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探索 | ​数智时代,雷达技术与世界共“见”未来
2021/04/27 18:05  交汇点新闻  

  交汇点讯 4月22日至24日,第九届世界雷达博览会暨首届“雷达与未来”全球峰会在南京举行。此次展会集中展示防务电子与公共安全、雷达技术与经济社会、网信技术与数字化转型等展品。当这些雷达界的“明星们”以花样迭出的功能惊艳亮相时,引得观众频频驻足。

  中国雷达行业协会理事长左群声表示,雷达及相关电子信息领域作为国家制造业中的高价值行业,是现代电子技术和信息技术的集大成者。除军用外,近年来,雷达领域的很多单项技术用在经济社会的各个方面,在自动驾驶、防灾减灾、气象监测等领域展现出应用前景。

  陈俨 摄

  “高大上”的雷达技术,应用非常“接地气”

  南京是中国雷达的福地,中国电子科技集团公司第14研究所(以下简称“中国电科14所”)作为“中国雷达工业发源地”在此扎根72载,见证了中国雷达工业从无到有,从修配仿制到自主研制的光辉历程,展会现场,中国电科14所的展台前人头攒动。

  近年来,新型毫米波人体安检成像系统已在欧美机场得到广泛应用。毫米波是一种特定频段的电磁波,可以穿透常见衣物、塑料、纸张等材料,辐射功率仅为手机信号的千分之一,不具有致电离性,因此特别适用于人体安检。

  在博览会上,中国电科14所首次展出了国内工作频段最高、分辨率最高的T-safe X2型主动式毫米波安检仪。中国电科智能感知重点实验室高级工程师李元吉介绍,该系统利用合成孔径雷达的成像原理,向人体发射毫米波信号,透过衣物后,被人体表面或者隐匿于衣物下的物体反射,接收并记录返回的信号幅度和相位信息,通过重建形成人体表面三维图像。从该图像可以确定人体是否随身携带金属及非金属物品,如刀具、枪支、炸弹等违禁品。“该系统在2秒内完成全流程查验,图像分辨率达到毫米级,利用人工智能算法自动判别人体隐匿携带的异物并进行报警。”李元吉说。

  展厅内,充满未来感的智能假手——“灵犀手”,为残障人士带来福音。中国电科14所人脑机实验室助理工程师李婉萍介绍,这是典型的雷达技术创新应用产品,“‘灵犀手’可以读懂大脑信号,残疾人通过意念控制假肢运动,实现手掌开合自如。”

  人口老龄化程度加深,独居的“银发一族”跌倒了怎么办?一个手掌大小的“方盒子”有望纾解不少儿女的后顾之忧。在现场,记者看到一款名为“康居监护小精灵”的全自动智能摔倒预警设备,通过生物射频传感技术扫描房间,主动监测并自动预警常见的摔倒事件,为老年人提供保障。湖南时变通讯科技有限公司市场总监吴高告诉记者,“小精灵”无需穿戴,不设摄像头,可用于浴室、卧室等隐私场景,发生危险情况会自动拨打紧急电话,“普通二室或三室家庭,安装3-4台,价格在四五千元。”

  “电子信息行业发展的最新成果首先是在雷达上得到应用,国内雷达水平跟国际上最先进的水平相当,在某些领域甚至可能还超前,我们走的是自主化研发道路,没有参照对象。”中国雷达行业协会理事长左群声表示,以往大家听到雷达第一反应都是军用,其实以军用为主服务于国防建设已经是“老调调”了,此次博览会的目的就是为刷新雷达的概念,让雷达概念回归技术本源,回归到无线电探测和电测量,应用到经济社会领域的方方面面。

  张宣 摄

  一部更比多部强,“全能冠军雷达”压阵亮相

  现代战争始于空战,隐身飞机出现后传统空战和防空格局又发生巨变,越来越多的国家开始装备隐身战机,反隐身成了军事大国装备建设的头等大事。在本次博览会上,多款具备反隐身能力的雷达亮相,成为展览的热门装备,其中来自中国电科14所的“反隐身双雄”YLC-8E型UHF波段三坐标警戒雷达和SLC-7型L波段三坐标警戒雷达是此次展览的亮点。

  博览会的室外展区中,一台可以“伸脖子 ”的实物雷达令不少观众驻足。这是中国电科14所针对中低空和低空飞机或巡航导弹研发的YLC-18机动型低空三坐标雷达,它被誉为“中国反隐身雷达旗舰”,外形雄伟,有着极高的辨识度。

  “YLC-8E反隐身能力强的秘诀在于它使用的波段,也就是UHF波段(高频段无线电波,频带范围为300~3000MHz)。当前,隐身战机的隐身手段主要是通过飞机外形和表面的吸波涂层,但这些隐身手段主要是针对微波频段进行优化,对于UHF这种波长长的低频段却无能力。”中国电科14所高级工程师官林海告诉《科技周刊》记者。

  不过,仅仅依靠工作频段并不就意味着可“反隐身”,UHF频段还有着探测精度差的缺点,要突破这个问题对于雷达的工作体制、元器件水平以及处理能力都有着很高的需求,而YLC-8E完美解决了这些问题。“除了反隐身能力强,YLC-8E具备探测目标类型多样、探测距离远、距离分辨率高、抗干扰能力强等特点,主要性能指标优于国外同类型雷达产品”。官林海介绍,YLC-8E以历经考验的强大反隐身能力蜚声中外,其已入选世界十大明星雷达。

  至于另一款雷达——SLC-7型雷达,它则被誉为“全能冠军雷达”,也是雷达界的“劳模”,SLC-7可以对付包括隐身战机、常规固定翼飞机、直升飞机、无人机、巡航导弹、战术导弹以及临近空间目标等等多类型目标。此外,SLC-7还可定位火炮和火箭弹目标,用途之广泛远超其它许多同类雷达。

  “随着新的需求不断出现,我们这次带来了多款反隐身雷达,它可以解决对隐身目标的探测和跟踪等问题。另外,原来雷达的功能相对来说比较单一,这次我们也带来了全功能雷达,可以完成对常规目标和隐身目标的探测,还具备预警、炮位侦查、空间目标探测作用。也就是说,原来需要多部雷达完成的功能,现在一部雷达就可以完成。”中国雷达行业协会副理事长、中国电科14所所长胡明春表示。

  此外,一款针对无人机的圆柱形雷达——YLC-48便携式多功能侦察雷达吸引了各方关注。YLC-48便携式多功能侦察雷达是一款中国电科14所独创的雷达,单兵就可以“拉着它走”。实际上,这款雷达业内并不陌生,它就是被外界誉为无人机黑飞“终结者”的“蜘蛛网”雷达。

  “随着无人机飞入寻常百姓家,无人机黑飞事件频发,我们带来了专门解决‘低小慢’目标的雷达。”胡明春介绍,此次亮相的YLC-48雷达可以对机场、要害部位低空、高低速、各类大小空中目标预警探测提供全面解决方案。在YLC-48基础上研制出了AUDS“蜘蛛网”高机动反无人机系统,大大提升我国公共安全以及敏感区域低空安全防范能力。

  科技赋能,雷达产业链全景图这样绘就

  江苏南京是中国雷达工业发源地,也是国家雷达工业重镇之一,在江苏及周边都集聚了雷达配置供应链厂商。“雷达技术本身就是电子技术,包含射频、信号处理和计算机、电源技术。”左群声认为,雷达技术正在无限延伸,甚至“上云”;雷达顺着数字化、综合化、网络化、泛在化、智能化的发展路径,几乎所有电子和信息技术都跟雷达的发展有关,其带动的科技产业链无比巨大。

  在产业链的带动引领下,不少重要领域实现了关键技术自主可控。中国船舶第八研究院院长杨吟华介绍,经过10多年研发,到目前为止,我国船舶交通管理系统大部分实现国产化。

  在左群声看来,雷达及相关电子信息领域作为国家制造业中的高价值行业,是现代电子技术和信息技术的集大成者。他表示,雷达行业要在新一轮国际经济秩序重构和产业发展生态建设进程中把握主动,立于潮头,打造高水平、专业化、综合性的国际化交流合作平台,以推动技术融合创新,业务协同发展,产业转型升级十分重要。

  谈到我国未来雷达装备的发展方向,左群声表示,首先紧抓最新需求、紧靠国际趋势。“从单装到成体系的发展是未来最新的发展趋势。另外,电子信息技术和硬件技术的发展能让雷达以更小的体积、更高的性能建设提供更好的能力。”胡明春说,随着处理、计算水平的不断提高,各种各样的复杂计算现在都可以在雷达上进行应用,所以所谓软件定义的软件化雷达也有望得到大幅度发展,

  人工智能应用和快速发展也将在雷达的后续应用中起非常重要的作用。左群声认为,通过人工智能应用,把原来传统雷达变成智能化雷达,让它能够根据环境去做新的调整,去学习,积累经验,不断提高能力和水平。它可以辅助操作员的判断与决策,提高操作员的操作精准度,或是大大降低操作人员的压力和负担。

  雷达作为电子信息产业的系统集成,融合应用特征明显。左群声说,可整合地方行业优势资源,共建公共服务平台,推动发展规划、资源配置、创新路径、人才培养、项目实施等深度共享,未来还需培养大量熟悉雷达科技和民用市场的跨界人才。

  新华日报·交汇点记者 张宣

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责编:刘艳元

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