為萬里海疆打造“天眼”，82歲劉永坦獲中國科技界最高獎

王玉琴

1月8日上午，國家科學技術(shù)獎勵大會在北京隆重召開，哈爾濱工業(yè)大學的劉永坦院士和中國人民解放軍陸軍工程大學的錢七虎院士雙雙獲得2018年度國家最高科學技術(shù)獎，習近平主席親自為他們頒發(fā)了獎?wù)隆⒂捞关撠熝芯康摹靶麦w制雷達與系統(tǒng)實驗”取得了重大突破，并建成了中國第一個新體制雷達站。這個曾被英國伯明翰大學以誘人待遇苦苦挽留的“奇才”，在雷達系統(tǒng)與信號處理技術(shù)領(lǐng)域有著精深造詣，取得了一系列驚人的科研成果！

曾師從英國雷達專家謝爾曼

劉永坦，1936年出生在南京市一個溫馨的書香門第，1937年，發(fā)生了慘絕人寰的南京大屠殺，他的童年被顛沛流離的逃難充斥著。母親常在油燈下給他講《滿江紅》之類的古詩詞。父親說這些災難的造成就是因為國家太弱，才受人欺負，他常常告訴劉永坦，科學可以救國，可以振興中華。這讓劉永坦從小就對國家興亡有著深刻的理解。

1953年，劉永坦以優(yōu)異的成績考入哈爾濱工業(yè)大學，大三時，作為預備師資到清華大學進修，返回哈爾濱工業(yè)大學后，他組建了無線電工程系。1978年，被破格晉升為副教授的劉永坦作為國家外派留學生，到英國伯明翰大學深造，主要從事信號處理研究。

伯明翰大學電子工程系擁有豐富的文獻資料和先進的實驗設(shè)備，聚集著一大批雷達技術(shù)的知名專家和學者，劉永坦的導師謝爾曼就是其中之一。劉永坦知道，雷達本來就是英國人發(fā)明的，二戰(zhàn)時他們憑借這種“神器”，曾讓不可一世的德國空軍吃盡苦頭，人家在這方面確實有不少絕活。

在劉永坦來進修之前，伯明翰大學曾接收過少量的中國留學生。不過，他們大多做的是科研輔助工作，鮮少有人接觸核心科研工作。了解情況后，劉永坦心里很不是滋味兒。因此，他鉚足了勁去學，發(fā)誓要做出一番名堂來。

一開始，謝爾曼給劉永坦布置了大量的英文文獻查閱工作，讓他去學習。憑借過硬的英文功底、深厚的專業(yè)知識，劉永坦很快完成了“作業(yè)”。他的刻苦和才華贏得了謝爾曼的信賴和賞識。謝爾曼開始讓他幫帶博士生，并讓他參與了一種新型雷達的核心部分——高頻雷達信號處理機的研究課題。該課題屬于當時雷達界最前沿、難度很大的關(guān)鍵技術(shù)。這一技術(shù)對劉永坦來說是一個全新的領(lǐng)域，他深知此項課題的艱巨性。

劉永坦把實驗室當成家，廣泛研讀最新的文獻資料，全面剖析前人取得的成功與存在的不足，深入研究現(xiàn)代計算機技術(shù)與雷達信號處理技術(shù)的有效結(jié)合。設(shè)計，實驗，失敗，總結(jié)，再實驗……終于，在經(jīng)歷了無數(shù)次失敗之后，劉永坦一年多的嘔心瀝血有了回報，他完成了具有國際先進水平的高精度高頻雷達信號處理器的研制工作，成功解決了當時英國關(guān)于實時測量海態(tài)與跟蹤艦船研究中的一大難題，并立即在實踐中得到應用。

由于實驗是在英國某重要海軍基地進行的，在對雷達進行現(xiàn)場聯(lián)調(diào)聯(lián)試時，按照規(guī)定，外國人禁止參與。但由于參加調(diào)試工作的兩個英國助手未能完成現(xiàn)場調(diào)試工作，只好破例請來劉永坦救急。在氣氛森嚴的軍事現(xiàn)場，劉永坦沉著鎮(zhèn)定、從容不迫，憑借自己扎實的功底，圓滿完成了任務(wù)。

導師謝爾曼評價他說：“劉永坦獨自完成的工程系統(tǒng)是一個最有實用價值、工程上很完善的設(shè)備，其科研成果無論在理論上還是實踐中都很重要。他的貢獻是具有獨創(chuàng)性的。”伯明翰大學還授予了劉永坦“名譽研究員”的稱號。

正是這次難得的科研，讓劉永坦對雷達有了全新的認識。傳統(tǒng)雷達雖然有“千里眼”之稱，但前提取決于它的位置有多高，地平線之外的地方都是傳統(tǒng)微波雷達的盲區(qū)，世界上少數(shù)西方大國因此開始研制新體制雷達，從而使“千里眼”練就“火眼金睛”的本領(lǐng)，伯明翰大學電子工程系就在做這項工作。

1981年秋，伯明翰大學以誘人的待遇和優(yōu)越的條件聘請劉永坦留校工作，導師也苦苦挽留他，但劉永坦還是毅然回國了。他有一個宏愿—— 一定要開創(chuàng)中國的新體制雷達！

建成中國首個新體制雷達站

1983年，經(jīng)過10個月連續(xù)奮戰(zhàn)，劉永坦完成了一份20多萬字的《新體制雷達的總體方案論證報告》，在理論上充分論證了建設(shè)新體制雷達的可能性，得到原航天工業(yè)部科技委員會的認可。劉永坦堅定地說：“沒有誰會告訴你關(guān)鍵技術(shù)，只有咬牙向前走，不能向外面的封鎖低頭?！币粓鎏钛a國內(nèi)空白、從零起步的具有開拓性的攻堅戰(zhàn)從此開始。

1986年7月，原航天工業(yè)部在哈爾濱工業(yè)大學舉行了新體制雷達關(guān)鍵技術(shù)成果鑒定會。50多位專家認真審查、討論和評議，最后一致認為：哈爾濱工業(yè)大學用兩年多的時間，在技術(shù)攻關(guān)中取得了重大進展，已經(jīng)掌握新體制雷達的關(guān)鍵技術(shù)，具備了進一步完善雷達系統(tǒng)設(shè)計并建立實驗站的條件。至此，新體制雷達被列為國家科技應用與基礎(chǔ)研究項目。

劉永坦已經(jīng)完成了預研使命，完全可以結(jié)題報獎，但是，他認為僅僅“紙上談兵”是不夠的，國家真正需要的是進一步建立有戰(zhàn)略意義的雷達實驗站。

此后，劉永坦承擔了國家“863”計劃項目新體制雷達研制工作。他率領(lǐng)攻關(guān)團隊與航天工業(yè)總公司的有關(guān)研究所聯(lián)合，成功研制了中國第一臺實驗雷達。雷達調(diào)試初期，系統(tǒng)死機頻頻出現(xiàn)。幾十萬行的大型控制程序，再加上發(fā)射、接收、信號處理、顯示等諸多設(shè)備，任何一個微小的故障都可能導致整個系統(tǒng)無法運行。不能給科研留死角，抱著這個信心，劉永坦率領(lǐng)團隊每天工作十幾個小時，從系統(tǒng)的每一個程序開始檢查，發(fā)現(xiàn)一個問題就解決一個問題。

1989年，中國第一個新體制雷達站建成。1990年4月3日，雷達站完成了整機調(diào)試后，新體制雷達技術(shù)終于使海上艦船出現(xiàn)在了屏幕上。團隊成員激動地掉了淚。10月，國家多個部門聯(lián)合舉行鑒定會宣布：“新體制雷達研究成果居國際領(lǐng)先水平?！甭櫫④姺Q贊劉永坦是“難得的帥才”，夸贊他不僅取得了重大成果，還培養(yǎng)了一支由40余人組成、平均年齡僅有36歲的研制隊伍。1991年，該項目榮獲國家科技進步獎一等獎！

劉永坦在雷達、制導技術(shù)方面的創(chuàng)造性科學成就和突出貢獻，為國內(nèi)外同行專家所矚目。由于其出色的成績，1991年，劉永坦當選為中國科學院學部委員（院士），1994年又當選為中國工程院首屆院士，成為我國為數(shù)不多的“雙院士”。

接著，劉永坦決心讓研究成果走出實驗室，轉(zhuǎn)變成新體制雷達裝備部隊的利器。其實從預研轉(zhuǎn)為新體制雷達項目型號研制，仍然有很多理論、技術(shù)上的難點和空白需要去解決、填補，難度很大。據(jù)介紹，新體制雷達項目主要的硬件部分由電子科技集團、航天科工集團的多個研究所完成，而信號處理和顯示控制軟件則由哈爾濱工業(yè)大學負責，并負責整套系統(tǒng)的總體工作。由于新體制雷達項目型號任務(wù)下達時，打破了歷年常規(guī)的研制過程，正樣研制出來時就要達到設(shè)計定型，直接交付部隊試用，因此，時間緊、任務(wù)重就顯得特別突出。由于國際上沒有完備的理論，很多技術(shù)難點亟待填補，再加上各個場域環(huán)境差異巨大，項目的落地之旅顯得格外艱難。

“解決不了抗干擾問題，雷達就沒有生命?！眲⒂捞拐f，除海浪的雜波等自然因素的強干擾外，各種各樣的廣播電臺、短波電臺、漁船等，發(fā)出強大的電磁干擾是最大的難題。劉永坦帶領(lǐng)團隊進行上千次調(diào)整，終于找到了解決方案。

打造出超級“天眼”

2011年，具有全天時、全天候、超視距、?？占嫒輰Ｌ綔y能力的新體制雷達研制成功。2015年，這項完全自主創(chuàng)新的研究成果再次獲得國家科技進步獎一等獎。這種超級“天眼”，成為我軍防空領(lǐng)域的一把銳器。

有關(guān)軍事專家評價說，與歐美最先進同類雷達相比，我國的高頻地波超視距雷達系統(tǒng)規(guī)模更小、作用距離更遠、精度更高、造價更低，核心技術(shù)處于國際領(lǐng)先地位，標志著我國對海遠距離探測技術(shù)的一項重大突破。

“依靠傳統(tǒng)雷達，我國海域可監(jiān)控可預警范圍不足20%，有了新體制雷達，則實現(xiàn)了全覆蓋?！眲⒂捞拐f，給祖國的萬里海疆安上“千里眼”，國防才能更安全。

此外，新體制雷達對我國航天、航海、漁業(yè)、沿海石油開發(fā)、海洋氣候預報、海岸經(jīng)濟區(qū)發(fā)展等都有著重要作用。

問及打算，這位精神矍鑠的82歲老院士，又許下了新的愿望，繼續(xù)帶領(lǐng)團隊向小型化雷達進軍，讓技術(shù)造價更低，讓功能性能更優(yōu)，更好地保衛(wèi)祖國的萬里海疆！