当代科技的“火眼金睛”

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雷达的分辨率是与其所使用的频率有着密切关系的。频率越高，分辨率也就越高。分辨率是指在一定距离上分辨前后左右相邻目标的能力，很显然，分辨率越高，雷达的识别能力也就越强。我们不妨用目前性能较好的微波雷达与激光雷达作一比较，就不难发现人们为什么对激光雷达有这么浓厚的兴趣了。微波雷达一般只能发现高大的建筑物和飞机、轮船等大型的目标，而激光雷达则能识别电线杆、空中电线、烟囱等小障碍物。这种细小的点、线状障碍物，是直升机低空飞行中的大敌。1992年11月5日上午10时40分，一架价值600万美元、进口时间不长的苏制米里米-17型直升机，在河南省原阳县城为哈尔滨友谊化妆品厂产品促销，做超低空表演和撒放广告商品时，不幸撞楼堕毁。大火持续了3个小时，当场死亡33人（含机上7人），46人受伤。事后查明，主要原因是飞机在飞行时碰到了一根兀起的钢管上。几年前，美国一家电视台派出的一架小型直升机，在拍摄抢救高层建筑工地遇险工人的新闻时，也是旋翼碰到了脚手架上的一根钢管而失事的，整个过程被几架摄像机同时记录了下来。类似的事例不胜枚举，而这个问题用微波雷达是解决不了的。

宇宙飞船在距地面上万公里的太空追逐和交会，必须精确地测定他们之间的相互位置和速度，才能避免碰撞和脱轨。对此使用无线电雷达很难达到要求。而使用激光雷达则能很好地胜任这一工作。据报道，独联体的“和平”号轨道站就采用了精密的激光测距雷达系统，在多达数十次的与其他飞船和航天器的对接活动中，发挥了卓越的功效。

提高分辨率的另外一个措施，就是雷达波束发散角要小，以使能量集中。普通微波雷达波束的发散角，通常在1度左右，最好的也有几十分之一度。而激光束本来发散角就很小，经发射望远镜校正后可使发散角小到千分之一度。如波束发散为1度的机载微波雷达，从1500米上空照射到地面，能形成直径约有26米的圆，此圆内的地形起伏就很难分辨；但使用激光雷达在同样的高度时，地面光斑直径仅十几厘米，因此可以分辨出地形的细节。

雷达除对分辨率有要求外，抗干扰也是雷达需要解决的一个重要问题，否则分辨率再高也发挥不了作用。如用微波雷达探测地面或低空目标时，回波信号就经常被地面的反射波所淹没，从而出现无法探测的盲区。而使用激光雷达时，由于激光的单色性好、脉冲宽度小、分辨力高，所以可以排除背景或地面杂波的干扰，因而能对超低空目标进行观测，这对于导弹发射初始阶段的观测和掠地飞行巡航导弹的跟踪极为重要。在实战中，交战双方常常会采用释放干扰物或干扰信号的方法来充当假目标。特别是核爆炸，能产生人为的反射微波的电离层，在这种情况下往往会使微波雷达失灵，但这对激光雷达却干扰不大，仍可照常工作。所以激光雷达又被誉为“当代科技的火眼金睛”。

激光雷达技术最突出的贡献是在远距离高分辨图形领域。其中杰出的代表就是美国林肯实验室的“火塘”（FIREPOND，一译为“火池”）大型精密激光跟踪雷达。

为了适应高能激光反导武器系统的发展，在美国国防部高级研究计划局的资助下，林肯实验室于70年代初就开始实施代号为“火塘”的高精密激光雷达研制计划，发展远距离导弹跟踪和激光束瞄准技术。1984年美国“星球大战计划”出台后，林肯实验室得到了进一步的资助，在一系列试验中取得了进展。

“火塘”激光雷达采用1.2米直径的巨型发/收望远镜，使用平均发射功率为千瓦级的连续波二氧化碳气体激光器，工作波长为10.6微米、外差探测方式，作用距离为1000公里，跟踪精度达到1微弧度（0.2角秒）。

早在70年代，林肯实验室就用“火塘”演示了准确跟踪和获得卫星多普勒图像的能力，1976年就达到了测得距地面1100~1200公里远的LAGEOS卫星自旋0.1H的精度。1990年，经过改进后的“火塘”具备了高功率、宽带宽、可以识别再入大气层的弹道导弹弹头和诱饵的能力。1990年3月，“火塘”获得了从800公里外发射的亚轨道探测火箭和充气的再入飞行器诱饵的靶场多普勒图像。同时，利用非相干氩离子激光雷达也成功地对火箭进行了精确的跟踪。

“火塘”激光雷达第一次成功地实现了激光雷达远距离、高精度跟踪。但其本身设备并非十分理想，在精度、可靠性等方面距“星球大战”计划的要求还有相当大的距离。

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