岸基監視雷達作為水面監管的重要儀器設備，多年來(lái)我國一直依賴(lài)進(jìn)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（VTS）岸基雷達產(chǎn)品攻堅，由中國船舶集團八院牽頭，交通運輸部規劃研究院、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(diǎn)研發(fā)出了恒星?系列全固態(tài)脈沖壓縮體制的岸基監視雷達。

這是一款對標國際領(lǐng)先水平的高端岸基監視雷達，今天小編帶你揭開(kāi)神秘面紗，說(shuō)說(shuō)這款雷達到底高端在哪兒？

01非相干多頻多掃描技術(shù)

岸基水面監視雷達，通常其回波為單一頻率，在一個(gè)天線(xiàn)旋轉周期內一次掃描而成。在空間環(huán)境和目標環(huán)境多變的情況下，電磁波頻率選擇性快衰和多樣的目標時(shí)間相關(guān)特性，會(huì )讓傳統的單頻/單掃描雷達不具備全天時(shí)卓越的探測性能。因此，受海雜波、雨雜波以及港口復雜電磁環(huán)境的影響，不可避免地產(chǎn)生海雜波、雨雜波以及各類(lèi)假回波，影響對水上交通態(tài)勢的準確觀(guān)察和判斷。

低質(zhì)量的雷達視頻（單頻/單掃描雷達）

頻率分集與時(shí)間分集技術(shù)是岸基水面監視雷達解決上述問(wèn)題的核心技術(shù)，丹麥TERMA公司SCANTER5000系列高端雷達產(chǎn)品因應用了該技術(shù)而一直對我國嚴格限制進(jìn)口配額，目前該技術(shù)僅掌握在美國和歐洲少數國家手中。應用該技術(shù)的雷達就像在同一個(gè)地點(diǎn)同時(shí)克隆出多個(gè)雷達在不同的頻率上運行，而且還能在每個(gè)天線(xiàn)旋轉周期內用兩個(gè)不同的角度，同時(shí)進(jìn)行兩次掃描?！岸囝l”技術(shù)有效地抑制頻率選擇性衰落，讓積累后的目標具備穩定的信噪比，甚至讓“小目標”也變得清晰可見(jiàn)，極大程度地降低了值班員“錯判”“漏判”的幾率；“多掃描”技術(shù)利用目標獨立的時(shí)間相關(guān)性，有效抑制云雨、海雜波的干擾，讓水上交通監管無(wú)論何時(shí)何地都變得井然有序。

項目研究團隊基于頻率分集與時(shí)間分集的原理，創(chuàng )新地采用了非相干多頻多掃描技術(shù)，極大地提升了雷達性能。這項技術(shù)的難點(diǎn)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。項目研究團隊在積累多年的水面監視雷達技術(shù)的基礎上，將艦載對海雷達相關(guān)技術(shù)進(jìn)行轉化，攻克了多頻點(diǎn)掃描策略設計、寬帶固態(tài)發(fā)射、多通道接收機、基于FPGA+CPU全數字化處理技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，成功地在恒星?系列雷達上應用了該技術(shù)，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。

非相干多頻多掃描處理前后對比

02雙收發(fā)熱備

VTS雷達是主動(dòng)發(fā)現船舶的“眼睛”，其在海事監管或其他岸防系統業(yè)務(wù)中承擔非常重要的角色，對于需保證全年365天不間斷探測的業(yè)務(wù)需求來(lái)說(shuō)，雷達不間斷地運行尤為重要。采用單收發(fā)的VTS雷達，一旦收發(fā)機出現故障，雷達將不能正常工作。雖然日益成熟的固態(tài)收發(fā)技術(shù)讓雷達的可靠性顯著(zhù)提高，但雷達收發(fā)機的日常維護、故障檢修仍會(huì )影響業(yè)務(wù)工作的連續性。

恒星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，外殼采用尼龍復合材料進(jìn)行整體3D打印，結合“煙囪效應”的自然風(fēng)冷，解決環(huán)境適應性問(wèn)題。雷達雙收發(fā)機為通用化設計，采用心跳互聯(lián)熱備技術(shù)，通過(guò)BITE功能監視雷達的各種運行狀態(tài)。當出現影響可能穩定運行的問(wèn)題時(shí)，收發(fā)機可自動(dòng)進(jìn)行切換，確保目標探測的連續性。同時(shí)，雙收發(fā)機也支持手動(dòng)切換或單機運行，確保能夠應付單機故障、運維檢修等工作狀態(tài)。

03緊湊式室外設計

VTS雷達主要組成包括了天線(xiàn)（含轉臺）以及收發(fā)機，天線(xiàn)為室外設備，多數廠(chǎng)家會(huì )把收發(fā)機作為室內設備設計，這樣能降低環(huán)境對收發(fā)機的影響。Terma的高端VTS雷達產(chǎn)品Scanter5102設計了室內掛壁式收發(fā)機，這樣的設計存在弊端，一方面需要用一根較長(cháng)的波導連接天線(xiàn)和收發(fā)機，比如一根10米的波導衰減約為2.2dB，功率100W衰減到60W，接收機噪聲系數也下降2.2dB，雷達的最大探測威力下降36%；另一方面在建站時(shí)必須設計機房來(lái)滿(mǎn)足收發(fā)機的工作環(huán)境，項目的建設成本提高。

緊湊式室外設計難點(diǎn)在于雷達的主體部分天線(xiàn)、轉臺、收發(fā)機進(jìn)行小型化、輕量化設計以及環(huán)境的適應性設計。在總體設計方面，要盡量減小分機之間的物理空間，提高雷達的適裝性；在分機設計方面，要在考慮分機指標的同時(shí)，盡量選用輕質(zhì)的抗鹽霧材料，天線(xiàn)轉軸用了一種特殊的軸用不銹耐酸鋼，室外設備的環(huán)境適應性均達到國際標準；天線(xiàn)、收發(fā)機采用了戶(hù)外獨立式設計，直接的接口采用了靈活的重載端子，天線(xiàn)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(xiàn)，這樣的設計讓雷達以及雷達的分機適裝性更強，工程建設難度和成本大大降低。

隨著(zhù)國產(chǎn)化進(jìn)程的加快，鵬力信息公司作為唯一一家同時(shí)具備國產(chǎn)船舶交通管理系統和國產(chǎn)雷達研發(fā)生產(chǎn)和實(shí)施交付能力的企業(yè)，為滿(mǎn)足水上安全監管新模式、新需求，時(shí)刻背負著(zhù)保持技術(shù)不斷迭代并持續領(lǐng)導行業(yè)的社會(huì )責任。