波前调制为微波雷达戴上“眼镜”

湖南日报·新湖南客户端 2021-07-23 17:27:39

7月19日，国防科技大学，王宏强（右）和项目团队成员在实验室调试设备。湖南日报·新湖南客户端记者傅聪摄

湖南日报·新湖南客户端记者王铭俊通讯员李诗田

雷达，是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射机将电磁波能量射向空间的某一方向，当电磁波遇到目标发生反射，产生回波，雷达接收机就能对回波进行处理，获得距离、角度、材料等目标参数。面对传统雷达对前视区域只能测距不能成像的局限性，国防科技大学黎湘教授带领团队完成“电磁波波前编码超衍射前视成像理论”项目，获2020年度湖南省科学技术奖之省自然科学奖一等奖。

微波是电磁波频谱中雷达常用的一个工作频段范围。“如果把传统微波比作向水面扔一块石头后形成的阵阵涟漪，电磁波就只能探测在这个球面波所在的平面空间中是否有物体存在。”团队成员刘康副教授介绍，微波成像不仅解决了“有无”的问题，还能通过波前调制将电磁波变成螺旋状或者随机变化的形状，通过差异性电磁波激励测量出不同目标回波的相位，此时再通过特殊规律进行编码调控，便能获得不同的反馈信息，达到“是什么”“什么形状”的高分辨水平。

微波具有全天时、全天候的特点，并有一定的穿透能力。相较于光学成像，微波成像不受暴雨、雾霾等恶劣天气的影响，对飞机盲降的地面信息获取等具有重要作用。此外，因为雷达本身难以对前方物体成像，此前传统雷达只能装在车辆侧面，使用时需要“扭着脖子看”，而现在将雷达安装在正前方，实现了从侧视成像到前视成像的突破，当前微波前视成像能够达到百米量级距离对车辆的分辨。

刘康介绍，项目目前主要取得了理论突破与创新，离实际应用尚有一定的差距，但团队通过发展微波成像的新理论与新方法，为解决重大装备的前视成像目标识别难题提供了全新的理论和方法支持。未来，该项技术在无人车自动驾驶、无人平台任务路线规划、机载预警探测等领域均有很大的应用潜力。

责编：陈龙

来源：湖南日报·新湖南客户端

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