南京航空航天大学 - 《南京航空航天大学报》
南航率先研制的认知微波光子雷达有望为自动驾驶按上“智能眼”
作者：周新华
本报讯 南京连续数日的雾霾天气，给人们的出行带来很大的不便，尤其是在能见度很低的夜间，驾车行驶的危险性很大。当你出门时，一定特别渴望拥有一辆能在黑夜及雾霾天自由穿梭的无人驾驶汽车。近日，记者了解到，由南航电子信息工程学院潘时龙教授领衔的微波光子学研究团队在国际上率先研制的认知微波光子雷达，有望为无人驾驶汽车上安装“智能眼”，保证在黑夜以及雾霾、雨雪、沙尘等恶劣天气下驾驶的最大安全。
人类获取周边图像的技术主要有光学成像和微波成像两种，相机、激光雷达等光学成像装置是目前自动驾驶汽车、无人机、自主机器人等智能设备的“眼睛”，但这双“眼睛”无法全天时和全天候工作———黑夜里，它无法辨别阴影中的运动目标；雾霾、雨雪、沙尘等恶劣天气下，也无法做到一览无余。“传统的微波成像虽然可以全天候、全天时工作，且具有穿透黑夜及恶劣天气的能力，但电域下工作时受电子器件限制，难以实时处理大带宽信号，并因成像精度差、处理速度慢等技术瓶颈，难以在民品中广泛应用。”为此，潘时龙教授带领团队自2012年起开始了微波光子雷达研究，并于去年成功研制出世界上首个微波光子雷达样机。“微波光子雷达可以实现高精度实时成像，比如当一架无人机从空中飞过时，传统雷达显示器上只能看到一个模糊不清的小点，而在微波光子雷达成像显示下，可以实时清晰地呈现出无人机的各部分细节。”中国电科14所评价该工作，“在国际上首次成功实现了对小尺寸目标的实时高分辨成像，成像精度优于2厘米；攻克了宽带信号产生、宽带实时成像处理这两大技术难题，拓展了雷达在军民领域的应用前景，为下一代宽带多功能雷达奠定了坚实的技术基础”。
随着研究的深入，潘时龙发现微波光子雷达不仅易受干扰源的故意干扰，而且同频段的雷达之间也会相互干扰，影响着它在自动驾驶、无人机等领域的广泛应用。于是，他带领团队向更加智能化的认知微波光子雷达发起“冲击”。潘时龙介绍，“认知微波光子雷达不仅能够全天时、全天候工作，还可以看到隐藏目标，比如突然从树丛中蹿出来的人、动物等，做到高精度、实时成像，同时抵御外界电磁波干扰，让智能设备拥有一双不受干扰的‘火眼金睛’。对智能设备而言，微波光子雷达是‘透视眼’，认知微波光子雷达则是‘智能眼’。”
据悉，南航微波光子学研究团队正在自主研发微波光子成像雷达芯片。潘时龙憧憬到，“未来，通过集成芯片，认知微波光子成像技术将在在自动驾驶、空中交通管理、无人机黑飞监测等军事和民用等更广泛的领域发挥巨大作用。”