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央视网|他和团队搞出来了，国外想不到的雷达

央视网|他和团队搞出来了，国外想不到的雷达
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人物档案
龙腾：北京理工大学教授、党委常委、副校长 ， 教育部长江学者特聘教授 。 长期从事新体制雷达与实时信息处理领域的研究工作 ， 出版学术著作2本 ， 发表SCI检索论文130余篇；牵头授权发明专利50余项；获国家技术发明奖二等奖2项（排名第一） ， 国防和军队科技成果一、二、三等奖共8项 ， 2019年获何梁何利基金科学与技术进步奖 ， 2020年获“全国创新争先奖章” 。 担任中国电子学会信号处理分会主任委员 ， 是中国电子学会会士、英国IETFellow、美国IEEEFellow 。
受访者供图
科技日报采访人员张盖伦
云南 ， 江城 。 一台空中昆虫生物迁飞探测雷达正在监测从缅甸方向飞来的草地贪夜蛾 。
这是北京理工大学雷达技术研究所研制的Ku波段高分辨全极化昆虫探测雷达的第一代样机 。 它能在数公里之外 ， 测出单只昆虫的体长、体重、飞行角度和振翅幅度 。
“全世界的雷达都做不了这个 。 ”6月4日 ， 龙腾接受科技日报采访人员采访时 ， 提起这台雷达 ， 自信且兴奋 。
龙腾是北京理工大学副校长、雷达技术研究所所长 ， 也是我国雷达信息处理领域学术带头人之一 。 他语速快 ， 但思路清晰 ， 很少需要停顿下来斟酌措辞 。 讲起雷达 ， 更是没有一点磕绊——这是他研究了三十年的东西 。
前不久 ， 龙腾获得“全国创新争先奖章” 。 创新 ， 是流淌在龙腾乃至北理工雷达技术研究团队血液里的东西 。 “我们一直鼓励自由探索 。 ”龙腾强调 。
千米认虫 ， 为农业害虫防控提供支撑
1989年 ， 龙腾进入北京理工大学时 ， 我国雷达技术发展水平还相对落后 。 “当时我们看到国外提出来的新想法、新机制 ， 觉得叹为观止 ， 好像永远不可能追得上 。 ”龙腾说 ， “但现在 ， 国外想到的事情 ， 我们基本都能想到；而我们想到的很多东西 ， 国外没有想到 。 ”
一个典型例子 ， 就是团队正在研制的探虫雷达 。
该雷达能够在几公里之外分辨单只昆虫的类别 ， 可为我国农业害虫防控提供基础支撑 。
一个有着悠久历史的雷达研究所 ， 怎么想到俯下身子去跟昆虫“较劲”？这要从六年前说起 。
那天龙腾回到所里 ， 工作人员告诉他 ， 中国农科院的吴孔明院士前来拜访 ， 还留了张名片 。 龙腾对此将信将疑：一个大院士怎么会连招呼都不打 ， 就自己过来了？
他上网一查 ， 确有其人 ， 赶紧把电话拨过去 。 原来 ， 吴孔明想做监测昆虫迁飞情况的雷达 ， 他知道北理工研制雷达的水平 ， 两个单位只隔一条马路 ， 他就直接找上门来 。 吴孔明一直想知道三件事：昆虫什么时候起飞；昆虫究竟怎么飞；昆虫迁飞时在天上有成层现象 ， 到底是怎么成层的？
传统的探虫雷达 ， 能够探测的是虫群 。 但龙腾团队想做的探虫雷达 ， 是探测单只昆虫 。
虫子那么小 ， 如何认“敌”于千米之外？若用传统方法 ， 要在这样距离上实现毫米级的测量精度 ， 雷达带宽得达到150G赫兹 ， 以现有的雷达技术根本不可能实现 。
团队选择了“曲线救国”——间接探测 。 一共用四台雷达 ， 包括一台天线长度达2.5米的相控阵雷达和三部2.5米天线的多频全极化雷达 ， 一起锁定一只虫子 。
龙腾比划着 ， 尽力用浅显语言解释：“雷达回波的大小和测量这个回波所用的频率之间 ， 有一个对应关系 ， 呈现为一条曲线 。 ”这条曲线 ， 是研究雷达的人都知道的常识 。 “我们测量曲线上的几个频点 ， 用它拟合、反演 ， 推测出虫子的长度 。 ”
基于大家都知道的这种常识 ， 团队提出了新机理 ， 也就此开拓了全新的应用空间 。
不过 ， 这种想法实在太新 ， 新得让人心里犯嘀咕 。 一开始申请立项时 ， 连原理是否可行都遭到了否定 。 团队抓了一年虫子 ， 在微波暗室验证了原理可行；后来又去野外试验一年 ， 验证了脱离实验室环境也行 。 2017年 ， 探虫雷达终于获批国家重大科研仪器设备研制专项 。
让卫星带“脑子”上天 ， 中国独一家
边境线上 ， 有龙腾团队的探虫雷达样机；在地球轨道上 ， 就在此时此刻 ， 也运行着龙腾团队的成果——星上合成孔径雷达成像处理系统 。
雷达 ， 跟人一样 ， 有眼耳口鼻舌 ， 可以收集信息；它还有大脑 ， 可以处理得到的信息 。 龙腾团队一直做的 ， 就是武装和升级雷达的大脑 。
传统的遥感卫星信息获取链路是地面任务规划、星上数据采集、原始数据下传、地面处理后信息分发到用户 。 随着我国高分遥感卫星技术的发展 ， 星上获取的数据量呈几何级增长 ， 海量数据需要传输、处理再分发 ， 这就有一个突出问题——慢 。
如果卫星能带着“脑子”上天 ， 它可以剔除无效信息 ， 只需要传输最终结果 ， 数据量可以大幅精简 。 这样一来 ， 地面接收数据的装置也能小很多 。 一艘船、一辆车甚至一个背上装备的人 ， 都可以接收 。
但“脑子”上天 ， 约束条件太多 ， 不能太重也不能太大 ， 可用的处理资源只有地面的1/10到1/100 。


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