中科院電子所成功研制國內(nèi)首部微波光子雷達(dá)
中國科學(xué)院電子學(xué)研究所成功研制出國內(nèi)第一臺基于微波光子技術(shù)的雷達(dá)樣機,并進行了外場非合作目標(biāo)的逆合成孔徑成像測試,獲得了國內(nèi)第一幅微波光子雷達(dá)成像圖樣,推動了新技術(shù)新體制雷達(dá)研究的發(fā)展。首部微波光子雷達(dá)采用雙站雷達(dá)體制和光子架構(gòu),在發(fā)射機和接收機的射頻前端分別引入雷達(dá)信號微波光子產(chǎn)生和去調(diào)頻接收技術(shù),能夠支持寬帶工作,具有提升距離向分辨率的潛力。外場獲得的圖像分辨率比已知報道的國際同類微波光子雷達(dá)提高一個數(shù)量級,圖像清晰度也有明顯提升。
微波光子雷達(dá)研究是結(jié)合了微波光子技術(shù)和雷達(dá)技術(shù)的一個多學(xué)科交叉領(lǐng)域,是電子所面向新技術(shù)新體制雷達(dá)研究的重點培育方向之一。微波光子雷達(dá)的研究,依托于電子所一室,得到了中科院科技創(chuàng)新重點部署項目、中科院率先行動計劃、微波光子成像雷達(dá)技術(shù)驗證測試平臺修購項目的支持;同時電子所引進具有微波光子學(xué)背景的海外青年千人研究員李王哲和李若明入所開展工作,結(jié)合電子所在雷達(dá)技術(shù)方面的專業(yè)力量和研究經(jīng)驗,通過不同學(xué)科間的碰撞融合、不同專業(yè)技術(shù)人員間的交流協(xié)作,有力推動了微波光子雷達(dá)研究的發(fā)展。從2015年下半年開始,相關(guān)專業(yè)團隊協(xié)同創(chuàng)新,先后完成了微波光子成像雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計論證、寬帶雷達(dá)信號的光子產(chǎn)生和光子去調(diào)頻接收等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),以及相關(guān)成像算法研發(fā)。在經(jīng)過實驗室原理驗證、暗室點目標(biāo)成像實驗和系統(tǒng)集成聯(lián)調(diào)后,最終實現(xiàn)了在外場對非合作目標(biāo)的成像測試,成功驗證了該部微波光子雷達(dá)的可行性。研究成果已經(jīng)被國際期刊《光學(xué)快訊》(Optics Express)接收,即將發(fā)表。 在此次外場測試中,對包含波音737飛機在內(nèi)的不同機型、不同距離、不同視角下進行了成像測試。得益于微波光子雷達(dá)架構(gòu),以及光子技術(shù)在寬帶信號產(chǎn)生、處理以及系統(tǒng)雜散抑制等方面的獨特優(yōu)勢,微波光子雷達(dá)成像圖像能夠清晰地識別目標(biāo)的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),比如飛機發(fā)動機、尾翼以及襟翼導(dǎo)軌等結(jié)構(gòu),展示了微波光子雷達(dá)對目標(biāo)結(jié)構(gòu)特征的辨識能力,對比發(fā)表在《自然》雜志上的國外微波光子雷達(dá)系統(tǒng)所進行的外場成像結(jié)果,如圖2所示,電子所的微波光子雷達(dá)系統(tǒng)成像結(jié)果具有明顯的改善。接下來該方向的研究工作將進一步提升微波光子雷達(dá)成像性能,并繼續(xù)探索微波光子技術(shù)在不同體制雷達(dá)中的應(yīng)用價值。 第一部國內(nèi)微波光子雷達(dá)樣機的研制成功填補了國內(nèi)在該研究領(lǐng)域的空白,推動了光子技術(shù)同傳統(tǒng)的微波系統(tǒng)尤其是雷達(dá)系統(tǒng)的融合,標(biāo)志著未來的雷達(dá)技術(shù)和系統(tǒng)的新的發(fā)展階段,為未來新體制雷達(dá)系統(tǒng)的誕生奠定基礎(chǔ)。 |