無人機(jī)雷達(dá)的載荷

1、無人機(jī)的偵查載荷,內(nèi)容,1、概述,2、雷達(dá),3、我國雷達(dá)現(xiàn)狀,1、概述,有效載荷：有時(shí)將機(jī)上所有的裝置和外掛均定義為有效載荷。本書專指無人機(jī)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(jī)系統(tǒng)線路圖》將無人機(jī)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(duì)?wèi)?yīng)用和部隊(duì)防護(hù)5個(gè)領(lǐng)域，并認(rèn)為偵察是無人機(jī)最重要的任務(wù)，即使作戰(zhàn)無人機(jī)也是如此。,有效載荷,偵察是無人機(jī)

2、最重要的任務(wù)，攝象機(jī)(夜間紅外攝象機(jī))配合激光瞄準(zhǔn)測距，能提供目標(biāo)精確的位置，完成目標(biāo)跟蹤鎖定。高空長航時(shí)無人機(jī)的出現(xiàn)給無人駕駛飛機(jī)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(dá)和各種形式的光電傳感器，能夠?qū)⒑铣煽讖嚼走_(dá)圖象實(shí)時(shí)反饋給地面部隊(duì)。,偵查的載荷,2、雷達(dá),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(biāo)并測定它們的空間位置。因此，雷達(dá)也被稱為“無線電定位”。雷達(dá)是利用電磁波探測目標(biāo)的電子設(shè)備。雷達(dá)發(fā)射電磁波對(duì)目

3、標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。,潮濕空氣對(duì)雷達(dá)頻段電磁輻射的吸收率比光學(xué)的小，所以雷達(dá)頻段的電磁輻射能穿過云層和霧，使得采用雷達(dá)可實(shí)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(shí)別靜止背景下的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。接收器能夠忽略未發(fā)生頻移的信號(hào)，將運(yùn)動(dòng)物體與靜止背景區(qū)分開。,常規(guī)雷達(dá),雷達(dá)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(diǎn)。有這個(gè)零速度點(diǎn)可測量出多普勒偏移量。這樣就可檢測到任何相對(duì)于環(huán)境發(fā)生運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)的回波。,雜波標(biāo)記,一種高分辨率的全天候微波遙感成像雷達(dá)，可以在能見度極低的氣象條件下得到類似光學(xué)照相的高分辨雷達(dá)圖像?？梢赃M(jìn)行相干檢測，即將回波信號(hào)與發(fā)射信號(hào)對(duì)比，使距離測量精確到信號(hào)波長的分?jǐn)?shù)部分。,合成孔徑雷達(dá)（SAR）,發(fā)展起源于20世紀(jì)50年代。1951年美國古德伊爾飛機(jī)公司的卡爾·威利從雷達(dá)距離分辨率為15m，但在100km處目標(biāo)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(dá)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(dá)方位分辨率的方法。,起源與發(fā)展,1963年，美國密執(zhí)安大學(xué)多位科學(xué)家與威利等人共同提出了合成孔徑雷達(dá)這一概念。合成孔徑雷達(dá)的首次實(shí)用是在20世紀(jì)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(jī)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(biāo)指示設(shè)備，裝載在先進(jìn)的飛機(jī)、衛(wèi)星及新一

6、代無人機(jī)平臺(tái)上。,起源與發(fā)展,1、主動(dòng)性好，可以連續(xù)進(jìn)行探測監(jiān)視2、從預(yù)先確定的信號(hào)環(huán)境中偵察目標(biāo)，其信號(hào)處理和圖像處理容易實(shí)施3、可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行圖像偵察，空間分辨率和定位精度都很高4、在一個(gè)載體上可以使用多通道技術(shù)偵察目標(biāo)，將偵察數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，獲取地球表面的高度、目標(biāo)的立體外形和運(yùn)動(dòng)參數(shù)等信息,突出優(yōu)勢,目標(biāo)成像是無人機(jī)載SAR軍事應(yīng)用必須解決的問題。作為戰(zhàn)術(shù)偵察的一部分，需要對(duì)戰(zhàn)場地面進(jìn)行連續(xù)、及時(shí)與清晰的監(jiān)視，為態(tài)勢評(píng)估、指

7、揮與控制提供更多的信息。戰(zhàn)場上會(huì)存在大量的動(dòng)目標(biāo)，不對(duì)動(dòng)目標(biāo)專門成像，SAR的成像就會(huì)失真。因此，無人機(jī)載SAR實(shí)現(xiàn)動(dòng)目標(biāo)成像將成為重要研究對(duì)象。,動(dòng)目標(biāo)成像,無人機(jī)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(jī)上，不需要穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)支架，可以方便地瞬時(shí)補(bǔ)償載機(jī)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(shí)二維處理技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)目標(biāo)顯示

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