無人機雷達的載荷

1、無人機的偵查載荷,內(nèi)容,1、概述,2、雷達,3、我國雷達現(xiàn)狀,1、概述,有效載荷：有時將機上所有的裝置和外掛均定義為有效載荷。本書專指無人機為遂行特定任務(wù)而裝載的儀器設(shè)備。包括執(zhí)行偵查、電子戰(zhàn)、武器投放所需的傳感器、發(fā)射器和外掛物。,美國《2005-2030無人機系統(tǒng)線路圖》將無人機的能力需求分為戰(zhàn)場態(tài)勢感知、指揮控制、集中后勤、部隊應用和部隊防護5個領(lǐng)域，并認為偵察是無人機最重要的任務(wù)，即使作戰(zhàn)無人機也是如此。,有效載荷,偵察是無人機

2、最重要的任務(wù)，攝象機(夜間紅外攝象機)配合激光瞄準測距，能提供目標精確的位置，完成目標跟蹤鎖定。高空長航時無人機的出現(xiàn)給無人駕駛飛機有效載荷的發(fā)展開拓了新空間，它的有效載荷可為合成孔徑雷達和各種形式的光電傳感器，能夠?qū)⒑铣煽讖嚼走_圖象實時反饋給地面部隊。,偵查的載荷,2、雷達,意思為“無線電探測和測距”，即用無線電的方法發(fā)現(xiàn)目標并測定它們的空間位置。因此，雷達也被稱為“無線電定位”。雷達是利用電磁波探測目標的電子設(shè)備。雷達發(fā)射電磁波對目

3、標進行照射并接收其回波，由此獲得目標至電磁波發(fā)射點的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。,潮濕空氣對雷達頻段電磁輻射的吸收率比光學的小，所以雷達頻段的電磁輻射能穿過云層和霧，使得采用雷達可實現(xiàn)全天候偵查。作為有源自主系統(tǒng)，它可通過多普勒處理方法識別靜止背景下的運動目標。接收器能夠忽略未發(fā)生頻移的信號，將運動物體與靜止背景區(qū)分開。,常規(guī)雷達,雷達假定大部分回波都來自地面的固定物體，并使用這些回波中的多普勒頻移量定義為“零速度”

4、點。有這個零速度點可測量出多普勒偏移量。這樣就可檢測到任何相對于環(huán)境發(fā)生運動的目標的回波。,雜波標記,一種高分辨率的全天候微波遙感成像雷達，可以在能見度極低的氣象條件下得到類似光學照相的高分辨雷達圖像?？梢赃M行相干檢測，即將回波信號與發(fā)射信號對比，使距離測量精確到信號波長的分數(shù)部分。,合成孔徑雷達（SAR）,發(fā)展起源于20世紀50年代。1951年美國古德伊爾飛機公司的卡爾·威利從雷達距離分辨率為15m，但在100km處目標的方

5、位分辨率大于1500m這一技術(shù)難題出發(fā)，經(jīng)多次觀測后，從雷達回波中發(fā)現(xiàn)了多普勒頻移，并找到了這一頻移與天線波束寬度的關(guān)系，研究出改善雷達方位分辨率的方法。,起源與發(fā)展,1963年，美國密執(zhí)安大學多位科學家與威利等人共同提出了合成孔徑雷達這一概念。合成孔徑雷達的首次實用是在20世紀60年代中期，裝備在RB一47H和RB一57D等戰(zhàn)略軍用偵察飛機上。經(jīng)過40年的發(fā)展，它已成為用途很廣泛的偵察、監(jiān)視和目標指示設(shè)備，裝載在先進的飛機、衛(wèi)星及新一

6、代無人機平臺上。,起源與發(fā)展,1、主動性好，可以連續(xù)進行探測監(jiān)視2、從預先確定的信號環(huán)境中偵察目標，其信號處理和圖像處理容易實施3、可以對目標進行圖像偵察，空間分辨率和定位精度都很高4、在一個載體上可以使用多通道技術(shù)偵察目標，將偵察數(shù)據(jù)進行綜合，獲取地球表面的高度、目標的立體外形和運動參數(shù)等信息,突出優(yōu)勢,目標成像是無人機載SAR軍事應用必須解決的問題。作為戰(zhàn)術(shù)偵察的一部分，需要對戰(zhàn)場地面進行連續(xù)、及時與清晰的監(jiān)視，為態(tài)勢評估、指

7、揮與控制提供更多的信息。戰(zhàn)場上會存在大量的動目標，不對動目標專門成像，SAR的成像就會失真。因此，無人機載SAR實現(xiàn)動目標成像將成為重要研究對象。,動目標成像,無人機載SAR采用相控陣天線是其發(fā)展趨勢之一。相控陣天線固定在載機上，不需要穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)支架，可以方便地瞬時補償載機偏航，減小誤差。由于相控陣天線波束掃描的靈活性，能夠?qū)Τ上駞^(qū)域精確選擇，也為靈活的工作方式提供了基礎(chǔ)。在相控陣天線的基礎(chǔ)上，利用空時二維處理技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)動目標顯示

8、和立體成像。,采用相控陣天線,無人機上SAR的數(shù)據(jù)傳送給地面控制站的近似實時成像，需要壓縮傳輸，近似實時成像有利于無人機載SAR操縱員掌握、調(diào)整成像區(qū)域，對軍事應用是非常必要的。,數(shù)據(jù)壓縮傳輸,3、我國雷達現(xiàn)狀,中國幾十年來的雷達技術(shù)都與西方差距很大 得益于上世紀80年代的中美蜜月期 中國引進了大量西方和美式雷達包括制造技術(shù)，這使得中國雷達技術(shù)上突飛猛進加之中國的改革開放使得中國雷達技術(shù)處于先進的行列,,航天科工集團二院研制的SAR雷達