2024年纳睿雷达研究报告:专注相控阵雷达十余载,产品应用领域加速拓展

  • 来源:太平洋证券
  • 发布时间:2024/09/14
  • 浏览次数:5973
  • 举报
相关深度报告REPORTS

纳睿雷达研究报告:专注相控阵雷达十余载,产品应用领域加速拓展.pdf

纳睿雷达研究报告:专注相控阵雷达十余载,产品应用领域加速拓展。掌握有源相控阵雷达关键核心技术,国内领先的雷达系统解决方案提供商。广东纳睿雷达科技股份有限公司是我国掌握自主知识产权全极化多功能有源相控阵雷达关键核心技术并实现了产业化的高新技术企业,也是全球为数不多掌握从微带贴片阵列天线、射频前端、数字中频后端、信号处理、数据融合到雷达数据产品开发等相控阵雷达设计制造、雷达软件生态和雷达算法服务全价值链系统解决方案提供商。公司的主要产品为X波段双极化(双偏振)有源相控阵雷达及配套的软硬件产品及算力算法服务,目前主要应用于气象探测、水利测雨领域,并逐步向民用航空、海洋监测、公共安全监测等领域拓展。相...

一、 掌握有源相控阵雷达关键核心技术,国内领先的雷达系 统解决方案提供商

广东纳睿雷达科技股份有限公司是我国掌握自主知识产权全极化多功能有源相控 阵雷达关键核心技术并实现了产业化的高新技术企业,也是全球为数不多掌握从微带 贴片阵列天线、射频前端、数字中频后端、信号处理、数据融合到雷达数据产品开发等 相控阵雷达设计制造、雷达软件生态和雷达算法服务全价值链系统解决方案提供商。

(一) 专注相控阵雷达十余载,海归技术团队奠定发展基础

公司自 2014 年 5 月成立以来,一直专注于提供全极化有源相控阵雷达探测系统解 决方案,先后获得国家级高新技术企业、国家级专精特新“小巨人”企业、省级相控阵雷 达系统工程技术研究中心、省级企业技术中心、省级工业设计中心等殊荣。目前,公司 产品已广泛应用于气象探测、水利测雨领域,并逐步向民用航空、海洋监测、公共安全 等领域拓展,在全国十多个省、自治区、直辖市及香港特别行政区完成了百余套雷达系 统的布设及运行。2023 年,公司在上海证券交易所科创板上市。

公司第一大股东珠海加中通科技有限公司是 XIAOJUNBAO(包晓军)与 SULINGLIU(刘素玲)夫妇合计持股 98.36%的外商投资企业,截至 2023 年年度报告 持有上市公司 41.56%股份,为公司的共同实际控制人。

公司创始团队由海归博士科学家和资深工程师技术团队组成,分别具有全球雷达 巨头、世界 500 强芯片企业和北美微波国家重点实验室技术背景,是广东省引进的“创 新创业团队”。其中,公司创始人包晓军在 2006 年 6 月至 2013 年 5 月在美国雷神公司 (加拿大)担任工程师。经过近十年的雷达研发和系统应用工作,包晓军全面系统地掌 握了国际先进的雷达设计理念、技术、工艺和管理应用,于 2014 年回国创立纳睿雷达 公司。除了担任公司董事长、总经理之外,包晓军目前还兼任中国气象局气象探测中心 特聘专家、科学技术委员会委员、中国雷达气象学会雷达气象学委员会副主任委员、广 东省气象探测数据中心特聘专家等。 公司的技术团队核心成员具有国外多年的雷达或通信等相关工作和研究经历,具 备成熟的技术以及技术产业化的能力和持续研发的能力,已经积累了丰富的实际工作 经验,熟悉国际跨国公司和国内公司的运作、管理,并且随着雷达产品的稳定量产并实现规模化销售,公司也逐步培养建设了一支技术型和技能型并重的雷达生产人才队伍, 为扩大公司在行业内的竞争优势奠定了坚实的基础。

(二) 整体营收规模保持平稳较快增长,募投项目助力业绩迈上 新台阶

公司的主要产品为 X 波段双极化(双偏振)有源相控阵雷达及配套的软硬件产品 及算力算法服务,目前主要应用于气象探测、水利测雨领域,并逐步向民用航空、海洋 监测、公共安全监测等领域拓展。

(1)雷达设备

公司自主研发的 X 波段双极化(双偏振)有源相控阵雷达设备属于公司全极化有 源相控阵雷达技术的具体应用,可满足气象探测、水利监测、民用航空、森林防灾、海 洋监测、公共安全等不同领域应用需求,并建立了完整的服务体系。

(2)雷达软件

雷达软件是雷达海量数据应用的重要支撑,为了让客户更便捷的使用雷达数据,充 分挖掘雷达数据信息,获取更智能的雷达数据产品,公司建立了完整的雷达算法软件应 用体系,能够为用户提供雷达控制、数据处理、产品生成、产品应用等全流程软件服务, 响应用户多场景的雷达应用需求。公司的雷达软件产品主要可分为单机雷达配套软件 和雷达组网协同观测软件。

(3)算力算法服务

公司自主研发的分布式高速数据处理平台是专为海量气象数据存取和处理而设计 的软硬一体化数据处理平台,能够提供高速的数据存取服务和高性能计算服务,数据处 理能力比普通服务器大幅提升,能够很好支撑相控阵天气雷达的高时空分辨率数据处 理的应用需求。

近年来,公司整体营业收入保持平稳较快增长。2019-2023 年公司营业收入的年复 合增长率为 19.28%,综合毛利率水平维持在 75%以上。2023 年公司实现归母净利润 6330.2 万元,较上年同期减少 40.25%。主要原因是:(1)公司 2023 年度加大了研发 投入;(2)开拓新市场导致销售费用的增加;(3)行业竞争加剧;(4)2023 年公司 收到的政府补助金额减少;(5)基于谨慎性原则,公司 2023 年度计提了资产减值准 备。截至 2024 年 6 月 30 日,公司新增项目已经签署合同金额约为 5.4 亿元。由于多数 合同集中在 5-6 月份完成签署,随着四季度产品交付和项目回款高峰的到来,公司业绩 有望恢复增长。

公司 2023 年 IPO 募集资金项目主要用于全极化有源相控阵雷达研发创新中心及产 业化项目下设的两个子项目,即全极化有源相控阵雷达产业化项目与雷达研发创新中 心项目,并补充流动资金。 (1)全极化有源相控阵雷达产业化项目:本项目系对公司现有业务开发能力和交 付能力的提升,公司将运用募集资金构建现代化的生产车间,购置生产所需的先进的智 能化设备,同时利用先进的研发设备、生产设备、检测设备提升公司在相关产品方面的 智能生产及质量检测能力,提升产品的品质,增强公司产品的市场广东纳睿雷达科技股 份有限公司招股说明书竞争能力。 (2)雷达研发创新中心项目的实施系对公司核心技术整体水平的提升,将设置综 合部、软件事业部、数字部、射频部、机械部、预研部、实验室和创新中心,同时购置 先进的实验研究设备,改善公司研发基础设施。本项目的实施将提高公司的技术研发能 力,提升产品研发能力,缩短产品研发和交付期限,提升公司在该领域市场竞争力。

我们认为,这些募投项目都是围绕主营业务展开,有助于保持公司在全极化有源相 控阵雷达产品的技术优势和市场竞争力,符合公司的发展战略,随着募投项目的陆续达 产,公司整体盈利能力有望迈上新台阶。

二、 雷达产业方兴未艾,军民市场空间广阔

雷达(Radar)是无线电探测和定位(Radio Detection and Ranging)的缩写,即用无线电 的方法发现目标并测定它们的空间位置,也被称为“无线电定位”,是一种利用电磁波 探测目标的电子设备,通过发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至 电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。雷达的主要结构 包括为发射机系统、组件开关、接收器系统、信号处理系统、天线系统、雷达电源组成。 其中收发系统、信号处理系统和天线系统为核心结构。

(1)天线。辐射大功率信号,接收目标散射回波信号。 (2)波形产生器,也称频率综合器(简称频综)。产生 10mW ;到 1W 量级的射频激励 信号,同时给雷达接收机提供相干本振信号。 (3)发射机,即高功率发射部分。对射频激励信号进行放大、滤波,输出功率一般 在 100W 到 1mW 的量级。 (4)接收机,即低功率接收部分。接收信号功率一般在 uWw 到 mW 的量级,对接收信号进行放大、混频、滤波等。 (5)信号处理机。对回波信号进行相应的处理,提高目标回波的信噪比,同时抑制 杂波和干扰,并检测目标。 (6)数据处理机。对检测结果进行航迹管理与跟踪滤波。 (7)终端显示与数据传输。显示回波信号的原始视频、点迹,上传目标的点迹信息。

雷达早期发展主要来自军事需求。军用雷达是用于军事目标的雷达,是一种利用电 磁波探测目标的军事设备,它通过发射电磁信号并接收从目标反射回来的信号测量目 标的位置参数、运动参数并提取目标的有关技术。军用雷达是专门为特定的军事用途而 设计制造的无线电探测和定位装置,它是获取陆、海、空、天战场全天候、全天时战略 和战术情报的重要手段之一,是防天、防空、防海和防陆武器系统和指挥自动化系统的 首要视觉传感器,因此在警戒、侦察、敌我识别等方面获得了广泛应用。

从 20 世纪初诞生以来,军用雷达技术先后经历了二次世界大战、冷战军备竞赛、 新军事革命等战争场景的考验,其体制、理论、方法、技术和应用都已得到提高。简单脉冲雷达、脉冲多普勒雷达、相控阵雷达、数字阵雷达等军用雷达依次出现,也不断拓 展着军用雷达的边界。针对下一代战争的特点和态势感知系统完成远程探测、稳定跟 踪、精确制导和武器攻击的使命任务,未来雷达系统需要具有体系协同、多功能多任务、 精细处理、智能决策的能力,不断向智能化、数字化转型。

目前,我国雷达整体发展技术水平与美国仍存在较大差距。以美国 F-35 机载雷达 为例,F-35 飞机的综合电子战系统(IEWS)具有雷达告警、信号收集和分析,被动式 辐射定位和电子对抗能力,该综合电子战系统综合了机载 AN/APG-81 有源电扫描相控 阵雷达(AESA)、通信、导航、识别系统(CNI)和光电分布式孔径系统(EODAS)。 在工作中,F-35 可利用其综合电子战系统中的雷达告警接收机(RWR)与其机载雷达 相配合工作,雷达告警接收机能为雷达提供敌机精确的目标方位指示,既提高了雷达的 工作效能,又缩短了综合电子战系统的反应时间。 除了军事用途之外,雷达的高精度探测能力使其在民用领域也有巨大的应用潜力。 随着雷达技术的发展以及雷达性能的提高,特别是计算机、高功率发射器件以及高速信 号处理等技术的快速进步,雷达在民用领域的应用范围不断扩大,目前主要用于空管、 气象、遥感、交通等领域,应用方向不断趋于细分化和精准化。

目前,全球雷达行业发展整体趋于成熟,随着行业技术不断迭代更新趋于成熟稳 定 , 产 业链 也 日益 完善 , 全 球雷 达 行业 的市 场 规 模也 随 之不 断增 长 。 根据 MarketsandMarkets 的数据显示,北美是全球民用雷达最大的区域市场,达到了 40%。 美国的民用雷达产业由于先发优势在全球处于领先位置。从气象雷达来看,由于美国西 部地区山地较多,因此普通的气象雷达作用较小,从而选择了波长较长的空中交通管制 雷达来监测天气。据预测,2026 年北美地区民用雷达市场规模约为 59 亿美元左右。

随着发展中国家近年来的崛起,基建的建设、进出口贸易的火热以及中小企业的蓬 勃发展,亚洲民用雷达行业的发展将会处于一个高速发展阶段,特别是投资回报率的攀 升更加带动了亚太地区民用雷达行业的快速发展,与北美地区的行业差距将逐渐缩小。 据预测,2026 年亚太地区民用雷达市场将达到 52 亿美元左右。

三、 相控阵雷达优势明显,应用领域加速拓展

相控阵雷达是由大量相同的辐射单元组成的雷达面阵,每个辐射单元在相位和幅 度上独立受波控和移相器控制,能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向。雷达工作 时发射机通过馈线网络将功率分配到每个天线单元,通过量独立的天线单元将能量辐 射出去并在空间进行功率合成,形成需要的波束指向。相控阵雷达最早是基于军事需求 而研制的,主要目的是为了实现对洲际导弹的预警。经过近几十年的不断探索,不同用 途的雷达逐渐开始采用相控阵技术。较之传统雷达,主要有以下 4 个优点:1)波束指 向灵活,能实现无惯性高准确率扫描;2)单个雷达可同时形成多个独立波束,同时实 现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等任务;3)目标容量大,可在空域内同时监视 数百个目标;4)在复杂目标环境的适应能力、抗干扰性能好,即使少量组件失效仍能 正常工作。目前,军用雷达已经广泛地采用了相控阵技术,几乎所有的陆基、海基、空 基和天基均有相控阵雷达产品。由于在各种天气现象的快速识别和探测过程中相比传 统机械雷达显示出了不可比拟的性能优势,相控阵雷达受到世界上大多数国家和包括 世界气象组织在内的气象、水文、空管和相关学科的国际组织的高度重视,目前在民用 领域的应用已处在起步阶段。

我国相控阵雷达的发展起步较晚,目前主要应用于军事、航天等军用领域,高昂的 制作成本限制了相控阵雷达进一步市场化的应用,民用相控阵雷达发展相对缓慢。为了探索拥有自主知识产权的相控阵天气雷达系统,我国开展了相控阵技术在天气雷达领 域的相关研究。同国外相比,我国的相控阵天气雷达研究相对较晚,在近些年的研究中 已经取得了初步成果,并在积极地向应用化研究和业务化发展的方向推进。随着民用雷 达被越来越广泛地应用于各个领域,以及相控阵雷达技术优越性的不断凸显及其制造 成本的不断下降,除了气象探测领域之外,相控阵雷达在水利防洪、民用航空、海洋监 测、公共安全等其他民用领域的市场也将逐步培育和扩大。

纳睿雷达是掌握全极化有源相控阵雷达关键核心技术并较早实现双极化(双偏振) 有源相控阵雷达产业化的企业,目前公司的主要产品为 X 波段双极化(双偏振)有源 相控阵雷达,主要应用于对中小尺度、快速形成、生消迅速、致灾性强的强对流天气进 行探测、监视和预警,并在粤港澳大湾区组建了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。公司主营相控阵雷达系统研究及其应用被 中国雷达行业协会鉴定为“国际先进水平”。公司自主研发的相控阵雷达系统产品荣获 “2023 年第十届世界雷达博览会金奖”;公司联合客户单位申报的《《多波段天气雷 达网时空数据融合算法与产品应用》项目荣获首届全国气象雷达应用大赛一等奖;公司 “X 波段双极化(双偏振)有源相控阵天气雷达系统关键技术及其应用项目”荣获 2023 年度中国雷达行业协会科技进步一等奖。公司的软硬件及算法产品都具有很强的市场 竞争优势。

(1)雷达设备: 公司的 X 波段双极化(双偏振)有源相控阵雷达设备主要涵盖了气象探测、水利 测雨、民用航空、海洋监测、公共安全监测等领域,产品种类较多,应用场景广泛。在 气象探测领域,公司是国内较早研制 X 波段双极化(双偏振)有源相控阵气象雷达并 实现产业化的企业,在 2018-2021 年度国内同类型产品中的累计中标数量排名第一。产 品主要应用于对中小尺度、快速形成、生消迅速、致灾性强的强对流天气进行探测、监 视及预警等。

公司的雷达设备产品采用相控阵技术和极化技术相结合,可实现多个领域的应用, 具备替换传统老旧雷达的潜能。公司掌握的全极化有源相控阵雷达技术,突破了多功能 相控阵雷达的研制壁垒:①公司采用全固态和商用现货 COTS 系统设计,实现雷达系 统的高度集成、小型化和低成本;②公司将相控阵技术与极化技术相结合,获得高时空 分辨率的雷达观测数据,提高了雷达系统的探测性能,提升了对不同类型目标的识别能 力;③公司掌握的全极化有源相控阵雷达技术有助于实现在同一台雷达硬件平台上的 多功能应用,即运用同一雷达硬件在同一时间对不同类型目标包括气象、航空等目标进 行识别、探测等作业。公司的产品采取双极化电扫微带阵列天线技术路线并实现产业 化,目前已经在全国多个省市有所应用。该技术路线具有剖面低、体积小、重量轻等优 点,且加工简单,可以借助于成熟的 PCB 加工工艺,减小雷达天线的成本。

(2)雷达软件

雷达软件是雷达海量数据应用的重要支撑,为了让客户更便捷的使用雷达数据,充 分挖掘雷达数据信息,获取更智能的雷达数据产品,公司建立了完整的雷达算法软件应 用体系,能够为用户提供雷达控制、数据处理、产品生成、产品应用等全流程软件服务, 响应用户多场景的雷达应用需求。公司的雷达软件产品主要分为单机雷达配套软件和 雷达组网协同观测软件。

目前,公司已经建立了完整的雷达软件体系,能够为用户提供雷达控制、数据处理、 产品生成、产品应用等全流程软件服务。同时,公司对软件平台进行了深度优化,进一 步提高了海量雷达数据的高速处理能力以及雷达算法产品的智能化和精细化水平,有 助于解决用户在雷达数据应用过程中的“决策、分析、应用以及管控”的精细化、便捷 化与智能化方面的痛点问题。

(3)算力算法服务

公司自主研发的分布式高速数据处理平台是专为海量气象数据存取和处理而设计 的软硬一体化数据处理平台,能够提供高速的数据存取服务和高性能计算服务,数据处 理能力比普通服务器大幅提升,能够很好支撑相控阵天气雷达的高时空分辨率数据处 理的应用需求。

公司的算法算力服务是基于 FPGA+CPU+GPU+DSP 技术的软硬件一体化高速数据 处理异构平台,能够提供高于普通服务器 40 倍算力。平台服务具备多项技术优势,如 基于纯 C/C++分布式数据处理技术,提供分布式并发性的软件算法处理、融合、分析等 功能。实现资源利用最大化,数据处理效率高,系统扩展能力高;基于 FPGA 的海量数 据高速压缩加密处理,压缩效率高,压缩速度快,数据安全保密性高;100G 高速数据 传输引擎,支持海量数据高速并发存取和传输能力,支持断点续传,数据恢复,冗余处 理,可靠性高,稳定性高;支持动态扩容,可根据雷达数量和产品应用的需求动态扩展 算力,为雷达监测网和产品应用的扩展提供充分保障。

目前,广东省气象局已经部署了 3 套由纳睿雷达提供的数据处理平台,支持 20 多 台雷达的单站和组网产品实时输出。

目前,公司产品主要应用于气象探测领域,其具体用途包括: (1)中小尺度强天气监测:公司 X 波段双极化(双偏振)有源相控阵天气雷达融 合相控阵、双极化(双偏振)等雷达技术,在监测龙卷、冰雹、短时强降水等中小尺度 强对流天气方面有较为明显的优势,能够更精细的揭示其内部物理结构,为气象预警、 气象科研提供高时空分辨率的监测数据,是目前中小尺度强天气系统有效的监测手段 之一。

(2)精细化气象服务:公司 X 波段双极化(双偏振)有源相控阵雷达具有高时空分辨率的优势,能突破传统雷达在雷达扫描速度和空间分辨率的瓶颈,提高气象服务的 提前监测能力和精度,及时发现、精准预警,从而提高气象防灾减灾水平,促进气象服 务精细化和多元化发展。

(3)人工影响天气:公司 X 波段双极化(双偏振)有源相控阵雷达能够获取精准 的双极化(双偏振)数据,有效识别云雨中的粒子相态和形状,为人影作业提供可靠的 决策信息,并可实现自动作业预警。雷达高时空分辨率的监测数据,有助于提升人影把 握作业时机的精准度,提高人工增雨和人工防雹的作业效果。雷达的精准降雨估计等精 细化预警产品,能够为人影作业效果评估提供参考,方便人影作业进行技术总结和经验 积累。 近年来,极端天气气候事件多发频发,高温、暴雨、洪涝、干旱等自然灾害易发高 发,面对复杂严峻的自然灾害形势,我国防灾减灾救灾任务还存在短板和不足。结合近 几年国家及各省市对气象观测和天气雷达行业出台的政策,双极化相控阵天气雷达是 下一代天气雷达技术体制的重要发展方向之一,我国将进一步部署更多的相控阵天气 雷达,实现相控阵雷达与现有新一代天气雷达的组网协同监测,提高气象探测效率。

2023 年 5 月,中共中央、国务院印发了《国家水网建设规划纲要》,提出要以流 域为单元,完善以水库、河道及堤防、蓄滞洪区为主要组成的流域防洪工程体系,加快 构建气象卫星和测雨雷达、雨量站、水文站组成的雨水情监测“三道防线”,进一步延 长雨水情预见期、提高降水监测精准度,有效应对水旱灾害风险。测雨雷达作为第一道 防线,通过发射微波信号,探测降雨云体内部的反射信号,进而获取到降雨云体的三维 结构和降雨强度等信息,对流域降雨情况进行实时监测和短临预报。通过测雨雷达提供 的高空间分辨率降雨信息,能够对流域内雷达覆盖区域的降雨情况进行精细化监测,以 及对未来可能发生致灾暴雨区域进行自动化预警。 在民航空管雷达应用领域,我国长期以来主要依赖进口,空管雷达、导航、监视等关键设备基本被国外厂商垄断。这些从国外领先厂商引进的空管设备虽然技术比较先 进,符合国际标准,但价格昂贵、运行维护成本高,制约了我国民用航空运输的快速发 展,也给国家安全带来了隐患。近些年,随着国内空管雷达制造厂商技术实力的不断增 强,以及国产空管雷达的研制、试用和评估验收,打开了国产空管雷达进入民航机场应 用领域、实现进口替代的通道。空管设备国产化是制造业转型升级的必然要求,也是中 国从航空大国走向航空强国的必然选择。随着民用航空运输需求的快速增长以及空管 装备国产化率的提升,我国民用领域空管雷达设备的需求也将进一步增加。

2023 年,公司先后发布相控阵测雨雷达、C 波段双极化有源相控阵天气雷达,上 述新产品的发布进一步丰富了公司的产品线,拓宽了公司产品在天气雷达业务监测、机 场终端气象探测、中小尺度强对流天气监测预警、面雨量监测等业务领域的应用场景和 使用范围。2024 年,除进一步巩固和提升气象探测领域市场份额外,公司在水利防洪 领域实现了业务销售。2024 年 7 月,公司发布 Ku 波段双极化有源相控阵雷达,拓宽 了公司产品在低空经济等领域的应用场景。此外,公司在空管领域已经与国内多个空管 局签订观测试验合作协议,相关产品处于市场推广阶段。目前,公司正在积极开展研制 “全极化数字有源相控阵 C 波段雷达”、“全极化相控阵 S 波段雷达”、“X 波段全 极化多功能数字相控阵雷达”、“单兵便捷式全极化有源相控阵反无人机雷达”等项目。 我们认为,随着相控阵雷达向多个应用领域加速拓展,公司的产品矩阵将进一步丰富, 未来发展前景十分广阔。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

相关报告
评论
  • 相关文档
  • 相关文章
  • 全部热门
  • 本年热门
  • 本季热门
  • 全部热门
  • 本年热门
  • 本季热门
  • 最新文档
  • 最新精读
分享至