基本介紹
- 中文名：航天雷達
- 外文名：Space radar
裝載在航天飛行器上的各種雷達。又稱天基雷達、星載雷達。主要用於對地球和行星的探測，保障航天飛行器之間的交會對接，以及對空中、海上和外層空間活動目標的監視等。最初套用的航天雷達是二次雷達。1965年3月，美國在“雙子星座”號載人飛船上用二次雷達工作方式的交會雷達進行對接試驗，為“阿波羅”載人登月工程作準備。20世紀60年代末至70年代初，美、蘇等國開始研究航天雷達的套用問題。1968年，蘇聯成功地發射了載有雷達的海洋監視衛星。1975年，美國發射的“海洋地球動力學試驗衛星”（Geos-3）上面攜帶一部雷達高度計，用來探測海洋形態和海浪高度。1978年，美國發射的“海洋衛星”1號（Seasat-A）裝載了23.5厘米波長的合成孔徑雷達、2～3厘米波段的雷達高度計和2厘米波段的雷達散射計，對陸地和海洋進行綜合探測。80年代初，美國開始對航天監視雷達進行系統論證和研究工作。1983年6月，美國在“挑戰者”號太空梭STS-7上試驗一次雷達方式的對接雷達。其後，美國和蘇聯多次將這種雷達套用於航天飛行器之間的對接和衛星回收。80年代後期，美國宇宙飛船上的合成孔徑雷達SIR-C採用23.5厘米與5.66厘米兩種波長同時工作，蘇聯對23厘米、10厘米和3厘米三種波長的合成孔徑雷達進行了研製。90年代初，歐洲資源衛星上的合成孔徑雷達探測到美國加利福尼亞州地震引起的地面微小形變。2000年，美國“奮進”號太空梭上裝載的干涉儀合成孔徑雷達執行雷達地形測繪任務，對地面進行三維成像和測量。航天雷達主要有偵察測繪雷達、交會雷達和監視雷達等類型。航天偵察測繪雷達，包括航天合成孔徑雷達、雷達高度計和雷達散射計等。航天合成孔徑雷達主要用於對地球、月球和其他行星的探測。對地球探測所獲得的數據，經過處理後，能形成清晰的地面圖像及海洋浮冰和波浪圖像，最高分辨力可達1米左右。根據不同的使用要求，分別採用23厘米、10厘米、5厘米或3厘米等波段，有的還採用兩種或三種波長同時工作，以取得綜合探測的效果。採用干涉儀的合成孔徑雷達，除在太空飛行器上安裝一個雷達天線外，還在一個伸出機身數十米（或更遠）的長桿頂端，安裝另一個雷達天線。利用兩個天線接收信號的相位差，對目標進行立體成像，測量高程的精度達1米左右。採用差分干涉相位測量技術的合成孔徑雷達能夠檢測到因地震引起的地球表面的微小變化，精度可達到厘米級。雷達高度計垂直向下探測太空飛行器與地球表面之間的距離，雷達散射計斜向探測大氣層的風向和風速。合成孔徑雷達通常與裝載在同一太空飛行器上的雷達高度計和雷達散射計聯合工作，並與微波無線電輻射計及紅外、可見光輻射計結合使用，對地面和海洋進行綜合探測。航天交會雷達，主要用於太空飛行器之間的對接，在軌道上回收衛星以及太空飛行器的著陸和定位。用於控制載人航天飛船對空間站或天空試驗室等進行跟蹤和對接的交會雷達，一般採用2厘米、3厘米波段，有一次雷達和二次雷達兩種工作方式，也可結合使用。二次雷達工作方式是利用空間站或天空試驗室上的應答設備所發射的回答信號探測其空間位置，並引導載人航天飛船跟蹤、接近被對接目標，作用距離達500千米。一次雷達工作方式的作用距離為20千米，用於近距離跟蹤和對接。這種雷達的距離和速度跟蹤精度均為百分之一，角跟蹤精度約為8毫弧度。其他用途的交會雷達大多是一次雷達。航天監視雷達，為一種大型相控陣雷達，一般裝載在高度為數千千米以上的人造地球衛星上，用於向下監視空中飛機、海上艦船及彈道飛彈、航天飛行器的活動情況。為了覆蓋全球的監視範圍，需要在外層空間部署若干顆載有監視雷達的衛星同時工作。這種雷達受地物和氣象干擾的影響大，星載環境條件苛刻，設備技術複雜，費用昂貴。進一步提高航天雷達的測量精度和探測距離；進一步提高合成孔徑雷達的成像分辨能力，並解決對活動目標的成像問題；交會雷達將套用於無人航天飛行器之間的對接；發展多功能、多波段和多極化航天雷達；開發核能等新型能源，滿足航天雷達的大功率需求等。
發布者：中國軍事百科全書編審室
