独家:获得中国最高科技奖的“新体制雷达”,究竟多厉害?

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国内某军工企业雷达设计师独家解读刘永坦院士的研究成果“对海探测新体制雷达”技术。

出品 | 网易新闻

采写 | 史文慧、王茸、张启东

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2019年1月8日上午,2018年度国家最高科学技术奖揭晓,刘永坦、钱七虎两位中国工程院院士获奖,随着获奖信息的公布,他们的研究成果也备受关注。这其中,刘永坦院士负责研究的“新体制雷达与系统试验”取得了重大突破,并建成了中国第一个新体制雷达站。

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(威海雷达实验站)

为此,我们专访了国内某军工企业的雷达设计师,对刘永坦院士的研究成果“对海探测新体制雷达技术”进行了解读。

网易新闻:“对海探测新体制雷达”到底是一种什么样的雷达?

雷达设计师:新体制是一个很宽泛的概念,其实这里面最重要的应该是对海探测,对海探测主要是看水面目标,比如海面的一些舰船。海面舰船的主要特点是高度很低,贴近海平面,跟空中目标不一样,空中目标飞得比较高。

地球是有一个曲率的,所以登高才能望远,“欲穷千里目,更上一层楼”,要想看位于海面的目标,通常要把雷达架得比较高,更高的一种就是要架到飞机上,用飞机上机载的预警机雷达来看。

这就是一个难点,如果雷达架在地面,要想看得远就很困难,对海探测里有这样一个困难。

而且现在对海探测一般都希望对专属经济区,一般200海里左右,进行有效管控的话,平常正常架到山头的雷达探测就非常困难。所以很多新体制和对海探测新体制雷达的应用以及研究方向就是,要想看得远,就必须要想一些办法解决远距离海面目标探测的问题。

网易新闻:除此之外,新体制雷达的技术难点还有哪些?

雷达设计师对的,海面会有很多信号干扰,舰船目标在海面航行的时候,当雷达波探测、照射它时,舰船目标本身是会产生回波的,海面也会产生相应的回波,这种回波在雷达里有个术语,叫“海杂波”,雷达接收系统收到海杂波和目标回波,它是一起收到的。要想在很强的“海杂波”里把雷达目标分辨检测出来,这是对海探测雷达的一个难点,是一个需要重点解决的问题。

另外,根据具体雷达类型和型号,各自有各自的难点:放在飞机上的有飞机上的难点,飞机的重量、电力各个方面;各种型号有各种型号的难点。共性的(难点)就是刚才讲的这两个,一个是高度比较低,要想看得远就要架高;还有一个是海杂波,这两个是比较共性的难点。

新体制是多种多样的,频段不一样,平台不一样,工作机理可能也不一样,涉及到方方面面(的因素),新体制是一个宽泛的概念,具体每一个东西都不好细说。最终获得的效果必须是多种装备、多种频段的综合集聚效应。

网易新闻:新体制雷达的优势在哪里?

雷达设计师:雷达从平台角度可以分为地面雷达、机载雷达、舰载雷达,还有可以放在卫星上的星载雷达,这其中各个门类的雷达都有对海探测的能力和可能。所以对海探测是从用途出发的角度谈的。

如果是架在地面的雷达,由于地球曲率的影响,它的对海探测距离是非常非常近的,从几公里到几十公里不等,因为它被地球曲率遮挡了,要想解决这个问题就相当于要架高,这种解决方法也是有限的,可能采用一些新的体制,能够把距离进行扩展,这也是新体制的优点和特点。

网易新闻:中国的雷达技术在世界上处于什么样的水平?

雷达设计师:应该说这跟我们国家的国力水平是相当的。我们很多领域、门类学科都比较全,就像我们国家的工业体系一样,现在我们国家的雷达,门类种类各方面都很全,整体实力也很强,一些局部领域在国际上有相当大的竞争力,有很多领先,大概是这样一种状态。

经过上面的介绍,大家应该对刘院士的获奖成果对海探测新体制雷达有了一定认识,那么这样一项对国防安全至关重要的技术突破究竟是如何诞生的呢?这就不得不从刘永坦的个人经历说起。

30多年前,他用20万字论证了新体制雷达的可能性

1936年,刘永坦出生在南京。然而,第二年南京就发生了惨绝人寰的大屠杀,战火纷飞成了童年的主旋律,也让他从小就对国家兴亡有了自己的理解。尽管生活充满颠沛流离,身为知识分子的父母并没有放松对他的教育。在母亲的陪伴下读史书、诵诗文、做作业;听父亲时常念叨“科学可以救国,可以振兴中华”。一颗以身报国的种子,那时候就在刘永坦心理埋下了。

凭借优异的成绩,刘永坦后来考入了哈尔滨工业大学,并组建了无线电工程系任教。1978年是另一个重要时刻,刘永坦被破格晋升为副教授外派到英国深造。踏出国门的他发誓要做出一番名堂。在雷达专家谢尔曼导师的指导下,刘永坦参与重大科研项目“民用海态遥感信号处理机”的部分研制工作。在一年的“试验-失败-再试验”后,他独自完成了信号处理机工程系统,也从此与雷达结缘。

1981年,刘永坦做了一个重要的决定——回国。他说,在英国无论工作多努力,取得多少成绩,终归是在给别人干活。此刻,他更想为中国开启新体制雷达研发之路。

人们常说雷达是“千里眼”,那新体制雷达就是“超级千里眼”,可实现对数百公里外的海面舰船目标进行超视距探测。这对当时的中国科研人员来说,实在是太难了,但刘永坦始终坚信,一切只是时间和实践的问题。

1983年,经过10个月的努力,刘永坦完成了一份20多万字的《新体制雷达的总体方案论证报告》,在理论上充分论证了新体制雷达的可能性。原航天工业部科技委员会的专家经过整整4天的论证,最终一致表决通过。有位老专家还表示,自己已经很多年没看到过如此详细的论证报告了。

然而挑战才刚刚开始,刘永坦带领的六人团队面对外界的重重质疑,步履维艰地进行了数千次实验、数万个测试数据的获取,终于在1990年被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。”1991年项目又荣获国家科技进步奖一等奖。

2011年,具有全天时全天候新体制雷达研究获得成功,与传统雷达相比不存在因地势高低产生的盲区。此时,刘永坦的团队也从6人发展到30多人,成为新体制雷达领域老中青齐全的人才梯队。

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