中國船舶集團有限公司第八研究院岸基監(jiān)視雷達實現(xiàn)良好應用
2024年6月,在CNTE2024第十三屆中國(北京)國防信息化裝備與技術博覽會上,中國船舶集團有限公司旗下中國船舶第八研究院展出的明星產品——XFR3225型岸基水面監(jiān)視雷達,收獲了央視新聞網記者的實地“打卡”。據悉,這款雷達在2023年通過了國產自主可控測試,實現(xiàn)100%國產化,解決了被國外“卡脖子”的技術難題,對筑建我國穩(wěn)定、可靠的水面監(jiān)管信息化安全體系有著重大的現(xiàn)實意義。
作為水面監(jiān)管的重要儀器設備,多年來,岸基監(jiān)視雷達一直依賴進口,為了解決這一技術問題,2022年,八院牽頭并聯(lián)合中船鵬力(南京)大氣海洋信息系統(tǒng)有限公司、交通運輸部規(guī)劃研究院、江蘇海事局、武漢理工大學等單位,承擔交通運輸領域關鍵核心技術-船舶交通管理系統(tǒng)(VTS)岸基雷達產品-攻堅任務,成功研制出了首個國產化船舶交通管理系統(tǒng)岸基雷達。2023年,這款國產雷達收發(fā)機在港珠澳VTS項目上得到了實際驗證,同時,XFR 3225型雷達系統(tǒng)在測試驗收中,被證實已實現(xiàn)了100%國產化,并且最大作用距離、距離分辨力、方位分辨力、測距精度和測方位精度等均達到國際主流產品的技術水平,再一次證明了其對于提升國產化設備的國際競爭力、維護國家信息安全的重要意義。
國產化自主可控
據悉,岸基監(jiān)視雷達是水上目標監(jiān)視的重大高科技設備,通過電磁波全天候主動探測水面船舶、航標等目標,并提供大范圍水域目標的高精度位置、航跡信息,主要用于港口、碼頭、航道等重要水域的監(jiān)管,可以廣泛應用于船舶交通管理系統(tǒng)、海岸監(jiān)視、海上風電、智慧安防、智慧漁港等領域,為船舶交通管理、海上經濟活動、海洋維權執(zhí)法等提供重要信息保障。
多年來我國岸基監(jiān)視雷達一直依賴進口,劣勢盡顯。
首先,信息安全存在隱患。當前國際形勢復雜嚴峻,地區(qū)性的戰(zhàn)爭和暴力沖突此起彼伏,局部性的戰(zhàn)亂、動蕩不斷,同時,我國周邊海域形勢復雜,我國部分岸基雷達安裝于水域要地,信息安全存在隱患。
其次,進口產品面臨斷供。當前,國外成熟產品以芯片緊缺為由漲價、無法供貨或大幅拖延交貨時間(通常一年以上)。歐洲主流廠家已全面限制岸基雷達進入中國,并且?guī)缀醪辉偬峁┓毡U?。國外限售斷供、終止服務等措施無疑將對國內龐大的航運、海洋產業(yè)帶來重大影響,形成巨大隱患。
最后,核心技術形成壁壘。由于國外岸基雷達設備研發(fā)起步較早,應用多,掌握新技術、新方法,產品功能不斷增加。另外,知識產權方面也沒有優(yōu)勢,尤其是在專用接收處理芯片、低成本高性能嵌入式信息處理模塊、高性能雷達設計技術等關鍵核心技術上形成了技術壁壘?!坝纱丝梢?#xff0c;加快技術創(chuàng)新、強化岸基雷達設備國產化自主可控,比以往任何時刻都更加緊迫、更加重要。”鵬力信息公司總經理陳楊說。
“作為聯(lián)合攻堅體,我們克服困難,加班加點,終于在2023年完成了XFR3225型國產化VTS雷達產品研制,并經過了第三方工廠測試和現(xiàn)場測試?!?陳楊說:“該雷達全部指標均滿足任務書要求,其中部分指標超越對比攻堅的國際主流產品技術指標;雷達所用的主要部件、器件、材料、軟件等立足國內產品,核心關鍵技術均為自主研發(fā),實現(xiàn)自主可控?!?/p>
高端化身懷絕技
作為首個國產化船舶交通管理系統(tǒng)岸基雷達,XFR3225型雷達身懷兩項絕技,讓其成為一款對標國際領先水平的高端岸基監(jiān)視雷達。
具備非相干多頻多掃描技術。通常岸基監(jiān)視雷達,其回波為單一頻率在一個天線旋轉周期內一次掃描而成,受海雜波、雨雜波以及港口復雜電磁環(huán)境的影響,容易產生海雜波、雨雜波以及各類假回波,影響對水上交通態(tài)勢的準確觀察和判斷。
“多頻”技術有效的抑制頻率選擇性衰落,讓積累后的目標具備穩(wěn)定的信噪比,甚至讓“小目標”也變得清晰可見,極大程度的減少了值班員“錯判”、“漏判”;“多掃描”技術利用目標獨立的時間相關性,有效抑制云雨、海雜波的干擾,讓水上交通監(jiān)管無論何時何地都變的井然有序。
產品研發(fā)團隊基于頻率分集與時間分集的原理,創(chuàng)新采用了非相干多頻多掃描技術,極大提升了雷達性能。
“這項技術的難點在于雷達收發(fā)‘分與集’的設計以及寬帶多通道設計下的大量數字運算,項目研究團隊在多年的水面監(jiān)視雷達技術的基礎上,將艦載對海雷達相關技術進行轉化,攻克了多頻點掃描策略設計、寬帶固態(tài)收發(fā)等關鍵技術,讓雷達具備了卓越的目標探測能力,在惡劣環(huán)境下同樣擁有最佳特性?!表椖考夹g負責人陸小虎表示。
擁有雙收發(fā)熱備。岸基監(jiān)視雷達是主動發(fā)現(xiàn)船舶的眼睛,在日常業(yè)務中扮演著非常重要的角色,對于需保證全年365天不間斷探測的業(yè)務需求來說,雷達不間斷的運行尤為重要。采用單收發(fā)的雷達,一旦收發(fā)機出現(xiàn)故障,雷達就不能正常工作。
“XFR3225型系列雷達整體采用了雙收發(fā)熱備設計,通用收發(fā)機的設計延續(xù)了鵬力信息公司固態(tài)導航的設計思路,將發(fā)射模塊、接收模塊、信號處理模塊和電源模塊集成至密封腔體內,外殼采用尼龍復合材料進行了整體3D打印,結合‘煙囪效應’的自然風冷,解決環(huán)境適應性問題?!标懶』⒔榻B,雷達雙收發(fā)機為通用化設計,采用心跳互聯(lián)熱備技術,收發(fā)機可自動進行切換,確保目標探測的連續(xù)性。同時雙收發(fā)機也支持手動切換或單機運行,確保能夠應付單機故障、運維檢修等各種工作狀態(tài)。
擴市場前景廣闊
目前,我國海事系統(tǒng)已建岸基監(jiān)視雷達約350套,雷達多數為進口設備,均將面臨國產替代,在其它行業(yè)中,岸基監(jiān)視雷達在水域監(jiān)管方面需求日趨增多,市場前景廣闊。自2022年以來,鵬力信息公司自主研制的岸基監(jiān)視雷達已成功應用至江蘇、廣東、浙江、山東等地的海事、海上風電、公安、港口等領域,累計實現(xiàn)銷售合同4600余萬元。
其中,在我國重大工程-港珠澳大橋項目中,XFR3225型雷達成功替代進口設備,保證了項目順利推進,彰顯了國產核心裝備的重要性;在三峽陽江沙扒風電項目中,在風電場復雜條件下,通過雷達高質量的回波和目標跟蹤能力,有效保障風電場安全監(jiān)管需要;在長江干線VTS項目建設中,雷達運行穩(wěn)定、可靠,性能表現(xiàn)優(yōu)越,業(yè)務可用性高。
依托八院從事國防智慧電子防務裝備和系統(tǒng)研發(fā)的技術實力,鵬力信息公司將圍繞船舶通導設備的巨大市場,針對我國船舶通導產品技術短板、本土配套率低、產業(yè)化水平低等問題,著力開展系列化船舶導航雷達、電子海圖等設備的研制與產業(yè)化。
?(供稿:中國船舶集團第八研究院? ?作者:趙蕓、陸小虎、李中)
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