导弹的精准定位、航天器的返回追踪、气象灾害的监测预警,这些背后都离不开一项“千里眼”技术,那就是“雷达”。
2025第十一届世界雷达博览会昨天 在安徽合肥闭幕。本届博览会上有近600家企业,重点展示了雷达尖端装备、数智体系、新域新质、电子基础等产品及解决方案,一批“中国首创”成果集中亮相。
值得注意的是,雷达产品正在以强大的感知能力和创新应用,深度融入我们的日常生活:它是低空经济的“护航者”,是田间地头的“守卫者”,也是自动驾驶的“瞭望者”。雷达技术在民用领域还有哪些创新突破,如何赋能千行百业?
图左为P波段远程预警相控阵雷达模型。中国电科专家胡阳介绍说,P波段远程预警相控阵雷达实物有十几层楼高,雷达阵面也非常大。(摄影:郭淼)
雷达作为电子信息领域的关键技术,正深刻地改变着我们的生活和世界。
北京大兴机场是亚洲最大的机场之一,也是我国很繁忙的机场,今年“五一”假期,大兴机场创下了航班量和旅客量同期新纪录。
中国电科国睿科技副总唐绩告诉记者,中国电科研制为北京大兴机场“定制”的C波段全数字有源相控阵天气雷达,是最新雷达体制在民航领域全球首次应用,实现对气象目标的精细化、快速化探测。
唐绩:C波段相控阵天气雷达是我们国家第一部相控阵天气雷达,成功地运用于华北空管局、大兴机场,它可以对整个京津冀华北一带的天气进行精准探测和预报。比如可以探测到强对流、大暴雨、冰雹天气。相控阵天气雷达相比于传统的多普勒天气雷达,具有先天性的技术优势,它可以对某一个方位上方垂直扩线进行精准CT扫描。原来普通的雷达扫描是螺旋旋转式的,6分钟旋转一圈,现在相控阵一分钟以内可以对全向的360度进行天气的探测,其垂直扩线精准度会非常高,非常清晰。
尽管都是“千里眼”,不同波段天气雷达有各自的“绝活”。唐绩说,S波段全数字有源相控阵天气雷达天线口径较大,探测范围覆盖400公里距离,对降雨的探测更为擅长。
唐绩:这部雷达是S波段的双边阵的相控阵天气雷达,相对于刚才的C波段的天气雷达,这边进行了双偏振的设计,它探测的参数就更加的精细了。S波段天线的口径比较大,大概需要70平方左右,它探测的范围也比较大,可以实现400公里的探测距离。由于大气衰减较小,降水衰减也比较小,所以它特别适合于东南沿海的降雨探测。我们准备在广州白云机场中南空管局应用,目前正处在调试阶段,即将在6月份为中南空管局,白云机场的民航气象服务贡献力量。
图为首次亮相的JY-27V反隐身雷达
不仅可以测云观雨保安全,雷达还可以成为田间地头的“守卫者”。
病虫害是农业生产的大敌,传统的病虫害监测主要依靠人工田间巡查。中国电科54所探虫雷达天线项目负责人邓智勇说,高分辨多频段全极化探虫雷达提升了农业病虫害防治效率。
邓智勇:探虫雷达如同长了“火眼金睛”和“智慧头脑”,通过对探测跟踪结果数据的处理,实现对有害昆虫振翅频率、体长、体重,有害昆虫散射截面,以及飞行中头部朝向等测量。据我们了解,这款雷达已获取三年以上的迁飞昆虫科学观测数据,为我国农业害虫的空中迁飞规律、害虫的种群结构特征等研究提供了关键数据支撑。
雷达技术在低空飞行器的监管和安全保障方面同样发挥着至关重要的作用。
中国电科四创电子低空智联产业发展中心主任 王晓艳介绍说,目标监视雷达能够精准捕捉无人机、飞鸟等低空飞行目标的航迹、距离及方位信息,助力相关部门识别合法与非法飞行器,进而确保城市安全。同时,毫米波雷达凭借其卓越的高精度和全天候工作能力,在低空飞行器的避障和定高方面得到了广泛应用,显著提升了飞行器的安全性和稳定性。
王晓艳:雷达和光学相比,在自动驾驶方面可以发挥其长处。光学更好的一点在于可视化和快速对目标进行识别,但它也有自己的缺点,甚至是背景光源时,光学因为它的物理限制,效能会大幅度下降,这时候飞行器如果保证安全就必须降速,因此它迫切需要一种全天候、看得更远,并能够把雨雾因素排除在外的一种感受(能力)。从这个角度来说,微波这种频率较低,穿透能力更强的探测手段,就变得非常重要,而它的产品形态其实就是我们平常讲的雷达。
图为展会现场一角
在智能驾驶领域,中国电科为自动驾驶公交车配置激光雷达、毫米波雷达和摄像头,实现了“超视距”感知,方便车辆自动驾驶系统提前预判危险信息。其中超声波雷达系统也是智能汽车不可或缺的关键感知系统,主要用于0-10米范围内的物体探测,与毫米波雷达和激光雷达共同组成由近及远的整车感知系统。
电科芯片副总工程师胡彬:超声波雷达的主要优点是不受光线、雨雪、雾霾等外界(因素)干扰,极端天气下仍保持稳定性能。同时,具备多模态协同能力,可构建L2+级自动驾驶的冗余感知网络。它能通过360°环视超声波阵列,实时扫描车位尺寸与障碍物,实现厘米级路径规划,完成自动泊车。能检测开门盲区内的行人、车辆和其他障碍物,联动警示系统,尽最大的可能降低碰撞风险。超声波雷达目前已成为智能汽车感知系统不可或缺的“神经末梢”,为自动驾驶的规模化落地提供坚实支撑。
监制丨樊新征
记者丨郭淼
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