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解密国家最高科技奖:对海探测新体制雷达不用站得高,也能看得远?

2019-01-11 16:44 来源:科普中国-军事科技前沿 

  【2018年度国家最高科技奖特别策划】

  我们国家这么大海域,没有远程探测雷达,很难保护我们的国防安全。那时,大部分海域看不到、管辖不到,别人进入我们的海域,比如到岛礁捕鱼、勘探石油、建立钻井平台等,或者敌方目标进来,我们都不知道。如何能看得远、如何把我们的海域全都保护起来,这是国家的需求,所以一定要做出这个新体制雷达。

  ——2018年度国家最高科技奖获得者刘永坦

  雷达的功能原理是,发射出去无线电波,根据它的回波来分析判断目标物的特性,关键技术是信息处理。传统的雷达都是微波雷达,微波是直线传播,所以微波雷达“站得高才能看得远”。

  为了看得远,雷达一般架在海岸山上,但1000多米高山上的雷达,最远能看100公里左右的海域。另一种办法是把雷达架在船上,但桅杆再高毕竟也有限,这种方法最多只能看到20~30公里远。既然微波雷达只能站得高才能看得远,那是否可以避开微波,通过另外一种波,不用站得高,也能看得远?

解密国家最高科技奖:对海探测新体制雷达不用站得高,也能看得远?

刘永坦在实验室

  建成我国第一部对海新体制实验雷达

  从1987年开始,刘永坦和他的团队还承担了国家“863”计划项目新体制雷达研制工作。他们与航天工业总公司的有关研究所联合成功研制了中国第一台逆合成孔径实验雷达,为中国雷达技术的进一步发展奠定了坚实的基础。

  进行雷达研制,研究人员大部分时间都要在现场做试验。调试初期,系统死机频频出现。问题究竟出在哪里?几十万行的大型控制程序,再加上发射、接收、信号处理、显示等设备组成的庞大系统,任何一个微小的故障都可能导致整个系统无法运行。要从这么大的系统中找出问题的症结,工作量无疑是很大的。可试验中的运行状况是决定项目能不能顺利转入下一阶段研制的关键。刘永坦率领团队从系统的每一个程序开始检查,发现一个问题就解决一个问题,保证了系统的稳定运行。

  1989年,刘永坦团队建成了中国第一个新体制雷达站,成功研制出我国第一部对海新体制实验雷达。

  1990年4月3日,刘永坦团队首次完成了我国对海面舰船目标的远距离探测实验,标志着新体制雷达技术实现了我国对海探测技术的重大突破。

  1990年10月,国家多个部门联合举行的鉴定会宣布:“新体制雷达研究成果居国际领先水平。”

  比国际同类雷达水平作用距离更远、精度更高

  为了解决国家海防远程探测的迫切需求,必须从成功实验的基础上更进一步,把新体制雷达从单个的实验站推向工程化实用化,达到可以应用在中国海疆的程度。于是,刘永坦团队从从实验场地转战到实际应用场地,开始研制具有稳定、远距离探测能力的雷达。

  1997年,新体制雷达被批准正式立项,哈工大作为总体单位承担研制工作,这在国内高校中还是首次。他们跟航天科工集团、电子科技集团的几个做整机有优势的研究所合作,组织了一个大团队。面对世界各国均难以逾越的技术瓶颈,刘永坦带领团队,历经上千次实验和多次重大改进,对长期以来困扰雷达的诸多威胁提供了有效的对抗技术措施,终于在本世纪初形成了一整套创新技术和方法,攻克了制约新体制雷达性能发挥的系列国际性难题。

  按照国家有关部门提出的继续提高雷达性能的要求,又是10余年的艰辛努力和刻苦攻关,刘永坦和他的团队又一次圆满完成了任务,2011年成功研制出我国具有全天时、全天候、远距离探测能力的新体制雷达——与国际最先进同类雷达相比,系统规模更小、作用距离更远、精度更高、造价更低,总体性能达到国际先进水平,核心技术处于国际领先地位,标志着我国对海远距离探测技术的一项重大突破。

  面向国家未来远海战略需求,刘永坦还带领团队规划实施了对海远程探测体系化研究,逐步开展了分布式、小型化等前瞻技术的自主创新,为构建由近海到深远海的多层次探测网、实现广袤海域探测提供有效的技术手段,使新体制雷达更加广泛实用。

  人物介绍

解密国家最高科技奖:对海探测新体制雷达不用站得高,也能看得远?

  刘永坦,中国科学院院士,中国工程院院士,哈尔滨工业大学教授,著名雷达与信号处理技术专家,对海探测新体制雷达理论和技术奠基人、引领者,1991年和2015年两次获得国家科技进步一等奖。他率领团队全面自主创新,实现对海新体制探测理论、技术的重大突破,在工程应用中发挥重要作用。他凝聚了一支专注海防科技创新的“雷达铁军”,培养了一大批科技英才,耄耋之年仍奔波在教学、科研一线。

  划重点

  新体制雷达难在哪里?

  新体制雷达很难,难点在于抗干扰。刘永坦要做的新体制雷达,摒弃直线传播的微波,选择一种可以绕着走、可以拐弯的表面波,这种波沿着海平面传播,但带来一个新问题——杂波干扰太厉害。这些来自海浪、无线电、电离层的干扰,其信号强度比要探测的目标强一百万倍以上。怎么去除这些干扰信号,从中找出目标物反射回来的信号,这是一件很难的事情。

  出品:科普中国军事科技前沿

  作者:文风(资深科技媒体人)

  监制:光明网科普事业部

[责任编辑:赵清建]

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