合成孔徑激光雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用前景

目錄

• 簡(jiǎn)介

• 主持人致辭

• 主旨報(bào)告

• 李道京：合成孔徑激光雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用前景

• 討論與交流

• 主要專家簡(jiǎn)介：

• 展開(kāi)

【簡(jiǎn)介】

普通激光雷達(dá)成像系統(tǒng)和光學(xué)照相機(jī)一樣，高分辨率遠(yuǎn)距離成像需要很大的光學(xué)孔徑（因此需要很大的鏡頭）。但實(shí)際系統(tǒng)中，很多因素限制了系統(tǒng)光學(xué)孔徑的增加。為解決這一問(wèn)題，把（微波）合成孔徑成像技術(shù)應(yīng)用于激光雷達(dá)成像系統(tǒng)中，發(fā)展了合成孔徑激光雷達(dá)（激光SAR）。由于光波波長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于微波波長(zhǎng)，所以合成孔徑激光雷達(dá)的分辨率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于微波合成孔徑雷達(dá)。通常微波合成孔徑雷達(dá)的最高分辨率約在分米量級(jí)，而合成孔徑激光雷達(dá)的分辨率可以達(dá)到厘米到毫米量級(jí)，因此合成孔徑激光雷達(dá)有很誘人的發(fā)展前景。本次沙龍就是介紹和討論合成孔徑激光雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用前景。

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【主持人致辭】

宋家駿：各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專家，今天是院老科協(xié)電子所分會(huì)承辦的第七次科學(xué)技術(shù)前沿學(xué)術(shù)沙龍。這次沙龍的主題是合成孔徑激光雷達(dá)，關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用前景。請(qǐng)林世昌理事長(zhǎng)講話。

林世昌：非常感謝大家來(lái)參加沙龍活動(dòng)！我們搞沙龍，己是第七次了，今天的沙龍還是比較有意思的，我們所的強(qiáng)項(xiàng)是微波，微波合成孔徑雷達(dá)已有相當(dāng)?shù)乃?，現(xiàn)在研究激光合成孔徑雷達(dá)，是一個(gè)新的方向。今天請(qǐng)年輕的科學(xué)家給我們講一講，激光合成孔徑雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用前景，希望大家關(guān)注，參加討論。下面請(qǐng)李道京博士給我們做主旨報(bào)告。

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【主旨報(bào)告】

李道京：合成孔徑激光雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用前景

激光雷達(dá)成像系統(tǒng)和光學(xué)成像系統(tǒng)一樣，高分辨率遠(yuǎn)距離成像需要很大的系統(tǒng)光學(xué)孔徑，但實(shí)際系統(tǒng)中很多因素限制了系統(tǒng)光學(xué)孔徑的增加，為此可考慮合成孔徑成像。合成孔徑成像包括雷達(dá)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)、目標(biāo)靜止成像和雷達(dá)平臺(tái)靜止、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)成像兩種方式。兩者的工作原理都是基于相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大的等效孔徑獲，從而獲得高的橫向分辨率，其基本條件是信號(hào)具備高的相干性，故合成孔徑成像的概念在原理上適用微波、毫米波和激光信號(hào)。激光信號(hào)相干性的提高，使合成孔徑激光雷達(dá)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)成為可能，開(kāi)展相關(guān)研究工作具有重要意義。下面的報(bào)告介紹了合成孔徑激光雷達(dá)的研究進(jìn)展和系統(tǒng)體制，闡述了其關(guān)鍵技術(shù)和可能的技術(shù)途徑，展望了其應(yīng)用前景并給出了可能的系統(tǒng)參數(shù)和指標(biāo)。

一、研究進(jìn)展

合成孔徑激光雷達(dá)（Synthetic Aperture Ladar, SAL）是合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar, SAR）技術(shù)在激光波段的一種應(yīng)用形式，也可稱為激光SAR。通過(guò)發(fā)射寬帶激光信號(hào)獲取縱向高分辨率，通過(guò)合成孔徑技術(shù)獲取橫向高分辨率。由于SAL的波長(zhǎng)較短，目標(biāo)橫向運(yùn)動(dòng)和自轉(zhuǎn)形成非常小的角度（約千分之四度， 0.07mrad ）就可以使SAL獲得0.1m的橫向分辨率圖像，這使得SAL在原理上可以高數(shù)據(jù)率對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)進(jìn)行高分辨率成像觀測(cè)。

激光信號(hào)相干性提高，已使SAL的技術(shù)實(shí)現(xiàn)成為可能。1990年，林肯實(shí)驗(yàn)室利用寬帶激光雷達(dá)獲得在軌衛(wèi)星的第一幅距離-多普勒?qǐng)D像。2011年美國(guó)洛克希德·馬丁公司基于相位編碼信號(hào)完成了機(jī)載SAL演示樣機(jī)的飛行實(shí)驗(yàn)，對(duì)距離1.6km的地面目標(biāo)獲得了幅寬1m，分辨率優(yōu)于3.3cm的成像結(jié)果。2013年，美國(guó)國(guó)防部與Raytheon公司簽訂合同，宣布由其研制遠(yuǎn)距離成像激光雷達(dá)，用于對(duì)GEO軌道目標(biāo)進(jìn)行ISAL（Inverse Synthetic Aperture Ladar, ISAL）成像。2017年，中科院電子所和上光所分別報(bào)道了機(jī)載側(cè)視SAL和直視SAL飛行成像試驗(yàn)，獲得了地面高反射率合作目標(biāo)的成像結(jié)果。2018年，美國(guó)報(bào)道了EAGLE計(jì)劃中的GEO 軌道ISAL。

二、系統(tǒng)體制

目前合成孔徑激光雷達(dá)的系統(tǒng)體制主要有全光學(xué)成像和基于數(shù)字信號(hào)處理的電子學(xué)成像兩種。和基于數(shù)字信號(hào)處理的電子學(xué)成像技術(shù)相比，全光學(xué)成像處理具有速度快實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)，但其成像處理精度較低，對(duì)實(shí)際系統(tǒng)中存在的各種相位誤差補(bǔ)償能力較弱，現(xiàn)階段SAL實(shí)現(xiàn)方案還是應(yīng)以電子學(xué)方法為主。

SAL電子學(xué)實(shí)現(xiàn)方案的主要特征為其信號(hào)產(chǎn)生、接收和成像處理的流程與微波SAR接近，基于MZ產(chǎn)生寬帶信號(hào)，同時(shí)考慮在微波頻段實(shí)現(xiàn)信號(hào)的解調(diào)，并采用數(shù)字去斜接收技術(shù)簡(jiǎn)化系統(tǒng)光路。

基于電子學(xué)實(shí)現(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生和成像處理的機(jī)載SAL實(shí)現(xiàn)方案框圖如圖1所示。

圖1 基于電子學(xué)的機(jī)載SAL實(shí)現(xiàn)方案框圖

三、關(guān)鍵技術(shù)

從目前的研究進(jìn)展看，SAL走向?qū)嶋H應(yīng)用仍需突破以下關(guān)鍵技術(shù)：

1、激光信號(hào)相干性保持

激光頻率比微波頻率高三個(gè)數(shù)量級(jí)以上，相對(duì)微波信號(hào)，激光信號(hào)的相干性從原理上就比較差。目前激光信號(hào)相干性的評(píng)價(jià)指標(biāo)遠(yuǎn)不如微波信號(hào)完備，主要為線寬且其數(shù)值在kHZ量級(jí)，遠(yuǎn)大于微波信號(hào)的慢時(shí)頻率分辨率，這嚴(yán)重制約了SAL對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)的高分辨率成像能力。

在激光波段對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)實(shí)現(xiàn)高分辨率合成孔徑成像的核心是要解決好本振信號(hào)的相干性和大功率發(fā)射信號(hào)的相位誤差校正問(wèn)題。大功率激光發(fā)射信號(hào)的相位誤差可通過(guò)設(shè)置參考通道進(jìn)行定標(biāo)校正，在此基礎(chǔ)上，SAL能實(shí)現(xiàn)的最高橫向分辨率決定于本振信號(hào)的相干性。

設(shè)置發(fā)射信號(hào)參考通道對(duì)其非線性失真相位實(shí)施定標(biāo)校正，以及通過(guò)本振延時(shí)光纖實(shí)現(xiàn)信號(hào)相干性保持方法如圖2所示。

圖2 信號(hào)的相干性保持和相位誤差校正方法框圖

對(duì)本振信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理，能夠有效降低本振信號(hào)相干性差對(duì)SAL成像的影響，在此過(guò)程中，減少本振信號(hào)延時(shí)誤差具有重要意義。若采用光纖對(duì)本振信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理，延時(shí)距離受限于激光相干長(zhǎng)度且難以時(shí)變，基于本振光纖延時(shí)的SAL信號(hào)相干性保持方法只適用于目標(biāo)距離較近且合成孔徑時(shí)間內(nèi)目標(biāo)距離變化量較小的情況。

在目標(biāo)距離較遠(yuǎn)或合成孔徑時(shí)間內(nèi)目標(biāo)距離變化量較大的情況下，可以考慮采用本振數(shù)字延時(shí)的方法保持SAL信號(hào)的相干性，其基本思路是設(shè)置本振參考通道，通過(guò)自外差的方式將本振信號(hào)頻率不穩(wěn)引入的相位誤差記錄下來(lái)，在數(shù)字域延時(shí)后對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償。

2、振動(dòng)相位誤差估計(jì)與補(bǔ)償

SAL的波長(zhǎng)短至微米量級(jí)，雷達(dá)或目標(biāo)微米量級(jí)的振動(dòng)都會(huì)在SAL的回波信號(hào)中引入較大的振動(dòng)相位誤差，導(dǎo)致成像結(jié)果散焦。在激光波段，幾乎任何目標(biāo)表面都是粗糙的，難以存在孤立的強(qiáng)散射點(diǎn)，這使傳統(tǒng)的自聚焦方法缺乏使用條件。

可在重疊視場(chǎng)條件下采用多通道順軌干涉處理方法進(jìn)行振動(dòng)相位誤差估計(jì)并實(shí)施補(bǔ)償，其基本思路是通過(guò)多通道的干涉相位反演振動(dòng)相位誤差的梯度，再對(duì)梯度積分獲得振動(dòng)相位誤差的估計(jì)結(jié)果。對(duì)于SAL，多通道既可以基于外視場(chǎng)多望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)，也可以基于內(nèi)視場(chǎng)多探測(cè)器實(shí)現(xiàn)，這主要取決于目標(biāo)距離的遠(yuǎn)近和振動(dòng)相位誤差的幅度和頻率。

一個(gè)基于內(nèi)視場(chǎng)正交基線探測(cè)器干涉處理實(shí)現(xiàn)振動(dòng)相位誤差估計(jì)與補(bǔ)償以及寬幅成像的機(jī)載SAL觀測(cè)幾何關(guān)系如圖3所示。

圖3 機(jī)載SAL發(fā)射和接收視場(chǎng)/運(yùn)補(bǔ)和成像探測(cè)器觀測(cè)幾何關(guān)系

3、非成像衍射光學(xué)系統(tǒng)

與傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)圖像概念不同，SAL獲取的圖像在斜距-多普勒頻率兩維。需要寬的接收視場(chǎng)，但不要求具有高的空間角分辨率，具備采用一個(gè)或少量光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)寬視場(chǎng)接收的使用條件，在原理上可用“非成像光學(xué)系統(tǒng)”。據(jù)此特點(diǎn)，SAL應(yīng)可通過(guò)偏置探測(cè)器在“離焦”狀態(tài)形成重疊視場(chǎng)，以進(jìn)行振動(dòng)相位誤差估計(jì)，也應(yīng)可通過(guò)“散焦”擴(kuò)大瞬時(shí)觀測(cè)范圍。

SAL單色且波長(zhǎng)較長(zhǎng)的特點(diǎn)，使其特別適合采用衍射光學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)衍射器件（如二元光學(xué)器件）實(shí)現(xiàn)信號(hào)波前控制，減小焦距并有利于系統(tǒng)的輕量化，在此過(guò)程中，SAR相控陣天線的模型可用于分析衍射光學(xué)系統(tǒng)的性能，SAR常用的信號(hào)處理方法可用于實(shí)現(xiàn)孔徑渡越補(bǔ)償和聚焦。

一個(gè)在壓縮光路中饋源和主鏡兩處使用二元光學(xué)器件的機(jī)載SAL衍射光學(xué)系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 機(jī)載SAL衍射光學(xué)系統(tǒng)示意圖

四、應(yīng)用前景

由于在高分辨率高數(shù)據(jù)率成像方面的優(yōu)勢(shì)，SAL/ISAL在以下兩方面有良好的應(yīng)用前景：

1、機(jī)載SAL對(duì)地成像

可能的機(jī)載SAL參數(shù)和指標(biāo)如下：平均功率100W；接收望遠(yuǎn)鏡口徑約200mm；作用距離優(yōu)于5km；成像分辨率約5cm；瞬時(shí)幅寬100-200m；掃描幅寬1km；工作模式為側(cè)視條帶/斜視DBS/視頻成像；在0.3s即可獲得尺寸在300m量級(jí)的5cm高分辨率圖像 。

除使用順軌干涉處理實(shí)現(xiàn)振動(dòng)相位誤差估計(jì)與補(bǔ)償外，選用一個(gè)抗振性能優(yōu)異的磁懸浮穩(wěn)定平臺(tái)，對(duì)機(jī)載SAL的技術(shù)實(shí)現(xiàn)也具有重要意義。

2、地基ISAL對(duì)GEO軌道空間目標(biāo)成像觀測(cè)

可能的GEO軌道空間目標(biāo)成像觀測(cè)地基ISAL參數(shù)和指標(biāo)如下：平均功率100kW；接收望遠(yuǎn)鏡口徑約5-8m；作用距離優(yōu)于36000km；成像分辨率約0.3m；成像時(shí)間在10s量級(jí)。

地基ISAL可使用基于二元光學(xué)器件的大口徑衍射光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)GEO目標(biāo)成像的難點(diǎn)在于本振信號(hào)相干性保持、目標(biāo)三維自轉(zhuǎn)條件下的振動(dòng)相位誤差估計(jì)與高分辨率成像、以及大氣時(shí)變相位誤差校正。采用本振數(shù)字延時(shí)方法、長(zhǎng)基線正交觀測(cè)結(jié)構(gòu)并引入自適應(yīng)光學(xué)對(duì)地基ISAL的技術(shù)實(shí)現(xiàn)具有重要意義。

五、結(jié)束語(yǔ)

激光具有波粒二象性，SAL充分利用了激光的波特性。由于SAL使用相干探測(cè)體制，本振信號(hào)的存在使目標(biāo)微弱小回波可實(shí)施光電轉(zhuǎn)換為后續(xù)積累提供條件，其探測(cè)性能遠(yuǎn)優(yōu)于目前的單光子探測(cè)器。與此同時(shí)，SAL可使用徑衍射光學(xué)系統(tǒng)，并可全面引入SAR信號(hào)處理方法，其深入研究將極大地推動(dòng)相干激光雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展。

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【討論與交流】

宋家駿：下面進(jìn)行討論，可以提問(wèn)題，讓李道京來(lái)解答，也可以談自己看法。這個(gè)技術(shù)也算是個(gè)新技術(shù)。激光雷達(dá)跟光學(xué)照相它的區(qū)別在哪兒？光學(xué)照相，一個(gè)它是被動(dòng)的，它是靠陽(yáng)光照亮，我們才能拍照。而雷達(dá)是主動(dòng)的，我發(fā)射光，接收回來(lái)的光，不需要外面的條件，所以它不受限制。再一個(gè)不同在于，光學(xué)照相的分辨率完全取決于鏡頭的口徑，比如說(shuō)分辨率0.1米，在飛機(jī)上很容易實(shí)現(xiàn)的，你要到幾百公里上千公里的衛(wèi)星上做幾十米大的鏡頭，很難很難。再遠(yuǎn)更不用提了，完全取決于孔徑。但是激光雷達(dá)的分辨率不是取決于孔徑，是取決于接收能量。分辨率極限取決于波長(zhǎng)，比如說(shuō)微波30公分的波長(zhǎng)，分辨率絕對(duì)不能小于30公分。光的波長(zhǎng)是微米級(jí)的，所以分辨率很高。一個(gè)是特性的區(qū)別，人不會(huì)反射微波，雷達(dá)就看不到人，所以它看的東西是不一樣的。微波雷達(dá)主要看軍事目標(biāo)，金屬的東西很容易看到，像咱們一般環(huán)境的東西，地上寫(xiě)個(gè)字，微波雷達(dá)是看不見(jiàn)，但是光學(xué)能看到。光學(xué)能看到人，而且能看到你穿的什么衣服，性質(zhì)不一樣，各有各的用處。咱們大家討論討論，大家有什么新的見(jiàn)解。

李道京：我覺(jué)得隔行如隔山，工作中我確實(shí)能感覺(jué)到電子學(xué)和光學(xué)的差別，因?yàn)榇蠹覍?duì)望遠(yuǎn)鏡的認(rèn)識(shí)和對(duì)天線的認(rèn)識(shí)還是有些不同，我感到若都用電磁波解釋可能更合理，用幾何光學(xué)解釋不一定合理。望遠(yuǎn)鏡有幾個(gè)性質(zhì)，焦距比一般比口徑大兩倍，但是用二元光學(xué)器件來(lái)做，焦距就可以短了。我們微波相陣天線現(xiàn)在沒(méi)有焦距的概念，早先我們拋物面天線也有，需要長(zhǎng)焦距是因?yàn)殓R子在單位空間里產(chǎn)生的延時(shí)不能很大，大口徑要引入一個(gè)大的相位（或延時(shí)），但現(xiàn)有材料產(chǎn)生不出來(lái)。但是你如果用衍射來(lái)解釋，這個(gè)東西就很簡(jiǎn)單了。我在網(wǎng)上看到很多人對(duì)薄膜望遠(yuǎn)鏡持不同意見(jiàn)，說(shuō)美國(guó)這個(gè)不靠譜，但我覺(jué)得這是個(gè)方向。傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡焦距長(zhǎng)了以后，所需的相差就少了，容易做，如果焦距短，它要求單位空間里的產(chǎn)生相差很大，就不容易做了，材料決定著相差。講到這兒就講到基本的原理和方法，我們微波雷達(dá)強(qiáng)調(diào)波的特性，其天線我們一般用衍射來(lái)解釋。光也是電磁波，光學(xué)系統(tǒng)的極限分辨率也是用衍射來(lái)解釋，定義完全是一樣的。從這個(gè)意義上來(lái)講，光學(xué)和微波沒(méi)有大的區(qū)別，數(shù)學(xué)上沒(méi)有任何變化。

屠乃琪：李博士，在合成孔徑激光雷達(dá)的研究方法上，上海光機(jī)所偏向光學(xué)波動(dòng)性，電子所偏向電子量子性，發(fā)揮各所特長(zhǎng)。電子所在接收回波信號(hào)處理方面更有優(yōu)勢(shì)，是不是？

李道京：我們都是利用激光的波特性。我解釋一下，上海光機(jī)所做的工作比我們深入多了，他們一直在做，做的時(shí)間也長(zhǎng)，我去學(xué)習(xí)過(guò)多次。他們SAL成像，對(duì)電子學(xué)方案考慮的少。咱們現(xiàn)在的照相機(jī)已沒(méi)有太多光學(xué)部件，主要是一個(gè)望遠(yuǎn)鏡（一個(gè)光學(xué)鏡頭），再加上探測(cè)器，探測(cè)器光電轉(zhuǎn)換后就全是電子學(xué)的東西。我們所SAL成像是光電轉(zhuǎn)換以后，用SAR信號(hào)處理的方法來(lái)做。早期SAR成像使用光學(xué)系統(tǒng)聚焦，這宋老師原來(lái)做過(guò)，合成孔徑激光雷達(dá)的聚焦也可用光學(xué)系統(tǒng)來(lái)做，上光所在成像過(guò)程中使用的光學(xué)器件比較多，我們所成像處理主要在電子學(xué)做。我的觀點(diǎn)是用電子學(xué)做，計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字成像更容易，容易實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償。工作原理都是一樣的，就是實(shí)現(xiàn)方案不同。

王庚辰：首先謝謝李博士，我雖然沒(méi)有太聽(tīng)懂，但是我感覺(jué)非常精彩，非常前沿。我是大氣所的，我很關(guān)心這個(gè)在大氣研究方面有沒(méi)有什么應(yīng)用前景。第二個(gè)問(wèn)題是，因?yàn)槟阌玫氖羌す猓瑥拇髿饨嵌戎v是微波和激光的一個(gè)非常大的差別就是它們?cè)诖髿猱?dāng)中的傳輸特征是完全不一樣的，當(dāng)你用激光雷達(dá)在大氣當(dāng)中應(yīng)用，不管是空對(duì)地還是地對(duì)空，都會(huì)受到大氣的干擾，大氣的壓力、溫度等參數(shù)都會(huì)對(duì)激光本身的信號(hào)，它的光學(xué)特性，它的相位和成像質(zhì)量等產(chǎn)生影響，甚至?xí)斐刹ㄩL(zhǎng)的漂移等等一系列問(wèn)題。所以我的問(wèn)題是，當(dāng)你們進(jìn)行外差測(cè)量時(shí)，在混頻的時(shí)候，是不是會(huì)遇到這樣的技術(shù)問(wèn)題？

李道京：第一個(gè)問(wèn)題，我們激光SAR屬于相干雷達(dá)，能用于測(cè)大氣?？梢詼y(cè)風(fēng)，云穿透不了，所以只能測(cè)風(fēng)場(chǎng)。第二個(gè)問(wèn)題，關(guān)于大氣的影響，肯定存在，咱們不能說(shuō)不存在，但要研究在大氣干擾情況下，我們?cè)趺窗堰@個(gè)干擾卸掉。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，需要研究新的解決方法。在大氣影響條件下相干體制激光雷達(dá)能不能用？我認(rèn)為應(yīng)該能用。例如相干激光通信。很多人認(rèn)為相干激光通信沒(méi)前途，因?yàn)橛写髿獾挠绊懀也贿@么看。我覺(jué)得從技術(shù)發(fā)展來(lái)說(shuō)，相干體制的激光通信應(yīng)會(huì)變成主流方向。量子通信衛(wèi)星的成功，至少說(shuō)相干激光信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)已沒(méi)問(wèn)題。相干激光通信這個(gè)事，量子衛(wèi)星做完后說(shuō)明是可行的。即便激光通信受天氣影響較大，用時(shí)需挑天好的時(shí)候，有云有霧不行，我認(rèn)為這仍然是個(gè)重要的發(fā)展方向。又如我們的手機(jī)通信，現(xiàn)在主要是相干體制的，調(diào)相調(diào)頻的非常多，調(diào)幅的基本沒(méi)有。激光有它的不足，但是要看在什么條件下應(yīng)用?？臻g應(yīng)用就應(yīng)該重點(diǎn)發(fā)展激光，至少大氣影響小。我認(rèn)為SAL代表了很重要的技術(shù)發(fā)展方向，走向應(yīng)用還是有可能的。研究工作布局要有前瞻性。也許過(guò)兩天，美國(guó)公布一張清晰的SAL圖像，會(huì)使我們很多研究人員先發(fā)蒙，然后再跟風(fēng)?，F(xiàn)在我們的狀態(tài)是，不是覺(jué)得這事有可能我們就付出努力，老是講可行性，本質(zhì)是缺乏創(chuàng)新精神。SAL我認(rèn)為還是可行的，很值得繼續(xù)前進(jìn)。

洪延超：我不懂激光，但是我知道它的波長(zhǎng)比微波還要短，微米量級(jí)的。如果能夠用到大氣探測(cè)當(dāng)中當(dāng)然非常好。利用激光雷達(dá)測(cè)云的高度，能見(jiàn)度，以前有過(guò)應(yīng)用，但是以前的激光雷達(dá)和我們的合成孔徑激光雷達(dá)還是不太一樣。若這種雷達(dá)做成，能夠遠(yuǎn)距離、高分辨率快速成像，用來(lái)觀測(cè)空中運(yùn)動(dòng)物體，那就太有用處了，是否可以用來(lái)觀測(cè)隱形飛機(jī)？

李道京：激光雷達(dá)可用于大氣探測(cè)中的風(fēng)場(chǎng)測(cè)量。測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)目前有相干和非相干兩種體制，兩個(gè)在同步發(fā)展，國(guó)內(nèi)有很多產(chǎn)品。我認(rèn)為如果能做相干的可能會(huì)好一些。剛才講到靈敏度的問(wèn)題，搞光學(xué)的人很少注意靈敏度，因?yàn)槠胀ü鈱W(xué)相機(jī)有太陽(yáng)光被動(dòng)照射，大家不注意能量帶來(lái)的問(wèn)題。激光雷達(dá)則不同，如果你靈敏度低了，很多信息你看不到，你的探測(cè)距離可能也比較近。所以我剛才講，如果你改成相干的，你的探測(cè)靈敏度會(huì)高，探測(cè)距離可能會(huì)很遠(yuǎn)，這是一個(gè)很大的變化。盡管激光測(cè)風(fēng)方法很多，但長(zhǎng)遠(yuǎn)看，激光測(cè)風(fēng)應(yīng)該轉(zhuǎn)到相干體制上來(lái)。早期的微波雷達(dá)相干性都很差，我們通過(guò)不斷努力現(xiàn)在把相干性做上去了，一旦相干性做上去，系統(tǒng)的衍射性能就能得到保證。從原理上講，SAL也有可能觀測(cè)隱形飛機(jī)。

單煥炎：你在飛機(jī)上面，要開(kāi)始拍攝照片了，我坐在實(shí)驗(yàn)室里打開(kāi)計(jì)算機(jī)，你按下按鈕開(kāi)始拍攝照片，要多長(zhǎng)時(shí)間我計(jì)算機(jī)上就能顯示你拍攝到的圖片？這是第一個(gè)問(wèn)題。光學(xué)跟微波本身是一家，沒(méi)有太大的區(qū)別。但是也不能說(shuō)它們完全沒(méi)有差別，微波有微波的特性，光學(xué)有光學(xué)的特性。你現(xiàn)在做的很好的工作就是把在微波上取得的經(jīng)驗(yàn)，再跟光學(xué)的結(jié)合起來(lái)，創(chuàng)造我們自己的工作模式。這是你工作的一個(gè)創(chuàng)造，我覺(jué)得這是很好的一個(gè)工作。各自有各自的特點(diǎn)，而且各自發(fā)揮各自的作用。比如說(shuō)CCD相機(jī)，它雖然是光學(xué)的，但是它現(xiàn)在的分辨率顯然很容易做的很高，它可以是多光譜的，現(xiàn)在可以高光譜了，甚至還做到超光譜了。CCD相機(jī)可以做得很小，不需要源，它可以放在微小的衛(wèi)星上發(fā)射出去，在那里收集情報(bào)。它在那里開(kāi)始拍攝照片，你在計(jì)算機(jī)上馬上就能顯示，這個(gè)收到的時(shí)間是很短的。從這點(diǎn)來(lái)說(shuō)，光學(xué)很容易做到高分辨率，甚至它可以有上千個(gè)波段，它切換很容易，很快。微波也有微波的特點(diǎn)，微波的特點(diǎn)是全天候，全天時(shí)，這是光學(xué)所沒(méi)法做到的，光學(xué)沒(méi)法做到全天候全天時(shí)，這是它的弱點(diǎn)，但是它不需要源，它可以做得很小。我覺(jué)得還得按照我們自己的思路，把這兩個(gè)結(jié)合起來(lái)，把我們特色的雷達(dá)做出來(lái)，真的很有意義的。

李道京：第一個(gè)，關(guān)于延時(shí)的問(wèn)題。用激光合成孔徑成像延時(shí)時(shí)間很短，我們?yōu)槭裁窗杨l率不斷升高，從需求上講有一個(gè)快速成像的需求。如成像制導(dǎo)，可能需要幾赫茲的圖像刷新率。我們現(xiàn)在的微波SAR有一個(gè)問(wèn)題，成像時(shí)間很長(zhǎng)，如十幾秒，十幾秒以后才能成一張高分辨率圖。但是我們?nèi)绻眉す獾脑?，就變成零點(diǎn)幾秒出一張高分辨率的圖像。比如說(shuō)0.5秒，就變成兩赫茲圖像刷新率，就可以考慮用于成像制導(dǎo)了，這就是我們?yōu)槭裁磁Π杨l率升高的一個(gè)主要的應(yīng)用需求。從合成孔徑成像來(lái)說(shuō)，你肯定飛過(guò)目標(biāo)以后才能成像，微波SAR和SAL這個(gè)延時(shí)都會(huì)有的，只不過(guò)是時(shí)間長(zhǎng)短不同，SAL的延時(shí)很小。

第二個(gè)問(wèn)題，我們?yōu)槭裁醋鲞@個(gè)事？我們不是替代光學(xué)，從技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)說(shuō)，我們應(yīng)該考慮激光成像，因?yàn)榧す夤β屎艽螅貏e適合于遠(yuǎn)距離應(yīng)用，而且能量照射區(qū)間很小，適于對(duì)重點(diǎn)區(qū)域和目標(biāo)觀測(cè)。我們?yōu)槭裁船F(xiàn)在做這個(gè)工作，主要想利用它功率大、波束窄這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即便不能全天候工作，下雨肯定不能用。但是你也得想，換一種應(yīng)用條件，比如在沒(méi)有大氣影響的外層空間，它的應(yīng)用機(jī)會(huì)就來(lái)了。再比如說(shuō)，我們非常遠(yuǎn)的深空探測(cè)問(wèn)題，空間目標(biāo)觀測(cè)問(wèn)題，假設(shè)幾何關(guān)系能定下來(lái)，我們用SAL成像的這個(gè)機(jī)會(huì)就有了，而且是主動(dòng)成像。好多同志可能對(duì)主動(dòng)成像和被動(dòng)成像的區(qū)別不太好理解。實(shí)際上主動(dòng)成像的抗干擾能力強(qiáng)一些，因?yàn)槲铱梢赃^(guò)濾掉太陽(yáng)光的背景。如果對(duì)地成像SAL能做，就有可能變成一個(gè)高數(shù)據(jù)率的SAR成像，微波做不到這個(gè)高數(shù)據(jù)率，而且得到的圖像是主動(dòng)的，這可能是比較大的變化。當(dāng)然天氣不好就不要用了，只能這樣。我今天特別講了天基的10米口徑望遠(yuǎn)鏡的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題（地基10米肯定能做），關(guān)鍵是要說(shuō)明一個(gè)概念：可以用基于二元器件實(shí)現(xiàn)10米口徑。這個(gè)概念對(duì)傳統(tǒng)光學(xué)影響很大，而且它完全是用衍射來(lái)解釋的。

孫克忠：我是地質(zhì)地球所的，首先感謝李博士做激光雷達(dá)的報(bào)告。6月14號(hào)我們所搞了個(gè)沙龍，題目是空間環(huán)境跟人類(lèi)的關(guān)系。在會(huì)上通過(guò)電子所林世昌老師的發(fā)言，我知道電子所是搞距地球30公里以下的部分，而我們研究所的空間是搞30公里以上的部分。這里邊有一個(gè)問(wèn)題，講到太陽(yáng)風(fēng)，太陽(yáng)不斷地拋射高能的帶電離子，有時(shí)候集中拋射，集中一大堆物質(zhì)拋射出來(lái)了，不集中的時(shí)候也不斷地拋射高能帶電離子，就形成了太陽(yáng)風(fēng)?？斓竭_(dá)地球的時(shí)候，被地球磁層擋住了，帶電的高能離子就沒(méi)有侵害到人類(lèi)，但是有一部分通過(guò)折射進(jìn)來(lái)了。這些東西影響到我們30公里以下人類(lèi)的生活，比如說(shuō)無(wú)線電通訊，導(dǎo)航等的正常運(yùn)行，太陽(yáng)風(fēng)集中拋射的時(shí)候，我們可能進(jìn)行一些修正，避免一些數(shù)據(jù)傳輸當(dāng)中產(chǎn)生誤差。激光雷達(dá)有沒(méi)有考慮到這個(gè)問(wèn)題？太陽(yáng)風(fēng)出來(lái)的時(shí)候，我們激光雷達(dá)可能還要正常工作，這個(gè)時(shí)候有沒(méi)有影響？

李道京：肯定有影響，關(guān)鍵是它能不能進(jìn)到雷達(dá)工作的頻帶。我們主動(dòng)雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是有窄帶系統(tǒng)，通過(guò)濾波，可以把跟我頻率不一樣的干擾卸掉了。如果你進(jìn)來(lái)，對(duì)我們肯定有影響，就變成我的干擾，影響我系統(tǒng)的靈敏度。第二個(gè)，激光雷達(dá)也許能探測(cè)到太陽(yáng)風(fēng)，太陽(yáng)風(fēng)估計(jì)對(duì)激光雷達(dá)也是有影響的。激光雷達(dá)是是主動(dòng)系統(tǒng)，它提取信息時(shí)針對(duì)性很強(qiáng)，光譜范圍很窄。像我們現(xiàn)在波長(zhǎng)1.5微米，其工作帶寬僅在10 GHz以內(nèi)，距離向成像分辨率都很高到厘米量級(jí)了，譜段是很窄一段，這是主動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。你說(shuō)的干擾這個(gè)問(wèn)題肯定有，但是從抗干擾的角度來(lái)說(shuō)，激光雷達(dá)也應(yīng)有對(duì)應(yīng)的措施。如果我是窄帶系統(tǒng)的話，我在信號(hào)處理里就可做濾波處理抑制干擾了。今天我給各位老師匯報(bào)的還是僅僅從簡(jiǎn)單的激光收發(fā)來(lái)講的，實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，比如說(shuō)天基的激光SAR，可能要考慮把主動(dòng)和被動(dòng)做在一起，主被動(dòng)結(jié)合后這個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值就相當(dāng)高了。SAL真正從技術(shù)實(shí)現(xiàn)到工程應(yīng)用的話，我們還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走，參數(shù)指標(biāo)變化可能也相當(dāng)多，隨著技術(shù)發(fā)展設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功能會(huì)較多。

何遠(yuǎn)光：我問(wèn)兩個(gè)問(wèn)題，第一個(gè)，既然激光雷達(dá)觀測(cè)小目標(biāo)比較有優(yōu)點(diǎn)，能觀測(cè)到厘米級(jí)，這么好的東西為什么近十年才出現(xiàn)？2011年美國(guó)開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)，我們是2017年。第二個(gè)問(wèn)題，目前研究單位較多，我們目前總體水平在什么情況？

李道京：從2011年到現(xiàn)在已經(jīng)7年了，SAL的研究進(jìn)展不太理想，我覺(jué)得關(guān)鍵是我們可能對(duì)這個(gè)問(wèn)題的難度認(rèn)識(shí)不夠。激光有幾個(gè)問(wèn)題，第一就是相干性。其實(shí)做激光SAR的研究很早就做了，在2011年拿到飛機(jī)上飛了，但是在這之前的十幾年大家一直在實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)做，我們所也做了很多，關(guān)鍵問(wèn)題我認(rèn)為還是相干性不行，即遠(yuǎn)距離的相干性不行，制約了它的發(fā)展。我剛才也匯報(bào)了幾個(gè)辦法，但還需實(shí)際系統(tǒng)驗(yàn)證。在應(yīng)用層面我個(gè)人認(rèn)為，激光SAR目前跟焦平面成像激光雷達(dá)關(guān)系還沒(méi)有說(shuō)清楚。因?yàn)榻蛊矫姘l(fā)展很快，成像能力已很強(qiáng)，激光SAR在近距離比如說(shuō)幾公里應(yīng)用優(yōu)勢(shì)不明顯。我感覺(jué)第一問(wèn)題還是相干性，這是個(gè)大事。從這幾家研究所工作看，是各有千秋，大家對(duì)共性問(wèn)題還沒(méi)有形成共識(shí)。今天我講的技術(shù)問(wèn)題已經(jīng)很深入了，光學(xué)系統(tǒng)問(wèn)題是一個(gè)焦點(diǎn)，這個(gè)問(wèn)題可能互相還需要深入交流，后面還有很多磨合的工作。大家面對(duì)的問(wèn)題都是清楚的，但是對(duì)解決問(wèn)題的技術(shù)途徑還有不同的看法。下面講一下跟量子雷達(dá)的關(guān)系。我覺(jué)得做量子雷達(dá)的人可考慮跟我們的思路結(jié)合問(wèn)題，因?yàn)槔走_(dá)目標(biāo)探測(cè)核心是能量問(wèn)題，功率和口徑都要大。要遠(yuǎn)距離探測(cè)隱身目標(biāo)，也要把口徑做上去才行。

關(guān)于后頭的工作，有三個(gè)應(yīng)用方向：第一個(gè)機(jī)載，到底有沒(méi)有必要做，面臨的是焦平面的競(jìng)爭(zhēng)，但是我覺(jué)得很值得做。第二個(gè)，天基的，兩個(gè)方向，對(duì)地和對(duì)空目標(biāo)。第三個(gè)就是地基，地基我們還在積極推動(dòng)。我覺(jué)得現(xiàn)在關(guān)鍵的問(wèn)題就是我們對(duì)SAL光學(xué)系統(tǒng)要達(dá)成共識(shí)。SAL成像處理的過(guò)程主要用是電子學(xué)SAR流程，技術(shù)成熟。我個(gè)人認(rèn)為，現(xiàn)在要做的研究工作也已經(jīng)不多了，比如說(shuō)激光信號(hào)的調(diào)制解調(diào)技術(shù)已較為成熟，也許激光通信很快就要全改成相干調(diào)制的了。說(shuō)到最后就是應(yīng)用問(wèn)題，原理應(yīng)該是有共識(shí)，怎么實(shí)現(xiàn)還有分歧。我講的這些東西其實(shí)已有很多文章論述，這個(gè)事大家還是關(guān)注的不夠?；ㄟ@么大精力做這個(gè)的另一個(gè)原因就是為了反隱身，在激光波段上隱身飛機(jī)的能力失效了，由于大氣影響使激光信號(hào)衰減較大，所以我一直講應(yīng)該把口徑做上去，這個(gè)機(jī)會(huì)可能就來(lái)了。這是個(gè)人觀點(diǎn)。

宋家駿：隱形飛機(jī)微波看不見(jiàn)它，但是人的眼睛可以看見(jiàn)，激光SAR用激光，所以也能看見(jiàn)。激光SRA就是一個(gè)成像遙感設(shè)備，對(duì)SAL大氣是干擾，有人專門(mén)測(cè)大氣的。

桂文莊：我對(duì)雷達(dá)不大懂，以前老上電子所來(lái)，聽(tīng)過(guò)多次介紹。今天講的這件事其實(shí)是非常好的學(xué)科交叉問(wèn)題。本來(lái)光就是電磁波，微波由于波段的不同就分岔了，各走各的。大家都知道做望遠(yuǎn)鏡也是很難的，尤其是大口徑望遠(yuǎn)鏡，現(xiàn)在做的最大的口徑做到20米，精度要求是幾分之一的波長(zhǎng)，這個(gè)難度是非常非常大的。但是越做越大，事情就很麻煩，幾何光學(xué)到這個(gè)程度可能走到頂了。后來(lái)發(fā)展衍射光學(xué)，它可以做得很小，有很多應(yīng)用，這方面成都光電所做得很好，他們有一個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。現(xiàn)在咱們把這些都結(jié)合起來(lái)了。原來(lái)是電子所搞電子的，光學(xué)所搞光學(xué)的，器件搞器件的，互不聯(lián)系?，F(xiàn)在我們把這幾個(gè)方面學(xué)科研究的東西結(jié)合在一起，這對(duì)創(chuàng)新是非常非常重要的。我們眼界要開(kāi)闊一點(diǎn)，你要看看別人怎么弄，學(xué)科交叉對(duì)學(xué)科的促進(jìn)是很大的。今天我覺(jué)得很開(kāi)眼界，李老師他們確確實(shí)實(shí)把光學(xué)和我們的電子學(xué)怎么交叉結(jié)合這件事情講得很好?，F(xiàn)在搞激光雷達(dá)出現(xiàn)了兩條不同的路線，搞光學(xué)的是光學(xué)的思路，搞電子學(xué)的是電子學(xué)的思路，我覺(jué)得這也很正常。搞光學(xué)的有很多從光學(xué)出發(fā)的想法，他們用了一些衍射光學(xué)新的東西在里頭；搞電子學(xué)的認(rèn)為微波這一套東西很成熟了，把光學(xué)的東西吸收進(jìn)去，把一些很重要的電子學(xué)器件和二元光學(xué)器件緊密結(jié)合，這是非常好的一種啟發(fā)。我們新的創(chuàng)新確實(shí)需要學(xué)科交叉。

另外我也感覺(jué)到，在電子學(xué)方面，我們和國(guó)際上相比還是落后的。我們?cè)S多工作都是跟在人家后面做，說(shuō)到底我們還是缺乏自己的原始創(chuàng)新。這個(gè)差距我們?cè)趺纯s?。窟^(guò)去我們老講完成國(guó)家任務(wù)是最主要的，做出東西來(lái)能用是最重要的。但是這幾十年發(fā)展過(guò)去了，我們的東西一定要有更好更新的創(chuàng)新，我們這些老頭子沒(méi)有辦法了，年輕一代要更加努力。像剛才李老師講到激光雷達(dá)現(xiàn)在發(fā)展到了瓶頸，兩個(gè)最主要的問(wèn)題，一個(gè)是相干性的問(wèn)題，這個(gè)解決不好就成不好像。另外是振動(dòng)的影響，激光波長(zhǎng)短，振動(dòng)影響大。剛才介紹了很多辦法，但是要更好地解決這些問(wèn)題需要有一些我們自己的創(chuàng)新在里頭，要有新的思路在里頭。

其實(shí)我也很關(guān)心最近的一些事，尤其是量子雷達(dá)的事情。激光雷達(dá)在網(wǎng)上沒(méi)有什么宣傳，但是量子雷達(dá)宣傳的特別厲害。而且讓外人一看是很成熟了，感覺(jué)隱身飛機(jī)都可以看見(jiàn)了。我反對(duì)這種過(guò)分夸大的宣傳，把我們說(shuō)得了不得了，這種風(fēng)氣要不得。我們科學(xué)院的傳統(tǒng)就是踏踏實(shí)實(shí)的，少說(shuō)多做。剛才李老師有個(gè)觀點(diǎn)，說(shuō)我光學(xué)雷達(dá)和量子雷達(dá)相比，可能在探測(cè)能力上還會(huì)更強(qiáng)，我覺(jué)得這件事情是非常重要的。我原來(lái)認(rèn)為量子雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)是對(duì)微弱信號(hào)的探測(cè)，我的理解可能是錯(cuò)了，剛才聽(tīng)李老師說(shuō)，最后它要接收清楚還得靠口徑大一點(diǎn)，還得靠能量多一點(diǎn)。對(duì)于判斷光學(xué)雷達(dá)和量子雷達(dá)相比會(huì)不會(huì)有更高的探測(cè)能力，是不是還得再下點(diǎn)功夫，從理論上、實(shí)驗(yàn)上進(jìn)一步去闡明它，把它搞清楚。這個(gè)事情其實(shí)是蠻重要的，值得深入地去探討。

為了說(shuō)服人們對(duì)我們工作的支持，我覺(jué)得還是要加大宣傳。不僅要宣傳我們技術(shù)成熟到什么程度，還要從應(yīng)用的角度上去說(shuō)服他們，我們的技術(shù)到底有什么優(yōu)勢(shì)，我們?cè)趹?yīng)用上能夠解決什么人家解決不了的問(wèn)題，或者能解決得更好。過(guò)去我們電子所工作做得很扎實(shí)，但是宣傳得不夠，以后得注意宣傳工作。另外我覺(jué)得今天這個(gè)報(bào)告非常好，技術(shù)性非常強(qiáng)，但是像我這樣的外行就聽(tīng)得不是太懂。其實(shí)還可以講得更通俗一點(diǎn)，從它的應(yīng)用前景上還可以多講一些，我們這些老同志很感興趣將來(lái)的應(yīng)用。我有點(diǎn)事要先退席了，謝謝各位。

王庚辰：這不是一般激光雷達(dá)，合成孔徑激光雷達(dá)對(duì)快速發(fā)現(xiàn)目標(biāo)非常有優(yōu)勢(shì)，不是探測(cè)大氣，SAL有沒(méi)有嘗試放在其他的更有效的波段？

李道京：我們所主要是用1.55微米，我們選這個(gè)波長(zhǎng)主要是因?yàn)榧す馔ㄓ嵲?.55微米波段的成熟器件比較多。關(guān)于波長(zhǎng)選擇，只要激光器體積小，重量輕，效率高就可以了。

洪延超：應(yīng)用前景是大家很關(guān)心的問(wèn)題，原理性的東西我們也聽(tīng)不懂。這個(gè)雷達(dá)和以前用的激光雷達(dá)沒(méi)有本質(zhì)上的差別，比如說(shuō)對(duì)隱形飛機(jī)，地基激光雷達(dá)能夠根據(jù)圖像的形狀來(lái)判斷是不是隱形飛機(jī)，有沒(méi)有這種可能性？就像我們研究一個(gè)項(xiàng)目一樣，總要有一個(gè)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的難點(diǎn)在什么地方，需要解決什么問(wèn)題，還是比較清楚的，這些問(wèn)題解決以后，就能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用目標(biāo)。

李道京：今天我們討論合成孔徑激光雷達(dá)，主要就講這件事的需求，它的優(yōu)勢(shì)在哪兒，SAL優(yōu)勢(shì)就是能遠(yuǎn)距離高分辨率成像。相當(dāng)于可以做一個(gè)等效口徑很大的望遠(yuǎn)鏡，這個(gè)望遠(yuǎn)鏡的等效口徑可能是100米，現(xiàn)在30米的正在造，但是要做到100米不容易。

洪延超：地基還是可以做的，如天眼那么大，都做出來(lái)了。

李道京：對(duì)地基ISAL現(xiàn)在要把孔徑做大，我們用合成孔徑的辦法，望遠(yuǎn)鏡的真實(shí)口徑就不要再做那么大了，一個(gè)小孔徑的如6米的就夠了。如果說(shuō)想把發(fā)射功率搞小一點(diǎn)，就做個(gè)10米。我們合成孔徑激光雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)就是遠(yuǎn)距離高分辨率成像。關(guān)于觀測(cè)目標(biāo)和對(duì)象，現(xiàn)在我是按照SAR的應(yīng)用方向表述的：第一，機(jī)載的；第二，星載的；第三就是地基的看運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的。今天我給大家也都報(bào)告了。從應(yīng)用能力上看，激光雷達(dá)可能具備一定的反隱身目標(biāo)能力，那你為什么要用激光SAR去看呢？就是為了獲取它的影像。假設(shè)是5厘米分辨率的影像，那幾何特征就很明顯，目標(biāo)識(shí)別就容易，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離高分辨率成像觀測(cè)，這是SAL原理上的優(yōu)勢(shì)。

洪延超：需要解決什么問(wèn)題很清楚，這已經(jīng)是很大的進(jìn)步了。

宋家駿：目標(biāo)運(yùn)動(dòng)對(duì)合成孔徑成像是有利的，SAL應(yīng)可對(duì)運(yùn)動(dòng)飛機(jī)成像。

李道京：其實(shí)這些工作國(guó)內(nèi)外都在做，國(guó)外肯定做的更多，這些工作很有意義，這研究方向肯定沒(méi)問(wèn)題。

屠乃琪：合成孔徑激光雷達(dá)有廣闊前景，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)快速實(shí)時(shí)成像，哪個(gè)國(guó)家先實(shí)現(xiàn)了，哪個(gè)國(guó)家就技術(shù)領(lǐng)先。

李道京：盡管我們電子學(xué)和光學(xué)對(duì)SAL的認(rèn)識(shí)上還有一些區(qū)別，對(duì)合成孔徑成像的理解深度也不太一樣，但這些工作慢慢地會(huì)溝通好的。目前要特別重視在基本原理方面的溝通工作，包括對(duì)薄膜望遠(yuǎn)鏡的再認(rèn)識(shí)。

李乃煌：我是遙感所的，這個(gè)是不是可以稱為激光遙感？

李道京：是。

李乃煌：我們所還有人在做量子遙感，你是否知道？

李道京：我們?nèi)ツ暝陂L(zhǎng)春開(kāi)激光的會(huì)，當(dāng)時(shí)會(huì)議就有報(bào)告講到量子探測(cè)，后來(lái)就說(shuō)到目前量子探測(cè)的定義還不是很?chē)?yán)格。大會(huì)有專家說(shuō)量子探測(cè)時(shí)正常應(yīng)該僅發(fā)射幾個(gè)光子，在這個(gè)條件下討論接收這幾個(gè)光子的探測(cè)能力，才能稱之為量子雷達(dá)，對(duì)此當(dāng)時(shí)我確實(shí)有些詫異。什么是量子，實(shí)際上就是用這個(gè)界定，研究量子，實(shí)際上是要求你僅發(fā)射幾個(gè)光子。但是現(xiàn)在事實(shí)上是什么，很多人都是連續(xù)的在發(fā)射激光，然后在那兒研究單光子探測(cè)性能。今天我給大家匯報(bào)的SAL，這個(gè)工作本質(zhì)上仍然是停留在能量探測(cè)上，探測(cè)要有足夠的能量。第二，SAL探測(cè)能力將會(huì)比單光子的探測(cè)能力高兩到三個(gè)數(shù)量級(jí)，這是從理論分析上來(lái)說(shuō)肯定比它高。這個(gè)道理很簡(jiǎn)單，因?yàn)楸菊竦拇嬖谑剐⌒盘?hào)的光電轉(zhuǎn)換成為可能了。從頻域?yàn)V波來(lái)講，SAL有本振，就變成外差探測(cè)了，就可以實(shí)施窄帶濾波，這在信號(hào)理論上也是通的。量子探測(cè)應(yīng)圍繞幾個(gè)光子做工作，SAL是連續(xù)的發(fā)射激光，兩者的區(qū)別很大。我們?cè)赟AL介紹中，主要使用微波SAR的術(shù)語(yǔ)表述，并明確SAL利用激光的波特性。

宋家駿：咱們成像利用的是光波，而不是量子。量子通信用的是糾纏，兩個(gè)量子是有糾纏，發(fā)兩個(gè)，那個(gè)變了這個(gè)就知道了，跟我們成像完全不是一個(gè)概念。

李道京：若按照大部分專家觀點(diǎn)，研究量子雷達(dá)，你只能發(fā)幾個(gè)光子，然后再研究它的傳播問(wèn)題、它的和目標(biāo)相互作用問(wèn)題、它的接收問(wèn)題和它的探測(cè)問(wèn)題。

單煥炎：我簡(jiǎn)單舉個(gè)例子，什么叫量子通信，假如說(shuō)我拿三個(gè)硬幣，每一個(gè)硬幣代表一個(gè)光子。我拿兩個(gè)硬幣在我的實(shí)驗(yàn)室里制備糾纏，什么叫糾纏，比如說(shuō)我這個(gè)硬幣扔上去掉在桌子上，捂住，硬幣是正面沖上還是反面沖上，不知道，打開(kāi)看才知道。假如說(shuō)兩個(gè)硬幣同時(shí)扔上去，掉在桌面上分別捂住，兩個(gè)硬幣正面沖上還是反面沖上，不知道，而且彼此無(wú)關(guān)，這是相互獨(dú)立的。什么叫糾纏，我兩個(gè)硬幣扔上去，捂住，這個(gè)是正面沖上還是負(fù)面沖上，不知道，只有打開(kāi)才知道。如果我打開(kāi)其中一個(gè)是正面沖上，我斷定另一個(gè)硬幣肯定是負(fù)面沖上，這就叫做糾纏。這個(gè)糾纏怎么做，就是在實(shí)驗(yàn)室里做，我在實(shí)驗(yàn)室里要制備兩個(gè)光子糾纏，糾纏了之后，我把其中一個(gè)光子留在我這兒，把另一個(gè)光子發(fā)射到衛(wèi)星上去，然后我再拿第三個(gè)攜帶著信息的光子跟我實(shí)驗(yàn)室的這個(gè)光子進(jìn)行組合測(cè)量，測(cè)量之后，把這個(gè)測(cè)量的數(shù)據(jù)再發(fā)射到衛(wèi)星上去，在衛(wèi)星上把它接收的測(cè)量數(shù)據(jù)再跟前面接收到的光子進(jìn)行組合測(cè)量，在衛(wèi)星上的那個(gè)光子最后就坍塌成為我所攜帶信號(hào)的這個(gè)光子的狀態(tài)，把信號(hào)就帶到衛(wèi)星上去了。所謂量子通訊，我攜帶信號(hào)的光子沒(méi)有發(fā)射到衛(wèi)星上去，通過(guò)糾纏光子的組合測(cè)量，使衛(wèi)星上的光子塌縮成為實(shí)驗(yàn)室的攜帶信息的光子的狀態(tài)。

楊汝良：今天，聽(tīng)了李道京研究員的報(bào)告，學(xué)到了很多激光合成孔徑雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)態(tài)，包括激光合成孔徑雷達(dá)的相干性、激光相控陣天線、激光SAR分辨率、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、經(jīng)典光學(xué)與衍射光學(xué)在激光合成孔徑雷達(dá)的應(yīng)用、機(jī)載、星載、地基激光合成孔徑雷達(dá)應(yīng)用前景等。激光合成孔徑雷達(dá)技術(shù)取得的這些新進(jìn)展，值得祝賀。 電子所發(fā)展合成孔徑雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)40多年。頻段上，完成了L、S、C、X、KU、KA等各種頻段的合成孔徑雷達(dá)，分辨率從10m到5m、1m、0.5m、0.3m、0.1m。完成了機(jī)載、無(wú)人機(jī)載、星載合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)研制，正在進(jìn)一步發(fā)展高分辨率、 極化、干涉、雙星、雙天線、高分辨率寬測(cè)繪帶、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)等合成孔徑雷達(dá)新技術(shù)。電子所從微波合成孔徑雷達(dá)向光學(xué)合成孔徑雷達(dá)發(fā)展，有三條路徑：激光合成孔徑雷達(dá)、太赫茲合成孔徑雷達(dá)、微波光子合成孔徑雷達(dá)。從微波向光學(xué)發(fā)展，頻段是從低頻向高頻發(fā)展。光學(xué)向微波發(fā)展，是從頻率高端向低端發(fā)展。這種碰撞將會(huì)產(chǎn)生新概念和新理論。經(jīng)典光學(xué)、衍射光學(xué)的應(yīng)用，將會(huì)產(chǎn)生新的成果。中科院空天信息研究院成立，電子所、光電院、遙感所涉及激光的研究隊(duì)伍將進(jìn)一步整合，希望在機(jī)載、星載、地基激光合成孔徑雷達(dá)技術(shù)研究中，凝練目標(biāo)，優(yōu)選有顯示度的題目，不斷創(chuàng)新，做出新的貢獻(xiàn)。

楊汝良：激光合成孔徑雷達(dá)圖像質(zhì)量指標(biāo)體系與微波合成孔徑雷達(dá)圖像質(zhì)量指標(biāo)體系有沒(méi)有新的區(qū)別？

李道京：其實(shí)人家光學(xué)影像的評(píng)價(jià)跟我們SAR有些不太一樣，SAL出來(lái)的圖就是和光學(xué)影像接近的，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)一樣。SAL的圖像評(píng)估方法應(yīng)結(jié)合SAR的和光學(xué)影像的，我認(rèn)為最后兩者評(píng)價(jià)方法是能趨同的。光學(xué)也有圖像信噪比指標(biāo)，其定義是圖像中亮度較高區(qū)域的灰度均方差和均值之比，這和SAR圖像的信噪比定義不同。

林世昌：今天的沙龍就到這里，謝謝大家。