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(lái)我國(guó)一直依賴進(jìn)口，2021年交通運(yùn)輸部科技司組織交通運(yùn)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(jiān)，由中國(guó)船舶集團(tuán)八院牽頭，交通運(yùn)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(jiān)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(jiān)視雷達(dá)。

這是一款對(duì)標(biāo)國(guó)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(kāi)神秘面紗，說(shuō)說(shuō)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(gè)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(shí)間相關(guān)特性，會(huì)讓傳統(tǒng)的單頻/單掃描雷達(dá)不具備全天時(shí)卓越的探測(cè)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(duì)水上交通態(tài)勢(shì)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(shí)間分集技術(shù)是岸基水面監(jiān)視雷達(dá)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(dá)產(chǎn)品因應(yīng)用了該技術(shù)而一直對(duì)我國(guó)嚴(yán)格限制進(jìn)口配額，目前該技術(shù)僅掌握在美國(guó)和歐洲少數(shù)國(guó)家手中。應(yīng)用該技術(shù)的雷達(dá)就像在同一個(gè)地點(diǎn)同時(shí)克隆出多個(gè)雷達(dá)在不同的頻率上運(yùn)行，而且還能在每個(gè)天線旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)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(biāo)具備穩(wěn)定的信噪比，甚至讓“小目標(biāo)”也變得清晰可見(jiàn)，極大程度地降低了值班員“錯(cuò)判”“漏判”的幾率；“多掃描”技術(shù)利用目標(biāo)獨(dú)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(jiān)管無(wú)論何時(shí)何地都變得井然有序。

項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)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(dá)性能。這項(xiàng)技術(shù)的難點(diǎn)在于雷達(dá)收發(fā)“分與集”的設(shè)計(jì)以及寬帶多通道設(shè)計(jì)下的大量數(shù)字運(yùn)算。項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)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(duì)海雷達(dá)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，攻克了多頻點(diǎn)掃描策略設(shè)計(jì)、寬帶固態(tài)發(fā)射、多通道接收機(jī)、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(cè)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(duì)比

02雙收發(fā)熱備

VTS雷達(dá)是主動(dòng)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(duì)于需保證全年365天不間斷探測(cè)的業(yè)務(wù)需求來(lái)說(shuō)，雷達(dá)不間斷地運(yùn)行尤為重要。采用單收發(fā)的VTS雷達(dá)，一旦收發(fā)機(jī)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(jī)的日常維護(hù)、故障檢修仍會(huì)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(jì)，通用收發(fā)機(jī)的設(shè)計(jì)延續(xù)了鵬力信息公司固態(tài)導(dǎo)航的設(shè)計(jì)思路，將發(fā)射模塊、接收模塊、信號(hào)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(jìn)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(wèn)題。雷達(dá)雙收發(fā)機(jī)為通用化設(shè)計(jì)，采用心跳互聯(lián)熱備技術(shù)，通過(guò)BITE功能監(jiān)視雷達(dá)的各種運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)影響可能穩(wěn)定運(yùn)行的問(wèn)題時(shí)，收發(fā)機(jī)可自動(dòng)進(jìn)行切換，確保目標(biāo)探測(cè)的連續(xù)性。同時(shí)，雙收發(fā)機(jī)也支持手動(dòng)切換或單機(jī)運(yùn)行，確保能夠應(yīng)付單機(jī)故障、運(yùn)維檢修等工作狀態(tài)。

03緊湊式室外設(shè)計(jì)

VTS雷達(dá)主要組成包括了天線（含轉(zhuǎn)臺(tái)）以及收發(fā)機(jī)，天線為室外設(shè)備，多數(shù)廠家會(huì)把收發(fā)機(jī)作為室內(nèi)設(shè)備設(shè)計(jì)，這樣能降低環(huán)境對(duì)收發(fā)機(jī)的影響。Terma的高端VTS雷達(dá)產(chǎn)品Scanter5102設(shè)計(jì)了室內(nèi)掛壁式收發(fā)機(jī)，這樣的設(shè)計(jì)存在弊端，一方面需要用一根較長(zhǎng)的波導(dǎo)連接天線和收發(fā)機(jī)，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(jī)噪聲系數(shù)也下降2.2dB，雷達(dá)的最大探測(cè)威力下降36%；另一方面在建站時(shí)必須設(shè)計(jì)機(jī)房來(lái)滿足收發(fā)機(jī)的工作環(huán)境，項(xiàng)目的建設(shè)成本提高。

緊湊式室外設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于雷達(dá)的主體部分天線、轉(zhuǎn)臺(tái)、收發(fā)機(jī)進(jìn)行小型化、輕量化設(shè)計(jì)以及環(huán)境的適應(yīng)性設(shè)計(jì)。在總體設(shè)計(jì)方面，要盡量減小分機(jī)之間的物理空間，提高雷達(dá)的適裝性；在分機(jī)設(shè)計(jì)方面，要在考慮分機(jī)指標(biāo)的同時(shí)，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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；天線、收發(fā)機(jī)采用了戶外獨(dú)立式設(shè)計(jì)，直接的接口采用了靈活的重載端子，天線和收發(fā)機(jī)可以分別適配其他主流平臺(tái)的收發(fā)機(jī)和天線，這樣的設(shè)計(jì)讓雷達(dá)以及雷達(dá)的分機(jī)適裝性更強(qiáng)，工程建設(shè)難度和成本大大降低。

隨著國(guó)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(guó)產(chǎn)船舶交通管理系統(tǒng)和國(guó)產(chǎn)雷達(dá)研發(fā)生產(chǎn)和實(shí)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(shí)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(huì)責(zé)任。