我国气象雷达行业：渐渐进入相控阵雷达阶段 双偏振＋有源相控阵或为发展主流

一、行业相关概述

气象雷达属于主动式微波大气遥感设备，是专门用于大气探测的雷达，是用于警戒和预报中、小尺度天气系统（如台风和暴雨云系）的主要探测工具之一，由天线、发射机、信号处理机、数据处理机、显示器等组件构成。气象雷达多用于气象站，监测并收集云中含水量、降水强度、风场、云和降水粒子相态以及闪电等信息，广泛应用于天气预报以及农业、水文、海洋、航空等领域。

按照波段长短划分，气象雷达主要包括S/C/X波段雷达。S/C波段雷达波长相对较长、探测距离大于400千米，X波段雷达波长相对较短、探测距离在100千米以内。而雷达的波段越长、搜索范围越大、探测精度则会降低，因此在近地层X波段雷达具有更高的监测效应。

按天线扫描方式划分，气象雷达包括机械扫描雷达和相控阵雷达。机械扫描雷达是通过机械台的旋转将一个位置发射的信号波实现多方向、多目标探测，但机械转动效率低、探测区域和探测目标有限、与日趋复杂的电磁场发展方向相悖。

相控阵雷达是由多个小单元天线组成的“阵元”实现多信号波的发射与接收，相比较机械扫描雷达，其反应速度快、更新速率高、多目标追踪能力强、分辨率更高，因此相控阵雷达更具技术优势。

资料来源：观研天下整理

气象雷达产业链结构较为清晰，其上游为零部件供应商，主要为天线、发射机、信号处理机、数据处理机、显示器等；游为气象雷达设备；下游主要应用于气象站检测。

资料来源：观研天下整理

二、行业市场发展情况

1、行业技术快速发展，保有量不断增长

气象雷达作为气象监测的重要手段，在突发性、灾害性的监测、预报和警报中具有极为重要的作用。气象雷达可实现“监测精密、预报精准、服务精细”的重要“利器”，在提高强对流天气监测预警能力、筑牢气象防灾减灾第一道防线中具有特殊地位。

近年随着经济社会的快速发展、人民生活水平的不断提高以及政府对气象雷达扶持政策的相继出台，我国气象雷达行业技术快速发展。根据相关资料显示，截至2016 年底已经完成了我国 233 部新一代天气雷达建设，基本建成了全国新一代天气雷达网。但其中多为S、C波段天气雷达的部署。2022年我国新增67部天气雷，总保有量达到299部，全国雷达监测覆盖率提升3.3%。重点强化西部易受灾地区和人口聚集地区监测能力，西部地区监测覆盖率提升6.5%。

数据来源：观研天下整理

2、与欧美发达国家相比，国内气象雷达网建设在技术可持续发展、雷达探测能力等方面仍存在差距

虽然近年我国气象雷达行业技术不断发展，但与欧美发达国家相比，我国气象雷达网建设在技术的可持续发展、雷达探测能力等方面存在差距。数据显示，2013-2021年我国天气雷达观测业务站点数量从212个增长至303个；其中在基于S/C波段的新一代天气雷达的建设方面，2016年已部署233台、截至2023.03.24共部署242台，规模扩张程度有限。

数据来源：观研天下整理

另外当前国内部署的S/C波段新一代天气雷达仍多以单偏振+机械式扫描技术为主。而单偏振技术在获取降水粒子的形状、尺寸大小、相态分布、空间取向以及降水类型等方面的信息精确度有限，机械式雷达体扫时间达6分钟、响应速度低效。由此可见，国内目前的气象雷达网探测能力有限，近地面1km高度探测覆盖率为20%左右(2017年美国达35%)，对中小尺度天气的检测能力不足、精细化程度不高，不能准确识别降水类型，雷达数据产品不够完善。

对此国家不断国家持续出台政策给予支持，推动行业技术发展，持续深耕完善气象雷达网的建设。例如2017年国家发布气象雷达发展专项规划(2017-2020年)中明确提出要提升天气雷达观测能力使全国近地面1km高度的雷达探测覆盖范围在原有基础上提高约20%，定量估测降水精度提高到80%；2021年中国气象局针对强化气象监测预报预警能力、补短板强弱项明确提出新建86台X波段天气雷达，实现在一定程度上消除观测盲区的目标；2022年2月中国气象局发布《中国气象科技发展规划(2021-2035年)》明确提出对多极化、相控阵技术天气雷达系统的研发；2022年7月，中国气象局计划2022-2024年将聚焦龙卷、雷暴大风、冰雹、短时强降水四类强对流天气开展雷达观测试验。

3、发展逐渐进入相控阵雷达阶段，双偏振＋有源相控阵或为行业发展主流

根据观研报告网发布的《中国气象雷达行业现状深度研究与发展前景预测报告（2024-2031年）》显示，目前我国布网的气象雷达主要为新一代天气雷达，包括多普勒机械式扫描天气雷达、S波段多普勒天气雷达、C波段多普勒天气雷达。随着粤港澳大湾区组建国内首个超高时空分辨率的X波段双极化(双偏振)有源相控阵雷达天气观测网，标志着我国气象雷达的发展逐渐进入相控阵雷达阶段，而双偏振＋有源相控阵或为气象雷达行业发展主流。

据了解，相控阵雷达包括有源和有源两种。其中有源相控阵雷达的每一个T/R模组均可实现发射和接收，从而有效降低雷达的故障率、提升性能，提高雷达工作效率，据相关数据显示，2010-2019年我国有源相控阵雷达占雷达总产值的比例从20%增加至68%，而无源相控阵雷达占比从49%下降至6%。由此随着粤港澳大湾区对X波段双极化(双偏振有源相控阵雷达天气观测网建设的落地，近地层气象探测的部署以及“双偏振+有源相控阵”对“单偏振+机械式”技术的替换已悄然而至。预计未来“双偏振+有源相控阵”或为行业发展主流。（WW）