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长曲棍球卫星的合成孔径雷达是怎样工作的呢?

发布时间:2019-08-05 13:25 来源:未知 编辑:admin

  该卫星是美国在冷战时期针对华约制造的。其主体呈八棱体,长8米,直径约4米,一对太阳能电池帆板在轨道上展开后跨度为45.1米,可提供10千瓦以上的电力,这在当今卫星中是最大的,因为这种卫星要向地面发射微波能量,所以需要大量的能量。卫星重15吨,设计寿命8年,运行在倾角57度至68度、高670至703千米的轨道上。

  其上的合成孔径雷达天线个平面天线个长度相等的子阵。雷达的几何分辨率为0.3至3米,所获图像数据通过大型抛物面跟踪天线经“跟踪与数据中继卫星”传至白沙地面站,再经过国内通信卫星传到贝尔沃堡。

  合成孔径雷达是该星的“千里眼”。那么,合成孔径雷达是如何工作的呢?它指将雷达边沿其飞行轨迹移动边接收到的信号(回波)组合起来以合成一副等效的特长天线所采用的一门技术,被用来产生细节清晰可辨的雷达图像。由于它是靠自身提供照射(雷达脉冲),因此不论白天还是黑夜,也不论是否有阳光照射,它都可以随时对目标成像。而且,由于雷达的波长要比可见光或红外光的波长长得多,所以合成孔径雷达还能够透过云雾和烟尘“看到”地面目标,这一点是可见光和红外遥感仪器无法做到的。

  由于天基成像雷达可以透视云层,而且利用合成孔径雷达技术有可能以接近于光学照相侦察卫星水平的分辨率提供图像,因此,美国早就想利用装有这种雷达的侦察卫星,来监视“华约”装甲部队的活动和核查军备控制条约的遵守情况。1976年末,时任中央情报局长的乔治·布什批准对这种卫星系统开展研究和研制工作,从而启动了美国合成孔径雷达成像侦察卫星研制计划的实施。

  其实,首颗“长曲棍球”卫星早在1987年10月就造好了,但由于“挑战者”航天飞机机毁人亡事故的影响,因此长曲棍球-1卫星直到1988年12月才由航天飞机发射升空。迄今为止,这种卫星已发射了4颗,其中后2颗是在前2颗基础上的改进型,它们带有相控阵馈电系统,采用抛物面雷达天线,成像质量有所改善,现正在轨服役。

  “长曲棍球”卫星单颗价值高达10亿美元。这种卫星在设计上的显著特点是装有巨大的雷达天线和巨大的太阳能电池帆板。一对太阳能帆板对称地垂直于星体两侧,比以往飞行过的任何天基雷达所能得到的最大电能高10倍之多。

  星载合成孔径雷达能以标准、宽扫、精扫和试验等多种波束模式对地面轨迹两侧的目标成像。这些不同的波束模式各有各的独特用途,如有的模式用来以高分辨率对几十千米见方的小面积区域成像,有的模式则用来以较低分辨率对几百千米见方的大面积区域成像。头两颗卫星在以标准模式成像时分辨率为3米,以精扫模式成像时分辨率为1米。这虽与锁眼12号卫星上的光学成像相机可达到的0.1米分辨率相距甚远,但对于识别和跟踪体积较大的军事装备如坦克车和导弹运输车来说肯定足够了。后两颗改进型卫星的精扫模式分辨率被提高到了0.3米,与锁眼-12卫星的能力已相差无几。

  “长曲棍球”卫星的巨大数据量,不仅要求数据传输速率达到每秒数百Mbit,还要求以强大的计算能力进行数据处理。2颗“长曲棍球”卫星配对工作可以反复侦察地面目标。它们不仅适于跟踪舰船和装甲车辆的活动,监视机动或弹道导弹的动向,还能发现伪装的武器和识别假目标,甚至能穿透干燥的地表,发现藏在地下数米深处的设施。

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