科研动态

电子所成功研制国内首部微波光子雷达
  中国科学院电子学研究所成功研制出国内第一台基于微波光子技术的雷达样机,并进行了外场非合作目标的逆合成孔径成像测试,获得了国内第一幅微波光子雷达成像图样,推动了新技术新体制雷达研究的发展。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。外场获得的图像分辨率比已知报道的国际同类微波光子雷达提高一个数量级,图像清晰度也有明显提升。

  微波光子雷达研究是结合了微波光子技术和雷达技术的一个多学科交叉领域,是电子所面向新技术新体制雷达研究的重点培育方向之一。微波光子雷达的研究,依托于电子所一室,得到了中科院科技创新重点部署项目、中科院率先行动计划、微波光子成像雷达技术验证测试平台修购项目的支持;同时电子所引进具有微波光子学背景的海外青年千人研究员李王哲和李若明入所开展工作,结合电子所在雷达技术方面的专业力量和研究经验,通过不同学科间的碰撞融合、不同专业技术人员间的交流协作,有力推动了微波光子雷达研究的发展。从2015年下半年开始,相关专业团队协同创新,先后完成了微波光子成像雷达系统设计论证、宽带雷达信号的光子产生和光子去调频接收等关键技术攻关,以及相关成像算法研发。在经过实验室原理验证、暗室点目标成像实验和系统集成联调后,最终实现了在外场对非合作目标的成像测试,成功验证了该部微波光子雷达的可行性。研究成果已经被国际期刊《光学快讯》(Optics Express)接收,即将发表。

  在此次外场测试中,对包含波音737飞机在内的不同机型、不同距离、不同视角下进行了成像测试。得益于微波光子雷达架构,以及光子技术在宽带信号产生、处理以及系统杂散抑制等方面的独特优势,微波光子雷达成像图像能够清晰地识别目标的结构细节,比如飞机发动机、尾翼以及襟翼导轨等结构,展示了微波光子雷达对目标结构特征的辨识能力,对比发表在《自然》杂志上的国外微波光子雷达系统所进行的外场成像结果,如图2所示,电子所的微波光子雷达系统成像结果具有明显的改善。接下来该方向的研究工作将进一步提升微波光子雷达成像性能,并继续探索微波光子技术在不同体制雷达中的应用价值。

  第一部国内微波光子雷达样机的研制成功填补了国内在该研究领域的空白,推动了光子技术同传统的微波系统尤其是雷达系统的融合,标志着未来的雷达技术和系统的新的发展阶段,为未来新体制雷达系统的诞生奠定基础。

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