相控阵雷达防治野猪引热议！仅重15kg，可同时监控100个目标，网友：已经这么白菜化了？

梦晨 2022-08-28 12:17:22 来源：量子位

明敏 羿阁 发自 凹非寺

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没想到，用在航母军舰上的相控阵雷达，现在被拿来防野猪了？？？

还能配合着大疆无人机一起用。

雷达一发现野猪，无人机就去驱离。覆盖范围从半径5公里到10公里不等，可同时监控100个目标。

而且雷达只要15kg，单人就能扛走。

好家伙，防个野猪把“迷你”、“移动式”、“相控阵”、“蜂群”这群关键字给凑齐了。

网友看了都忍不住说：

这要给隔壁毛子馋哭了。

不过话说回来，号称是雷达之王的相控阵雷达，咋就被拿去防野猪了？

军用技术防野猪

其实原因很简单，因为野猪太难对付了。

它们经常结队下山、进田啃食，还顺带在田里拱几圈，把一些庄稼作物连根祸祸了，会给农户带来非常严重的损失。

但野猪同时还是国家保护动物，除非是专门的捕杀行动，一般农户能做的只有驱赶。

这就不是件容易事了。

因为野猪体型大、移动速度快、攻击性强、不怕人，一般驱赶方法就是强光照射、火把、播放刺耳噪音或者修防护栏。

这些方法对人力物力的要求都很高，效果还不一定好。

基于这样的现状，也就不难理解为啥农民兄弟会想到把相控阵雷达用在此了。

相控阵雷达全称为相位控制电子扫描阵列雷达。

它最大的特点就是可以快速而精准地转换波束，完成对全空域的扫描。

还能同时监测多个目标，探测范围甚至可以达到数千公里远。

它的工作原理有点像蜻蜓、苍蝇的复眼。

雷达板上规则排列了非常多微小单元，每个单元都能单独发射和接收信号。

当这些独立单元发出的波同时向外传播时，它们之间会发生波的干涉现象。

如果发出的波不完全同步，两个波纹之间就会产生相移，这时通过计算机来控制每个单元发出的电磁波的相位差，就能让波向着想要去的方向传播了。

这种方式被称为电扫描，速度远高于传统雷达的机械扫描，也就是转动天线。

根据启用的发射/接收组件数量不同，相控阵雷达可分为两种。

无源相控阵雷达只有一个中央发射机和一个接收机，有源相控阵则是每个辐射器都配有一个发射/接收组件。

有源相控阵雷达的性能更强大，成本也更高，一般讨论较多的就是这一种。

开头提到的民用相控阵雷达，正是属于这一类。

官方介绍，它能对运动目标监测，并自动识别进行分类评级，监测视角可达±45度。

可以探测5公里内的行人、10~15公里的车辆目标、3公里外的无人机目标、10~30公里的船只目标。

像这样两个人一抬、一架，雷达就能安装在户外，雷电、雨雪等天气都能扛住。

通信条件不好的地方也能用，带宽要求仅为8Mbps。据说使用难度也不高，非专业人员也能快速上手。

这家公司还强调，“TR组件、有源相控阵等核心部件均为自研，成本可控、供货可持续保障”。

总而言之，就是印象里在航母、战机上用的高端电子装备，现在不仅民用了，而且使用门槛、价格都不高。

这就让人好奇了：

相控阵怎么就白菜化到这个程度了？

关键还看氮化镓

这主要和有源相控阵雷达核心部件的材料发展趋势有关。

相控阵雷达的核心部件是T/R组件，它的成本占了整个雷达成本的60%左右。

进入21世纪后，这个部件的主要材料正在从砷化镓逐渐转变为氮化镓，以提高雷达的功率。

氮化镓想必大家都非常熟悉了，作为第三代半导体材料，它凭借在高功率、高速光电元件上的优越性能，成为了当下讨论度颇高的一种材料。

由于拥有更高的击穿电压，可以通过大幅提高电压以减小电流和相应能量损耗，相控阵雷达的核心组件T/R组件用上氮化镓后，能量利用率、功率都会大幅提升。

这样一来，使用氮化镓的雷达性能可以提升，散热问题也相对弱化。

更关键的是，相对于依赖进口的砷化镓材料，氮化镓的成本能降低30%左右。

我国现在的氮化镓产业链相对更加完整，像普通的快充充电器，用的就是这种材料。

此外，现在相控阵雷达T/R组件的产品结构形式开始从“砖块”发展为“瓦片式”。

“瓦片式”的好处在于，它能减少印制电路板和连接器的数量，并能通过大规模微博制造技术和封装工艺，来降低相控阵雷达的体积、重量，这也能让成本进一步降低。

实际上，相控阵雷达民用，已经远超我们想象，如气象探测、水利防洪、5G通信等领域都有它的身影。

民用场景并不少

其中发展最快的当属气象探测领域。

与传统天气雷达相比，相控阵天气雷达的功能简直是降维性打击。

举个例子，北京大兴机场使用的就正是C波段全数字有源相控阵天气雷达。

常规天气雷达需要6分钟才能完成一次的11层体积扫描，该雷达只需要1分钟就能完成。同时该雷达采用分布式发射和接收技术，可靠性由常规雷达的600小时提升至3000小时以上。

此外，该雷达全面提高了地物杂波抑制能力和抗干扰能力和自动化探测能力，能更快、更准确的的发现雷雨、大风、下击暴流、风切变等影响航空安全的危险天气，在空管气象危险天气监测中可以发挥巨大作用。

除了气象探测，去年11月，相控阵雷达还首次被用在田野文物安防上。

文物大省陕西，由于古迹、遗址数量庞大且分布零散，安防一直是个大问题。

相控阵雷达由于反应速度快、目标更新速率高、多目标追踪能力强、分辨率高等特性，可以说是专业非常对口了。

现在，相控阵雷达已经在丽山园、兵马俑一号遗址坑开展了现场测试和可行性验证工作。

△图源：陕西省文保院

One More Thing

这波相控阵雷达的热度，也让人不禁想起一个曾经流传甚广的瞎话……

据说毛子一吨重的相控阵雷达，静止时启动产生的高温能把200米内的野猪热晕。

还有其他各种版本的……

嗯，如果是真的，也是一种防治野猪的有效办法了（doge）。

参考链接：
[1]https://m.weibo.cn/status/4805932813124635
[2]https://www.sohu.com/a/501400643_100106801
[3]https://m.elecfans.com/article/1588672.html
[4]https://www.bilibili.com/video/BV1md4y1U7BD
[5]https://xw.qq.com/amphtml/20220729A02J4400
[6]https://baijiahao.baidu.com/s?id=1740221301992139719&wfr=spider&for=pc
[7]https://baijiahao.baidu.com/s?id=1715566817717352037&wfr=spider&for=pc
[8]https://zhuanlan.zhihu.com/p/349663246