对于X 射线雷达，现在国际上主要有两种技术路径：第一种技术路径为直接发射X 射线，并在同侧接收反射回来的X 射线，这与传统的微波雷达相似，由于X 射线强的透射特性，后向散射很弱，这就对接收机灵敏度提出了很高的要求。 该技术的主要研究单位为美国的洛克西德·马丁（Lockheed Martin）公司。2013 年，美国洛克西德·马丁公司提出X 射线雷达（X-ray Radar）的概念，并在美国申请了专利［2］；同时，发表相关文章［3］，部分验证了X 射线雷达的设想。第二种技术路径为向被探测物体发射能量电子（几十MeV 到几百MeV 的电子），能量电子与物质相互作用，激发材料辐射X 射线，接收其后向散射射线并反演被探测目标不同位置的信息。该技术的主要研究单位为英国卢瑟福·阿普尔顿（Rutherford Appleton）实验室，通常称这种为能量电子诱发的X 射线雷达技术。2016 年，英国卢瑟福·阿普尔顿实验室报道其对基于激光诱导的X 射线雷达（Laser Induced X-ray Radar）研究进展［4］，主要包括高能电子激发的X 射线雷达概念及进行的相关试验验证。
1.美国洛克西德·马丁公司方案
美国专利局于2013 年授权了洛克西德·马丁公司提出的X 射线雷达专利，该技术将微波雷达的信息处理技术用于X 射线波段的射线信号，射线信号采用射频调制X 射线源（Radio Frequency-modulated X-rays）。该技术利用射频调制X 射线源向被测目标发射调制X 射线，X 射线可以穿透被测目标的金属外壳并与被测目标内部的物质相互作用，并向外辐射X 射线，这些特性是红外、微波、光学等传统雷达所不具备的，如图14-1 所示。可以看出，X 射线雷达具有对被测目标内部结构进行探测的能力。
图14-1 X 射线雷达工作示意图
总体来说，美国洛克西德·马丁公司研究团队研究工作主要包括以下几个方面。
（1）时域和频域的信号处理算法。该方法主要是论证传统雷达信号处理方法用于X 射线雷达的可行性，并就其中存在的问题进行讨论。
（2）探索性试验系统的搭建。利用美国洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）实验室的电子直线加速器产生100 keV 到2 MeV 的能量电子，在短脉冲的电子加速工作模式下，验证了时域测距算法；在长脉冲的工作模式下，验证了频域测距算法。图14-2 所示为试验系统组成框图。
图14-2 试验系统组成框图
（3）X 射线探测器的论证工作。该工作主要分析了X 射线源的调制频率、带宽对探测器响应时间的要求，并对可能的选型提出建议。对于频域测量技术方法的特点，该团队利用Opto Diode 公司［5］AXUVHS6 型的X 射线探测器探测调制X 射线，该型探测器具有工作带宽大、响应时间快、量子效率高的特点，实物照片如图14-3 所示。对于时域测量技术方法的特点，采用闪烁体探测器，主要由Eljen EJ-322Q 闪烁体、Photek PMT-210微通道板（MCP）等组成，如图14-4 所示。
（4）反射测试案例。该案例搭建了一个测试场景，用来测试X 射线雷达的测距能力，如图14-5 所示。图中用铜板（厚度为0.952 5 cm）来模拟被测物体，并被安装在滑轨上方便移动来模拟距离的变化，距离变化范围为1～22 cm。图14-6 给出了不同测试场景下的测试情况，总体误差在10%以内。
图14-3 AXUVHS6 探测器实物照片
图14-4 闪烁体探测器的模型图和实物图(www.xing528.com)
（a）模型图；（b）实物图
图14-5 反射测试的场景
图14-6 不同测试场景下的测试情况
2.英国卢瑟福·阿普尔顿实验室方案
该团队利用卢瑟福实验室的激光尾场电子加速器产生10～200 MeV 的高能电子，用其辐照不同材料组成的目标，物质原子受激辐射X 射线；用探测器接收其后向辐射射线，对其响应电信号进行处理，可获取目标结构、部分材料等信息。总的来说，该团队主要从计算机仿真与试验验证两个方面验证电子诱发的X 射线雷达技术的可行性［4］，激光尾场雷达测试系统构成如图14-7 所示。
图14-7 激光尾场雷达测试系统构成
（1）试验验证方面。该试验是在英国卢瑟福·阿普尔顿实验室的Astra Gemini Laser 加速器上进行的，探测电子能量为140 MeV，探测器采用的是闪烁体探测器（Micro-Channel Plate Photo Multiple Tube，MCP-PMT）。图14-8所示为试验采用的目标结构及试验结果。
图14-8 被测物体构成和X 射线雷达测试图
（a）被测物体构成；（b）X 射线雷达测试图
（2）数值仿真方面。利用GEANT4 （the Geometry and Tracking Software Version 4）仿真了高能电子与目标的相互作用，分析了目标受激辐射X 射线空间分布情况，对图14-8 中的测试场景进行了仿真，其仿真数据如图14-9 所示。
图14-9 测量场景图14-8 的仿真数据
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