当微波光子技术应用于雷达，图像分辨率会出现什么奇迹？
中国科学院电子学研究所网站于2017年6月12日披露，该所成功研制出我国第一台微波光子雷达样机，并实现对空中随机目标——波音737飞机的快速成像，获得了国内第一幅微波光子雷达成像图样，其图像分辨率比现有报道过的国际同类微波光子雷达提高了一个数量级。那么，什么是雷达？微波光子雷达又是什么？它有哪些“过人之处”？
国内首部微波光子雷达（图片来源：中国科学院电子研究所官网）
什么是雷达？
中国军网介绍，雷达是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，意思为“无线电探测和测距”，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为无线电定位。
据《科技日报》报道，最简单的雷达装置包括发射机和接收器两部分。雷达的天线像一个竖起来的巨大锅底，发射机天线朝着特定的方向，有规律地发射出无线电信号，无线电波遇上障碍物会被反射回来，被“大锅底”接收，经过特殊设备进行迅速处理，就能知道目标物体和雷达间的距离、距离变化率或径向速度、方位、高度等。
什么是微波光子雷达？
了解了雷达，那微波光子雷达又是什么？《科技日报》介绍，微波光子雷达是将微波光子技术全面应用于雷达收、发系统的一种新体制雷达。微波光子技术是研究微波与光波的相互作用，在光域产生、处理、转换、传输微波信号的交叉学科，它突破了传统微波电子技术在大瞬时带宽、低相位噪声、高有效转换位数和低传输损耗等方面的技术瓶颈。微波光子技术应用于雷达系统将全面提升雷达的探测性能和对抗能力。
微波光子雷达有哪些“过人之处”？
中国科学院电子研究所官网介绍，首部微波光子雷达采用双站雷达体制和光子架构，在发射机和接收机的射频前端分别引入雷达信号微波光子产生技术和去调频接收技术，能够支持宽带工作，具有提升距离向分辨率的潜力。
此外，据《科技日报》报道，传统雷达以电子为载体实现信号的产生和处理，分辨率和处理速度因电子器件的带宽限制而存在提升瓶颈，难以满足未来对高性能雷达的需求；而微波光子雷达，以光子为信息载体，利用丰富的光谱资源和灵活的光子技术，能够更好、更快地产生和处理雷达宽带信号，具有快速成像、高分辨率和清晰辨识目标的优势。（刘洋）
本文由中国科学院物理所副研究员罗会仟进行科学性把关。
(责编：高黎明、姚欣雨)
中国第一台微波光电子雷达即将投入实战！可识别敌方军机细节，分辨率超高！
本报记者 张强
美国海军实验室在2014年3月的《自然》杂志以《光子照亮雷达的未来》为题撰写述评，称“微波光子技术是下一代雷达的关键技术”。如今，我国科学家终于在这个领域取得突破。中科院电子学研究所12日披露，该所研制出了我国第一台微波光子雷达样机，并通过外场非合作目标成像测试，获得国内第一幅微波光子雷达成像图样，在图像分辨率上比国际水平高出一个数量级。本报6月13日一版刊登了相关独家报道。
那么，微波光子雷达具有什么技术优势？它在军事上都有哪些应用前景呢？
一位雷达专家在接受科技日报记者采访时表示，我国微波光子雷达的整体研究水平与世界先进水平同步，空军预警学院2013年就提出了微波光子雷达的概念和架构，同时联合多家研究所和高校开展了微波光子雷达技术的研究。“据我们了解，真正体现微波光子宽带优势的超高分辨成像雷达迄今还没有见诸相关学术文献报道。目前国内外已发布的微波光子雷达，还仅局限在窄带、步进频、双频段等范围。因此，微波光子雷达真正投入实战、应用于军事，还需假以时日，仍需不断在光电模块与器件的小型化和集成化方面开展深化研究。”
记者了解到，微波光子雷达是将微波光子技术全面应用于雷达收、发系统的一种新体制雷达。微波光子技术是研究微波与光波相互作用，在光域产生、处理、转换、传输微波信号的交叉学科，其突破了传统微波电子技术在大瞬时带宽、低相位噪声、高有效转换位数和低传输损耗等方面的技术瓶颈，其应用于雷达系统将全面提升雷达的探测性能和对抗能力。
该专家介绍，微波光子雷达可克服相控阵雷达的波束倾斜、孔径渡越以及栅瓣抑制问题，实现大阵列远程探测、高精度测量和大角度覆盖。其瞬时带宽可比传统宽带雷达提升数倍，因此成像分辨率也将提高数倍。微波光子雷达采用高稳定光生基准源，比传统雷达基准源相位噪声低两个数量级以上，为低慢小、高快隐目标的探测奠定了基础。微波光子雷达还可实现在一部雷达上实现探测、跟踪、成像与目标识别等多功能一体，并快速协同反应。同时，它抗复杂电磁干扰，能实现在复杂环境中对复杂目标的有效探测。
“正因为微波光子雷达具有卓越的超宽带成像能力、多频段多信号环境感知能力和光子器件体积小重量轻电磁兼容性好等特点，非常适合于作战平台对小型目标精细成像和实时辨识，为无人智能设备提供准确的环境感知信息。”他指出，“同时微波光子技术在通信、电子战，以及雷达、通信、电子战一体化系统等方面也有非常广泛的应用前景。”
消息指出，该雷达成功实现了对空中随机目标——波音737飞机的快速成像，可以辨识如发动机、尾翼、襟翼导轨及其数量等飞机细节。那么，传统雷达无法显示这些细节吗？
“若仅从成像显示飞机细节方面，传统成像雷达已能实现，如美国林肯实验室报道的成像雷达分辨率达到3cm，对飞机成像已能显示更多的细节。但微波光子成像雷达能做得更好，以目前器件水平，微波光子雷达成像分辨率有潜力做到1cm左右，比传统成像雷达分辨率提升3倍左右。”他表示。
未来战场上，我们应该如何防范微波光子雷达的追踪呢？
“微波光子雷达可解决雷达探测中的‘宽、快、准’问题，也就是宽带高分辨成像、快速重构实时感知，准确测量定位等关键问题。未来如果微波光子雷达投入实战的话，比较好的办法就是将微波光子技术应用于电子战系统，以宽对宽，以快制快，以准扰准，实现宽空时频侦察、快速定位、准确干扰。”这位专家特别指出。 （科技日报北京6月15日电）
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