來源:中國軍網(wǎng)-中國國防報 責任編輯:徐占虎 發(fā)布:2025-09-17 09:36:37
多天線協(xié)同跟蹤:太空監(jiān)視核心技術
■曲 衛(wèi)

大口徑天線陣列。
據(jù)外媒報道,美國太空軍主導的“深空先進雷達能力”(DARC)項目近日取得一定進展。位于澳大利亞的雷達站點(由美國、澳大利亞和英國聯(lián)合共建的3座雷達中的首座)啟用7部天線,借助多天線協(xié)同跟蹤技術,實現(xiàn)對多顆地球同步軌道在軌衛(wèi)星的實時跟蹤。分析人士指出,“深空先進雷達能力”項目實質(zhì)是打造以多天線協(xié)同跟蹤技術為核心的太空監(jiān)視能力。該項目全面部署后,美軍將具備24小時不間斷全球太空監(jiān)視能力,引發(fā)多國關注。
傳統(tǒng)雷達系統(tǒng)通常依賴單一大型天線進行探測,若追求更遠探測距離,則難以分辨目標細節(jié);若需要更高分辨率,則無法實現(xiàn)遠距離觀測。多天線協(xié)同跟蹤技術通過分布式雷達架構改變了這一局面。該技術采用多部天線協(xié)同工作,共同構成一個功能遠超單一天線的“虛擬超級雷達”,大幅提升監(jiān)測性能。
由于地球同步軌道目標距離地球約3.6萬公里,雷達信號經(jīng)遠距離傳輸已極度微弱。為采集更多清晰信號,多天線協(xié)同跟蹤技術采用大口徑天線陣列。以澳大利亞雷達站點為例,其在直徑約1千米的圓形場地均勻設置多部直徑為15米的拋物面天線。這些天線并非獨立運作,而是通過相位相干處理技術,使各天線接收的信號在時間與相位上高度同步,再經(jīng)專用算法融合處理增強有效信號、抑制噪聲,提取出較清晰的目標信號。這一過程相當于構建出一個孔徑遠超單個天線的超級天線,既降低對單一天線尺寸的限制,又可通過增加天線數(shù)量提升系統(tǒng)性能。此外,由于采用數(shù)字波束形成技術,每個天線可生成多個獨立波束,每個波束鎖定一個特定目標,實現(xiàn)一對多跟蹤。
研發(fā)人員表示,多天線協(xié)同跟蹤技術的重心在于分工協(xié)作。在探測過程中,部分天線專司發(fā)射雷達信號,其余負責接收回波。面對多目標跟蹤任務時,系統(tǒng)能智能分配不同天線組分別執(zhí)行監(jiān)視與跟蹤,再通過數(shù)據(jù)融合形成統(tǒng)一全面的太空態(tài)勢圖像。這種機制使系統(tǒng)可同時鎖定多達數(shù)百個目標,其波束切換速度達毫秒級,兼顧廣域監(jiān)測與精準跟蹤。
不過,將多天線協(xié)同技術從理論轉(zhuǎn)化為實際,需要解決一系列工程難題。首先是硬件部署的精度要求較高。每個天線的安裝精度須控制在毫米級別,任何微小偏差都可能導致信號相位失準。以澳大利亞站點為例,施工過程中需借助激光校準技術,確保10多部拋物面天線全部精確對準同一基準方向。
其次是復雜的數(shù)據(jù)融合機制。多天線收集到的大量數(shù)據(jù),需經(jīng)過有效整合,才能形成統(tǒng)一的太空態(tài)勢圖。DARC項目采用“三級融合”模式,具體流程如下:在數(shù)據(jù)層,匯總各天線采集的原始回波數(shù)據(jù),通過自適應濾波技術消除大氣擾動與設備噪聲等干擾;在特征層,提取監(jiān)測目標的速度、軌道傾角、尺寸等關鍵特征,通過算法校準不同天線觀測結果;在決策層,結合歷史數(shù)據(jù)和實時信息研判目標運動趨勢,最終輸出跟蹤結果及預警信息。這一融合機制中任何一環(huán)出現(xiàn)偏差——如數(shù)據(jù)不同步、特征提取錯誤或決策算法失效——均會影響整個系統(tǒng)的輸出準確性與可靠性。
最后,實現(xiàn)全球多站點的精確協(xié)同面臨挑戰(zhàn)。DARC項目計劃通過分布于澳大利亞、英國和美國的3個站點組成天線群,構建互補的覆蓋網(wǎng)絡。然而,要實現(xiàn)跨大洲站點間的高效協(xié)同,須解決高精度同步與數(shù)據(jù)融合問題。比如,信號收發(fā)過程中的時間誤差、物理距離導致的數(shù)據(jù)延遲,以及不同站點間的數(shù)據(jù)格式差異,都可能影響協(xié)同觀測的準確性和實時性。
此外,DARC項目還深陷延期困境。美國政府問責署最新報告顯示,3個站點建設進度分別滯后13至26個月不等,且首座站點成本已超支約2億美元,嚴重擠占后續(xù)站點的建設預算。同時,美國太空軍在2026財年基礎預算申請中未列入DARC項目資金,被迫轉(zhuǎn)向申請從國會1500億美元和解法案中劃撥2.81億美元作為應急款項。
更值得警惕的是,即便項目延期超支,美國仍堅持推進此類高度軍事化的太空監(jiān)視系統(tǒng),這種以維護太空安全為名,實則推行太空軍事化的行徑,無疑將加劇全球太空領域的戰(zhàn)略猜疑與對抗,進一步加劇太空軍事競賽升級,威脅全球戰(zhàn)略穩(wěn)定。
