确径雷达(USAR)会议以来，星载合成孔径雷达的目标分辨和识别能力、更准确的情报，更精确的(SAR)技术获得了长足进步，正朝着能够为人们地形数据。因此，追求更高的分辨率一直是研制部提供更广、更丰富的目标信息的方向发展。除了多门和用户努力的方向。频段、多极化、可变视角和可变波束

2、以外，追求高CX雷达工作在34GHz(Ka波段)。相对于常分辨率和超高分辨率成像正成为星载SAR技术的规的低波段，毫米波更容易实现高分辨率(波束宽发展核心。与此同时，对于动目标检测和动目标成度)。不仪如此，对于一个给定的孔径尺寸，选择像以及星载SAR小型化的需求也迅速上升，吸引高波段对MTI性能更为有利。当然，毫米波段也并美国、欧洲各国纷纷投入巨资进行研究。不是万能的一一工作在这个频率上的传感器更易包括荷兰(NLR、Dutchspace和TNO)、德国受到空气的影响，尤其是在中到大雨中，性能受损(EADS和UniKarlsnLhe)和意大利(AlcatelAlenia现象较为严重

3、。但是这种情况在荷兰上空并不多Spazio)等国在内的欧洲研究组织在近年开展了见，平均概率还不到10％。因此，并不影响中、高SAR卫星的新技术项目，各国都提出了各自的新’‘精度分辨率成像模式的使用。代成像雷达概念。其中，荷兰率先开展研制T作，(2)系统结构紧凑，实现SAR卫星发射和研在“下一代军用星载合成孔径系统和技术”合同框制的高效费比。架中，定义了一种称之为ConeXpress(CX)的新面对战场环境的变化，大卫星日益暴露出一些型紧凑型毫米波星载SAR的概念。所谓明显的弊端，主要体现在造价高昂、维护不便、应ConeXpress，简单说来就是将卫星集成进一个锥形急发射困难、战术

4、保障和快速反应能力有限等方的结构。该设计主要基于两个目的：一一是通过合理面。随着航天技术的发展，特别是轻型天线、集成地利用主有效载荷的剩余空间，实现低成本发射；电路和固态电子器件等技术的发展，使低成本、高二是达到10cm左右量级的高分辨率。性能、小型轻量化的星载SAR研制成为可能。CX雷达的设计新颖，充分体现了星载SAR的发展方向，为低成本、高性能星载SAR的实现提供了一种可行方案。随着SAR卫星应用的效费比明显提高，研制费用大幅降低，参加研制的国家不断增加，星载SAR将不再只是少数大国的专利。2CX雷达的设计目的和主要优势CX新概念雷达传感器为一‘个包含四个可展开子阵的平板相控

5、阵结构，具有聚束SAR、条带SAR以及动目标识别(MTI)等多种工作模式。它的设计具有以下两大优势：(1)采用毫米波段，实现高分辨率成像和动图1处于发射状态的ConeXpress平台及雷达军用技术40电孑互程锫垂2012年第1期在CX雷达的设计中，采用集成电路和固态电聚束的控制则由航天器自身进行。图3示出了天线子器件降低了中央电子设备的重量和体积，并且由阵面和太阳板全部展开后的CX雷达。于可展开轻型相控阵天线阵面和太阳能电池板在展开后的毫米波SAR天线锥形平台内进行了高效的层叠，大大降低了天线及卫星有效载荷的重最，进而降低了星整体和需带燃料的重量，为集群式载荷发射(双发射或多发射

6、)提供了可能，从而最终大幅削减卫星的发射成本。3CX雷达传感器的设计方案与关键技术实现图3天线阵面和太阳板展开后的ConeXpress雷达CX项目由NLR、Dutchspace和TNO三家联根据T／R组件的性能指标、输出功率、噪声系合研制。其中，星载SAR相控阵天线的核心部件——T组件由TNO进行研制，设计目标是尽可能数、超高分辨率，能抗小雨衰等要求，在最初的天线阵面设计方案中，所包含的T／R组件数最巨大，缩减体积，使得天线阵面的组件密度最大化。此外，超过了25000个。不论从控制成本的角度还是基于TNO还负责整个SAR天线波束性能的研究。功率要求的考虑，该设计都是不切实际的。之

7、后的Dutchspace则主要负责系统框架的研究。NLR的主几个设计方案重在减小天线的面积和T／R组件的数要工作是研究集高机械强度和轻质于一身的高导量及功率，采用了诸如多波束和低功率T／R组件等热碳纤维材料(CFRP)、数据流的数字控制(因为技术。高密度的天线元件和T／R组件带来数据流的激增)最终的设计采纳了一维(交轨跟踪)扫描阵列，和数字波束形成技术以及将天线元件所必需的相以便在沿跟踪方向上可采用较宽的T／R组件间隔，移信号全数字化(在A／D转换器之后)的可能性，从而大幅度减少