巡天观雨有“双睛”

原标题：巡天观雨有“双睛”

风云三号G星在轨示意图。图片来源：中国航天科技集团九院704所

听到火箭点火升空的轰响，正在测试厂房检查数据的杨润峰百感交集。

“就像养育多年的孩子，突然间真的离开你了。”日前接受科技日报记者采访时，他这样回忆雷达上天时的感觉。

今年4月16日，我国首颗降水测量专用卫星风云三号G星发射升空，其主载荷是由中国航天科技集团九院704所研制的我国首套星载Ku、Ka双频降水测量雷达。截至记者发稿时，该雷达凭借犀利的“双睛”，已成功探测到全球中低纬度地区降水的三维精细结构，捕捉到“玛娃”“泰利”等台风降雨系统的三维立体结构。在8月份的华北暴雨雨情中，该雷达精准探测到降水三维精细结构信息，为防灾减灾提供了宝贵的观测数据。

作为704所风云三号G星降水测量雷达主任设计师，杨润峰和同事们为该产品辛勤奋斗了17年。当年意气风发的青年，如今已生出华发。

“双管齐下”造雷达

我国处于北太平洋西部台风活动带，台风暴雨内涝一直是部分地区面临的主要自然灾害。

获取降水资料，过去主要借助雨量计、地基雷达等手段，但受设备数量和分布位置限制，大范围高空间分辨率的地面降水信息很难得到。1997年，美日联合发射装载降水雷达的TRMM（热带降雨测量任务）卫星，开创了星载雷达探测降水的先河，也为我国新一代低轨风云气象卫星发展提供了借鉴思路。

21世纪初，704所科研人员开始搜集材料，对星载降水雷达开展前期研究。他们敏锐地觉察到，相比TRMM卫星所用的单频雷达，双频降水雷达在实际应用中效果更好。

“Ku、Ka双频降水测量雷达，能将雷达观测分辨率高和卫星观测范围广的优势结合起来。”704所微波遥感技术研究室主任江柏森介绍，Ku频段有利于探测强降水，Ka频段有利于探测弱降水，两者同步工作可以扩大降水探测能力，哪怕是每小时0.2毫米的毛毛雨，也能精准感知。

此外，利用降水粒子对不同频段雷达信号散射不同的特性，双频测量可以分辨雨、雪、冰雹等，探测降水过程中的液态、固态变化，这在气象应用中十分重要。

当时，美日联合实施的全球降水观测计划（GPM）启动不久，星载双频降水雷达在国际上也处于探索阶段。“那时我们就想，要做就做最好。”江柏森说。

在2006年举办的气象卫星发展论坛上，研制国产降水测量卫星成为共识。704所奋勇“揭榜”，扛下了卫星主载荷降水测量雷达的研制重任。

千方百计做“标尺”

这是我国首次研制星载降水测量雷达，方向新、技术也新，科研工作面临诸多挑战。

“该雷达各项指标要求非常高，有些要求在当时国内相控阵雷达产品上前所未有，设计、加工、制造困难重重。”杨润峰说。

更难的是该雷达的定量化要求。杨润峰介绍，以等效辐射功率为例，常规的雷达只是要求辐射功率大于指标即可，至于具体是多少通常不作要求。但对定量化雷达来说，必须对雷达系统参数作精确定标，它要成为一把标尺，测量强度是多少、强度波动是多少，都要有衡量标准。

这是研制团队第一次做定量化雷达。怎样把“尺”做准，他们只能慢慢摸索。

2010年7月，杨润峰和同事们带着产品样机到四川进行测试调试。正值盛夏，天气闷热潮湿，蚊虫更是肆虐。杨润峰清楚地记得，野外调试时，一位同事没戴手套，仅右手手背上就被叮了26个包。

当年9月，测试调试初步完成，研制团队又马不停蹄奔赴江苏盐城，开展机载挂飞试验。