进入21世纪，随着世界政治、经济格局的变化，国土安全、边界争端和海洋权益等挑战愈演愈烈。以低可探测性能作为核心战技指标之一的新一代隐身武器装备对现代战争的胜负起着关键作用。为了达到雷达低可探测性，这类装备除了采用低散射外形设计，还广泛采用雷达吸波材料，而吸波涂层的性能会受到天气、盐雾、湿度等恶劣气象条件的影响。因此，如何监测和诊断其隐身措施的有效性便成为隐身武器装备使用过程中需要解决的关键问题之一。现阶段国际上采用的诊断测量技术主要包括导轨扫描合成孔径雷达(SAR)成像、面阵近场扫描和转台目标成像测量技术(如图1所示)。现有技术主要通过雷达不动目标旋转或者目标不动雷达机械扫描来实现数据采集，因此，成像诊断测量的数据采集时间长、时效性和场地适应性差。
北京航空航天大学许小剑教授课题组基于多输入多输出(MIMO)体制雷达成功研制了近场诊断成像MIMO雷达试验系统(如图2所示)，实现了对大型复杂目标的现场散射诊断高分辨率成像测量，并在国际上率先获得了图像动态范围优于40dB的高分辨率MIMO雷达像。由于采用电扫快拍成像测量，与现有导轨SAR和近场机械扫描测量相比，MIMO雷达具有测量速度快、时效性好、场地适应性强和设备便携等特点。
图1 先进国家用于现场诊断成像测量的备选雷达
图2 北航MIMO雷达诊断成像测量试验系统
复杂目标的2维雷达成像难以判断目标强散射源所在高度，为目标散射诊断和机理分析带来了一定的局限性。为此，该研究小组提出了一种基于MIMO阵列技术的3维干涉成像方法，通过采用位于不同高度上的稀布阵列天线单元的组合测量，形成高度维虚拟合成孔径基线，由此实现对复杂目标的MIMO雷达三维干涉成像测量。
该工作已发表在《雷达学报》2018年第6期“SAR三维成像技术”专刊“MIMO雷达三维干涉诊断成像方法”(许小剑，刘永泽)。
该文提出一种基于多输入多输出(MIMO)阵列技术的三维干涉成像方法。首先，设计并试验了一种具有高孔径利用率和通过虚拟孔径实现干涉成像功能的MIMO阵列；其次，分析了MIMO阵列合成的两组虚拟孔径所成两幅二维雷达像的干涉相位与目标散射中心高度之间的关系，发展了MIMO雷达三维干涉成像算法；最后，通过数值仿真和原理样机实验验证了所提方法在目标散射机理分析和诊断测量应用中的可行性和有效性。
图3 飞机模型MIMO雷达3D干涉成像仿真结果
图4 真实全尺寸飞机模型MIMO雷达3D干涉成像测量结果
