2024年纳睿雷达研究报告:始于X波段双偏振相控阵天气雷达,持续研发向新领域进军

  • 来源:东亚前海证券
  • 发布时间:2024/04/01
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纳睿雷达研究报告:始于X波段双偏振相控阵天气雷达,持续研发向新领域进军.pdf

纳睿雷达研究报告:始于X波段双偏振相控阵天气雷达,持续研发向新领域进军。专注于全极化有源相控阵雷达系统,2023年净利润下滑较多。公司产品主要为X波段双极化有源相控阵雷达及配套软硬件。主要应用于气象探测领域,并在水利防洪、民用航空等领域进行推广。其他雷达产品方面,公司已发布C波段天气雷达,S波段雷达、毫米波雷达处于开发阶段。2023年公司营收同比基本持平,但受研发投入增加、新市场开拓导致销售费用上升、毛利率下滑、其他收益(政府补助)减少、坏账准备增加等因素,导致归母净利润同比下滑38.8%。X波段天气雷达市场空间广阔,S/C波段天气雷达潜在更新需求较多。我国已建成由242部S/C波段新一代天气...

1.公司概览:双偏振有源相控阵雷达系统整体解

决方案提供商 纳睿雷达专注于提供全极化有源相控阵雷达系统解决方案,产品主要为X 波段双极化(双偏振)有源相控阵雷达及配套软硬件产品。主要应用于气 象探测领域,并在水利防洪、民用航空、海洋监测、森林防火、公共安全 等领域进行市场化推广。 公司掌握了全极化有源相控阵雷达技术,并较早实现X波段双极化(双偏 振)有源相控阵雷达产业化,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。据公司招股 书,通过中国政府采购网以“相控阵天气雷达”为关键词检索采购公告信 息,公司的X波段双极化(双偏振)有源相控阵雷达,在2018-2021年度 国内同类型产品中的累计中标数量排名第一。

受益于公司精准的产品定位、清晰的技术路径等因素,公司已成为国内少 数能够设计、生产双极化(双偏振)有源相控阵雷达系统并提供整体解决 方案的企业。截至2023年上半年,公司主要通过向气象部门销售X波段双 极化(双偏振)有源相控阵雷达实现收入和利润。此外,公司还提供雷达 精细化探测系统的相关服务。

1.1.主要产品

1.1.1.雷达设备

公司自主研发的双极化有源相控阵雷达是全球较早实现双极化和相控阵技 术结合的雷达系统,并建立了完整的服务体系。主要产品为X波段双极化 (双偏振)有源相控阵雷达,可满足气象探测、水利防洪、民用航空、海 上监视、森林防火、公共安全等不同领域需求。2023年11月20日公司发 布自主研发的新产品——C波段双极化、全固态、有源相控阵多普勒天气 雷达,应用于气象领域,进一步拓宽了公司产品的应用场景和使用范围。 在相控阵雷达之外,公司的双极化毫米波雷达处于研制阶段,可应用于无 人机、自动驾驶等应用场景。

1.1.2.雷达软件

雷达软件是雷达海量数据应用的重要支撑,可使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。公司的雷达软 件主要分为单机雷达配套软件和雷达组网协同观测软件,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。

1.1.3.算力算法服务

公司专门为海量气象数据存取和处理自主研发了分布式高速数据处理平台。 可提供高速的数据存取服务和高性能计算服务,用于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。

1.2.股权结构

据公司三季报披露,截至2023年9月30日,纳睿雷达第一大股东为珠海 加中通科技有限公司,直接持有公司41.56%股权。据企查查显示,包小军 与刘素玲夫妇分别持有珠海加中通48.73%、44.98%股权,为公司共同实控 人。纳睿雷达前十大股东合计持股65.76%,其中,刘世良、刘素红、刘素心分别为刘素玲的父亲、姐姐、妹妹,对纳睿雷达直接持股3.37%、11.03%、 3.37%。据公司招股书披露,三人与包小军、刘素玲夫妇为公司一致行动人。 包晓军为公司董事长总经理,曾任美国雷神公司(加拿大)工程师、美国 超威半导体公司工程师。2018年至今,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。

2.经营情况:2019年起形成规模营收,2023年利 润有所下滑

2019-2022 年纳睿雷达营收由1.05亿元增至2.1亿元;归母净利润由7097 万元增长至1.06亿元。据公司业绩快报,2023年公司营收同比基本持平, 但归母净利润同比下滑38.8%。主要因研发投入持续增长、新市场开拓导致 销售费用上升、毛利率略微下滑、其他收益(政府补助)减少、应收款项 回款稍缓从而坏账准备增加所致。

雷达及配套设备制造业属于技术密集型行业,行业内企业必须持续研发创 新以实现或维持技术优势。公司重视研发,研发人员规模庞大。2023年上 半年公司持续加大研发投入,研发费用同比增长43.38%;2023年6月末研 发人员数量达110人,较2022年末增长25%,导致职工薪酬增长。 此外据公司招股书,由于公司客户多为政府部门或事业单位,受该类客户 的采购周期、公开招投标影响,公司中标后还需进行产品安装、项目验收 和项目结算,导致收入季节性明显。

雷达精细化探测系统销售是公司营收利润的主要来源。2019-2022年该业务 收入占公司主营业务收入的96.88%、95.71%、94.35%、92.57%。2019年以 来公司的雷达整机销售价格稳中有升,产销量在21年前处于上升通道,22 年趋缓。

3.X波段双偏振相控阵天气雷达用于与S、C波 段雷达组网,实现精细化快速识别

雷达的早期发展主要来自军事需求。随着基础科学与雷达相关技术的发展, 雷达在国民经济中的应用范围也不断扩大。民用域雷达已可覆盖自然灾害 预防、飞机导航、气象保障和气象研究等众多领域,应用方向不断趋于细 分化和精准化。 雷达可根据波段、天线扫描方式等特点分类。不同波段的雷达应用场景不 同,波段越长,雷达的搜索范围越大,但是精确度相对较低。按天线扫描 方式划分,雷达产品可分为机械扫描雷达和相控阵雷达。机械扫描雷达集 中一个位置发射信号波,通过机械转台旋转,让信号波发射到不同的方向, 探测不同目标,但转动效率低、探测区域及目标有限,不再适应日趋复杂的电磁场发展方向。相控阵雷达使用“电子移相器”来实现扫描,反应速 度、更新速率、多目标追踪能力、分辨率均优于机械雷达,成为目前雷达 行业发展的主要方向。

3.1.X 波段天气雷达主要用于与S、C波段天气雷达组 网

民用雷达在气象、水利、空管等领域发挥着重要作用。其中气象雷达主要 分为天气雷达、风廓线雷达、探空雷达、激光雷达、云雷达等。根据波段 范围又可划分为W、Ka、X、C、S、L波段雷达等,互相协同补充。纳睿 雷达主要产品为X波段双偏振有源相控阵雷达,根据波段的特征主要作为 天气(测雨)雷达使用。

近十余年有关X波段偏振雷达气象应用的研究越来越多。2007-2008年美国 发展了用于观测龙卷的X波段相控阵天气雷达(MWR-05XP)。2012年开 始,日本也发展了X波段相控阵天气雷达(PAWR),并于2018年开始了 具有偏振功能的相控阵天气雷达技术研究。 X波段天气雷达主要起弥补S、C波段天气雷达近地层的探测盲区,以及精 细化探测的作用。相比S、C波段天气雷达,X波段双偏振雷达造价更低、 天线体积小、易于操控和移动,且时空分辨率高,对云中水凝物粒子相态 识别也更加精细,能提供更为细致的云中微物理及动力结构信息,为云和 降水的发生、发展机理研究提供更精细的观测数据。但据有关专家在《双 偏振雷达资料在强对流天气中的应用》的分享,由于波长较短,X波段天 气雷达在强对流天气中的衰减严重,且单台覆盖范围小,必须组网使用。

实际应用中,S、C波段天气雷达负责大范围天气过程的探测与预警,X波 段相控阵天气雷达负责区域范围内高时空分辨率精细化天气观测的布局, 两者功能互补,共同为气象部门提供高质量的天气探测数据。X波段相控 阵雷达产品数据可接入到地方气象局的服务器,与S、C波段雷达数据融合, 由气象部门使用。在广州市、深圳市、西安市等地均已有公司的X波段相 控阵雷达与现有不同雷达厂商的S、C波段雷达数据融合的实际应用案例。

3.2.双偏振与相控阵技术加持,实现精细化、快速识别

据《相控阵雷达资料应用及个例分析》,我国现有业务天气雷达设备应对 局部地区强对流天气具有空间覆盖率不足、时间分辨率不足、三维流畅信 息缺乏的问题,要求新型天气雷达设备具备快速扫描、可多部协同工作、 能提供高时空分辨率产品及准确流场信息的能力。

近年来,随着微波、计算机、半导体、大规模集成电路等各个领域科学进 步,雷达技术不断发展,并呈现有源相控阵、全极化、低成本的趋势。 双极化(双偏振)有源相控阵雷达可以加强气象雷达的精细化探测能力。 在某些气象条件下,单极化(单偏振)气象雷达已不适合于对环境复杂地 区气候的测量。我国天气雷达网中,传统的多普勒天气雷达为单极化(单偏振)雷达,只能发射水平方向的电磁波,能定量探测降水强度、径向速 度和速度谱宽等要素的空间分布。而升级后的双极化(双偏振)雷达,可 同时发射水平、垂直波束,不仅能够获取水平、垂直两个方向降水粒子的 速度和强度等信息,还可获取其信息差分量。

4.水利、气象领域雷达市场空间广阔,空管、低 空经济需求有望成为新增长点

4.1.X 波段天气雷达市场空间广阔,S、C波段天气雷达 潜在更新需求较多

公共气象领域,是气象雷达最主要细分领域。我国公共气象雷达市场主要 可分为全国统一规划的需求和地方气象局的需求。中国气象局等部门1998 年启动新一代天气雷达探测网建设工程,其中新一代多普勒天气雷达网有7 种型号,分别为S波段的CINRAD/SA、SB、SC和C波段的CINRAD/CB、 CC、CCJ、CD,由北京敏视达、四创电子、国睿科技、成都中电锦江提供。

C波段天气雷达潜在升级更新需求较多,存量市场空间约14亿元。截至2021 年全国CINRAD雷达在网235部,从分布情况看西部地区较稀疏,东部人 口密集区雷达布设较密集。其中C波段107部(含双极化7部、单极化100 部)、S波段128部(双极化59部、单极化69部)。 从单偏振探测向双偏振探测发展,是应用于气象探测领域的相控阵雷达的 发展趋势之一。若未来存量的C波段单极化雷达均升级替换为双极化雷达, 则潜在需求约100部。价值量方面,根据中国政府采购网发布的《新疆维 吾尔自治区阿克苏地区气象局库车C波段双线偏振多普勒天气雷达中标公 告》,由四创电子中标,向新疆库车气象局提供雷达主机一套(型号 CINRAD/CC-D)、5年延保、随机备件及测试仪表、以及相关培训,中标 金额为1418万元。由此推算C波段双极化天气雷达的替换需求存量市场空 间约14亿元。

据中国气象报社2023年3月24日的文章《科普看台丨“过招”狠角色强 对流》,我国已建成由242部S/C波段新一代天气雷达构成的世界最大天气雷达监测网。“十四五”期间,气象部门还将再投资建设22部新一代天 气雷达,届时全国将建成由280余部S/C波段新一代天气雷达和400多部 X波段雷达组成的雷达观测网。若未来全国的S/C波段新一代天气雷达将 全部更新为双极化相控阵雷达,假设每台价值量1500万元,则对应存量更 新市场空间42亿元。据投资者关系活动记录表(2024年1月15日-16日), 公司S波段雷达处于产品设计的阶段;2023年11月C波段双极化有源相 控阵雷达已经研发成功。

我国X波段天气雷达市场空间广阔。据国家统计局官网,截至2020年末全 国共有333个地级区划,按每个地级区划布设3台X波段天气雷达测算, 全国共约999部X波段天气雷达潜在需求。根据2021年12月7日发行人 及保荐机构回复意见,若从雷达组网角度测算,新一代天气雷达平均间距 225km 左右,而X波段天气雷达探测距离在60km左右,假设X波段雷达 布设达到中国新一代天气雷达的覆盖面积,则需要881台左右(225/60*235 台)的X波段雷达。

以部分已布设X波段双偏振相控阵天气雷达并实现组网的地区为例,截至 2021 年北京地区共设有8部X波段双偏振雷达(门头沟、房山、怀柔、密 云、顺义、昌平、通州、平谷各1部),与河北省境内2部X波段双偏振 雷达(涞源、怀来)、北京地区2部S波段双偏振雷达(观象台、海陀山), 共计12部双偏振雷达组网。上海地区设有5部X波段双偏振相控阵天气雷 达(宝山、崇明、浦东、松江、崇明西各1部),两部间直线距离在40-45km 左右。广州同样有5部X波段双偏振相控阵天气雷达(番禺、南海、花都、 帽峰山、南沙各1部),整个粤港澳大湾区共约40部。

我们通过查询天眼查、全国公共交易平台、中国政府采购网公布的招标、 中标情况,统计发现2024年1月1日至3月21日间共发布6个中标公告, 纳睿雷达中标其中3个,总金额3541.7万元。2024 年 1 月1日至3月21日间发布的招标公告中,涉及X波段天气雷达 及配套软件与服务的招标项目,尚有6个未确定中标机构。其中,天津市气象探测中心的2个项目预算规模较大,以上2项目与“海河流域天津气 象监测灾后重建补短板工程”,为天津市气象局的三大重点增发国债气象 项目。2023年四季度,中央财政增发1万亿国债,重点用于灾后恢复重建、 重点防洪治理工程、自然灾害应急能力提升工程等八个方面。截至2024年 3 月4日,2023年的1万亿增发国债项目全部下达完毕,支持项目15000 多个。随着增发国债对应项目逐步落地签约,有望提振X波段天气雷达需 求。

4.2.我国民航空管、低空领域雷达市场有望成为公司发 展新机遇

我国民航行业发展稳中有进。据《“十四五”民用航空发展规划》,“十 三五”期间,我国综合机场体系更加完善,颁证运输机场241个,增加跑 道41条,地级市覆盖率达到91.7%,在册通用机场339个,空管保障航班 起降能力达1160万架次以上,民航机队6795架。通用航空发展环境加快 完善,飞行总量(含无人机)超280万小时。预计到2025年,我国民用运 输机场将达270个以上,保障起降能力1700万架次。

随着国内空管雷达制造厂商技术实力的不断增强,国产空管雷达逐步进入 民航机场应用领域,实现进口替代。据公司招股书,2030年空管中小型装 备国产化率要达到80%以上,大型装备国产化率达到50%以上。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,我国民用领域国 产空管雷达设备的需求有望进一步增加。 我们以“空管 雷达”为关键词在中国政府采购网查询,发现2023年以来 我国机场用雷达共有4个项目中标。

低空经济被写入27省2024年政府工作报告,相关产业有望迎来快速发展。 “低空经济”作为战略性新兴产业被2023年12月召开的中央经济会议提 及。据不完全统计,截至2024年3月已有17个省(直辖市、自治区)将 “低空经济”有关内容写入2024年政府工作报告;有10个省(直辖市、 自治区)的政府工作报告也有涉及低空经济的内容。 低空经济产业链条长,涵盖基础设施、生产制造、运营服务及综合保障等 多个维度,有望拉动相关雷达产品需求。2024年广东明确提出支持深圳、 广州、珠海建设通用航空产业综合示范区,打造大湾区低空经济产业高地。 据粤港澳大湾区数字经济研究院(IDEA)发布的低空经济白皮书显示,到 2025 年,低空经济对中国国民经济的综合贡献值将达3万亿元至5万亿元 人民币。

广东正在聚合低空经济全产业链发展,包括低空飞行的制造、飞行、保障、 综合服务等方面,相控阵雷达系统在其中是重要一环。2023年珠海高新区 成立了低空经济产业联盟,纳睿雷达被选为联盟牵头人单位。据公司2021 年10月14日保荐机构回复意见,在民用航空领域,公司的空管雷达产品 可获取不依赖于飞机自身的三维及航向速度等信息以及完整的三维天气信 息。在低空监视领域,公司的低空监视雷达产品可实现在10km距离上最小 反射面积仅为0.01平方米的微型无人机探测。据公司投资者交流活动记录(2024 年1月15日-16日),公司正与空管客户开展有源相控阵雷达组网 试点测试,产品处于市场推广阶段。

 

编辑:520中国
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