“救命”的雷達(dá)：技術(shù)轉(zhuǎn)化從“大”到“微”

■本報(bào)記者 李晨

“從理念到產(chǎn)品，我知道會(huì)很復(fù)雜，但沒想到這么難?！辈痪们?，憑借在雷達(dá)生命探測(cè)領(lǐng)域的科研和成果轉(zhuǎn)化貢獻(xiàn)，中南大學(xué)航空航天學(xué)院教授梁步閣獲得了第二十四屆中國(guó)科協(xié)求是杰出青年成果轉(zhuǎn)化獎(jiǎng)。

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(gè)詞。他覺得，“老是白干活”這層意思正好與他反復(fù)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(jì)價(jià)值是次要的，只要能夠挽救生命，自己的堅(jiān)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(dá)裝備探測(cè)空中高速目標(biāo)，追求的是更高、更遠(yuǎn)；救援場(chǎng)景下的雷達(dá)生命探測(cè)儀，是對(duì)廢墟介質(zhì)環(huán)境下的人體目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，屬于復(fù)雜介質(zhì)環(huán)境下的近、小、慢目標(biāo)探測(cè)問題，技術(shù)要求與前者截然不同，這也是雷達(dá)領(lǐng)域的世界難題。

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

“我潛意識(shí)里感覺到可以把超寬帶雷達(dá)的體積、功耗、成本降下來，用于復(fù)雜建筑物介質(zhì)環(huán)境中的生命探測(cè)?！睉{著科學(xué)興趣和理論基礎(chǔ)，在空軍工程大學(xué)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(dá)生命探測(cè)的研究之路。

不久，震動(dòng)世界的“5·12”汶川地震發(fā)生了。新聞報(bào)道中滿目瘡痍的受災(zāi)景象給梁步閣留下了深刻印象。同時(shí)他也發(fā)現(xiàn)，國(guó)外的雷達(dá)生命探測(cè)儀已經(jīng)應(yīng)用于救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)揮了巨大作用，這讓他更加堅(jiān)定了自己內(nèi)心的想法：研發(fā)國(guó)產(chǎn)超寬帶雷達(dá)生命探測(cè)儀。

與大型超寬帶雷達(dá)相比，生命探測(cè)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(gè)都不能少。更重要的是，應(yīng)急救援場(chǎng)景中，雷達(dá)波需要穿透墻壁、瓦礫等介質(zhì)，這與大型雷達(dá)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(guó)防科技大學(xué)與湖南消防總隊(duì)申報(bào)了原公安部消防局重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目并成功獲批。當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)雷達(dá)生命探測(cè)技術(shù)研究側(cè)重于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，缺少技術(shù)借鑒，梁步閣相當(dāng)于從頭開始。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、改進(jìn)、重新設(shè)計(jì)，一年后，兩臺(tái)樣機(jī)終于研制成功。

“設(shè)備管不管用，當(dāng)時(shí)心里并沒有十足的把握?！绷翰介w說，由于大家對(duì)剛剛誕生的國(guó)產(chǎn)設(shè)備信心不足，沒人愿意用。就這樣，樣機(jī)閑置了近一年。

2010年4月14日，青海玉樹發(fā)生7.1級(jí)地震，梁步閣想到他的設(shè)備或許可以為救災(zāi)出一份力，便立即安排人員將兩臺(tái)樣機(jī)帶到了救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，首次應(yīng)用便發(fā)現(xiàn)了3名被困人員。這次救災(zāi)也讓名不見經(jīng)傳的國(guó)產(chǎn)雷達(dá)生命探測(cè)儀收獲了信任。

救災(zāi)結(jié)束后，湖南消防總隊(duì)便率先采購了12臺(tái)該型設(shè)備。梁步閣認(rèn)為，這次采購意味著國(guó)產(chǎn)雷達(dá)生命探測(cè)儀邁出重要一步。

從跟跑到領(lǐng)跑

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

一開始，梁步閣研發(fā)的設(shè)備采用了國(guó)際上最先進(jìn)的高速等效采樣技術(shù)體系，并在此基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)，讓我國(guó)在雷達(dá)生命探測(cè)科技領(lǐng)域搶占了一席之地。之后，他在超寬帶雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)理論、微動(dòng)目標(biāo)信號(hào)處理算法、收發(fā)硬件設(shè)計(jì)等方面取得一系列創(chuàng)新成果，其研制的雷達(dá)生命探測(cè)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(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)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(shí)產(chǎn)權(quán)的基石，那么應(yīng)用就是實(shí)現(xiàn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)價(jià)值的通道?！绷翰介w團(tuán)隊(duì)研發(fā)的雷達(dá)生命探測(cè)儀在市場(chǎng)上真正站穩(wěn)腳跟，是源于一次次與進(jìn)口雷達(dá)的同臺(tái)競(jìng)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(jí)消防力量陸續(xù)帶著38臺(tái)進(jìn)口雷達(dá)生命探測(cè)儀進(jìn)入了災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)，僅有深圳市南山大隊(duì)西麗中隊(duì)攜帶了兩臺(tái)梁步閣團(tuán)隊(duì)研發(fā)的國(guó)產(chǎn)設(shè)備。

眼看72小時(shí)“黃金救援時(shí)間”即將過去，30多臺(tái)進(jìn)口雷達(dá)生命探測(cè)儀已對(duì)受災(zāi)區(qū)域進(jìn)行了多次探測(cè)，均沒有發(fā)現(xiàn)生命跡象，大型機(jī)械即將進(jìn)場(chǎng)。就在這時(shí)，操作國(guó)產(chǎn)設(shè)備的消防員傳來消息：“這個(gè)地方還有人！”

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

2016年，我國(guó)制定了雷達(dá)生命探測(cè)儀的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，此前一直暢銷中國(guó)市場(chǎng)的國(guó)外產(chǎn)品因相關(guān)參數(shù)不達(dá)標(biāo)，未能通過審核。

如今，在我國(guó)雷達(dá)生命探測(cè)儀市場(chǎng)上，國(guó)產(chǎn)設(shè)備占有率超過90%?！耙郧斑M(jìn)口設(shè)備壟斷中國(guó)市場(chǎng)，一臺(tái)動(dòng)輒近百萬元?，F(xiàn)在國(guó)產(chǎn)設(shè)備賣三四十萬元，性能停滯不前的進(jìn)口設(shè)備賣二十萬元，只能靠低價(jià)搶占市場(chǎng)?！绷翰介w說，“但消防官兵們更喜歡用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，因?yàn)楸冗M(jìn)口的好用?！?/p>

自我超越無止境

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

基于梁步閣團(tuán)隊(duì)技術(shù)研發(fā)的最新體制多發(fā)多收雷達(dá)生命探測(cè)設(shè)備，已經(jīng)在多地示范應(yīng)用推廣，初步實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)?！拔覀冏钚碌睦走_(dá)生命探測(cè)儀，不僅能一維測(cè)距，還能測(cè)角，從而實(shí)現(xiàn)三維準(zhǔn)確定位?！绷翰介w表示，未來應(yīng)急生命救援領(lǐng)域?qū)?huì)有更精準(zhǔn)、高效的技術(shù)裝備出現(xiàn)。

2020年，面對(duì)新冠肺炎疫情，他的團(tuán)隊(duì)又快速研制出我國(guó)首臺(tái)可應(yīng)用于疫情防控的心肺檢測(cè)雷達(dá)，已在長(zhǎng)沙黃花機(jī)場(chǎng)海關(guān)進(jìn)行示范應(yīng)用。

上述系列產(chǎn)品完全實(shí)現(xiàn)了技術(shù)自主可控。目前，國(guó)產(chǎn)雷達(dá)生命探測(cè)裝備累計(jì)銷售已超過2000臺(tái)套。

梁步閣說，雖然目前國(guó)產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)領(lǐng)跑于全球同行，但要在搶險(xiǎn)救災(zāi)等實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到百分百的可用可靠，還有非常漫長(zhǎng)艱辛的路要走。于是，他將目標(biāo)瞄準(zhǔn)了設(shè)備智能化，“如果用手機(jī)打比方，現(xiàn)在的裝備還遠(yuǎn)沒有進(jìn)入智能機(jī)時(shí)代，這個(gè)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)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(guó)湖南中心的支持推薦，梁步閣團(tuán)隊(duì)已啟動(dòng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化和融資工作，進(jìn)一步加快成果轉(zhuǎn)化?！白屘稍诠褡永铩笥X’的專利，實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化、學(xué)以致用?！绷翰介w說。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2022-03-21 第4版 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化)