梁步閣:打造“透視眼”雷達 助力應急生命救援

2022-09-23 08:30

編者按:科學成就離不開精神支撐??茖W家精神是科技工作者在長期科學實踐中積累的寶貴精神財富。為大力弘揚科學家精神,湖南日報與湖南省科協聯合推出《科創湖南之星》專欄,通過講述我省優秀科技工作者的故事,營造尊重知識、崇尚創新、尊重人才、熱愛科學、獻身科學的濃厚社會氛圍。

  湖南日報全媒體記者 周陽樂 通訊員 劉柏豪

  【名片】

  梁步閣,中南大學自動化學院教授、博士生導師,湖南正申科技有限公司技術總顧問,主要從事微功率超寬帶雷達生命探測領域的裝備研發與產業化應用。曾獲得第二十四屆中國科協求是杰出青年成果轉化獎、2022年湖南省“最美科技工作者”等榮譽。

  【故事】

  僅需10秒左右即可初步判斷廢墟中有無幸存者,并在幾十秒內鎖定幸存者坐標……

  曾多次在搶險救災中立功的雷達生命探測儀,看上去就像一個16寸左右的小行李箱。

  9月20日,記者來到湖南正申科技有限公司,梁步閣拎著一個黑色行李箱模樣的雷達生命探測儀走了過來,介紹起這個小箱子的“前世今生”與“來龍去脈”。

  轉換賽道,他打造“透視眼”雷達

  雷達可御敵于千里之外。它通過發射電磁波對目標進行照射并接收其回波,由此獲得目標的方位、高度、距離、徑向速度等信息。

  梁步閣是妥妥的學霸,18歲保送進入國防科技大學,從此與雷達結緣;十年苦讀,一直到博士畢業。在博士研究生階段,他便研制出國內首臺30兆瓦全固態高重頻納秒級脈沖源。

  “脈沖源是超寬帶雷達發射機的核心部件。”梁步閣形容,“發射機相當于嘴巴,接收機相當于耳朵,處理機相當于大腦,合起來就是一部雷達系統。”此前,我國只能通過進口國外的脈沖源來進行相關實驗,費用昂貴。剛讀博士不久,導師讓他嘗試著研制國產的納秒脈沖源。

  說干就干!21世紀初,網絡搜索引擎還不發達,梁步閣跑遍了北京、長沙等地的幾大圖書館,才找到一些零星的論文和資料。壓力大、責任心強,他“爆”了一臉的青春痘??恐谎云Z的文獻資料和無數次的失敗嘗試,一年后,他愣是把脈沖源給干了出來。

  就在研究大功率超寬帶雷達有所成績并順利博士畢業的時候,他萌生了一個想法:傳統雷達只能看遠方,目標總是“高、大、快”;而超寬帶雷達在穿透性、抗干擾、近程探測等方面均具備獨特優勢,為什么不能讓它功率降下來,去看一些“近、小、慢”的隱匿目標呢? 同時,國家對人民生命安全的高度重視,給了他從事雷達科技創新、服務民生的勇氣。

  于是,他在空軍工程大學進行博士后研究工作時,轉換賽道,專注于研究在復雜介質環境下“近、小、慢”目標的雷達探測問題——打造“透視眼”雷達,讓它透過墻體、廢墟等介質去探測人的心跳呼吸等生命信號。

  就在梁步閣博士后研究工作不久,“5·12”汶川特大地震發生。他發現國外的雷達生命探測儀進入震區并發揮了很大作用,內心更加堅定了一個信念:加速研發國產超寬帶雷達生命探測儀!

  從跟跑到領跑,搶占雷達生命探測技術高地

  2008年9月,梁步閣依托國防科技大學和原湖南省消防總隊,申報了原公安部消防局重點研發計劃項目并成功獲批。一年后,兩臺樣機研制成功。

  “我干活還比較快!” 梁步閣用這句話概括整個樣機的研發過程。事實上,他經歷了多種方案反復迭代調整的不順利與苦悶。

  他帶領團隊曾連續3個月泡在實驗室,每天工作強度約15個小時;也曾為了推導演算雷達收發信號的時序邏輯,把自己關在辦公室里3天3夜。

  實戰見真章。2010年4月,青海玉樹發生地震,梁步閣安排人員帶著兩臺樣機前往救災現場。首次應用,便成功發現了3名被困人員,名不見經傳的國產雷達生命探測儀開始嶄露頭角。

  “雖然起步較晚,但一上場就可以與國外產品掰手腕!”說起國產機器性能,梁步閣特別有底氣。

  這些年來,梁步閣帶領團隊持續在超寬帶雷達目標探測理論、微動目標信號處理算法、收發硬件設計等方面取得一系列創新成果,團隊研制的雷達生命探測技術已從早期的單發單收,發展到多發多收、多模融合、分布式陣列等創新體制。

  目前,梁步閣團隊研發的雷達生命探測儀國內市場占有率達70%以上。而國外產品因性能迭代跟不上,很多方面達不到中國行業標準,即使價格比國產機器便宜,國內市場占有率也只有5%左右。

  “從無到有,從跟跑到并跑,再到領跑,我國在超寬帶雷達生命探測這個細分的高科技領域,搶占了一席之地?!绷翰介w表示,生命救援這條路沒有止境,很難預知下一個“考場”在哪,將面臨什么介質和什么樣的生命體征,只有不斷求索。

  他透露,團隊正在著手建設雷達生命探測數據中心,用實戰數據不斷訓練完善雷達算法,以為未來應急生命救援,提供更精準、更高效的裝備力量。

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