天宫二号3D成像微波高度计取得重大成果

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天宫二号3D成像微波高度计取得重大成果

随着2月20日新一轮对地观测周期的

结束，天宫二号3D成像高度计已在轨运行

888天。迄今为止，天宫二号高度计已经获

得大量重点海区和典型陆地区域的观测数

据。初步研究表明，其对较大湖泊水位高度

变化的监测能力强于在轨的雷达高度计。由

于对水体高度敏感，天宫二号高度计展现了对海岸带的独特观测能力。

据悉，天宫二号高度计是继美国NASA 奋逬号航天干涉SAR（SRTM）试验（2000年）、欧空局测冰卫星Cryosat-2（2010年）的SIRAL之后国际上第三个星载双天线干涉雷达，同时也是迄今对地球逬行成像观测的电磁波频率最高的雷达，是国际上第一个突破传统星载高度计只能逬行星下点沿飞行方向一维线观测、刈幅只有数公里的局限，单侧幅宽达到数十公里、海平面高度相对测量精度达到厘米级、绝对测量精度达到分米级的宽刈幅雷达高度计（如果轨道高度800km 以上则能够实现单侧100km以上的观测幅宽）。经测试，所有工程指标和仪器性能指标均达到或超过任务要求，观测刈幅超过了35km,在没有搭载用于大气路径时延校正的微波辐射计的条件下，利用大气数值模型进行路径试验估计，使海平面相对测高精度达到8.2cm,在定轨精度为分米量级的情况下绝对测高精度达到21cm.海直风速测量精度约1.65m/s,波向测量精度优于15°o 天宫二号高度计实现了多方面的技术突破和创新：总体技术方面，在国际上首次试验验证了采用小入射角和短基线干涉测量技术，以及新型高度跟踪技术实现宽刈幅海平面高度厘米级测量精度的工作机理，并在国际上首次获得了三维海面形态观测结果；在高相干雷达系统的设计、仿真、研制技术以及高精度信号处理技术方面，雷达系统的干涉相位测量精度达到0.02°o所研制的高度跟踪器和自动增益控制算法实现了全球海

天宫二号高度计的幅度图像和三维髙程图

像与谷歌光学图像融合后的伪彩色图像

陆观测的自动切换和自适应跟踪与控制；在

单项技术方面，在国际上首次星载应用Ku

波段超过100W大功率脉冲固态功放；凭借

Ku波段高增益波导缝隙阵天线技术，实现

了一体化设计，加工和焊接的单体电尺寸达

到国内最大；推动实现了高保相成像算法、

高精度定位算法以及高精度干涉基线校正方

法等信号处理方法和算法。

新型超高导电材料的电导超石墨烯1000倍

2019年3月18日，Nature Materials

发表了复旦大学修发贤团队最新研究论文

---Ultrahigh conductivity in Weyl

semimetal NbAs nanobelts,该团队称已制

备出二维体系中具有目前已知最高导电率的

Weyl半金属材料一NbAs纳米带。

根据论文摘要，在二维系统中，高迁移

率通常是在低载流子密度的半导体和半金属

中实现的。然而，研究人员发现Weyl半金

属NbAs的纳米带即使在高载流子密度的情

况下仍然保持着较高的迁移率，所以，研究

人员提出了一种生长方法合成具有可调谐费

米能级的单晶纳米锯酸钦。由于较大的面体

比，二维表面状态产生了高的片状载流子密

度，即使体费米能级位于Weyl节点附近，

其表面电导可达5〜lOOS/口，超过了传统二

维电子气体、准二维金属薄膜和拓扑绝缘体

表面状态。通过理论验证，研究人员认为，

超高电导的起源归因于具有抗序性的费米

弧。费米电弧的低损耗特性对基础研究和潜

在的电子应用都具有重要意义。

据悉，这种材料的电导率是铜薄膜的

100倍，石墨烯的1000倍。同时，区别于

超导材料只能在零下几十度超低温下应用，

新材料砒化锯的高电导机制即使在室温下仍

然有效。这一发现也为材料科学寻找高性能

导体提供了一个可行思路，在降低电子器件

能耗等方面有重大价值。

复旦大学物理学系教授表示：“我们利

用氯化锯、碑和氢气3种元素把它们放在一

起进行化学反应来制备这种碎化锯纳米带。

这种材料表面有一个表面态，这个表面态允

许电子在上面快速地通行，可以说是创造了

一个绿色的通道，在低维尺度下就可以让电

子快速通过而降低能耗。”

中国学者研发仿生群体机器人登Nature封面

2019年3月20B,Nature封面发

布了一项重大工程学突破一一仿生物细胞

群体机器人问世。这个“粒子机器人”具

有超强的鲁棒性和更高的可扩展性，实

现了光向导运动和躲避障碍物，论文第一

作者为目前正在哈佛大学从事博士后研

究的李曙光（Particle robotics based

on statistical mechanics of loosely

coupled components,Nature,2019,567:

361-365）o

在生物系统中，大规模的行为可以通过

随机移动的小规模组件的集体耦合和协调来

实现。例如，在伤□愈合和癌症扩散的过程

中，活细胞聚集并集体迁移，研究人员正是

受到这些生物

机制的启发，

研发了一个集

体机器人系

统，其中确定

性运动是许多

松耦合的圆盘

形部件随机运

传感器世界2019.03

Vol.25NO.03Total

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