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。