



在我们生存的空间,存在着各类电磁波,既有自然界生成的电磁波等待人类收集分析,也有人为制造的电磁波。除广泛应用在大家熟知的军事、通信、医疗等领域外,电磁波所具备的非接触、宽频谱特性,使人类能够将其应用在多场景的探测中,有力促进了相关行业的发展。
中国电科作为电子信息行业的国家队和主力军,长期致力于对电波技术的研究、开发和应用,拥有22所(中国电波传播研究所)等国内专门从事无线电波传播的科研力量,研究涉及整个无线电频段,研究成果直接应用于雷达、通讯、测控、石油勘探等领域。
让交通更安全
随着社会的不断发展,交通建设也越来越发达,公路、铁路、桥梁、隧道等交通工程快速增加。与此同时,交通工程质量的重要性也愈发凸显。特别是近年来各地频繁发生道路塌陷等灾害事故,更是给交通安全带来了严重威胁。可以说只有交通工程质量可靠,人们日常出行才有安全保障。
传统的交通工程测量方法通过钻芯取样等方式完成的,往往费时、费力,代表性和经济性不佳,亟需发展新的测量手段。
为此,中国电科研发了隧道检测雷达、道路检测雷达等多类检测雷达系统,以拥有完全自主知识产权的多通道超宽带探地雷达阵列检测技术为核心,融合高清晰图像和激光阵列等当今先进传感器技术,辅以GPS定位和DMI测距装置,可对各类交通工程进行深度“CT”扫描,实现“由表及里、由浅入深”的高速精确探测,提前发现潜伏的沉陷、空洞及结构层破碎等危害,并将其位置、深度和范围等检测信息录入数据库,向管理部门提供施工和养护综合查询及管理平台并提前预警道路塌陷灾害。
以道路检测为例,系统可根据实际探测的需求进行配置优化,实现诸多功能:如探测道路土基空洞、脱空、沉降等结构病害缺陷;对路面进行高速连续拍摄,由分析软件对道路表面裂缝、修补、沉降及异物进行识别、统计;辅助道路病害的现场精确定位等。该技术已分别在青岛、深圳、哈尔滨、西安、大连、福州、石家庄等多个城市进行道路层厚及缺陷的普查工作。
让建筑更可靠
建筑工程的施工质量有着非常重要的意义,而其特殊性决定了不能以传统破坏性测试的方式对其进行质量检测,因而先进可靠的无损检测技术对建筑工程质量尤为重要。
中国电科研发的建筑物质量检测设备,通过创新运用电磁波特性,能够在保证不损害被检测对象使用性能的前提下,及时的发现被检测对象的缺点和不均匀性隐患进行检测,有效的提高检测工作的效率。建筑物改造或安装时,也可事先对电线电缆、煤气管道等预先埋设物探测定位,提高工作效率的同时,避免施工事故的发生。
根据这一原理,中国电科还有针对性的研发出了建筑安保探测设备,可在重大活动中对重点建筑物的地下或墙体内异常物体和危险品进行探测。
让城市管线更清晰
随着我国城市建设的高速发展,城市地下空间的建设也进入了高速发展。地下隧道、管廊等已成为城市的基础配置。但当前地下管线建设检测还存在诸多问题,对城市进一步规划建设造成影响,因而急需先进可靠的地下管线探测技术。
中国电科研发的地下管线电磁探测设备,采用超宽带雷达技术,基于高频电磁波反射原理对地下金属和非金属管线进行探测,具有分辨能力强、灵敏度高、探测深度深、操作简单等诸多优点。同时设计了专用处理软件,通过数据处理、分析、解释、成果编辑,形象直观地再现探测对象的内部结构,实现目标属性的定量分析。当前已广泛应用于环保领域的排污暗管探查、市政管网普查、铁路和道路沿线管线调查等领域,也可进行城市地下空洞塌陷、采空区等特殊区域探测。
让考古更轻松
考古与遗址保护是极为重要的课题,特别是当前建设规划快速推进与考古速度间的矛盾愈发突出,有必要设计一套安全、便捷、经济的考古调查方法,尽早探测认识埋藏文物,进行文物遗址的研究保护。
中国电科研发的文物保护和考古探测设备,能够使用电磁波手段,让沉睡地下的文物映现在显示屏上,在不挖掘的前提下直接探测地下遗迹、遗物的新考古技术,可以提高挖掘现场位置、规模的勘测精度,特别是在探测未发掘过的遗迹方面能发挥重要作用,也可用于文物建筑物病险及加固探测。
让生命救援更及时
我国是全球大陆性地震最活跃、灾害损失最严重的国家之一。当灾难发生时,生命可能被掩埋在瓦砾和断壁残垣下,高效、快速的生命检测技术极为需要,而传统的光学、红外、声波生命探测仪都有一定的局限性。
中国电科研发的雷达生命侦测仪基于电磁波反散射原理,采用超宽带雷达和非接触式生命特征信号提取识别技术,通过超宽带天线向外辐射短脉冲电磁波,该电磁波可穿透土壤、砖块、混凝土等非金属介质障碍物照射到人体生命体,人体生命体由于呼吸、心跳等产生的体表微动会对短脉冲电磁波产生调制并反散射至雷达端经超宽带接收天线所接收,并经过一系列的信号处理提取出该生命特征信号,从而实现雷达式非接触生命探测。
中国电科成功研制了国内首台LTD-90A型雷达生命探测仪,参加过“5.12”汶川大地震的搜救工作,共发现有生命迹象的废墟30余处,并由救援队成功救出20余人。之后研制的LTD-90B型雷达生命探测仪参与了玉树地震以及巴基斯坦雪崩救援行动。目前,生命探测雷达系列在国内已经销售超千余套,市场占有率80%以上,产生了良好的社会和经济效益。LTD-90系列雷达生命探测仪2014年度获得国家科技发明二等奖。
让石油探测更高效
中国电科具备测井、录井、随钻仪器研发和生产制造能力,能够研制与生产数控测井仪、综合录井仪和随钻测量仪三大系列上百个品种的石油电子产品。
研发生产的电磁波随钻测量系统,能以特殊形式的天线,在钻井的过程中产生电磁波,将井下实时测量信息从井下到地面传输,帮助钻井工程师控制钻井轨迹,达到提速增效的目的。能够利用电磁波在传播过程中的幅度衰减、相位变化与周围介质电参数的关系,实现地层电阻率和介电常数的测量,用于储层解释与评价。
让空中电波有价值
中国电科形成了由19个电波观测站组成的国家级电波环境观测网,积累了自上世纪40年代以来电波环境观测数据和电波传播实验数据、以及国际合作交换来的数据,通过分析与应用,使电波观测数据发挥了巨大价值。电波环境观测网先后参与了“两弹一星”和载人航天等国家重大科技工程,解决了无线电技术发展中的大量关键电波传播问题。还长期坚持向国家部门和用户发布电离层观测和预报数据,及时准确的掌握电波环境的现状及变化,通过环境特性分析和影响评估,使用户趋利避害,以有效利用电波环境条件,同时规避灾害性电波环境事件,以便高效开展短波通信等业务;为重大科学工程“子午工程”(全称东半球空间环境地基综合监测子午链)提供观测基础设施,以便科研人员了解空间环境中灾害性电离层天气的变化规律,服务于电离层天气预报;与国家地震局共享电离层观测数据,用于地震前兆研究分析。
随着电磁波研究实力的不断增强,中国电科将持续加强电磁波技术在电子工程、通信工程、新能源等领域的应用扩展,形成产业优势,进一步造福国民经济与社会生活。