“救命”的雷達：技術(shù)轉(zhuǎn)化從“大”到“微”

■本報記者 李晨

“從理念到產(chǎn)品，我知道會很復雜，但沒想到這么難。”不久前，憑借在雷達生命探測領(lǐng)域的科研和成果轉(zhuǎn)化貢獻，中南大學航空航天學院教授梁步閣獲得了第二十四屆中國科協(xié)求是杰出青年成果轉(zhuǎn)化獎。

梁步閣的微信名叫“老白干”，這是他輸入姓名首字母后出現(xiàn)的第一個詞。他覺得，“老是白干活”這層意思正好與他反復攻關(guān)、屢試屢敗、屢敗屢試的科研和轉(zhuǎn)化之路暗自契合。

不過，在梁步閣看來，“成果能否帶來經(jīng)濟價值是次要的，只要能夠挽救生命，自己的堅持就有意義”。他還為轉(zhuǎn)化自己成果的企業(yè)取名“正申”，就是希望其伸張正義、走正道。

從大功率到微功率

常規(guī)的雷達裝備探測空中高速目標，追求的是更高、更遠；救援場景下的雷達生命探測儀，是對廢墟介質(zhì)環(huán)境下的人體目標進行探測，屬于復雜介質(zhì)環(huán)境下的近、小、慢目標探測問題，技術(shù)要求與前者截然不同，這也是雷達領(lǐng)域的世界難題。

2007年，從國防科技大學博士畢業(yè)的梁步閣已掌握大型超寬帶雷達的核心理論與工程技術(shù)。多年研究經(jīng)驗讓他意識到，超寬帶雷達頻段寬、頻率低，在穿透性、分辨力、近程探測、抗干擾等方面均具備獨特優(yōu)勢，如果再把功率降下來，變成微功率超寬帶雷達，就有可能應用于生命探測領(lǐng)域。

“我潛意識里感覺到可以把超寬帶雷達的體積、功耗、成本降下來，用于復雜建筑物介質(zhì)環(huán)境中的生命探測。”憑著科學興趣和理論基礎(chǔ)，在空軍工程大學繼續(xù)博士后研究的梁步閣，從此走上了微功率超寬帶雷達生命探測的研究之路。

不久，震動世界的“5·12”汶川地震發(fā)生了。新聞報道中滿目瘡痍的受災景象給梁步閣留下了深刻印象。同時他也發(fā)現(xiàn)，國外的雷達生命探測儀已經(jīng)應用于救災現(xiàn)場，發(fā)揮了巨大作用，這讓他更加堅定了自己內(nèi)心的想法：研發(fā)國產(chǎn)超寬帶雷達生命探測儀。

與大型超寬帶雷達相比，生命探測儀必須滿足手持的需求，體積大大縮小、功耗大大降低，而功能和零部件一個都不能少。更重要的是，應急救援場景中，雷達波需要穿透墻壁、瓦礫等介質(zhì)，這與大型雷達通過單一空氣介質(zhì)的傳播作用完全不同。

說干就干。2008年8月，梁步閣依托國防科技大學與湖南消防總隊申報了原公安部消防局重點研發(fā)計劃項目并成功獲批。當時，國內(nèi)雷達生命探測技術(shù)研究側(cè)重于醫(yī)學領(lǐng)域，缺少技術(shù)借鑒，梁步閣相當于從頭開始。他帶領(lǐng)團隊設(shè)計、驗證、改進、重新設(shè)計，一年后，兩臺樣機終于研制成功。

“設(shè)備管不管用，當時心里并沒有十足的把握。”梁步閣說，由于大家對剛剛誕生的國產(chǎn)設(shè)備信心不足，沒人愿意用。就這樣，樣機閑置了近一年。

2010年4月14日，青海玉樹發(fā)生7.1級地震，梁步閣想到他的設(shè)備或許可以為救災出一份力，便立即安排人員將兩臺樣機帶到了救災現(xiàn)場，首次應用便發(fā)現(xiàn)了3名被困人員。這次救災也讓名不見經(jīng)傳的國產(chǎn)雷達生命探測儀收獲了信任。

救災結(jié)束后，湖南消防總隊便率先采購了12臺該型設(shè)備。梁步閣認為，這次采購意味著國產(chǎn)雷達生命探測儀邁出重要一步。

從跟跑到領(lǐng)跑

2012年，為了深入推進微功率超寬帶雷達在民用領(lǐng)域的成果轉(zhuǎn)化，梁步閣選擇“換個賽道再出發(fā)”。

一開始，梁步閣研發(fā)的設(shè)備采用了國際上最先進的高速等效采樣技術(shù)體系，并在此基礎(chǔ)上不斷改進，讓我國在雷達生命探測科技領(lǐng)域搶占了一席之地。之后，他在超寬帶雷達目標探測理論、微動目標信號處理算法、收發(fā)硬件設(shè)計等方面取得一系列創(chuàng)新成果，其研制的雷達生命探測技術(shù)也從早期的單發(fā)單收，發(fā)展到單發(fā)多收、多發(fā)多收等創(chuàng)新體制。

“如何把知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力，是我們一直在做的工作。如果說創(chuàng)造是形成知識產(chǎn)權(quán)的基石，那么應用就是實現(xiàn)知識產(chǎn)權(quán)價值的通道。”梁步閣團隊研發(fā)的雷達生命探測儀在市場上真正站穩(wěn)腳跟，是源于一次次與進口雷達的同臺競技。

2015年12月20日，深圳市光明新區(qū)發(fā)生山體滑坡事故。各級消防力量陸續(xù)帶著38臺進口雷達生命探測儀進入了災害現(xiàn)場，僅有深圳市南山大隊西麗中隊攜帶了兩臺梁步閣團隊研發(fā)的國產(chǎn)設(shè)備。

眼看72小時“黃金救援時間”即將過去，30多臺進口雷達生命探測儀已對受災區(qū)域進行了多次探測，均沒有發(fā)現(xiàn)生命跡象，大型機械即將進場。就在這時，操作國產(chǎn)設(shè)備的消防員傳來消息：“這個地方還有人！”

經(jīng)此一役，梁步閣和他的國產(chǎn)設(shè)備徹底贏得了各方信任。此后多次救援都證明，“國外的月亮不再比中國圓”，大家一致認為國產(chǎn)設(shè)備更好用。

2016年，我國制定了雷達生命探測儀的行業(yè)標準，此前一直暢銷中國市場的國外產(chǎn)品因相關(guān)參數(shù)不達標，未能通過審核。

如今，在我國雷達生命探測儀市場上，國產(chǎn)設(shè)備占有率超過90%。“以前進口設(shè)備壟斷中國市場，一臺動輒近百萬元。現(xiàn)在國產(chǎn)設(shè)備賣三四十萬元，性能停滯不前的進口設(shè)備賣二十萬元，只能靠低價搶占市場。”梁步閣說，“但消防官兵們更喜歡用國產(chǎn)設(shè)備，因為比進口的好用。”

自我超越無止境

從無到有，從跟跑到領(lǐng)跑，我國在超寬帶雷達生命探測領(lǐng)域終于走在了世界前列。

基于梁步閣團隊技術(shù)研發(fā)的最新體制多發(fā)多收雷達生命探測設(shè)備，已經(jīng)在多地示范應用推廣，初步實現(xiàn)小批量生產(chǎn)。“我們最新的雷達生命探測儀，不僅能一維測距，還能測角，從而實現(xiàn)三維準確定位。”梁步閣表示，未來應急生命救援領(lǐng)域?qū)懈珳省⒏咝У募夹g(shù)裝備出現(xiàn)。

2020年，面對新冠肺炎疫情，他的團隊又快速研制出我國首臺可應用于疫情防控的心肺檢測雷達，已在長沙黃花機場海關(guān)進行示范應用。

上述系列產(chǎn)品完全實現(xiàn)了技術(shù)自主可控。目前，國產(chǎn)雷達生命探測裝備累計銷售已超過2000臺套。

梁步閣說，雖然目前國產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)領(lǐng)跑于全球同行，但要在搶險救災等實際應用中達到百分百的可用可靠，還有非常漫長艱辛的路要走。于是，他將目標瞄準了設(shè)備智能化，“如果用手機打比方，現(xiàn)在的裝備還遠沒有進入智能機時代，這個領(lǐng)域技術(shù)進步是無止境的”。

在湖南省委、省政府高度重視下，通過湖南省科協(xié)、科創(chuàng)中國湖南中心的支持推薦，梁步閣團隊已啟動知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化和融資工作，進一步加快成果轉(zhuǎn)化。“讓躺在柜子里‘睡大覺’的專利，實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化、學以致用。”梁步閣說。

《中國科學報》 (2022-03-21 第4版 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化)