中国科学院国家空间科学中心近10年来承担了多项军口863预研、总装和国防科工局预研课题以及天宫二号空间应用系统三维成像微波高度计的型号研制任务,承担任务的总经费超过1亿元人民币。
研究课题覆盖干涉雷达、毫米波宽带相控阵雷达、噪声雷达和压缩感知雷达以及极化雷达技术。在上述方向申请了发明专利近30项,其中15项已获授权,在国内外期刊和国际会议发表学术论文200余篇。
Ÿ 在“十一五”和“十二五”期间完成多通道毫米波宽带相控阵雷达系统研制,包括相控阵天线及 T/R 组件研制、中央电子系统以及信号处理、高速运动目标的粒子滤波跟踪算法与成像试验、具备128阵元控制能力的波控电路及算法、高分辨成像算法的设计。完成了宽带毫米波相控阵雷达原理样机系统的研制,开展了地面运动目标和空间机动目标的高分辨率雷达成像试验,获得了空中飞机和地面列车、汽车等运动目标的高分辨率雷达图像以及上述目标的微动特征。
Ÿ 从上世纪90年代初团队就与国际同步、在国内最早开始对微波成像高度计进行概念研究,1998年开始正式全面、系统地对干涉成像雷达高度计进行研究,研究起点与国外同步。课题组在“九五”、“十五”、“十一五”军民口863计划,尤其是在“十一五”总装预研和国防科工局预研以及“十二五”总装预研的支持下,突破了系统方案设计、系统仿真与信号处理、高相干接收机、大功率固态功放等关键技术。2002年01月研制成功三维成像雷达高度计机载原理样机并于2002年04月开展机载飞行试验,在国内首次获得机载双天线干涉成像结果以及三维地形图。
Ÿ 在载人航天工程空间应用系统天宫二号任务中,课题组承担的三维成像微波高度计作为两大主载荷之一,已于2016年09月发射,成为国际上第三个星载双天线干涉雷达,国际上第一个能够进行宽刈幅三维成像的微波高度计,在国际上首次应用干涉技术实现了三维海面的测量。
名称:低小慢双频雷达探测系统
功能用途:面向“低小慢”目标的探测与识别雷达系统,具备以下功能
Ÿ Ku 和Ka/W双频探测
Ÿ 多波形、多极化信号发射能力
Ÿ 无源相控阵天线大角度扫描
Ÿ 粒子滤波稳健跟踪高机动小目标
Ÿ 视频微波成像实时掌握目标的运动状态
Ÿ 网络雷达协同探测
Ÿ 真实目标雷达图像:开展了地面运动目标和空间机动目标的高分辨率雷达成像试验,获得了空中飞机和地面列车、汽车、行人等运动目标的高分辨率(优于8cm)雷达图像以及上述目标的微动特征
Ÿ 行人微动成像
采用多载频频率步进实现宽带高分辨率,采用高精度运动状态估计与补偿算法,稳健获取目标的距离、速度、加速度等信息,二维精确补偿目标运动实现高分辨聚焦,采用并行成像技术实现实时成像
发射随机噪声信号实现抗干扰、低检测和低截获能力,设计的随机调频、调相信号具备良好的带限性能和正交性、低失真和高发射效率,采用噪声去斜和压缩感知处理算法可以降低A/D采样率
对运动目标连续成像,采用GPU加速ISAR成像算法实现>4fps雷达视频,实时提供目标状态信息(时间,位置,运动状态等),精确识别目标特别是地面慢速运动目标
噪声雷达技术与瞬态极化雷达技术相结合,获取目标的精细极化特征,提出极化涡旋技术和针对任意极化的极化匹配滤波技术并将其应用于目标探测
宽带成像雷达: 雷达目标识别探测、预警、识别、跟踪,低截获、抗干扰雷达
微波成像高度计:地理测绘、灾害预报、气候变化和海洋动力环境研究