北京大興國際機(jī)場(chǎng)的C波段全數(shù)字有源相控陣天氣雷達(dá)。
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博覽會(huì)上的毫米波相控陣?yán)走_(dá)天線測(cè)試系統(tǒng)展臺(tái)。
王路憲攝(人民視覺)

博覽會(huì)上的明星展品之一——能感應(yīng)意念的“靈犀手”。
本報(bào)記者 尹曉宇攝

一輛自動(dòng)駕駛的汽車，可以對(duì)周圍300米范圍內(nèi)的場(chǎng)景進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別，即使在擁擠路段也能安全通行。

一只智能“手”，可以準(zhǔn)確感知手部殘障人士的意念，幫助其輕松抓起一個(gè)蘋果。

一個(gè)安檢門，最短兩秒即可完成人體的安檢，能立刻識(shí)別哪怕是口袋里的一粒紐扣。

這些都得益于現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)在民用領(lǐng)域的智能化應(yīng)用。

近年來，雷達(dá)技術(shù)在民用領(lǐng)域的使用場(chǎng)景越來越多，氣象、安檢、醫(yī)療、無人駕駛等都可見各類雷達(dá)的身影。

在近期于江蘇南京舉行的第九屆世界雷達(dá)博覽會(huì)上，琳瑯滿目的中國雷達(dá)民用產(chǎn)品吸引了很多觀眾的目光。世界雷達(dá)博覽會(huì)是中國唯一國家級(jí)、專業(yè)性、國際化的雷達(dá)行業(yè)展會(huì)，本屆展會(huì)以“雷達(dá)感知世界，共創(chuàng)數(shù)智未來”為主題，推出“雷達(dá)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)”“高新技術(shù)與數(shù)字化轉(zhuǎn)型”“防務(wù)電子與公共安全”等三大主題展區(qū)，匯聚全球雷達(dá)及國防軍工、民用、電子等企業(yè)，展示相關(guān)產(chǎn)品及技術(shù)、裝備。

感知世界成為人的延伸

對(duì)于手部殘障人士來說，能夠“再生”靈巧的“手”無疑是夢(mèng)寐以求的。本屆博覽會(huì)上展示的“靈犀手”給他們帶來了美夢(mèng)成真的希望。

“靈犀手”是能感應(yīng)人的意念的仿真智能機(jī)械手，關(guān)節(jié)可以彎曲。博覽會(huì)上播放的一段視頻顯示，一位手部殘障的人士戴上“靈犀手”，先用其抓起了一個(gè)蘋果，放下后接著拿起一瓶礦泉水并完成了喝水的動(dòng)作。整個(gè)過程很順暢。

“靈犀手”的研發(fā)得益于一項(xiàng)雷達(dá)技術(shù)，該技術(shù)目前已經(jīng)迭代到第四代。其原理是將人的動(dòng)作抽象成信號(hào)處理過程，主要包括腦指令破譯、動(dòng)作信號(hào)提純傳輸以及機(jī)械手準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)3個(gè)部分。這只具有國際領(lǐng)先水平的智能“手”已通過多項(xiàng)國際檢測(cè)和1項(xiàng)民政部標(biāo)準(zhǔn)，此外還立項(xiàng)了1項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)入國際標(biāo)準(zhǔn)的新立項(xiàng)(PWI)階段。在應(yīng)用方面，“靈犀手”目前已在多家醫(yī)院進(jìn)行試用，在幫助殘疾人恢復(fù)生活、工業(yè)工程協(xié)助等領(lǐng)域具備廣闊前景。

記者在博覽會(huì)現(xiàn)場(chǎng)還看到了人腦機(jī)實(shí)驗(yàn)室的研究成果。中國電科14所的人腦機(jī)實(shí)驗(yàn)室一直致力于腦機(jī)接口與腦電肌電信號(hào)分析相關(guān)方向研究，近期和南京腦科醫(yī)院合作開展的阿爾茲海默癥早期癥狀篩查活動(dòng)中，也有不錯(cuò)表現(xiàn)。

雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)步讓機(jī)器成為了人的延伸，可以幫助人類完成智能化、精細(xì)化操作，比如汽車自動(dòng)駕駛。

無論是激光雷達(dá)還是毫米波雷達(dá)，在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，都是大熱門。在雷達(dá)與自動(dòng)駕駛分論壇上，一段自動(dòng)駕駛馬路實(shí)測(cè)的視頻展示引起大家的興趣。裝有雷達(dá)的汽車可以識(shí)別周邊300米范圍內(nèi)的場(chǎng)景，可以準(zhǔn)確區(qū)分無人機(jī)、行人等不同類型的目標(biāo)并對(duì)場(chǎng)景做出分析和研判，在高速公路突然發(fā)生擁堵、復(fù)雜的城市街道等場(chǎng)景下，可以實(shí)現(xiàn)智能化處理。當(dāng)然，完全自動(dòng)駕駛還有較長的過程，還要在傳感器的使用、位置的分布，技術(shù)路線的選擇等方面進(jìn)行深入研究。

捕風(fēng)捉雨打造安全屏障

北京大興國際機(jī)場(chǎng)，監(jiān)測(cè)風(fēng)云變幻的“天眼”——C波段全數(shù)字有源相控陣天氣雷達(dá)正在監(jiān)測(cè)天氣的時(shí)時(shí)變化。

作為世界上首次在民航領(lǐng)域業(yè)務(wù)化應(yīng)用的相控陣天氣雷達(dá)，該天氣雷達(dá)采用了近幾年雷達(dá)領(lǐng)域發(fā)展的最新技術(shù)，相比常規(guī)雷達(dá)，它掃描速度更快、探測(cè)精度及可靠性更高、探測(cè)能力更強(qiáng)。

常規(guī)天氣雷達(dá)需要6分鐘才能完成一次的11層體積掃描，C波段全數(shù)字有源相控陣天氣雷達(dá)只需要1分鐘就能完成。同時(shí)，該雷達(dá)采用分布式發(fā)射和接收技術(shù)，可靠性由常規(guī)雷達(dá)的600小時(shí)提升至3000小時(shí)以上。此外，該雷達(dá)全面提高了地物雜波抑制能力、抗干擾能力和自動(dòng)化探測(cè)能力，能更快、更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)雷雨、大風(fēng)、下?lián)舯┝?、風(fēng)切變等影響航空安全的危險(xiǎn)天氣，能夠更加精細(xì)化地捕捉和分析危險(xiǎn)天氣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為精準(zhǔn)的航空預(yù)報(bào)服務(wù)提供探測(cè)依據(jù)。

展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)還有一個(gè)微型的自動(dòng)氣象站，它可24小時(shí)實(shí)時(shí)觀測(cè)局地風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、氣壓等信息，根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)田種植等需求進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)。值得一提的是，該氣象站曾為南極科考、珠峰測(cè)高提供高精度氣象數(shù)據(jù)服務(wù)。

除了應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害，大型場(chǎng)所的公共安全也是雷達(dá)技術(shù)大展身手之地。

一位參觀者站到展臺(tái)的一臺(tái)安檢儀內(nèi)，他把手機(jī)、口罩塞進(jìn)不同的口袋里。工作人員進(jìn)行程序設(shè)定后，2秒鐘后，屏幕上就呈現(xiàn)出了檢測(cè)影像，亮出幾個(gè)灰色的圓點(diǎn)，這是提示這幾個(gè)位置有異常。

這臺(tái)設(shè)備是目前國內(nèi)工作頻段最高、分辨率最高的T-safeX2型主動(dòng)式毫米波安檢儀。毫米波是一種特定頻段的電磁波，可以穿透常見衣物、塑料、紙張等材料，輻射功率僅為手機(jī)信號(hào)的千分之一，特別適用于人體安檢。這臺(tái)安檢儀利用合成孔徑雷達(dá)的成像原理，向人體發(fā)射毫米波信號(hào)，透過衣物后，被人體表面或者隱匿于衣物下的物體反射，接收并記錄返回的信號(hào)幅度和相位信息，通過重建形成人體表面三維圖像。從該圖像可以確定人體是否隨身攜帶金屬及非金屬物品，2秒鐘可以完成全流程查驗(yàn)，圖像分辨率達(dá)到毫米級(jí)，可以利用人工智能算法自動(dòng)判別人體隱匿攜帶的異物并報(bào)警。

賦能產(chǎn)業(yè)共創(chuàng)數(shù)智未來

中國雷達(dá)協(xié)會(huì)理事長左群聲介紹，雖然全球在技術(shù)路線上有差異，但積極融入全球智能化、數(shù)字化的發(fā)展是目前雷達(dá)行業(yè)的共識(shí)。雷達(dá)及相關(guān)電子信息領(lǐng)域作為國家制造業(yè)中的高價(jià)值行業(yè)，是現(xiàn)代電子技術(shù)和信息技術(shù)的集大成者。他表示，雷達(dá)行業(yè)要在新一輪國際經(jīng)濟(jì)秩序重構(gòu)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)建設(shè)進(jìn)程中把握主動(dòng)，以推動(dòng)技術(shù)融合創(chuàng)新，業(yè)務(wù)協(xié)同發(fā)展，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)十分重要。

左群聲認(rèn)為，通過人工智能可以把傳統(tǒng)雷達(dá)變成智能化雷達(dá)，讓它能夠在不同的環(huán)境進(jìn)行中學(xué)習(xí)，用來輔助操作員作出判斷與決策。

中國電科14所所長胡明春告訴記者，現(xiàn)代雷達(dá)在技術(shù)上正向著小型化、智能化方向發(fā)展，隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，多場(chǎng)景下處理能力的提升，不但體積可以更小，在系統(tǒng)集成的平臺(tái)化應(yīng)用上也有更出色的表現(xiàn)。

如果說傳統(tǒng)雷達(dá)的工作更像是“耳朵管耳朵、嘴巴管嘴巴”，那么現(xiàn)代智能化雷達(dá)則是能根據(jù)復(fù)雜場(chǎng)景進(jìn)行系統(tǒng)化研判做出綜合分析。據(jù)他透露，在輕量化方面，最新的雷達(dá)產(chǎn)品體積只有原產(chǎn)品的百分之一。

為進(jìn)一步促進(jìn)中國雷達(dá)領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展，胡明春建議，整合地方優(yōu)勢(shì)資源，共建公共服務(wù)平臺(tái)，在產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、資源配置、創(chuàng)新路徑、人才培養(yǎng)、項(xiàng)目實(shí)施等方面深度共享，大力培養(yǎng)熟悉雷達(dá)科技和民用市場(chǎng)的跨界人才。