天基雷达（别名：星载雷达、太空雷达；英文名：Space-based Radar，简写：SBR），是指一种部署在地球轨道或其他天体轨道上的雷达系统，它利用电磁波对地球表面、大气层以及其他天体进行探测和监测，一般工作在微波波段。
天基雷达可进行遥感探测，还能对舰船、交通工具、飞行器等运动目标跟踪监视。天基雷达由多颗卫星组成星座，可对机载系统不能进入的地区覆盖，完成预警、遥感、控制、空间探索等任务，具备光学系统和一般地基雷达、机载雷达不具备的能力。自2000年以来，天基雷达已引起了军事和商业领域的重视。截至2024年，在技术发展方面，天基雷达已从最初的导弹预警卫星发展为多功能综合监测系统。组网协同空间监视是天基雷达未来的重要发展趋势，需要进一步研究适配于复杂噪声环境的空间目标稳健检测方法；需要研究空间目标快速相参积累方法；需要进一步研究天基雷达的探测增程技术。
天基雷达按其功能划分可分为空间飞行器交会对接雷达、天基对地遥感成像雷达和天基预警监视雷达。天基雷达在实际应用中还可以设计多种工作模式，包括SAR成像、MTI、电子侦察等。天基雷达作为全球监视和战略预警的关键技术，相比于地基监视系统及天基光学监视系统，具有覆盖范围广、全天时全天候监测能力不受光照和气候条件限制及适应复杂环境等显著优势。天基雷达在弹道目标预警、反隐身目标探测等多种任务中发挥着重要作用。高分三号卫星是中国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径天基雷达卫星，具备12种成像模式，功率达万瓦级，卫星成像幅宽大，其提升了中国对地遥感观测能力。
基本概念
1989年，CANTAFIO在《Space-based radar handbook》一书中给出天基雷达系统较为明确的概念：天基雷达是一种部署在地球轨道或其他天体轨道上的雷达系统，它利用电磁波对地球表面、大气层以及其他天体进行探测和监测。自2005年起，贲德等人和林幼权等人相继对天基雷达概念、种类及关键科学问题进行了详细论证与分析，进一步细化了天基雷达系统的具体内涵。
天基雷达能全天候、在各种天气下工作，有大范围、高精度的探测能力，可进行遥感探测，还能对舰船、交通工具、飞行器等运动目标跟踪监视。天基雷达由多颗卫星组成星座，能对地球连续覆盖，可对机载系统不能进入的地区覆盖，完成预警、遥感、控制、空间探索等任务，具备光学系统和一般地基雷达、机载雷达不具备的能力，一般工作在微波波段。
天基雷达将雷达主动探测器搭载在卫星平台上，能够对空间目标形成广域监视能力。作为新体制空间监视装备，天基雷达能够与既有监视网装备相互补充与配合，完成对空间目标的持续监视跟踪，以此提高太空态势感知能力并完善空间目标监视体系。作为太空态势感知和空间信息获取的关键技术，天基雷达系统的设计及其核心技术的研究，已经成为全球范围内科研机构和学术界关注的焦点。在预警和监视领域，天基雷达技术的研究涉及到众多关键技术，包括但不限于空间大型可展开天线技术、空间环境下的检测跟踪技术、杂波抑制、数据处理与信息传输链路以及天基传感器调度等诸多方面。自2000年以来，天基雷达因其全球监测能力、全天候运作特性及超越地理和政治限制等优势，已广泛引起了军事和商业领域的高度重视。
种类
天基雷达按其功能划分可分为三大类。第一类是空间飞行器交会对接雷达，第二类是专注于地球表面成像的天基对地遥感成像雷达，最后一类则是专注于监视及预警任务的天基预警监视雷达。上述三类天基雷达系统各自针对不同的应用需求，但共同体现了天基雷达技术在当代监视系统中的核心地位和战略价值。
空间飞行器之间的交会对接雷达
该系统的核心作用在于在空间飞行器执行对接任务期间，提供目标飞行器的精确角度、距离和速度等关键信息。这种雷达系统体积紧凑，设计上追求小型化，但其探测范围相对有限（约10公里），功能单一。尽管功能专注于对接辅助，但在历史上的阿波罗计划及航天飞机任务中已经证明了其重要性和有效性，成为20世纪航天领域的关键技术之一，已经在20世纪Apollo和航天飞机等工程中得到广泛应用。
天基对地遥感成像雷达
天基对地遥感成像雷达，通常采用合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）技术，搭载于专门的对地观测卫星平台上，简称为天基SAR，是应用最广泛的星载雷达，主要功能是提供地球表面或其他星球表面的高分辨力图像，观测对象为静止目标。这类天基成像雷达系统具备在任何光照和气象条件下对地球表面进行连续观测的能力。该系统能够捕捉到地表的细微变化，如地形起伏、地表反射特性、海洋波高、海面风速、海洋环境状态、冰层覆盖情况、降雨量以及云层高度等关键地理和环境参数，且具备一定程度的地表穿透力。
SAR技术在多个领域展现出其独特的应用潜力，包括但不限于灾害预警与评估、环境变化监测、海洋状态分析、自然资源勘探、农作物生长状况评估、地理测绘学以及军事侦察等。由于SAR系统能够提供其他遥感技术难以比拟的深度信息和视角，因此在国际上受到了越来越多国家和研究机构的重视和应用。SAR卫星最早可追溯起源于1975年美国发射的GEOSC，1978年美国又进一步发射了Seasat，1981年和1984年航天飞机分别发射SIR-A和SIR-B，1988年发射长曲棍球及2002年-2006年期间发射德国TerraSar系列、意大利的“宇宙地中海”（Cosmo-SkyMed）雷达成像卫星、法国的“太阳神-2A”（Helios-2A）卫星及2016年中国发射的高分三号SAR卫星。
天基预警监视雷达
天基预警监视雷达是当代雷达技术研制中难度最大的雷达之一。天基预警雷达观测的主要对象是陆、海、空、天中的运动目标，提供这些目标的位置信息以及运动趋势，弥补预警探测系统的不足。天基预警雷达是这三类天基雷达中最具挑战性的雷达工程，涉及的技术难度最大。作为一种主动式探测系统，天基预警监视雷达利用其独特的高空平台优势，实现了跨越国界、气候和时间限制的监测能力。该雷达系统预警时间较长，且能够对多种目标如卫星、轨道上的航空武器系统、空中飞行器、海面舰船等进行有效预警及监控。此外，该雷达系统还能够对地面目标进行详细测绘学及对运动目标进行实时跟踪。综合上述功能，天基预警雷达本质上来说是一种融合了合成孔径雷达技术和预警探测能力的先进星载雷达系统。鉴于其多功能性，美国自20世纪60年代以来一直在持续推进天基预警雷达技术的研究工作。在此期间，美国不仅制定了详尽的技术发展蓝图，还致力于关键技术的突破和原型系统的开发。同时，该技术的应用范围和用户需求也在不断扩展增加，从最初主要服务于海军需要，重点在于对特定区域的空中移动目标进行探测，即空中动目标指示（Air Moving Target Indication，AMTI），到逐渐拓展应用至满足空军需求，目标是实现对全球范围内AMTI能力覆盖。
主要特点
功能强大
由于其在太空中的位置，天基雷达可以提供对地球表面的全方位覆盖，不受地形和地平线的限制。在搜寻机动目标和装甲技术设备方面，天基雷达是最有前景的侦察系统，尤其是带合成孔径的现代化雷达站更是一个独特的多功能综合体。与侦察战场的光学系统相比，利用合成孔径天基雷达得到的图像，除质量要高于传统的感光照片外，图像信息量也大大多于感光图像信息。与地基雷达相比，通过利用先进的信号处理技术和高频电磁波，天基雷达能够实现对目标的高分辨率成像，可辨清地面0.3米至1米大小的物体；自动发现并跟踪地面上速度在每小时4公里至100公里的移动目标；拍照制图，形成分辨率1米左右的地形数字图等地基雷达所不具备的功能。也正是天基雷达的这些功能，才使得图像分析员能连续地完成有关搜索、发现和辨别目标以及确定目标方位等一整套任务，为作战部队提供准确的战场情况。此外，将天基雷达系统同战区武装力量先头部队的侦察中心连在一起，还能使情报信息在最短的时间内提供给作战部队，为战场指挥员的正确决策提供及时可靠的保证。如美国正在研制中的“发现”2号就是具有这种功能的天基雷达系统。
全时服务
军事科学家在研制天基雷达的过程中发现，将航天设备的优势（敌方防空手段够不着，侦察的全球性）同无人驾驶飞机的优势（监测时间长，数据报告及时）结合起来，能使天基雷达的功效得到更大程度的发挥。具体做法是：在距地面770公里高度的近地圆轨道上部署24个携带雷达站的航天器，组成战场侦察系统。这个系统能确保高频率地（10至15分钟）监视战区，并且不管是任何能见度、任何时间、任何气象，不管是多远的距离、多大的视角，都能够“捕捉”到目标，从而为作战部队提供不间断的服务。不仅如此，为避开敌方无用信号的干扰，天基雷达的天线系统将使用有源定向天线阵。这种天线能将工作频率限制在3厘米的范围内。这样一来，敌方所有的电子或电磁干扰信号都显得无能为力了，从而保证了雷达工作的全时性。如美国的“发现”1号天基雷达，就是这样一种不受外界条件干扰的“风雨无阻”的“辛勤工作者”。
造价低廉
天基雷达的另一个主要特点就是造价低廉。由于使用便宜的小型宇宙平台就可以达到运载雷达的目的，所以系统的研制和运行费用就会大幅度降低。据估计，每个运载雷达的航天器价格不超过1亿美元，而典型的军用航天器约3至4亿美元。即使加上运行轨道演示试验所需的费用，整个系统的造价（包括轨道设备和地面综合设备）也只在25亿美元左右，这些费用与其强大的侦察功能和优质的全时服务相比，就显得微不足道了。如意大利国防部委托阿列尼亚航空航天公司研制的小型宇宙平台“SAR-2000”合成孔径雷达，经费只需3180万美元。而一旦装备了这种雷达，就会确保意军在未来技术战中占得先机。这样看来，天基雷达还真的是物超所值了。
多模式操作
天基雷达可以设计为多种工作模式，包括SAR成像（合成孔径雷达成像）、MTI（动目标指示）、电子侦察等。
功能作用
天基雷达在弹道目标预警、反隐身目标探测、空间目标监视、对地遥感成像等多种任务中发挥着重要作用：
优势与意义
优势
天基雷达作为全球监视和战略预警的关键技术，相比于地基监视系统及天基光学监视系统，具有覆盖范围广、全天时全天候监测能力不受光照和气候条件限制及适应复杂环境等显著优势。
研究意义
研究天基雷达系统设计与相应的关键技术，对构建全方位多层次的空间目标监视体系、扩大监视覆盖范围、提高监测数据更新周期具有重大意义。
缺点与不足
1、天基平台与地基监视系统相比，发射功率较小（千瓦量级）、温差较大（真空环境，接收机最高温差可达百余摄氏度），导致基于天基雷达平台的空间目标检测任务中面临由于热噪声较大导致的信噪比较低等问题，从而严重影响空间目标的检测性能；
2、与地基系统相比，天基雷达平台速度会大很多，而空间目标在轨状态也是高速运动的，因此天基雷达与被观测空间目标之间通常具有更高的相对运动速度和加速度范围。这会导致目标回波出现严重的跨距离单元徙动和跨多普勒单元徙动问题，故难以有效地在同一个距离单元和多普勒单元上实现目标能量的有效积累；
3、地基监视体系对空间目标遂行跟踪任务时多采用精密跟踪模式，与地基装备相比，天基雷达身处真空环境、不受大气衰减因素的影响，可发射“窄脉冲+相扫”形式的波束形成较大监视范围，由此对空间目标遂行检测、跟踪任务。此时，在天基雷达的有效监视区域内就会出现多个低轨空间目标（包括重点关注空间目标、空间碎片等）。由非感兴趣空间目标或空间碎片产生的杂波及散热性能不佳导致的量测噪声均会影响重点关注空间目标的滤波更新过程，从而带来了跟踪精度与监视能力下降的问题。此外，当空间目标回波信噪比较低时，天基雷达对其难以维持稳定的检测跟踪，导致有效监视弧段较短。
现状
由于能全球覆盖且不受地域、政治、战略等因素影响，还能实现全天候、昼夜连续监测等优点，受到美国、加拿大等众多国家广泛重视，截至2011年，中国在该领域研究尚处于初级阶段。2016年8月10日，中国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功发射高分三号卫星。高分三号卫星是中国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达卫星，是世界上分辨率最高的C频段、多极化卫星。同时卫星获取的微波图像性能高，不仅可以得到目标的几何信息，还可以支持用户的高定量化反演应用；卫星具备12种成像模式，涵盖传统的条带成像模式和扫描成像模式，以及面向海洋应用的波成像模式和全球观测成像模式；功率达万瓦级，可以获取高性能的微波图像，同时是我国首颗连续成像时间达到近小时量级的合成孔径雷达卫星；卫星成像幅宽大，与高空间分辨率优势相结合，既能实现大范围普查，也能详查特定区域，可满足不同用户对不同目标成像的需求。提升了中国对地遥感观测能力，是高分专项工程实现时空协调、全天候、全天时对地观测目标的重要基础。
截至2024年，在技术发展方面，天基雷达已从最初的导弹预警卫星发展为多功能综合监测系统。天基雷达ISAR成像还处于起步阶段，实现天基协同成像，能够从多个角度反演重要目标结构信息。然而，天基ISAR成像平面尚不明确，没有合理的成像弧段选取准则，研究面向空间目标天基协同ISAR成像的资源调度方法，理清成像算法与目标运动轨道、天基雷达观测之间的相互关系，实现雷达成像资源合理分配，对于增强目前雷达监视系统能力、提升空间信息获取效益具有重要的研究意义和实用价值。现有空间监视体系中各型装备工作相互独立、任务分工简单，存在明显的目标环境认知不足。
发展趋势
考虑到搭载在卫星平台的天基雷达功率较小、散热性能不高、平台处于高速运动状态等因素，未来需要进一步研究适配于复杂噪声环境的空间目标稳健检测方法；需要研究空间目标快速相参积累方法，以期实现对空间目标的有效检测；需要进一步研究天基雷达的探测增程技术；组网协同空间监视是未来的重要发展趋势，从宏观角度来看，不同组网方式的探测覆盖能力有所区别；从细粒度层面来说，组网中雷达光学不同装备对多目标观测过程中的信息增量也不相同，组网雷达对多目标观测过程更加复杂，需要研究雷达传感器调度方法与多资源联合分配方法，进而优化空间监视的跟踪精度与太空态势感知效能。
参考资料高分三号卫星成功发射 为我国首颗1米分辨率成像卫星.国际在线新闻.2025-09-30
高分三号卫星.高分三号卫星.2025-09-30