岸基監(jiān)視雷達(dá)作為水面監(jiān)管的重要儀器設(shè)備，多年來我國一直依賴進口，2021年交通運輸部科技司組織交通運輸領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)-船舶交通管理系統(tǒng)（VTS）岸基雷達(dá)產(chǎn)品攻堅，由中國船舶集團八院牽頭，交通運輸部規(guī)劃研究院、武漢理工大學(xué)、江蘇海事局、鵬力信息公司組成攻堅聯(lián)合體，克服困難，加班加點研發(fā)出了恒星?系列全固態(tài)脈沖壓縮體制的岸基監(jiān)視雷達(dá)。

這是一款對標(biāo)國際領(lǐng)先水平的高端岸基監(jiān)視雷達(dá)，今天小編帶你揭開神秘面紗，說說這款雷達(dá)到底高端在哪兒？

01非相干多頻多掃描技術(shù)

岸基水面監(jiān)視雷達(dá)，通常其回波為單一頻率，在一個天線旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)一次掃描而成。在空間環(huán)境和目標(biāo)環(huán)境多變的情況下，電磁波頻率選擇性快衰和多樣的目標(biāo)時間相關(guān)特性，會讓傳統(tǒng)的單頻/單掃描雷達(dá)不具備全天時卓越的探測性能。因此，受海雜波、雨雜波以及港口復(fù)雜電磁環(huán)境的影響，不可避免地產(chǎn)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(zhǔn)確觀察和判斷。

低質(zhì)量的雷達(dá)視頻（單頻/單掃描雷達(dá)）

頻率分集與時間分集技術(shù)是岸基水面監(jiān)視雷達(dá)解決上述問題的核心技術(shù)，丹麥TERMA公司SCANTER5000系列高端雷達(dá)產(chǎn)品因應(yīng)用了該技術(shù)而一直對我國嚴(yán)格限制進口配額，目前該技術(shù)僅掌握在美國和歐洲少數(shù)國家手中。應(yīng)用該技術(shù)的雷達(dá)就像在同一個地點同時克隆出多個雷達(dá)在不同的頻率上運行，而且還能在每個天線旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)用兩個不同的角度，同時進行兩次掃描?！岸囝l”技術(shù)有效地抑制頻率選擇性衰落，讓積累后的目標(biāo)具備穩(wěn)定的信噪比，甚至讓“小目標(biāo)”也變得清晰可見，極大程度地降低了值班員“錯判”“漏判”的幾率；“多掃描”技術(shù)利用目標(biāo)獨立的時間相關(guān)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得井然有序。

項目研究團隊基于頻率分集與時間分集的原理，創(chuàng)新地采用了非相干多頻多掃描技術(shù)，極大地提升了雷達(dá)性能。這項技術(shù)的難點在于雷達(dá)收發(fā)“分與集”的設(shè)計以及寬帶多通道設(shè)計下的大量數(shù)字運算。項目研究團隊在積累多年的水面監(jiān)視雷達(dá)技術(shù)的基礎(chǔ)上，將艦載對海雷達(dá)相關(guān)技術(shù)進行轉(zhuǎn)化，攻克了多頻點掃描策略設(shè)計、寬帶固態(tài)發(fā)射、多通道接收機、基于FPGA+CPU全數(shù)字化處理技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，成功地在恒星?系列雷達(dá)上應(yīng)用了該技術(shù)，讓雷達(dá)具備了卓越的目標(biāo)探測能力，在惡劣環(huán)境下同樣擁有最佳特性。

非相干多頻多掃描處理前后對比

02雙收發(fā)熱備

VTS雷達(dá)是主動發(fā)現(xiàn)船舶的“眼睛”，其在海事監(jiān)管或其他岸防系統(tǒng)業(yè)務(wù)中承擔(dān)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(wù)需求來說，雷達(dá)不間斷地運行尤為重要。采用單收發(fā)的VTS雷達(dá)，一旦收發(fā)機出現(xiàn)故障，雷達(dá)將不能正常工作。雖然日益成熟的固態(tài)收發(fā)技術(shù)讓雷達(dá)的可靠性顯著提高，但雷達(dá)收發(fā)機的日常維護、故障檢修仍會影響業(yè)務(wù)工作的連續(xù)性。

恒星系列雷達(dá)整體采用了雙收發(fā)熱備設(shè)計，通用收發(fā)機的設(shè)計延續(xù)了鵬力信息公司固態(tài)導(dǎo)航的設(shè)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，外殼采用尼龍復(fù)合材料進行整體3D打印，結(jié)合“煙囪效應(yīng)”的自然風(fēng)冷，解決環(huán)境適應(yīng)性問題。雷達(dá)雙收發(fā)機為通用化設(shè)計，采用心跳互聯(lián)熱備技術(shù)，通過BITE功能監(jiān)視雷達(dá)的各種運行狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)影響可能穩(wěn)定運行的問題時，收發(fā)機可自動進行切換，確保目標(biāo)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(yīng)付單機故障、運維檢修等工作狀態(tài)。

03緊湊式室外設(shè)計

VTS雷達(dá)主要組成包括了天線（含轉(zhuǎn)臺）以及收發(fā)機，天線為室外設(shè)備，多數(shù)廠家會把收發(fā)機作為室內(nèi)設(shè)備設(shè)計，這樣能降低環(huán)境對收發(fā)機的影響。Terma的高端VTS雷達(dá)產(chǎn)品Scanter5102設(shè)計了室內(nèi)掛壁式收發(fā)機，這樣的設(shè)計存在弊端，一方面需要用一根較長的波導(dǎo)連接天線和收發(fā)機，比如一根10米的波導(dǎo)衰減約為2.2dB，功率100W衰減到60W，接收機噪聲系數(shù)也下降2.2dB，雷達(dá)的最大探測威力下降36%；另一方面在建站時必須設(shè)計機房來滿足收發(fā)機的工作環(huán)境，項目的建設(shè)成本提高。

緊湊式室外設(shè)計難點在于雷達(dá)的主體部分天線、轉(zhuǎn)臺、收發(fā)機進行小型化、輕量化設(shè)計以及環(huán)境的適應(yīng)性設(shè)計。在總體設(shè)計方面，要盡量減小分機之間的物理空間，提高雷達(dá)的適裝性；在分機設(shè)計方面，要在考慮分機指標(biāo)的同時，盡量選用輕質(zhì)的抗鹽霧材料，天線轉(zhuǎn)軸用了一種特殊的軸用不銹耐酸鋼，室外設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性均達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)；天線、收發(fā)機采用了戶外獨立式設(shè)計，直接的接口采用了靈活的重載端子，天線和收發(fā)機可以分別適配其他主流平臺的收發(fā)機和天線，這樣的設(shè)計讓雷達(dá)以及雷達(dá)的分機適裝性更強，工程建設(shè)難度和成本大大降低。

隨著國產(chǎn)化進程的加快，鵬力信息公司作為唯一一家同時具備國產(chǎn)船舶交通管理系統(tǒng)和國產(chǎn)雷達(dá)研發(fā)生產(chǎn)和實施交付能力的企業(yè)，為滿足水上安全監(jiān)管新模式、新需求，時刻背負(fù)著保持技術(shù)不斷迭代并持續(xù)領(lǐng)導(dǎo)行業(yè)的社會責(zé)任。