【菁英人才】周峰：在雷達成像中“左右手互博”
編者按：“華山學者計劃”是學校四屆八次教代會提出的實現內涵式發展的四大戰略計劃之一，也是五屆一次教代會確立的深化人事制度改革的主要抓手，由人事處/人才辦牽頭實施，旨在系統構建具有競爭優勢的校內人才體系，形成以積極參與國家人才競爭為導向的激勵機制。通過育引并舉，促進高層次創新人才集聚效應的出現。該計劃由“菁英人才”、“引智人才”和“領軍人才”三個子計劃組成。為展現入選者風采，學校將陸續對各子計劃入選者進行采訪和系列報道，以期起到引領示范作用。
【“華山學者計劃”之菁英人才】
周峰教授：在雷達成像中“左右手互博”
■ 記者 秦明 李直 通訊員 鄧鑒
金庸小說《射雕英雄傳》中的周伯通，被黃藥師困在桃花島期間，別出心裁，悟創出上乘武功“左右手互搏術”。周伯通創立這套功夫的目的，起初只是想自己和自己打架，打發時間、自娛自樂，沒想到在攻敵時使用，分進合擊，竟能實現以二對一的效果。
現實生活中電子工程學院周峰教授的研究工作，與周伯通的“左右手互搏術”有類似之處：一方面，他要通過研究干擾抑制算法，讓我方的成像雷達看得更清楚，識得了正誤、辨得了真假；另一方面，他還用靈巧的干擾技術手段，移山倒海、騰挪變化，虛擬出高度逼真的目標，欺騙敵方雷達，以假亂真。
周峰教授（特約攝影師 張曦/攝）
把上述描述轉變成雷達領域的專業語言，就是本期菁英人才主人公的研究方向：雷達成像的干擾和抗干擾問題。現年35歲的周峰教授，從2002年起，就師從著名雷達專家保錚院士碩博連讀，一路走來，在雷達信號處理國家重點實驗室的領導和老專家的關心和支持下，周峰已經在這個領域進行了10多年的深入研究，取得了顯著的成績。
高分辨成像雷達技術
人類最初研制的雷達，只能夠發現目標并測定它們的空間位置，獲得距離、速度、方位、高度等簡單信息。上世紀50年代，一種里程碑式的新雷達出現了，這就是成像雷達。從此，雷達不僅僅可以將所觀察的對象視為“點”目標，而且還能獲得目標及其場景周圍的圖像信息。
周峰介紹說，今天世界上高分辨率的成像雷達，其圖像質量已經逐漸接近光學照相機拍攝照片的水平。“其分辨率可以達到亞米級，也就是0.1m×0.1m，如果再結合其它雷達技術，還可以完成對場景的高程測量，并在場景中準確地標示出運動目標。”
雷達成像與光學成像相比，前者具有全天候、全天時、遠距離、寬測繪帶和較強穿透能力，以及易于從固定背景中區分運動目標的能力。
周峰介紹說：“大氣中的雨、雪、云、霧等沉降粒子會對可見光造成嚴重的散射，所以距離遠了圖像就會不清楚，變得模糊，甚至被完全遮擋。但雷達電磁波波長遠大于可見光，這些粒子都可以繞射過去，對于雷達成像來說，100米、1公里，乃至100公里的距離，大氣沉降物散射對圖像清晰度的影響都較小。”
提到成像雷達不得不說合成孔徑雷達，這是一種典型的成像雷達，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一個較大的等效天線孔徑，可以在能見度極低的氣象條件下得到類似光學照相的高分辨雷達圖像。周峰說，合成孔徑雷達，顧名思義，就是雷達平臺與目標的相對運動而形成一系列的虛擬孔徑，通過相干積累合成較大的等效天線孔徑，從而提高雷達的橫向分辨率。
據介紹，合成孔徑雷達在軍事上主要用于戰場偵察、打擊評估、空間態勢感知等，民用上主要用于資源遙感、地理測繪、海洋環境監測等。
雷達成像抗干擾問題
成像雷達在軍事和民用領域被廣泛應用，但問題也隨之而來。
最主要的就是復雜電磁干擾的挑戰。比如低波段的合成孔徑雷達，就很容易受到工業信號和通訊信號的干擾。體現到雷達圖像上，就是成像質量大大降低，出現模糊，有時候還有帶狀干擾。“如何有效地降低這些干擾，是當前合成孔徑雷達信號處理的研究難點。”周峰指出。
在保錚院士指導下，周峰帶領的研究團隊一直走在國內前列，并在這一領域開展了深入研究。他提出的時變干擾抑制方法，有效解決了壓制干擾嚴重影響合成孔徑雷達圖像質量的難題，在IEEE系列刊物發表了多篇有影響力的高水平學術論文。
由于在合成孔徑雷達抗干擾方面取得的突出成果，周峰逐漸受到國際同行專家關注。
2014年，周峰應邀參加了在加拿大召開的國際地球科學與遙感大會，這是遙感領域的世界頂級會議。大會上，周峰做了關于合成孔徑雷達實測數據中窄帶干擾抑制的特邀報告，并被遴選為遙感頻率分配的技術委員會委員。同年，他還應邀參加國際無線電科學聯盟大會，做了關于合成孔徑雷達射頻干擾抑制的特邀報告，并被授予青年科學家獎。
“遇到的問題來源于實際，解決的方案上升為理論。”周峰說，面向國際前沿，面向國內需求，理論聯系實際，強化團隊建設，一直是他們團隊以及雷達信號處理國家重點實驗室的發展指導思想。他們不僅重視理論成果的凝練，也重視研究成果的實際轉化與應用。
據了解，上述研究成果已經被成功應用于我國多個型號寬帶雷達系統，取得了良好的實際效果。
大場景有源欺騙干擾
在軍事偵察領域，合成孔徑雷達的干擾和抗干擾是一個永恒主題。
“虛擬出一個坦克集群，造成陳兵百萬的假象；或者是把軍艦聚集的港口，偽裝成一個普通城市。讓對方分辨不出真假，迷惑、欺騙對方的偵察雷達，從而誤導對方雷達的態勢評估與決策，這就是雷達成像中的欺騙干擾技術。”周峰介紹說，在對合成孔徑雷達進行抗干擾研究的同時，他對其干擾技術也進行了深入思考。
看似左右手互博，其實道理比較直觀。周峰介紹說，完整的雷達系統，抗干擾模塊是一個重要的組成部分，而且干擾和抗干擾是需要綜合起來考慮的。“干擾和抗干擾是對立統一的博弈雙方，只有充分了解對方的工作原理，才能準確找到其弱點，實施有效干擾與抗干擾策略。而且，二者技術的發展是此消彼長的，新體制雷達和干擾抑制方法的出現，將催生新的干擾技術，而新的干擾方式將促進新體制雷達及其干擾抑制方法的研究。”
周峰介紹說，制造有源干擾一般有兩種方式：一種是用大功率的設備，產生壓制干擾，讓對方的雷達不能正常工作，增加發現我方目標的難度；另一種就是通過靈巧式的有源欺騙，制造虛假目標，對方雷達在沒有覺察中受到欺騙，誤以為真。“但是合成孔徑雷達有源欺騙的調制實現非常復雜，這種方式是目前國內外雷達對抗領域中的研究熱點，我們的研究領域之一這個方向上。”
“當前國際上使用較多的數字圖像合成欺騙干擾，不能夠很好地與背景環境的特性融為一體，很容易在后期處理中被辨識出來。”周峰介紹說，“我們使用的精細化電磁特性的大場景干擾技術，能夠產生大場景欺騙假目標，并且假目標具備和真實物體完全一致的幾何特性、電磁特性和多普勒特性等，從雷達設備上顯示，它和真實物體具有幾乎一樣的物理特性。”
據介紹，周峰及其團隊在欺騙干擾領域的研究工作，已經突破了合成孔徑雷達靈巧式有源欺騙干擾的實時性、大場景欺騙干擾快速調制等一系列瓶頸，成果成功應用于實際系統，有效提高了我國合成孔徑雷達對抗的信息控制能力，限制了敵方雷達的偵查范圍，并有望提高我國電子裝備在雷達對抗中的生存能力。
善于挖掘學生潛力和創造性
周峰團隊所在的雷達信號處理國家重點實驗室中，研究生能夠獲得充足的學習保障、專業知識學習和科研鍛煉。目前，周峰指導的近20名碩士、博士中，有10多人次獲得了國家獎學金。
周峰說：“研究生培養要因材施教，根據學生的興趣和基礎，充分利用學生的長處，挖掘學生的潛力和創造性，使人盡其才。”同時，在教學和科研中，他還重視啟發教育，調動學生的主動性，“不憤不啟，不悱不發，舉一隅不以三隅反，則不復也”。周峰善于通過設疑、引思、解疑的方法，激發學生的創造性思維，使學生在自己領悟中增長知識。
周峰的課題組與中電、航天、中科院等研究院所建立了良好的合作關系，很多學生在校期間就受到知名研究所的青睞和入職邀請。由于掌握了扎實的理論基礎和系統的專門知識，學生就業口徑非常寬。
在已畢業的研究生中，有就業于中國電科等國內知名科研院所的，有就業于騰訊、華為等國內著名企業的，也有就業于中國金融期貨交易所等大型國企的，或者美國強生集團等跨國公司的，一些研究生畢業后還前往美國加州大學等世界知名學府繼續深造。
【人物簡介】
周峰，河南人，1980年1月生，電子工程學院教授，博士生導師。2007年獲得西安電子科技大學信號與信息處理專業工學博士學位，同年留校工作，2009年晉升為副教授，2012年遴選為博士生導師，2014年晉升為教授。目前從事雷達成像及其對抗等領域的研究工作，在IEEE TGRS、IEEE TAES、IEEE JSTARS、IEEE GRSL和IET RSN等雷達領域的國內外權威刊物上發表論文60余篇，其中SCI檢索30余篇，多次擔任IGARSS2014等國際會議的分會場主席。先后主持包括國家自然科學基金項目、國家“863”課題、國家“973”專題和橫向合作項目等二十余項。獲得國防科技進步二等獎1項，專利10余項。2012年入選教育部新世紀優秀人才支持計劃，2014年獲得國際無線電科學聯盟青年科學家獎，2015年入選西安電子科技大學首批“華山學者”學術型菁英人才計劃。
【“華山學者”菁英人才計劃介紹】
“華山學者”菁英人才計劃，旨在著力選拔和引進學術基礎深厚、具有發展潛質的優秀青年人才，該計劃面向校內外35歲以下具有博士學位和副高職稱的青年人才（海外博士不受職稱限制），通過單位或專家推薦，經材料審核與公示、同行專家通訊評審及會議答辯評議、結果公示、學校審批等環節確定人選。在一個聘期（3年）內，向入選者提供現崗位待遇之外的專項人才津貼4000-5000元不等；按此計劃引進的人才安家費和科研啟動經費在同等人員標準基礎上增加1至3倍。入選者同時參與所在單位業績二次分配政策。通過提供較有優勢的待遇，發現和引進有較大發展潛力的青年才俊，使他們扎根西電，心安勁足，潛心學術，不斷增強我校高層次后備人才競爭力。
