近年來，隨著雷達(dá)研究成果的日益精進(jìn)，以及產(chǎn)學(xué)研的進(jìn)一步融合，一些高校雷達(dá)研究團隊正在通過成立企業(yè)推進(jìn)民用雷達(dá)在日常應(yīng)用場景的落地。

成立于2018年的蘇州理工雷科傳感技術(shù)有限公司（簡稱：理工雷科）是致力于民用雷達(dá)研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的公司。理工雷科依托北京理工大學(xué)毛二可院士研究團隊的創(chuàng)新成果，以94GHz毫米波雷達(dá)和合成孔徑雷達(dá)（SAR）成像為核心技術(shù)，研發(fā)了機場跑道外來物監(jiān)測系統(tǒng)、邊坡雷達(dá)、無人機載遙感系統(tǒng)等民用雷達(dá)應(yīng)用，是一家具有原創(chuàng)性核心技術(shù)開發(fā)能力的公司。目前，理工雷科的機場跑道外來物監(jiān)測系統(tǒng)和邊坡雷達(dá)在對應(yīng)的場景中占據(jù)了較大的市場份額。

應(yīng)用一：機場跑道外來物檢測

清理機場跑道外來物（FOD）是飛行安全檢查的重要一環(huán)。跑道外來物一旦被卷入飛機，會對飛機的正常運行造成重大影響，引起飛機部件損壞甚至引發(fā)安全事故。民航歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過由跑道外來物引起的重大安全事故：2000年，法國航空4590號協(xié)和式飛機由于輪胎卷起跑道外來物擊穿油箱起火而導(dǎo)致機毀人亡。這一事故加深了民航業(yè)對FOD檢測處置的重視程度。

過去，跑道外來物的清理多由機場工作人員完成。由于人工檢查時間較長且準(zhǔn)確度有限，機場希望運用效率更高的自動化技術(shù)手段來實現(xiàn)跑道外來物的精準(zhǔn)檢測，以解決外來物對機場跑道安全的影響，同時提高跑道的運營效率，減少經(jīng)濟損失，帶來經(jīng)濟效益。針對這一需求，一些雷達(dá)研究團隊利用毫米波雷達(dá)技術(shù)，研發(fā)了運用于機場跑道外來物監(jiān)測的雷達(dá)系統(tǒng)。理工雷科作為核心毫米波雷達(dá)的供應(yīng)商，配合民航二所在大興機場、天府機場商業(yè)落地了國產(chǎn)自研的跑道外來物監(jiān)測系統(tǒng)。

據(jù)悉，毛二可院士創(chuàng)新團隊在94GHz毫米波技術(shù)軍民兩用的領(lǐng)域走在國內(nèi)前列。理工雷科研發(fā)的系統(tǒng)運用頻率為94GHz、波長為3mm的毫米波，頻率高且波長短，適用于對微小目標(biāo)的探測。并且得益于在軍用民用94GHz雷達(dá)研發(fā)中的積累，團隊擁有一個基于大量實驗數(shù)據(jù)的雷達(dá)目標(biāo)特性數(shù)據(jù)庫，能夠通過機器學(xué)習(xí)、智能化信息處理算法提升系統(tǒng)的目標(biāo)識別能力，可以探測到厘米級微小目標(biāo)，RCS（雷達(dá)散射截面積）小于萬分之一㎡。

在抗干擾能力方面，這一雷達(dá)利用自研算法剔除了鳥類、塑料袋等不影響飛行安全的物體，以保證低水平的虛警率，保證警報準(zhǔn)確性。并且，由于目前國內(nèi)主流的車載雷達(dá)普遍運用76GHz-81GHz的頻段，未來智能交通的興起也難以對94GHz的雷達(dá)造成沖突和干擾。

目前，理工雷科的機場外來物雷達(dá)檢測系統(tǒng)有邊燈型、塔架型、車載型三種形態(tài)。這三種形態(tài)的特點和商用部署程度如下：

- 邊燈型系統(tǒng)安裝在跑道邊燈旁邊，平均每60m安裝一個探測器，是目前最常用的雷達(dá)部署方式。邊燈型系統(tǒng)是適用范圍最廣、商業(yè)落地比重最多的一種，理工雷科是國內(nèi)唯一開展邊燈型雷達(dá)設(shè)備商用部署的公司。

- 塔架型系統(tǒng)安裝在垂直于跑道中線、高5-7米的塔架上。一條跑道需要配備3-10個探測器。蘇州理工雷科的塔架型系統(tǒng)產(chǎn)品還在市場推廣階段。產(chǎn)品有監(jiān)測范圍大的優(yōu)勢：一條跑道上只需部署3-4個塔架即可完成監(jiān)測。目前，國內(nèi)已開展塔架型雷達(dá)系統(tǒng)商用部署的公司為成都賽英科技。

- 車載型系統(tǒng)搭載在車輛上，通過車輛的繞行實現(xiàn)監(jiān)測。蘇州理工雷科的車載型產(chǎn)品采用合成孔徑雷達(dá)（SAR）成像，目前也還處于市場推廣階段。國內(nèi)機場目前使用的車載型系統(tǒng)普遍為進(jìn)口產(chǎn)品。

理工雷科的邊燈型產(chǎn)品已在國內(nèi)機場的2條跑道上商業(yè)部署，目前已獲得約數(shù)千萬人民幣的凈收入。

2019年，民航局發(fā)布第70號文件，建議2035年前實現(xiàn)國內(nèi)大中型機場的外來物檢測系統(tǒng)全覆蓋。我國國內(nèi)年旅客吞吐量達(dá)千萬級的大中型機場有40多個，共有跑道70多條。因此，目前機場外來物監(jiān)測系統(tǒng)的市場還有很大的增量，預(yù)計這一市場會進(jìn)一步鋪開。

應(yīng)用二：地質(zhì)形變監(jiān)測

過往由于露天礦山崩塌、泥石流等地災(zāi)災(zāi)害，對老百姓的人身和財產(chǎn)安全造成較大的損失。防范與監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害已形成了巨大的需求。在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前，山體或者地表會發(fā)生或大或小的形變。雷達(dá)能夠提前探測地質(zhì)形變，可結(jié)合地質(zhì)模型對災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警預(yù)報。因此，民用雷達(dá)也可應(yīng)用于露天礦山、水電站、鐵路公路等場景。

針對這一場景需求，理工雷科研發(fā)了邊坡形變雷達(dá)監(jiān)測系統(tǒng)。這一系統(tǒng)采用合成孔徑雷達(dá)（SAR）成像技術(shù)和雷達(dá)圖像差分干涉技術(shù)（D-INSAR），可對地表成像，并對有一定時間間隔的兩張成像圖片進(jìn)行對比，檢測地表的形變狀況。據(jù)悉，公司研發(fā)的監(jiān)測系統(tǒng)可探測亞毫米級的形變。

理工雷科之外，意大利的IDS公司、瑞士的GAMMA公司、國內(nèi)的中安國泰都致力于研發(fā)邊坡形變雷達(dá)監(jiān)測產(chǎn)品。這些公司都運用SAR和D-INSAR技術(shù)，推出了自己的第一代滑軌型產(chǎn)品。理工雷科的滑軌型產(chǎn)品軌道長度約2米，重量約60~100kg，測量精度可達(dá)0.1mm上下。中安國泰的產(chǎn)品指標(biāo)與其類似。且這兩類國產(chǎn)產(chǎn)品的價格相較于國外公司產(chǎn)品更有優(yōu)勢。

第一代滑軌型產(chǎn)品技術(shù)精度良好，但存在體積較大、運輸成本較高的問題。針對這一問題，理工雷科通過一年多的時間，研發(fā)了第二代MIMO（多輸入多輸出）邊坡雷達(dá)產(chǎn)品，采用相控陣電掃方式，這一技術(shù)使產(chǎn)品規(guī)格縮小且更加便攜。產(chǎn)品長度為1.5米，重量在20kg以內(nèi)，可單人背負(fù)，適用于應(yīng)急監(jiān)測和野外監(jiān)測。目前，理工雷科是同類公司中唯一滿足產(chǎn)品輕量化需求的公司。

針對邊坡雷達(dá)產(chǎn)品，理工雷科采用多樣的商業(yè)模式，可以出售、租賃設(shè)備，或為客戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)。目前公司產(chǎn)品在首鋼、包鋼、紫金礦業(yè)、平朔煤礦、九寨溝震后修復(fù)等項目都有商業(yè)應(yīng)用，可以完全取代進(jìn)口設(shè)備。當(dāng)前公司在邊坡監(jiān)測領(lǐng)域的年營收約為1500萬元。

公司也已與國家和地方的自然資源、應(yīng)急管理相關(guān)部門開展合作，可以為我國第一次全國自然災(zāi)害綜合風(fēng)險普查提供相應(yīng)的設(shè)備和技術(shù)支持。

目前市面上主流的地表形變監(jiān)測技術(shù)有三種：星載SAR技術(shù)、北斗導(dǎo)航高精度定位技術(shù)和地基SAR技術(shù)。蘇州理工雷科采用的是邊坡雷達(dá)是基于地基SAR技術(shù)。這幾種形變監(jiān)測方式各有優(yōu)勢，可以相互補充。具體特點如下：

- 星載SAR技術(shù)利用衛(wèi)星，可以進(jìn)行大面積非接觸式測量。但衛(wèi)星存在重訪周期較長，數(shù)據(jù)更新頻率低，南北向滑坡形變不敏感等問題，因此更適用于大范圍、長期的普查，例如高鐵、公路的長期形變監(jiān)測，以及石油管道、城市沉降等的勘察工作。

- 北斗導(dǎo)航高精度定位技術(shù)已十分成熟，精度可達(dá)厘米級，數(shù)據(jù)刷新頻率可達(dá)小時級，且成本較低。但為了架設(shè)設(shè)備需要在測量地施工，設(shè)備的部署和維護難度較高。因此這一技術(shù)更適用于長期項目的監(jiān)測。

- 地基SAR技術(shù)原理和星載SAR基本一致，只是觀測位置和角度不同。地基SAR的數(shù)據(jù)刷新頻率更高，且更具靈活性，可對各個方向進(jìn)行形變監(jiān)測。和北斗技術(shù)相比，運用SAR技術(shù)的設(shè)備不需要現(xiàn)場施工，但設(shè)備成本更高。

考慮到數(shù)據(jù)更新頻率和設(shè)備便攜程度，理工雷科采用邊坡SAR技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測。為了精進(jìn)設(shè)備使用效果，深入行業(yè)應(yīng)用，公司也正在對交互設(shè)計、地質(zhì)信息管理等方面進(jìn)行優(yōu)化。

雷達(dá)監(jiān)測產(chǎn)品擁有的廣泛市場前景

雷達(dá)技術(shù)從軍事應(yīng)用起家，近年來逐步滲透到民用領(lǐng)域。蘇州理工雷科研發(fā)的外來物監(jiān)測、形變監(jiān)測雷達(dá)是民用雷達(dá)的重要應(yīng)用，與競爭激烈的無人駕駛雷達(dá)、智能安防雷達(dá)相比，這兩個應(yīng)用領(lǐng)域的雷達(dá)系統(tǒng)復(fù)雜度較高，技術(shù)門檻相對更高，參與者較少，尚有許多待開拓的新應(yīng)用市場。

按照民航局的規(guī)劃，機場外來物監(jiān)測系統(tǒng)將在未來10-15年間逐漸成為大中型機場必備的系統(tǒng)。目前國內(nèi)仍有大量跑道等待部署這一系統(tǒng)，因此預(yù)計蘇州理工雷科在這一場景將繼續(xù)獲得收入。但這一場景缺少市場增量，未來系統(tǒng)部署完畢后，公司持續(xù)在這一場景獲得收入的可能性較小。

運用雷達(dá)進(jìn)行地質(zhì)形變監(jiān)測也正在成為災(zāi)害防范場景的新選擇。由于基礎(chǔ)設(shè)施和地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險存在隱蔽性，很難通過人力開展大規(guī)模有效排查，且雷達(dá)擁有高準(zhǔn)確性和大面積監(jiān)測的優(yōu)勢，因此已成為災(zāi)害預(yù)警的重要技術(shù)。據(jù)悉，理工雷科在這一場景的設(shè)備占有率排在國內(nèi)同類公司的前列。

目前，理工雷科的年營收約為3500萬元，成立兩年已實現(xiàn)盈利，歷年研發(fā)投入占比約為20%-25%。公司團隊全職員工人數(shù)約為50人。公司首席科學(xué)家姚迪博士曾參與多項863課題和國家重大專項子課題。2011年起，姚迪擔(dān)任北京理工雷科電子信息技術(shù)有限公司雷達(dá)系統(tǒng)方向的負(fù)責(zé)人，在任職期間負(fù)責(zé)某重點型號雷達(dá)系統(tǒng)研制的課題。2018年，姚迪牽頭策劃了理工雷科民用雷達(dá)產(chǎn)品發(fā)展的型譜及路線圖，并作為聯(lián)合創(chuàng)始人建立了蘇州理工雷科傳感技術(shù)有限公司。

理工雷科將在近期完成A輪融資，融資將主要用于機場跑道外來物系統(tǒng)的市場推廣和94GHz毫米波新產(chǎn)品、合成孔徑雷達(dá)新產(chǎn)品的研發(fā)。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：理工雷科毫米波雷達(dá)用于監(jiān)測機場跑道外來物和地質(zhì)形變

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