探測不受煙塵、霧霾影響：國內首款太赫茲視頻合成孔徑雷達研製成功

【觀察者網綜合報道】

新華社12月17日消息，記者17日從中國航天科工二院23所獲悉，由該所研製的我國第一部太赫茲視頻合成孔徑雷達進行了飛行試驗，併成功獲取國內首組太赫茲視頻合成孔徑雷達影像成果。太赫茲雷達成像系統能彌補光學、紅外、傳統雷達等對慢速動目標探測的不足，能大大提高合成孔徑雷達圖像可判讀性，為複雜環境下運動目標探測應用奠定技術基礎。

合成孔徑雷達（SAR）是一種主動式的對地觀測系統，可安裝在飛機、衞星、宇宙飛船等飛行平台上，全天時、全天候對地實施觀測。因此，SAR系統在災害監測、環境監測、海洋監測、資源勘查、農作物估產、測繪等方面具有獨特優勢，可發揮其他遙感手段難以發揮的作用，因此越來越受到世界各國的重視。

項目牽頭人、23所機載雷達副總設計師李軍介紹，太赫茲波長介於毫米波和紅外之間，相對傳統低波段的成像雷達，太赫茲雷達成像系統的分辨率更高，成像時間更短，可實現類似光學攝像的視頻成像效果，尤其對地面慢速移動類目標的探測識別能力具有極大的提升。

“相對光學紅外成像系統，太赫茲雷達成像系統具備更強的穿透能力，在煙塵、霧霾等環境下能夠正常對地面目標成像，且不受日照條件的影響，可真正做到滿足任何時間的應用需求，是一種極具發展潛力的新體制雷達技術。”李軍説。

23所將高頻段視頻合成孔徑雷達作為機載雷達重要發展方向之一，經過多年技術攻關，在國內率先實現了從Ka波段到太赫茲波段的視頻合成孔徑雷達研製工作，標誌着太赫茲視頻合成孔徑雷達嚮應用又近了一步。

背景資料：合成孔徑雷達與太赫茲技術

據中國數字科技館網站資料，一般雷達在惡劣天氣下，必須多次成像才能採集到圖像，而合成孔徑雷達則是一種全天候高分辨率成像雷達，它利用雷達與目標的相對運動把尺寸較小的真實天線孔徑用數據處理的方法合成較大的等效天線孔徑。合成孔徑雷達分非聚焦合成孔徑雷達和全聚焦合成孔徑雷達。合成孔徑雷達全天候工作性能十分優秀，能夠晝夜工作並且能夠穿透塵埃、煙霧和其它一些障礙，還具備更遠距離的工作能力，並且分辨率不會隨着距離的增加而降低。合成孔徑雷達能夠在一定程度上穿透掩蓋物，識別偽裝和隱蔽目標。

合成孔徑雷達技術應用範圍十分廣泛，可為地質工作者提供地形構造信息，為環境監測人員提供油汽和水文信息，為導航人員提供海洋狀況分佈圖，為軍事作戰提供偵察和目標探測信息等。此外，合成孔徑雷達還可用於太空探測，如探測月球、金星等行星的地質結構。先進國家軍隊，特別是美軍已將合成孔徑雷達廣泛裝備在軍用飛機上，如U-2和SR-71偵察機、F-15戰鬥機、B-2轟炸機等。我國的合成孔徑雷達研製工作從20世紀70年代中期開始起步，目前已進入實際應用階段，在國土測繪，資源普查、城市規劃、重點工程選址、搶險救災等領域發揮了重要作用。

另據鳳凰網2018年4月梳理資料，太赫茲波是指頻率介於0.1~10THz之間的電磁波，其波長範圍為 0.03~3 mm。太赫茲波在電磁波譜中的位置位於微波和紅外輻射之間，故對其研究手段由電子學理論逐漸過渡為光子學理論。

由於太赫茲波在電磁波譜中所處的特殊位置，因而其具有許多優越的性質，從而在天文、生物、化學等領域有着非常重要的學術和應用價值。尤其在軍事和安全領域，太赫茲技術更是有着廣闊的應用前景。太赫茲技術因得到了各國政府和研究機構的高度重視，成為了當前國防和反恐中的重點研究項目。

太赫茲雷達工作在太赫茲波段，與傳統微波雷達相比，它具有一系列獨特優勢。

首先，太赫茲雷達的波長更短，可以對目標實現高精度成像。太赫茲雷達對運動目標的多普勒頻移較大，對於緩慢移動物體的識別更有優勢。2008年，美國噴氣推進實驗室(JPL)成功研製了工作頻率為 0.58THz 的三維成像探測系統，該系統的分辨能力可達到亞釐米級。

其次，太赫茲雷達具有反隱身特性。用吸波材料做成的隱形目標只能在一個很窄的波段有隱形效果，而太赫茲頻段具有很寬的帶寬，吸波材料對隱形波段之外的電磁波沒有吸波效果，有利於對隱身目標的探測。

圖 2 T80 坦克和 F16 戰機模型及太赫茲成像結果

第三，太赫茲雷達對大多數非金屬材料具有透視性，可以探測到敵方隱蔽的武器、偽裝埋伏的武裝人員，以及煙霧、沙塵中的軍事裝備。