雷达资讯|Umbra公司创新设计天线以获取15厘米分辨率SAR图像

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Umbra拥有一项天线专利，该天线设计成可紧凑地存放以在轨道上发射和展开，大口径的天线由柔软的反射材料构成。

经美国联邦通信委员会（Federal Communications Commission）许可，雷达卫星初创公司Umbra计划提供15厘米的高分辨率合成孔径雷达图像。

美国联邦通信委员会（FCC）批准加利福尼亚州圣塔芭芭拉（Umbra）初创公司在今年发射其首个X波段合成孔径雷达（SAR）微卫星，该卫星在今年2月获得了实验性许可，可使用以9.8 GHz为中心的1,200 MHz频段宽度进行星载合成孔径成像，还包括以 600 MHz带宽中心频率为9.6 GHz为中心的低带宽SAR。

Umbra Lab原计划2020年发射第一个颗卫星，但是由于新冠病毒的影响，该发射计划推迟到2021年，能否顺利发射还未可知。

2021年2月2日，Umbra已为其雷达卫星星座筹集了3200万美元的资金。迄今为止，该公司的总融资额已达4460万美元，该公司准备在2021年发射第一颗合成孔径商业卫星。

该公司计划为客户提供廉价的SAR数据，而不是地理空间分析。国家海洋与大气管理局（National Oceano and Atmospheric Administration）于2018年授予Umbra许可在515公里太阳同步轨道上的卫星上提供25厘米分辨率。

Umbra在3月11日的新闻稿中表示，有了新的FCC许可证，“某些客户将可以获得更好的解决方案”，“ Umbra有望成为美国高分辨率雷达产品的唯一商业提供商，并将以商业方式将图像出售给美国的客户和国外的盟友。”Dominocielo拒绝透露美国国防和情报机构是否是可能获得Umbra最高分辨率图像和数据访问权的客户。Umbra寻求收集高分辨率SAR数据以提供人工智能和机器学习算法。Dominocielo说：“人工智能和机器学习算法仅与它们给出的数据一样好。” “高分辨率SAR图像本质上更有价值。优质的数据将使分析公司和政府能够改善其AI和机器学习工作流程。”

Umbra成立于2015年，创始人当时意识到，需求的激增和商业空间图像数据的广泛应用已经超出了该领域的发展范围。显然，就性能和资本效率而言，商业SAR可以从根本上提高。Umbra认识到了利用强大的航天器有效载荷并在发射和地面服务方面进行持续的行业改进以开展下一代雷达任务的能力。Umbra Lab公司计划发射50千克的合成孔径雷达（SAR）星座，以获得分辨率为25厘米的SAR图像。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）于2018年授予Umbra一项牌照建设SAR卫星星座，该星座在515公里的圆形太阳同步轨道中以高分辨率提供SAR图像。Umbra计划为客户提供多种图像模式，其中默认模式（称为Staring Spotlight）可以在16平方公里的区域上提供分辨率为25厘米的SAR图像。

Umbra Lab卫星天线展开状态

Umbra Lab卫星天线收缩状态

制约SAR卫星性能和图像质量的关键指标是功率孔径，它是有效功率和有效孔径面积的结合。Umbra Lab的SAR有效载荷结合了强大的天线和高效的馈源，可以高效地产生单视亚米SAR图像。Umbra Lab通过提供高质量、低成本数据的直接销售作为商业服务来实现这一目标，而不是将图像分析作为业务功能来提供。据称该公司提供高分辨SAR图像与光学图像价格相当！

Umbra Lab的创始人Gabe Dominocielo和David Langan首次观看了公司创新型抛物面天线的底部

Umbra Lab的天线专利于2020年3月份在线发布，该专利展示了一种伞形反射器，该反射器旨在紧凑地存放以便发射。在轨道上，通过连接到中心轮毂的一系列肋条以展开反射器，该反射天线是一种柔性的反射材料，直径约四米。Umbra Lab公司发明了一个新颖的折叠大于10平方米的抛物线型网状天线的方法，这种天线更加适合微小SAR卫星。该公司计划建立一个12颗卫星的星座，实现每小时进行一次高分辨率的重访。美国专利局已为该公司下一代小型卫星天线颁发了Umbra的专利，该天线与该公司的1200MHz带宽雷达相结合，使他们可以收集低于25厘米分辨的合成孔径雷达的图像。除了卫星硬件之外，该公司还一直在开发运营一个星座所需的基础设施，包括卫星任务、基于云的图像处理和交付、计费和客户服务。Umbra基于云的弹性基础架构将允许客户直接从Amazon Web Services下载数据。

用户可以直接通过其集成的网络平台Overlook对Umbra的SAR卫星进行任务规划

与许多SAR卫星供应商战略不同，Umbra Lab不会尝试与提供一套地理空间情报分析套件的Orbital Insight竞争，而是将其基于SAR的图像作为B2B服务直接出售给地理空间分析公司。

Umbra Lab SAR图像具有许多不同的应用程序

  Umbra Lab SAR的性能如下：

• 距离分辨率 ≥0.25m
• 方位角分辨率 ≥0.10m
• NESZ： ≤-18分贝
• 极化：  HH或VV
• 频率：X波段
• 天线效率：> 60％ 
• 工作带宽：> 1200 MHz

• 峰值功率：> 500w

目前ICEYE、Capella Space、Umbra Lab公司和PredaSAR这四家航天商业遥感SAR公司经营策略各有不同，除了星座、分辨率等方面，这四家最大的不同是提供数据服务的方式不同，Umbra Lab注重提供高分辨的SAR图像数据，它不涉足SAR图像分析服务，并且能够提供非常有竞争力的价格，其最低15cm分辨率的SAR图像价格已经接近天基遥感光学图像。PredaSAR号称要建设世界上最大的微小SAR卫星星座，ICEYE、Capella Space已经有卫星上天，而ICEYE已经确定提供最高25cm分辨率的续贯SAR图像（视频）服务。

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编辑：吕书懿 赵思源 

审核：于青    贾守新

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