当前位置: 首页  媒体聚焦

科研动态丨我校微波光子成像雷达研制取得重要进展

发布时间:2018-11-28 点击数:389


编者按:科研水平是体现一所大学综合实力的重要指标。我校积极聚焦国家重大战略,对接国家及地方经济社会发展需求,大力推进科研体制改革与创新,在高水平论文、重大科研项目等方面不断取得重要成果与突破。新闻网现开设“科研动态”栏目,为师生及时展现学校最新科研动态与成果。


11月16日,在北京举办的首届“雷达在哪里”的高峰论坛上,我校电子信息工程学院潘时龙教授作专题报告,在报告中首次公开发布了认知微波光子成像雷达原型验证系统及演示视频,该项技术有望对应宽带雷达易受干扰的难题,使得雷达更加智能化,为成像雷达在无人驾驶、无人机、自主机器人等领域的应用取得技术基础。


雷达“观察”周围环境是基于电磁波实现的,通过主动发出电磁波,然后从周围物体的反射信号中提取环境信息。这样的工作原理会导致两大严重缺陷,一是雷达的成像分辨率决定于系统带宽,二是宽带雷达极易受到外界电磁波的干扰,使雷达难以在智能装置和人们日常生活中大规模使用。

此前,我校微波光子学课题组已经成功研制出基于微波光子技术的高分辨率实时雷达成像系统,攻克了宽带信号产生、宽带实时成像处理这两大技术难题,不仅能获取成像分辨率优于1.3cm´1.3cm的图像,还能够以视频的方式高精度地观测小尺寸目标。


随着雷达工作的电磁环境越来越复杂,宽带雷达必须通过“认知”来抵御外界干扰。但基于传统电子技术构建的认知雷达系统面临着如下挑战:超宽带电磁频谱的实时感知、宽带可重构雷达波形产生、宽带雷达信号的实时处理。针对上述挑战,潘时龙教授、朱丹副教授、张方正副教授带领团队开展了长期深入的研究,采用微波光子技术成功应对了这些难题,研制出认知微波光子成像雷达原型验证系统。

该系统采用全光傅里叶变换技术实现对宽带复杂频谱环境的实时侦测;所侦测的频谱信息反馈控制一个基于多频光本振的可重构光子波形产生模块,产生能够适应工作环境的宽带雷达波形;在接收端,采用微波光子信号处理技术对宽带雷达回波信号进行实时处理,实现对目标的高分辨率ISAR成像。



实验中,微波光子频谱感知模块成功侦测出外界存在22-26GHz的干扰信号,于是驱动捷变频微波光子雷达产生17.5-21.5GHz的雷达波形,实现对转动风扇的高分辨率成像。当外界干扰切换到17.5-21.5GHz,微波光子雷达受到干扰,无法成像。此时微波光子频谱感知模块又成功侦测出干扰信号,从而驱动捷变频微波光子雷达产生22-26GHz的波形,再次实现高分辨率成像。


该工作表明,微波光子技术不仅可提高雷达成像的分辨率和实时性,还能够让雷达拥有“智力”,从而有效提升宽带雷达的抗干扰能力,为成像雷达在军民领域的广泛应用奠定基础。