導彈的精準定位、航天器的返回追蹤、氣象災害的監測預警,這些背後都離不開一項「千里眼」技術,那就是「雷達」。
2025第十一屆世界雷達博覽會昨天 在安徽合肥閉幕。本屆博覽會上有近600家企業,重點展示了雷達尖端裝備、數智體系、新域新質、電子基礎等產品及解決方案,一批「中國首創」成果集中亮相。
值得注意的是,雷達產品正在以強大的感知能力和創新應用,深度融入我們的日常生活:它是低空經濟的「護航者」,是田間地頭的「守衛者」,也是自動駕駛的「瞭望者」。雷達技術在民用領域還有哪些創新突破,如何賦能千行百業?
圖左為P波段遠程預警相控陣雷達模型。中國電科專家胡陽介紹說,P波段遠程預警相控陣雷達實物有十幾層樓高,雷達陣面也非常大。(攝影:郭淼)
雷達作為電子信息領域的關鍵技術,正深刻地改變著我們的生活和世界。
北京大興機場是亞洲最大的機場之一,也是我國很繁忙的機場,今年「五一」假期,大興機場創下了航班量和旅客量同期新紀錄。
中國電科國睿科技副總唐績告訴記者,中國電科研製為北京大興機場「定製」的C波段全數字有源相控陣天氣雷達,是最新雷達體制在民航領域全球首次應用,實現對氣象目標的精細化、快速化探測。
唐績:C波段相控陣天氣雷達是我們國家第一部相控陣天氣雷達,成功地運用於華北空管局、大興機場,它可以對整個京津冀華北一帶的天氣進行精準探測和預報。比如可以探測到強對流、大暴雨、冰雹天氣。相控陣天氣雷達相比於傳統的多普勒天氣雷達,具有先天性的技術優勢,它可以對某一個方位上方垂直擴線進行精準CT掃描。原來普通的雷達掃描是螺旋旋轉式的,6分鐘旋轉一圈,現在相控陣一分鐘以內可以對全向的360度進行天氣的探測,其垂直擴線精準度會非常高,非常清晰。
儘管都是「千里眼」,不同波段天氣雷達有各自的「絕活」。唐績說,S波段全數字有源相控陣天氣雷達天線口徑較大,探測範圍覆蓋400公里距離,對降雨的探測更為擅長。
唐績:這部雷達是S波段的雙邊陣的相控陣天氣雷達,相對於剛才的C波段的天氣雷達,這邊進行了雙偏振的設計,它探測的參數就更加的精細了。S波段天線的口徑比較大,大概需要70平方左右,它探測的範圍也比較大,可以實現400公里的探測距離。由於大氣衰減較小,降水衰減也比較小,所以它特別適合於東南沿海的降雨探測。我們準備在廣州白雲機場中南空管局應用,目前正處在調試階段,即將在6月份為中南空管局,白雲機場的民航氣象服務貢獻力量。
圖為首次亮相的JY-27V反隱身雷達
不僅可以測雲觀雨保安全,雷達還可以成為田間地頭的「守衛者」。
病蟲害是農業生產的大敵,傳統的病蟲害監測主要依靠人工田間巡查。中國電科54所探蟲雷達天線項目負責人鄧智勇說,高分辨多頻段全極化探蟲雷達提升了農業病蟲害防治效率。
鄧智勇:探蟲雷達如同長了「火眼金睛」和「智慧頭腦」,通過對探測跟蹤結果數據的處理,實現對有害昆蟲振翅頻率、體長、體重,有害昆蟲散射截面,以及飛行中頭部朝向等測量。據我們了解,這款雷達已獲取三年以上的遷飛昆蟲科學觀測數據,為我國農業害蟲的空中遷飛規律、害蟲的種群結構特徵等研究提供了關鍵數據支撐。
雷達技術在低空飛行器的監管和安全保障方面同樣發揮著至關重要的作用。
中國電科四創電子低空智聯產業發展中心主任 王曉艷介紹說,目標監視雷達能夠精準捕捉無人機、飛鳥等低空飛行目標的航跡、距離及方位信息,助力相關部門識別合法與非法飛行器,進而確保城市安全。同時,毫米波雷達憑藉其卓越的高精度和全天候工作能力,在低空飛行器的避障和定高方面得到了廣泛應用,顯著提升了飛行器的安全性和穩定性。
王曉艷:雷達和光學相比,在自動駕駛方面可以發揮其長處。光學更好的一點在於可視化和快速對目標進行識別,但它也有自己的缺點,甚至是背景光源時,光學因為它的物理限制,效能會大幅度下降,這時候飛行器如果保證安全就必須降速,因此它迫切需要一種全天候、看得更遠,並能夠把雨霧因素排除在外的一種感受(能力)。從這個角度來說,微波這種頻率較低,穿透能力更強的探測手段,就變得非常重要,而它的產品形態其實就是我們平常講的雷達。
圖為展會現場一角
在智能駕駛領域,中國電科為自動駕駛公交車配置激光雷達、毫米波雷達和攝像頭,實現了「超視距」感知,方便車輛自動駕駛系統提前預判危險信息。其中超聲波雷達系統也是智能汽車不可或缺的關鍵感知系統,主要用於0-10米範圍內的物體探測,與毫米波雷達和激光雷達共同組成由近及遠的整車感知系統。
電科晶元副總工程師胡彬:超聲波雷達的主要優點是不受光線、雨雪、霧霾等外界(因素)干擾,極端天氣下仍保持穩定性能。同時,具備多模態協同能力,可構建L2+級自動駕駛的冗餘感知網路。它能通過360°環視超聲波陣列,實時掃描車位尺寸與障礙物,實現厘米級路徑規劃,完成自動泊車。能檢測開門盲區內的行人、車輛和其他障礙物,聯動警示系統,盡最大的可能降低碰撞風險。超聲波雷達目前已成為智能汽車感知系統不可或缺的「神經末梢」,為自動駕駛的規模化落地提供堅實支撐。
監製丨樊新征
記者丨郭淼
責任編輯:李瑞