吴一戎院士突破SAR技术发展瓶颈

在各国不断追求高分辨率星载SAR技术的时候,SAR系统的性能已经接近极限。微波成像理论从上个世纪50年代出现,在随后的半个多世纪中,其理论虽然不断完善,却没有出现革命性创新。

实际上支持SAR系统性能数十年快速发展的,是摩尔定律飞速发展下的电子学材料与器件,然而电子器件的性能不能无限制的提高,由于量子效应,摩尔定律也走到了尽头。并且,随着系统性能的提高,雷达系统复杂度也在增加,这给SAR系统的设计和实现带来了越来越大的难度。

笔者曾经从事过地球物理勘探专业,对这方面很有感触。在进行地球物理勘探时,越是复杂的系统,在实际应用中越是容易出现各种故障,而且在检修时需要花费很长时间找出故障点。而且,与SAR雷达数据类似,地球物理勘探获取的数据有很多是没有用的数据,这些冗余的数据不断消耗内存,还占用大量的处理时间。

所以为了解决多余的数据冗余和系统设计过于复杂等问题,业内专家指出,要想提高SAR系统的性能,需要从微波成像理论上寻求突破。

SAR系统的复杂度由两个基本定律决定:雷达分辨率理论和奈奎斯特采样定律。无论是雷达分辨率理论还是那奎斯特采样定理,都是普适性理论,不能违背。

中国科学院吴一戎院士提出稀疏微波成像的概念,将稀疏信号处理理论引入微波成像,将两者有机结合形成微波成像新理论。它不仅具有实现更优性能指标SAR系统的潜力,而且可提升现有雷达系统的成像性能。因为此项成果,吴一戎院士获得了2018年度陈嘉庚科学奖。