美國逆合成孔徑(ISAR)雷達發展歷程

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美國最早在1950年開始ISAR技術的研究，到1960年技術進入驗證階段，并著手建設美國五大靶場之一的夸賈林靶場?？滟Z林靶場在當時被認為是世界上“唯一適合于遠程洲際彈道導彈試驗”的靶場。位于夸賈林基地的里根試驗場擁有美國最先進并且最重要的寬帶雷達探測中心，在美國國家導彈防御系統（NMD，NationalMissileDefense）中起著重要的作用。在當時該基地一方面執行美國的反戰略導彈的任務，另一方面對當時初步形成的ISAR技術進行技術驗證。

里根試驗場

隨后經過多次擴建和設備升級，里根試驗場已經成為世界級的射程導彈防御和太空監視技術的射程和測試設施。2016年，該試驗場對RTS光學套件進行了幾次升級，已經可以實現遠程操作。目前，該處試驗場主要由TRADEX、牽牛星、ALCOR和MMW四個雷達形成配套的測試試驗雷達系統。

TRADEX雷達

目標分辨率和判別實驗（TRADEX）系統是在Kwajalein為Project PRESS（太平洋電磁特征研究）建造的第一個雷達系統。該雷達于1962年投入運行，同年第一位林肯實驗室工作人員抵達Kwajalein島。早期，TRADEX被用于跟蹤和收集導彈的測試任務數據。1995年對雷達的升級使TRADEX能夠評估低緯度地區的空間碎片數量。該模式用于收集NASA的空間碎片數據。1998年，TRADEX成為美國太空監視網絡的一個貢獻傳感器，主要關注跟蹤外國發射，深空衛星和低地球軌道衛星。近年來TRADEX每周工作10小時進行太空監視任務。

TRADEX雷達

ALTAIR雷達

第二個RTS雷達，即ARPA遠程跟蹤和儀表雷達（ALTAIR），于1969年投入使用。ALTAIR的設計主要是為了讓美國了解美國洲際彈道導彈對蘇聯反彈道導彈的對抗情況。1998年，ALTAIR和TRADEX被用于對英仙座和獅子座流星雨進行首次測量，以了解流星如何影響航天器。ALTAIR于1982年加入太空監視網絡。與TRADEX一樣，ALTAIR負責跟蹤外國發射，近地軌道和深空衛星。今天，ALTAIR每周花費128小時進行太空監視任務，通常每周提供1000多個深空軌道。

ALTAIR雷達

ALCOR雷達（ISAR主要成像雷達）

ALCOR在ALTAIR之后一年開始運行，這是第一款利用寬帶波形傳輸的高功率微波雷達。建立ALCOR的目的是能夠生成和處理寬帶寬信號，并研究寬帶數據在再入飛行器識別和空間態勢感知方面的應用。ALCOR的寬帶能力不僅有效地產生導彈的高分辨率數據，而且對于確定軌道近地衛星的大小和形狀也非常有用。ALCOR系統最終適用于衛星成像，導致林肯實驗室在開發用于生成和解釋雷達圖像的技術和算法方面的開創性工作。

ALCOR雷達

MMW雷達

毫米波（MMW）雷達于1983年投入使用，是RTS最后制造的雷達。MMW的原始章程是提供導彈再入現象學的毫米波特征數據數據庫。MMW最初是作為ALCOR的附屬物設計的，后來發展成為一個完整的，自給自足的系統。MMW具有Kwajalein雷達的最佳射程分辨率，能夠生成近地衛星的高分辨率圖像。多年來，MMW經歷了一系列升級，包括在20世紀90年代早期進行的部件更換工作，這使得發射機的功率水平更高。2011年的進一步升級使MMW成為當今運行最高分辨率的相干儀表雷達。

MMW雷達

1987年，Wehner對SAR和ISAR的基本理論和現存的實際問題給出了較明確的論述。另外，在1987年的一篇文獻上報道了由美國海軍實驗室的科學家研制成功的ISAR技術可使機載雷達顯示出海面上艦船的輪廓，由此，可用于識別其類型和進行分類。

美國的戰略防御計劃（SDI）將陸基成像（又稱終端成像）雷達列入計劃之中。該雷達是一部X波段雷達，它能在足夠高空間同時捕獲多個目標，并能實時區分和誘捕真正目標，以便在稠密大氣層內的攔截武器進行目標摧毀。美國國防部在1989年向國會提交的“關鍵技術計劃”年度報告中，把ISAR技術作為發展高靈敏度雷達的重要項目，說明ISAR技術已進入美國軍事應用領域。

在該階段美國研發了Haystack雷達（地基）、Cobra Judy雷達（?；┖虯N/APS-137雷達（空基）等多個成功的雷達產品，這也宣告美國此時已經取得了重大技術突破，ISAR技術進入應用階段。

林肯空間監視中心便是在該階段建立的，其由Millstone Hill雷達，HUSIR雷達和HAX輔助雷達三個雷達配套形成監視系統。

Millstone Hill雷達

Millstone Hill雷達用于跟蹤太空飛行器和太空碎片。該雷達自1957年成功探測到蘇聯人造衛星I衛星以來一直在運行。它是美國太空監視網絡中的一個貢獻傳感器，這是一個光學和雷達傳感器網絡，可以探測，跟蹤和表征繞地球運行的物體，因此，Millstone Hill雷達在國家深空監視計劃中發揮著關鍵作用 。高功率L波段Millstone Hill傳感器每年提供大約18,000個深空衛星軌道。它支持幾乎所有美國深空衛星發射，其中包括用于預先規劃的數據以及可能影響發射的太空活動的雷達覆蓋。此外，它也用于大氣科學研究。

Millstone Hill雷達

HUSIR雷達（ISAR主要成像雷達）

干草堆超寬帶衛星成像雷達（HUSIR）最初是X波段干草堆傳感器，但在2014年，林肯實驗室完成了將這種單波段系統轉換為雙波段雷達的過程。HUSIR現在是世界上分辨率最高的遠程傳感器，同時產生X波段和W波段圖像，幫助美國研究人員更好地確定繞地球運行的物體的大小，形狀，方向和運動。這種W波段操作的升級需要開發和構造新的120英尺直徑天線。

HUSIR是美國太空監視網絡中的另一個傳感器。它還收集數據以協助NASA開發軌道空間碎片模型。HUSIR天線精確對準的表面使該雷達成為射電天文學的寶貴工具。麻省理工學院海斯塔克天文臺使用HUSIR作為射電望遠鏡進行單碟射電天文學和非常長基線干涉測量實驗。

HUSIR雷達

HAX輔助雷達

HAX輔助雷達由林肯實驗室于1993年建造，用于增強衛星成像和空間碎片數據收集。配備40英尺天線的這種Ku波段雷達位于左側較小的天線罩中。大型天線罩中的HUSIR和HAX的組合為美國戰略司令部的需求提供了全年可用的圖像收集。

HAX輔助雷達

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步入21世紀以來，美國ISAR技術進入初步成熟階段。各種ISAR雷達產品在上一階段的ISAR雷達的基礎上經過多次技術迭代，?；走_由Cobra Judy發展到Cobra Gemini，并最終發展至Cobra King雷達系統。機載雷達由AN/APS-137經過AN/APS-143，AN/APS-147兩代產品發展至AN/APS-153雷達。

機載AN/APS-153雷達

AN/APS-153（V）是AN/APS-147的后繼產品，旨在滿足海軍苛刻的任務要求，在所有天氣條件下提供全天候可靠的海域監視。該雷達具備自動檢測識別潛望鏡功能（ARPDD），可以將潛望鏡與海洋上的雷達雜波區分開來，通過人工最終確認的方式很大程度上提高了AN/APS-153（V）的反潛能力，此外該雷達還具有小目標檢測、逆合成孔徑雷達（ISAR）成像和完全集成的識別敵友（IFF）等功能。該雷達具備的工作模式是：

◆ 大范圍搜索模式

◆ ISAR成像模式

◆ 小目標/潛望鏡檢測模式

◆ 近距離SAR成像模式

◆ 導航模式

AN/APS-153 ISAR夜間成像圖

MH-60R航電系統的集成度極高，AN/APS-153（V）完全集成在MH-60R的航空電子設備套件中。機載計算機通過飛機任務系統控制AN/APS-153（V）雷達并將顯示結果反饋到8*10英寸的多功能顯示器上，為船員提供獨立的雷達數據視圖。

搭載了AN/APS-153(V)的MH-60R

MH-60R與AN/APS-153（V）相結合，是航空母艦—直升機系統中的關鍵要素。通過飛機的C波段數據鏈，艦上人員幾乎有與機組人員相同的雷達圖像。