湖北日報全媒記者 唐雪舟 通訊員 劉欣然
在低空經濟蓬勃發展的今天,如何讓無人機在復雜環境下“看得清、連得穩”,成為低空經濟與國防安全領域重點關注的問題。
5月14日,湖北日報全媒記者走進湖北珞珈實驗室,通信探測研究中心研究員盧海梁帶領的團隊,聯合多家單位協同開發,實現了低成本小型化被動著陸引導雷達關鍵技術的核心突破,有效解決了低空領域小型化、低成本被動載荷與抗干擾通信難以兼顧的技術瓶頸。
搭載被動雷達的小型無人機
克服被動雷達體大體重難題,為中小型無人機裝上天眼
無人機一個重大應用是探測,傳統光學、紅外和雷達在復雜環境下各有長項與短板:光學設備夜晚“失明”,紅外易受干擾,雷達則難逃地雜波與海雜波影響。
經長年攻堅,盧海梁團隊研發出一款低成本、小型化的被動著陸引導雷達,該產品克服了傳統產品體積大、較笨重的不足,不僅可搭載于中小型無人機,還把整體成本降到之前的20%,適用于規模化大批量生產。
“我們不發射任何信號,既不會被干擾,也不會暴露自己。”盧海梁解釋,搭載該產品的小型無人機能在夜晚、雨霧、高濕等極端條件下清晰成像,尤其適合海上及低空復雜環境。通過一系列技術攻關,團隊成功將傳統笨重的雷達系統進行“瘦身”,產品口徑可減小至13厘米。
搭載被動雷達的小型無人機
在實際應用中,該雷達可搭載于無人機或巡飛彈,實現對海面快艇、地面目標的高效偵測。盧海梁以反走私為例:“走私快艇裝八個馬達,時速超百公里,常在夜晚或有風浪時出沒。現有手段很難發現它們,但我們的無人機飛出去,一兩公里外就能精準定位。”此外,該設備還可用于低空飛行器的著陸引導,在GPS信號受干擾或能見度極低時提供安全保障。
抗干擾通信產品為無人機構筑“電磁導航地圖”
隨著低空飛行器數量激增,無線電頻譜擁堵、惡意干擾等問題日益嚴峻。針對此,團隊開發的另一款核心產品——抗干擾通信模塊,為解決這一難題提供了新思路。
團隊成員陳波涵現場演示抗干擾通信產品如何發揮作用
“常規通信設備要么不做跳頻,要么只做簡單幾跳,抗干擾能力弱。”盧海梁介紹,目前國內做通信的廠家雖多,但能同時掌握“感知+通信”技術的僅有10%。團隊的抗干擾通信產品可以像高德地圖查看路況一樣掃描周邊的電磁環境,篩選出“干凈”的頻段,再動態跳頻至該通道通信。目前,該模塊已實現每秒200跳的抗干擾能力,遠超市面上常見的50-100跳水平,下一步目標是達到數千甚至上萬跳。
更關鍵的是,該模塊同樣實現了小型化與低成本,可靈活適配各類無人機平臺。盧海梁稱,“未來我們一旦把感知通信做透,就能進入這個頭部陣營,成為低空飛行器核心通信模塊的供應商。”
抗干擾通信產品的組成部件
目前,兩款產品均已完成樣機研制,盧海梁透露,今年有望實現產品的落地應用。“產品鏈條比較長,但當前需求迫切,我們希望盡快打通從實驗室到實孫超應用的‘最后一公里’。”
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