作者:沈春蕾 来源: 中国科学报 发布时间:2021/4/14 20:37:49
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“高大上”的雷达 “接地气”的应用

 

董勇伟在试飞搭载微型合成孔径成像雷达的无人机。

■本报记者 沈春蕾

说到雷达,普通老百姓大多会联想到一些“高大上”的应用,所能想到的“接地气”的应用似乎少之甚少。

汽车雷达、应急测绘保障、防灾减灾救灾……近年来,雷达在民用领域逐渐崭露头角,“高大上”的雷达正在被应用到众多“接地气”的领域。

中科宇达(北京)科技有限公司(以下简称中科宇达)是一家孵化于实验室、从事雷达设计和研发的高新技术企业,创始人董勇伟来自中国科学院空天信息创新研究院。日前,《中国科学报》采访了董勇伟,请他来谈谈科研人员如何将实验室里的成果转化为现实生产力。

从保送到创业

《中国科学报》:创业前,您主要从事哪个领域的研究工作?请结合您的研究领域来谈谈对雷达系统的认识。

董勇伟:2004年,我由中国科学技术大学保送进入中国科学院电子学研究所(现中国科学院空天信息创新研究院)读博,2009年7月博士毕业后留所工作,先后从事雷达数字系统、大型雷达系统、小型化雷达系统的设计工作。

我的研究工作围绕雷达设计展开,从最开始的接触雷达数字模块,到有幸参与国家重大科技基础设施项目“航空遥感系统”的设计工作,再到后来瞄准小型化低成本的雷达系统设计,逐步加深了我对雷达系统的认知。

雷达探测和光学探测是两大探测手段。光学传感器的发展比雷达早了几十年,现在已经发展得相当成熟了,而雷达还处于初级阶段,雷达技术的发展和应用在未来有较大的潜力和空间。

《中国科学报》:您从什么时候开始萌生创业的想法?为什么要选择雷达技术来创业?

董勇伟:进入中国科学院以来,我发现自己所处的国家队一直从事着国家所需的高精尖技术研究,推动我国在一些技术领域实现从无到有的突破。在这个过程中,我也发现一些厉害的技术虽然在当时填补了国内空白,但此后一段时间大多被搁置在实验室里,没有进一步走向市场,发挥其应用价值。

2017年,我萌生创业的念头,并成立中科宇达,希望将在实验室里的雷达技术推向应用市场。

雷达作为非接触式探测成像的主要技术手段之一,具有全天时、全天候、不受气象条件限制的特点,可以广泛应用在光学等探测手段不能满足要求的场景。特别是随着光学成像探测手段的普及,已经无法满足越来越多的特殊应用场景需求,如多云多雾地区的遥感监测、恶劣气象条件下车辆辅助驾驶等,迫切需要新的技术手段,这给不受气象条件限制的雷达技术提供了发展机遇。

从实验室到创客平台

《中国科学报》:您创业的目的何在?研发的产品有哪些新意?

董勇伟:传统的雷达产品体积大、重量沉、使用成本高,严重制约了其在民用领域的推广和应用。我创业的目的主要是响应国家创新驱动发展战略,将雷达技术和用户实际需求结合起来,采用新技术和新的工艺,实现雷达的小型化和低成本,拓展雷达新的应用模式,推动雷达技术在民用领域的广泛应用,使雷达在未来可以跟摄像头的应用一样普及。

《中国科学报》:您提到了雷达的民用,请问哪些民用的领域有雷达的应用需求呢?您参与了哪些应用项目?

董勇伟:我国是个灾害多发的国家之一,应急测绘保障是有效应对突发事件和防灾减灾救灾的重要基础。2019年,中科宇达研制的微型全极化合成孔径雷达系统,为原国家测绘局应急测绘保障能力建设项目提供了急需装备。该雷达系统在国内首次批量应用于民用应急测绘领域,使我国应急测绘保障系统在当时具备了全天候、全天时数据获取能力。

此外,团队还受邀参加了黄河包头段凌汛监测工作,通过无人机搭载微小型成像雷达实现黄河包头段冰凌的昼夜监测,为凌汛监测提供了新的技术手段。

2018年和2019年,中科宇达联合中国人民公安大学等多家单位,先后投入力量针对某著名论坛主会场的低空安全开展保障工作。其中,系统平台预警273次,迫降处置收缴无人机3架,较好地发挥了雷达探测的优势。

《中国科学报》:与市场上的竞争对手相比,中科宇达研发的产品竞争力何在?

董勇伟:中科宇达创业团队来自微波成像技术国家级重点实验室,无论是在技术积累、人才储备,还是在产品先进性方面,均具备一定优势和实力。

团队获2020年“创客中国”首届京津冀中小企业创新创业大赛一等奖,并获得“创客北京”百强企业称号。团队开发的调频连续波微型合成孔径雷达技术也获得中国电子学会科学技术进步奖一等奖。

由于公司成立时间较短,队伍年轻,缺乏经验,在产品应用和市场拓展方面还有待进一步加强。

从论文奖项到用户需求

《中国科学报》:从实验室到市场的过程中,您遇到的最大困难是什么?如何解决?

董勇伟:实验室注重的是技术的先进性和前瞻性,衡量的标准之一是论文和奖项;市场更加注重的是用户的实际需求,衡量的标准之一是用户能否为产品买单。这个过程中,我遇到最大的困难是如何转变思维模式。

在产品研发过程中,侧重点的不同会导致产品的解决方案和技术路线的不同,从而导致最终的产品形态出现偏差。但用户往往关注产品的易用性和实用性,并不太关注技术路径。对我们来说,要做好产品,必须有扎实的技术基础和积累;要赢得市场,必须用过硬的技术来满足用户的需求。总之,技术与需求必须结合起来。

《中国科学报》:作为一家初创企业,中科宇达还将在哪些领域发力,未来有什么计划?

董勇伟:今后几年,中科宇达的主攻领域是芯片化雷达,进一步实现雷达的轻量化、低功耗、小体积、高分辨率。

芯片技术和雷达技术的结合为雷达的商业化应用提供了方向。采用先进芯片设计技术,将雷达的发射和接收、信号产生与采集、信号和数据处理等功能模块集成在一个芯片上,将大幅降低雷达使用门槛,汽车雷达就是一个典型的芯片化雷达的案例。

近期,中科宇达联合中国科学院空天信息创新研究院,重点开展集成像、探测、通信、导航于一体的多功能芯片化雷达技术的研究,目前研制的成像雷达重量在400克以内,后续计划做到50克以内。

未来,我们希望将雷达的价格降低到老百姓都能接受的范围,进一步推动雷达的应用和普及,并利用市场推动雷达技术的进步。

《中国科学报》 (2021-04-14 第3版 转移转化)
 
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