让雷达看清千米外小虫，让卫星带着“大脑”上天
　　海外想不到的雷达，他和团队搞出来了

人物档案

　　龙腾：北京理工大学传授、党委常委、副校长，教诲部长江学者特聘传授。恒久从事新体制雷达与及时信息处理惩罚规模的研究事情，出书学术著作2本，颁发SCI检索论文130余篇；牵头授权发现专利50余项；获国度技能发现奖二等奖2项（排名第一），国防和部队科技成就一、二、三等奖共8项， 2019年获何梁何利基金科学与技能进步奖，2020年获“全国创新争先奖章”。接受中国电子学会信号处理惩罚分会主任委员，是中国电子学会会士、英国IET Fellow、美国IEEE Fellow。

　　受访者供图

　　本报记者 张盖伦

　　云南，江城。一台空中昆虫生物迁飞探测雷达正在监测从缅甸偏向飞来的草地贪夜蛾。

　　这是北京理工大学雷达技能研究所研制的Ku波段高判别全极化昆虫探测雷达的第一代样机。它能在数公里之外，测出单只昆虫的体长、体重、航行角度和振翅幅度。

　　“全世界的雷达都做不了这个。”6月4日，龙腾接管科技日报记者采访时，提起这台雷达，自信且欢快。

　　龙腾是北京理工大学副校长、雷达技能研究所所长，也是我国雷达信息处理惩罚规模学术带头人之一。他语速快，但思路清晰，很少需要搁浅下来斟酌说话。讲起雷达，更是没有一点磕绊——这是他研究了三十年的对象。

　　前不久，龙腾得到“全国创新争先奖章”。创新，是流淌在龙腾以致北理工雷达技能研究团队血液里的对象。“我们一直勉励自由摸索。”龙腾强调。

　　千米认虫，为农业害虫防控提供支撑

　　1989年，龙腾进入北京理工大学时，我国雷达技能成长程度还相对落伍。“其时我们看到海外提出来的新想法、新机制，以为叹为观止，仿佛永远不行能追得上。”龙腾说，“但此刻，海外想到的工作，我们根基都能想到；而我们想到的许多对象，海外没有想到。”

　　一个典规范子，就是团队正在研制的探虫雷达。

　　该雷达可以或许在几公里之外判别单只昆虫的种别，可为我国农业害虫防控提供基本支撑。

　　一个有着悠久汗青的雷达研究所，怎么想到俯下身子去跟昆虫“比力”？这要从六年前说起。

　　那天龙腾回到所里，事恋人员汇报他，中国农科院的吴孔明院士前来造访，还留了张手刺。龙腾对此半信半疑：一个大院士怎么会连号召都不打，就本身过来了？

　　他上网一查，确有其人，赶忙把电话拨已往。本来，吴孔明想做监测昆虫迁飞环境的雷达，他知道北理工研制雷达的程度，两个单元只隔一条马路，他就直接找上门来。吴孔明一直想知道三件事：昆虫什么时候起飞；昆虫毕竟怎么飞；昆虫迁飞时在天上有成层现象，到底是怎么成层的？

　　传统的探虫雷达，可以或许探测的是虫群。但龙腾团队想做的探虫雷达，是探测单只昆虫。

　　虫子那么小，如何认“敌”于千米之外？若用传统要领，要在这样间隔上实现毫米级的丈量精度，雷达带宽获得达150G赫兹，以现有的雷达技能基础不行能实现。

　　团队选择了“曲线救国”——间接探测。一共用四台雷达，包罗一台天线长度达2.5米的相控阵雷达和三部2.5米天线的多频全极化雷达，一起锁定一只虫子。

　　龙腾比划着，极力用浅显语言表明：“雷达回波的巨细和丈量这个回波所用的频率之间，有一个对应干系，泛起为一条曲线。”这条曲线，是研究雷达的人都知道的知识。“我们丈量曲线上的几个频点，用它拟合、反演，猜测出虫子的长度。”

　　基于各人都知道的这种知识，团队提出了新机理，也就此开辟了全新的应用空间。

　　不外，这种想法实在太新，交通标牌设备，新得让人心里犯嘀咕。一开始申请立项时，连道理是否可行都遭到了否认。团队抓了一年虫子，在微波暗室验证了道理可行；厥后又去野外试验一年，验证了离开尝试室情况也行。2017年，探虫雷达终于获批国度重大科研仪器设备研制专项。

　　让卫星带“脑筋”上天，中国唯一家

　　领土线上，有龙腾团队的探虫雷达样机；在地球轨道上，就在此时而今，也运行着龙腾团队的成就——星上合成孔径雷告竣像处理惩罚系统。

　　雷达，跟人一样，有眼耳口鼻舌，可以收集信息；它尚有大脑，可以处理惩罚获得的信息。龙腾团队一直做的，就是武装和进级雷达的大脑。

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　　传统的遥感卫星信息获取链路是地面任务筹划、星上数据收罗、原始数据下传、地面处理惩罚后信息分发到用户。跟着我国高分遥感卫星技能的成长，星上获取的数据量呈几许级增长，海量数据需要传输、处理惩罚再分发，这就有一个突出问题——慢。

　　假如卫星能带着“脑筋”上天，它可以剔除无效信息，只需要传输最终功效，数据量可以大幅精简。这样一来，地面吸收数据的装置也能小许多。一艘船、一辆车甚至一个背上装备的人，都可以吸收。

　　但“脑筋”上天，约束条件太多，不能太重也不能太大，可用的处理惩罚资源只有地面的1/10到1/100。

　　“星上数据处理惩罚这个需求一直就有。2000年前后，我们就有一个以此为方针的预研课题。”但受到各类主客观条件限制，这在其时被认为“不行能”。不外，团队没有将这个想法抛之脑后，而是一直想步伐向前推进，团结新的技妙手段，设计新的蹊径。

　　算法、架构、芯片……关关惆怅关关过。用了十几年的时间，他们终于把这条路走通了。

　　“恒久以来环绕国度需求开展体系化创新，持之以恒地尽力，才最终促成了领先世界科研成就的降生。”龙腾说得刚强，“遇到坚苦，我们是不退的。”

　　不退，所以雷达技能研究所乐成构建了我国首个光学卫星星上处理惩罚系统和首个微波成像卫星星上处理惩罚系统。其形成的有效信息数据量仅为原始数据的千分之一，能从卫星直接广播给最终用户，延迟仅为分钟级。该技能成就于2018年得到国度技能发现二等奖。

　　系统已经稳稳当当运行了多年。龙腾说，应用单元对这套系统的评价是——革命性打破，超过式成长。

　　值得一提的是，今朝在轨卫星中搭载雷同系统的，中国事唯一家。

　　事情源动力不该来自外界，而是心田

　　龙腾教育的是一个布满创新活力的团队。团队得到过很多科技创新类奖项，攻陷过不少困难，在雷达规模享有盛名。

　　各人常聚在一起接头，交换思路，碰撞想法。团队不搞一言堂。“你们是相对平等的干系？”记者问。龙腾更正道：“我们是完全平等的干系。”

　　所里强调一点——做研究是要做成工作；不能反过来，为了文章和奖项去做研究。“不能虚，要踏踏实实。”龙腾说。

　　采访中，龙腾常提到本身的导师——雷达技能研究所的首创人毛二可院士。毛二可研究了一辈子雷达，如今已年过耄耋，仍天天僵持到研究所事情。“就像打卡上班一样，从早到晚。”所里的事恋人员说。

　　这种精力也感召着团队。

　　事情的源动力，不该该来自于外界，而应来自于本身的心田。“做我们这种研究，智力不是抉择因素，尽力才是第一位的。”没有乐成来得轻松。“30年下来，我把本身所有时间的90%放在了雷达研究上。”龙腾总结。

　　这么“拼”，仿佛是一种习惯。

　　龙腾从小就是学霸，16岁，他就考上了中国科技大学。要知道，那一年，12个省区的状元都选择了这所学校，校内可谓人才济济。

　　本科结业时，学的是无线电专业的他，盯上了其时在信息与通信工程压倒一切的北京理工大学，找到的是学院最有名的导师毛二可。龙腾的想法，标牌标识厂家，就是找最好的。

　　时间已过了三十年，但回想起本科，龙腾仍有些“铭心镂骨”——当年的他看了许多跟专业无关的人文类书籍。“周围的人都那么智慧，你还花许多时间干此外，可想而知，你的后果必定不是最好的。”他说。

　　到北京读研后，龙腾坚决放弃了下围棋、打桥牌这些淹灭时间的乐趣喜好，将更多精神放到了雷达研究上。“我接管不了本身不尽力。”他安静地说道。龙腾知道，阅读其他科目标书籍是须要的，尤其路要想走得远，常识面就不能窄。但假如能再来一次，他想了想，照旧说道：“我应该会在非专业类书上少花些时间。”

　　认真人如此自律且勤奋，雷达技能研究地址整个北理工，也以“要求严格”“事情辛苦”著称。“就立住你的端正，每每敢来、愿意来的，都做好了要在这拼搏的筹备。”龙腾强调，“来了，就要出格能战斗。”