多星超近距离跟飞的天基雷达系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多星超近距离跟飞的天基雷达系统，其由卫星星体、天基雷达天线、高精度星间测量系统、超近距离跟飞控制系统、高精度平面度测量系统、大数据量传输系统组成；卫星星体由卫星结构、姿控、热控、电源、等分系统组成，为雷达天线的工作提供保障条件。本发明专利技术通过发射多颗小面积雷达天线卫星，在轨形成超近距离跟飞，保证各天线之间的距离和平面度。

【技术实现步骤摘要】
多星超近距离跟飞的天基雷达系统
本专利技术涉及一种雷达系统，特别是涉及一种多星超近距离跟飞的天基雷达系统。
技术介绍
为了实现对中小型运动目标的探测，根据雷达方程，天基雷达需要上百甚至上千平米面积的天线，天线方位向尺寸为上百米，所需功率高达几十到上百千瓦，考虑到受限于运载包络和重量的约束，单颗卫星难以实现；因此提出了多星超近距离跟飞的天基雷达系统。通过发射多颗小面积雷达天线卫星，在轨形成超近距离跟飞，保证各天线之间的距离和平面度，等效于上百或上千平方米雷达天线；该系统单星方案简单一致，在轨应用较为灵活，在单星出现故障的情况下，其他卫星依然可以组成系统工作，有效提高系统的可靠性和冗余性，同时单星天线尺寸较小，有效解决长尺寸天线带来的大惯量柔性控制问题。目前国内外有针对小尺度绕飞的天基系统，未发现公开发表的多星超近距离跟飞的天基雷达系统的报告，也未收集到类似的资料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种多星超近距离跟飞的天基雷达系统，其适用于天基超大面积超长尺寸的雷达卫星系统，用来解决单颗卫星无法承载超大面积超长尺寸雷达天线的问题，降低系统的实现难度，提高系统的可靠性和冗余性。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种多星超近距离跟飞的天基雷达系统，其特征在于，其由卫星星体、天基雷达天线、高精度星间测量系统、超近距离跟飞控制系统、高精度平面度测量系统、大数据量传输系统组成；卫星星体由卫星结构、姿控、热控、电源、等分系统组成，为雷达天线的工作提供保障条件；天基雷达天线由多块天基雷达天线板和展开机构组成，用于发射波束和接收目标回波；高精度星间测量系统由高精度激光星间测量发射和接收设备组成，用于测量相邻两颗卫星的相对位置和相对姿态；超近距离跟飞控制系统由高精度小推力设备组成，用于雷达工作时卫星间相对位置的精确控制，以及平时的星间安全距离维持；高精度平面度测量系统由激光扫描测量设备和安装于天线的靶标组成，用于本星天线平面度和星间天线平面度测量，可实现对整个天线平面度的测量；大数据量传输系统由星间激光通信设备组成，用于雷达数据、星间测量、天线平面度测量数据的传输；卫星星体连接天基雷达天线于卫星星体下方；高精度星间测量系统连接高精度平面度测量系统；高精度星间测量系统和高精度平面度测量系统都与天基雷达天线连接并位于天基雷达天线下方；大数据量传输系统连接卫星星体并位于卫星星体上方；超近距离跟飞控制系统连接卫星星体，超近距离跟飞控制系统位于卫星星体左侧偏上的位置。优选地，所述天基雷达天线尺寸为小尺寸天线。优选地，所述高精度激光星间测量发射和接收设备同时用于星间的三轴相对位置和三轴相对姿态测量，相对位置测量精度达到毫米以下。优选地，所述高精度小推力设备不仅用于星间超近距离的高精度相对位置控制，还用于星间安全距离的维持，控制精度达到毫米量级。优选地，所述激光扫描测量设备通过对本星整个天线平面度和相邻卫星一侧的天线平面度同时测量，并通过转换后获得整个天线的平面度。优选地，所述星间激光通信设备通过相邻卫星两两接力，将数据传输至定义的中枢卫星，进行数据的综合处理及数据的分发。本专利技术的积极进步效果在于：通过发射多颗小面积雷达天线卫星，在轨形成超近距离跟飞，保证各天线之间的距离和平面度；高精度星间测量系统和超近距离跟飞控制系统保证了星间位置的精确，以及平时的星间安全距离维持，在轨应用灵活。附图说明图1为本专利技术中天基雷达卫星的结构示意图。图2为本专利技术多颗天基雷达卫星在轨超近距离跟飞状态的示意图。具体实施方式下面结合附图给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。如图1所示，本专利技术多星超近距离跟飞的天基雷达系统由卫星星体1、天基雷达天线2、高精度星间测量系统3、超近距离跟飞控制系统4、高精度平面度测量系统5、大数据量传输系统6组成；卫星星体1由卫星结构、姿控、热控、电源、等分系统组成，为雷达天线的工作提供保障条件；天基雷达天线2由多块天基雷达天线板和展开机构组成，用于发射波束和接收目标回波；高精度星间测量系统3由高精度激光星间测量发射和接收设备组成，用于测量相邻两颗卫星的相对位置和相对姿态；超近距离跟飞控制系统4由高精度小推力设备组成，用于雷达工作时卫星间相对位置的精确控制，以及平时的星间安全距离维持；高精度平面度测量系统5由激光扫描测量设备和安装于天线的靶标组成，用于本星天线平面度和星间天线平面度测量，可实现对整个天线平面度的测量；大数据量传输系统6由星间激光通信设备组成，用于雷达数据、星间测量、天线平面度测量数据的传输；卫星星体1连接天基雷达天线2于卫星星体1下方；高精度星间测量系统3连接高精度平面度测量系统5；高精度星间测量系统3和高精度平面度测量系统5都与天基雷达天线2连接并位于天基雷达天线2下方；大数据量传输系统6连接卫星星体1并位于卫星星体1上方；超近距离跟飞控制系统4连接卫星星体1，超近距离跟飞控制系统4位于卫星星体1左侧偏上的位置。所述天基雷达天线2尺寸为小尺寸天线，这样满足运载的约束。所述高精度激光星间测量发射和接收设备可同时用于星间的三轴相对位置和三轴相对姿态测量，相对位置测量精度达到毫米以下，这样系统的实现难度降低。所述高精度小推力设备不仅能够用于星间超近距离的高精度相对位置控制，还可以用于星间安全距离的维持，控制精度达到毫米量级，这样保证各天线之间的距离。所述激光扫描测量设备通过对本星整个天线平面度和相邻卫星一侧的天线平面度同时测量，并通过转换后可获得整个天线的平面度，这样保证各天线之间的平面度。所述星间激光通信设备通过相邻卫星两两接力，将数据可传输至定义的中枢卫星，进行数据的综合处理及数据的分发，这样提高系统可靠性。在本实施例中，以400mx3m天线为例，每个天线为25mx3m，共分为十六个天线，发射十六颗小面积天基雷达卫星，在轨形成超近距离精密跟飞，相邻雷达天线前后端间隔5～10m，保证各天线之间的距离和平面度，采用分布式雷达体制，通过多发多收数字波束形成实现等效于1200m2雷达天线。如图2所示，共有十六颗小面积天基雷达卫星在轨沿飞行方向前后一字排开，在雷达工作时，相邻雷达天线前后端间隔需稳定在5～10m内的某个固定值，在雷达不工作时，控制相邻雷达天线前后端间隔在5～10m范围内，相邻卫星可进行星间通信、星间测量、天线平面度测量；十六颗小面积天基雷达卫星工作在中低轨道，工作时，同时发射雷达波束，并同时接收雷达波束。本专利技术的优点：卫星星体为雷达天线的工作提供保障条件；高精度星间测量系统和超近距离跟飞控制系统保证了星间位置的精确，以及平时的星间安全距离维持，在轨应用灵活；大数据量传输系统用于数据传输，提高了系统的可靠性。以上所述的具体实施例，对本专利技术的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多星超近距离跟飞的天基雷达系统，其特征在于，其由卫星星体、天基雷达天线、高精度星间测量系统、超近距离跟飞控制系统、高精度平面度测量系统、大数据量传输系统组成；卫星星体由卫星结构、姿控、热控、电源、等分系统组成，为雷达天线的工作提供保障条件；天基雷达天线由多块天基雷达天线板和展开机构组成，用于发射波束和接收目标回波；高精度星间测量系统由高精度激光星间测量发射和接收设备组成，用于测量相邻两颗卫星的相对位置和相对姿态；超近距离跟飞控制系统由高精度小推力设备组成，用于雷达工作时卫星间相对位置的精确控制，以及平时的星间安全距离维持；高精度平面度测量系统由激光扫描测量设备和安装于天线的靶标组成，用于本星天线平面度和星间天线平面度测量，可实现对整个天线平面度的测量；大数据量传输系统由星间激光通信设备组成，用于雷达数据、星间测量、天线平面度测量数据的传输；卫星星体连接天基雷达天线于卫星星体下方；高精度星间测量系统连接高精度平面度测量系统；高精度星间测量系统和高精度平面度测量系统都与天基雷达天线连接并位于天基雷达天线下方；大数据量传输系统连接卫星星体并位于卫星星体上方；超近距离跟飞控制系统连接卫星星体，超近距离跟飞控制系统位于卫星星体左侧偏上的位置。...

【技术特征摘要】
1.一种多星超近距离跟飞的天基雷达系统，其特征在于，其由卫星星体、天基雷达天线、高精度星间测量系统、超近距离跟飞控制系统、高精度平面度测量系统、大数据量传输系统组成；卫星星体由卫星结构、姿控、热控、电源、等分系统组成，为雷达天线的工作提供保障条件；天基雷达天线由多块天基雷达天线板和展开机构组成，用于发射波束和接收目标回波；高精度星间测量系统由高精度激光星间测量发射和接收设备组成，用于测量相邻两颗卫星的相对位置和相对姿态；超近距离跟飞控制系统由高精度小推力设备组成，用于雷达工作时卫星间相对位置的精确控制，以及平时的星间安全距离维持；高精度平面度测量系统由激光扫描测量设备和安装于天线的靶标组成，用于本星天线平面度和星间天线平面度测量，可实现对整个天线平面度的测量；大数据量传输系统由星间激光通信设备组成，用于雷达数据、星间测量、天线平面度测量数据的传输；卫星星体连接天基雷达天线于卫星星体下方；高精度星间测量系统连接高精度平面度测量系统；高精度星间测量系统和高精度平面度测量系统都与天基雷达天线连接并位于天基雷达天线下方；大...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆晴，孙永岩，万向成，陈筠力，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31