當微波光子技術應用於雷達，圖像分辨率會出現什麼奇跡？

中國科學院電子學研究所網站於2017年6月12日披露，該所成功研制出我國第一台微波光子雷達樣機，並實現對空中隨機目標——波音737飛機的快速成像，獲得了國內第一幅微波光子雷達成像圖樣，其圖像分辨率比現有報道過的國際同類微波光子雷達提高了一個數量級。那麼，什麼是雷達？微波光子雷達又是什麼？它有哪些“過人之處”？

國內首部微波光子雷達（圖片來源：中國科學院電子研究所官網）

什麼是雷達？

中國軍網介紹，雷達是英文Radar的音譯，源於radio detection and ranging的縮寫，意思為“無線電探測和測距”，即用無線電的方法發現目標並測定它們的空間位置。因此，雷達也被稱為無線電定位。

據《科技日報》報道，最簡單的雷達裝置包括發射機和接收器兩部分。雷達的天線像一個豎起來的巨大鍋底，發射機天線朝著特定的方向，有規律地發射出無線電信號，無線電波遇上障礙物會被反射回來，被“大鍋底”接收，經過特殊設備進行迅速處理，就能知道目標物體和雷達間的距離、距離變化率或徑向速度、方位、高度等。

什麼是微波光子雷達？

了解了雷達，那微波光子雷達又是什麼？《科技日報》介紹，微波光子雷達是將微波光子技術全面應用於雷達收、發系統的一種新體制雷達。微波光子技術是研究微波與光波的相互作用，在光域產生、處理、轉換、傳輸微波信號的交叉學科，它突破了傳統微波電子技術在大瞬時帶寬、低相位噪聲、高有效轉換位數和低傳輸損耗等方面的技術瓶頸。微波光子技術應用於雷達系統將全面提升雷達的探測性能和對抗能力。

微波光子雷達有哪些“過人之處”？

中國科學院電子研究所官網介紹，首部微波光子雷達採用雙站雷達體制和光子架構，在發射機和接收機的射頻前端分別引入雷達信號微波光子產生技術和去調頻接收技術，能夠支持寬帶工作，具有提升距離向分辨率的潛力。

此外，據《科技日報》報道，傳統雷達以電子為載體實現信號的產生和處理，分辨率和處理速度因電子器件的帶寬限制而存在提升瓶頸，難以滿足未來對高性能雷達的需求﹔而微波光子雷達，以光子為信息載體，利用豐富的光譜資源和靈活的光子技術，能夠更好、更快地產生和處理雷達寬帶信號，具有快速成像、高分辨率和清晰辨識目標的優勢。（劉洋）

本文由中國科學院物理所副研究員羅會仟進行科學性把關。