中国科学家造出了全球首台微波光子雷达，这项技术让雷达的分辨率提升了约30倍，甚至能清晰识别百米外飞机的发动机型号和芭比娃娃的面部轮廓。
这一切得益于南开大学智能光子研究院祝宁华院士团队与香港城市大学的合作突破。 他们在2025年1月基于4英寸薄膜铌酸锂平台，成功研制出集成薄膜铌酸锂光子毫米波雷达芯片。
这款芯片实现了厘米级的距离与速度探测分辨率，并在逆合成孔径雷达二维成像中达到了同样卓越的厘米级精度。研究人员通过紫外步进式光刻技术和干法刻蚀工艺的参数迭代优化，成功在单一芯片上集成了倍频模块和回波去斜模块。
薄膜铌酸锂材料具有高线性电光系数、宽波长透明窗口和大折射率差等优异特性，是实现高性能电光调制的理想材料。 这种材料兼容CMOS工艺，为新一代光电子技术的发展提供了核心引擎。
在性能测试中，研究团队在不同位置布置不同数量的角铁，分析采集其距离谱图，展示了片上雷达的精准距离探测能力。 团队还利用感知运动的平衡车测试速度探测性能，该平衡车速度小于1.5米/秒。
研究人员对金属角铁、大型飞机、中型飞机、小型飞机以及芭比娃娃模型进行成像，通过不同时间段的成像采集，可以清晰观察到目标的姿态变化。
传统雷达以电子为载体实现信号的产生和处理，微波光子雷达将微波信号转换为光信号进行处理。 由于光的频率高出电子频率好几个数量级，使得微波光子雷达具有更大的带宽。
大带宽意味着从目标反射回的信号里携带的目标信息更多，这使得微波光子雷达在搜寻目标、识别目标以及抗干扰方面的能力远超传统雷达。微波光子雷达的瞬时带宽可比传统宽带雷达提升数倍，成像分辨率也因此提高数倍。
微波光子技术应用于雷达系统可全面提升雷达的探测性能和对抗能力。 它采用高稳定光生基准源，比传统雷达基准源相位噪声低两个数量级以上，为低慢小、高快隐目标的探测奠定了基础。
中国微波光子雷达的研究可以追溯至21世纪初
虽然相比美国和欧盟起步略晚，发展迅速。 2013年南京航空航天大学成立了雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室。
2017年6月，南京航空航天大学联合中国电子科技集团第14研究所研制出了微波光子雷达验证系统。 同年，中科院电子学研究所成功研制出我国第一台微波光子雷达样机，并通过外场非合作目标成像测试，获得国内第一幅微波光子雷达成像图样。
中科院电子学研究所的微波光子雷达样机在试验中清晰发现一架100公里外的波音737客机，图像分辨率达到厘米级。该雷达成功实现了对空中随机目标的快速成像，可以辨识如发动机、尾翼、襟翼导轨及其数量等飞机细节。
微波光子雷达具有卓越的超宽带成像能力，非常适合于作战平台对小型目标精细成像和实时辨识。 它还能为无人智能设备提供准确的环境感知信息。
这种雷达技术不仅能应用于目标侦测、识别和跟踪等军事任务，在遥感监测、气象预测、环境监测等民用领域也有广泛应用前景。
国际上，美国DARPA从20世纪80年代末就开始支持微波光子雷达相关研究，并形成了一个三个阶段的发展规划。欧盟则更加关注微波光子雷达系统的研究，意大利芬梅卡尼卡集团认为微波光子雷达系统的发展要分四步走。
俄罗斯也在积极发展微波光子技术
俄罗斯最大的无线电子设备制造商无线电电子技术联合集团受政府资助开展“射频光子相控阵”项目研究。 该项目旨在开发基于光子技术的通用技术和核心器件，制造射频光子相控阵样机。
微波光子雷达的关键技术包括高性能本振产生、任意波形产生、混频、波束形成和模数转换等方面。光电振荡器作为一种产生高频谱纯度微波和毫米波的新型信号源，可产生数MHz到数百GHz的高纯度微波或毫米波信号。
在雷达系统中，发射信号的功率、时宽、带宽、编码形式等参数决定了系统的探测距离、探测精度和抗干扰能力。受益于光子技术的大带宽，微波光子技术提供了超大带宽雷达信号产生的可能性。
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