小飞猪:合成孔径雷达与我国空军对地攻击能力

近日，航空报报道了曹正林同志的先进事迹，其中提到以他为首的团队研制成功合成孔径雷达，为提供我国空军作战飞机的对地攻击能力做出了重要贡献。
合成孔径雷达是上世纪80年代以来，各国发展的一个重点，它解决了机载雷达对地探测问题，是提高作战飞机对地攻击能力的一个重要手段。
我们传统知道雷达对地面目标的分辨率大约与信号波长、距离呈现正比，与天线长度成反比，因此为了提高较高的分辨率需要采取加大天线尺寸的办法，但是对于雷达来说，考虑到成本、费用等关系，它的天线不可能无限制的扩大，以普通机载火控雷达常用的X波段为例，它的波长大约是3厘米，如果想探测坦克这样大小的目标，需要实现1.5米的分辨率，如果采用传统真实波束绘图模式，那么天线长度高达400米左右，这样大的天线不但飞机上难以安装，就是地面也无法实现。
这样合成孔径雷达就出现了，合成孔径雷达就是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达，工作时按一定的重复频率发、收脉冲，真实天线依次占一虚构线阵天线单元位置。把这些单元天线接收信号的振幅与相对发射信号的相位叠加起来，便合成一个等效合成孔径天线的接收信号。合成孔径雷达的特点是分辨率高，能全天候工作，能有效地识别伪装和穿透掩盖物。
早期合成孔径雷达没有对阵列各单元之间的相位差进行补偿，所以阵列长度受到限制，所以出现了对天线单元之间相位差进行补偿的聚集阵列，它的特点就是实天线长度越小，分辨能力反而越高，这是因为实天线口径越小，波束越宽，聚集阵列的长度越大，所以精度反而更高。


合成孔径雷达这种以小天线取得高分辨率的特点，为战斗机扩展对地攻击能力打下了基础，实际上我们看下上世纪90年代以来的新型火控雷达或者老雷达升级，几乎都增加了合成孔径模式，这是因为在这个模式下，机载火控雷达就成了一部合成孔径雷达，可以探测到地面小型目标，结合飞机的导航系统就可以得到目标的坐标，这样飞机就可以对目标进行攻击，尤其是JDAM这样的卫星制导武器普及，可以让战斗机迅速、廉价的获得昼夜全天候对地攻击能力。

不过合成孔径也有自己的缺点，那就是对于信号/数据处理要求高，合成孔径雷达从上世纪50年代开始研制，到90年代才在机载火控雷达上面应用，就是这个原因，还有一点就是传统的合成孔径雷达只能侧视、探测固定目标，因此机载雷达拥有SAR模式的同时，同时可能还会有多普勒锐化-DBS和地面目标指示-GMTI这两个模式，前者用于前视或者前斜视探测地面目标，后者用于探测地面目标，在对付海上舰船方面，还有一个逆合成孔径雷达模式（ISAR），同时各个国家还在大力发展能够前斜视的合成孔径雷达，并且采用干涉合成孔径模式来探测地面慢速目标的图像，它的原理是用多次观测时的高度差或者位置差信息，获得地面目标的三维雷达图像，同时也可以消除地面静止目标较生的回波，从而获得地面慢速移动目标的信息。


我国从上世纪70年代开始研制合成孔径雷达，在1979年获得了我国第一张合成孔径雷达图像，经过科研人员的不断努力，实现了从单一波段到L、S、X、Ku波段的系列发展，目前拟进一步拓展到其它波段；从单极化到多极化；分辨率从最初的几十米发展到国际先进水平，目前仍在开展更高分辨率的研究；从单一条带模式发展到条带、聚束、扫描等模式；特别是完成了干涉合成孔径雷达的研制和试验飞行，实现了我国雷达图像从二维到三维的跨越；测绘带宽度从几公里发展到几十公里，并能保证长时间连续大面积的成像。到上世纪初国产合成孔雷达的分辨率已经达到1.5米，到了新世纪，国产合成孔径雷达的分辨率提高到0.5米，研制成功制成功了X波段、条带模式分辨率达0.32m×0.46m、聚束模式分辨率0.3m×0.3m、并具有50km远距离成像能力的机载合成孔径雷达系统，目前我国合成孔径雷达的分辨率已经达到5CM。


从海外的资料来看，我国机载火控雷达已经具备合成孔径雷达模式，如出口到巴基斯坦JF-17上面配备的国产KLJ-7就有这样的模式，加上我国北斗二期卫星导航定位系统正在不断完善之中，所以利用北斗卫星导航模块，我国空军大量库存的普通炸弹十分方便的升级为精确制导武器，从而迅速、经济的让我国空军昼夜全天候对地攻击能力，同时也可以让巴基斯坦或者其他国家的普通炸弹进行这样的升级，配合机载雷达的SAR模式，这样也可以让这些国家迅速、经济具备昼夜全天候对地攻击能力。这样既可以让这些国家摆脱对于GPS系统的依赖，也有助于提高我国武器装备的出口能力。应该是我国未来军贸重点拓展的领域。


http://bbs.dsjunshi.com/forum.php?mod=viewthread&tid=736882&mobile=1近日，航空报报道了曹正林同志的先进事迹，其中提到以他为首的团队研制成功合成孔径雷达，为提供我国空军作战飞机的对地攻击能力做出了重要贡献。
合成孔径雷达是上世纪80年代以来，各国发展的一个重点，它解决了机载雷达对地探测问题，是提高作战飞机对地攻击能力的一个重要手段。
我们传统知道雷达对地面目标的分辨率大约与信号波长、距离呈现正比，与天线长度成反比，因此为了提高较高的分辨率需要采取加大天线尺寸的办法，但是对于雷达来说，考虑到成本、费用等关系，它的天线不可能无限制的扩大，以普通机载火控雷达常用的X波段为例，它的波长大约是3厘米，如果想探测坦克这样大小的目标，需要实现1.5米的分辨率，如果采用传统真实波束绘图模式，那么天线长度高达400米左右，这样大的天线不但飞机上难以安装，就是地面也无法实现。
这样合成孔径雷达就出现了，合成孔径雷达就是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达，工作时按一定的重复频率发、收脉冲，真实天线依次占一虚构线阵天线单元位置。把这些单元天线接收信号的振幅与相对发射信号的相位叠加起来，便合成一个等效合成孔径天线的接收信号。合成孔径雷达的特点是分辨率高，能全天候工作，能有效地识别伪装和穿透掩盖物。
早期合成孔径雷达没有对阵列各单元之间的相位差进行补偿，所以阵列长度受到限制，所以出现了对天线单元之间相位差进行补偿的聚集阵列，它的特点就是实天线长度越小，分辨能力反而越高，这是因为实天线口径越小，波束越宽，聚集阵列的长度越大，所以精度反而更高。


合成孔径雷达这种以小天线取得高分辨率的特点，为战斗机扩展对地攻击能力打下了基础，实际上我们看下上世纪90年代以来的新型火控雷达或者老雷达升级，几乎都增加了合成孔径模式，这是因为在这个模式下，机载火控雷达就成了一部合成孔径雷达，可以探测到地面小型目标，结合飞机的导航系统就可以得到目标的坐标，这样飞机就可以对目标进行攻击，尤其是JDAM这样的卫星制导武器普及，可以让战斗机迅速、廉价的获得昼夜全天候对地攻击能力。

不过合成孔径也有自己的缺点，那就是对于信号/数据处理要求高，合成孔径雷达从上世纪50年代开始研制，到90年代才在机载火控雷达上面应用，就是这个原因，还有一点就是传统的合成孔径雷达只能侧视、探测固定目标，因此机载雷达拥有SAR模式的同时，同时可能还会有多普勒锐化-DBS和地面目标指示-GMTI这两个模式，前者用于前视或者前斜视探测地面目标，后者用于探测地面目标，在对付海上舰船方面，还有一个逆合成孔径雷达模式（ISAR），同时各个国家还在大力发展能够前斜视的合成孔径雷达，并且采用干涉合成孔径模式来探测地面慢速目标的图像，它的原理是用多次观测时的高度差或者位置差信息，获得地面目标的三维雷达图像，同时也可以消除地面静止目标较生的回波，从而获得地面慢速移动目标的信息。


我国从上世纪70年代开始研制合成孔径雷达，在1979年获得了我国第一张合成孔径雷达图像，经过科研人员的不断努力，实现了从单一波段到L、S、X、Ku波段的系列发展，目前拟进一步拓展到其它波段；从单极化到多极化；分辨率从最初的几十米发展到国际先进水平，目前仍在开展更高分辨率的研究；从单一条带模式发展到条带、聚束、扫描等模式；特别是完成了干涉合成孔径雷达的研制和试验飞行，实现了我国雷达图像从二维到三维的跨越；测绘带宽度从几公里发展到几十公里，并能保证长时间连续大面积的成像。到上世纪初国产合成孔雷达的分辨率已经达到1.5米，到了新世纪，国产合成孔径雷达的分辨率提高到0.5米，研制成功制成功了X波段、条带模式分辨率达0.32m×0.46m、聚束模式分辨率0.3m×0.3m、并具有50km远距离成像能力的机载合成孔径雷达系统，目前我国合成孔径雷达的分辨率已经达到5CM。


从海外的资料来看，我国机载火控雷达已经具备合成孔径雷达模式，如出口到巴基斯坦JF-17上面配备的国产KLJ-7就有这样的模式，加上我国北斗二期卫星导航定位系统正在不断完善之中，所以利用北斗卫星导航模块，我国空军大量库存的普通炸弹十分方便的升级为精确制导武器，从而迅速、经济的让我国空军昼夜全天候对地攻击能力，同时也可以让巴基斯坦或者其他国家的普通炸弹进行这样的升级，配合机载雷达的SAR模式，这样也可以让这些国家迅速、经济具备昼夜全天候对地攻击能力。这样既可以让这些国家摆脱对于GPS系统的依赖，也有助于提高我国武器装备的出口能力。应该是我国未来军贸重点拓展的领域。


http://bbs.dsjunshi.com/forum.php?mod=viewthread&tid=736882&mobile=1