为万里海疆打造“天眼” “80后”刘永坦获中国科技界最高奖

王玉琴

2019年1月8日，国家科学技术奖励大会在北京隆重召开，哈尔滨工业大学刘永坦院士，获2018年度国家最高科学技术奖，国家主席习近平亲自为其颁发奖章。刘永坦负责研究的“新体制雷达与系统试验”取得了重大突破，并建成中国第一个新体制雷达站。这个曾被英国伯明翰大学以诱人待遇苦苦挽留的“奇才”，在雷达系统与信号处理技术领域有着精深造诣，取得了一系列惊人的科研成果！

师从英国雷达专家谢尔曼

刘永坦1936年出生在南京市一个温馨的书香门第，第二年，发生了惨绝人寰的南京大屠杀，他的童年被颠沛流离的逃难所充斥。母亲常在油灯下给他讲《满江红》之类的古诗词，父亲说这些灾难的造成就是因为国家太弱，才受人欺负，他常常告诉儿子，科学可以救国，可以振兴中华。让刘永坦从小就对国家兴亡有着深刻理解。

1953年，刘永坦以优异成绩考入哈尔滨工业大学，大三时，作为预备师资到清华大学进修，返回哈工大后组建了无线电工程系。1978年，被破格晋升为副教授的刘永坦作为国家外派留学生，到英国伯明翰大学深造，主要从事信号处理研究。

该校电子工程系，拥有丰富的文献资料和先进的试验设备，聚集着一大批雷达技术的知名专家和学者——刘永坦的导师谢尔曼就是其中之一。刘永坦知道，雷达本来就是英国人发明的，二战时他们凭借这种“神器”，曾让不可一世的德国空军吃尽苦头，人家在这方面确实有不少绝活。

刘永坦来进修之前，伯明翰大学曾接收过少量中国留学生。不过，他们大多做的是科研辅助工作。了解情况之后，刘永坦心里不是滋味兒，因此，他更是铆足劲去学，发誓要做出一番名堂。

最初，谢尔曼给刘永坦布置了大量英文文献去学习。凭借过硬的英文功底、深厚的专业知识，刘永坦很快完成了“作业”。他的刻苦和才华赢得了谢尔曼的信赖和赏识。谢尔曼开始让他帮带博士生，并让他参与了一种新型雷达的核心部分——高频雷达信号处理机的研究课题，该课题属于当时雷达界最前沿、难度很大的关键技术。这一技术对刘永坦来说是一个全新的领域，他深知此项课题的艰巨性。

他把实验室当成家，广泛研读最新文献资料，全面剖析前人取得的成功与存在的不足，深入研究现代计算机技术与雷达信号处理技术的有效结合。设计——试验——失败——总结——再试验……无数个日日夜夜就在刘永坦的拼搏中度过。终于，在经历了无数次失败之后，一年多的呕心沥血有了回报，刘永坦完成了具有国际先进水平的高精度高频雷达信号处理器的研制工作，成功解决了当时英国关于实时测量海态与跟踪舰船研究中的一大难题，并立即得到应用。

在对雷达进行现场联调联试时，戏剧性的场面上演了。由于实验是在英国某重要海军基地进行的，按照规定，外国人禁止参与。但由于参加调试工作的两个英国助手未能完成现场调试工作，只好破例请来刘永坦救急。在气氛森严的军事现场，刘永坦沉着镇定、从容不迫，凭借着自己扎实的功底，圆满漂亮地完成了任务。

导师谢尔曼评价说：“刘永坦独自完成的工程系统，是一个最有实用价值、工程上很完善的设备，其科研成果无论在理论上还是实践上都很重要。他的贡献是具有独创性的。”伯明翰大学还授予刘永坦“名誉研究员”的称号。

正是这次难得的科研，让他对雷达有了全新的认识。传统雷达虽然有“千里眼”之称，但前提取决于它站得有多高，地平线之外的地方都是传统微波雷达的盲区，世界上少数西方大国因此开始研制新体制雷达，从而使“千里眼”练就“火眼金睛”的本领，伯明翰大学电子工程系就在做这项工作。

1981年秋，伯明翰大学以诱人的待遇和优越的条件聘请他留校工作，导师也苦苦挽留，但刘永坦还是毅然回国。他带回了一个宏愿——开创中国的新体制雷达之路！

建成中国首个新体制雷达站 聂力将军称其为帅才

然而，要建新体制雷达，在当时简直是异想天开。因为70年代中期，中国曾经对此进行过突击性会战攻关，但由于难度太大，加上国外实行技术封锁等诸多原因，最终失败。面对重重质疑，刘永坦坚信：新体制雷达一定能做出来，只是时间和实践的问题。1983年，经过10个月连续奋战，刘永坦完成了一份20多万字的《新体制雷达的总体方案论证报告》，在理论上充分论证了新体制雷达的可能，得到原航天工业部科技委员会的认可。“没有谁会告诉你关键技术，只有咬牙向前走，不能向外面的封锁低头。”一场填补国内空白、从零起步的具有开拓性的攻坚战从此开始。

1986年7月，航天工业部在哈工大举行了新体制雷达关键技术成果鉴定会。50多位专家认真审查、讨论和评议，一致认为：“哈尔滨工业大学用两年多的时间在技术攻关中取得了重大进展，已经掌握新体制雷达的主要关键技术，具备了进一步完善雷达系统设计并建立实验站的条件。”从此，新体制雷达被列为国家科技应用与基础研究项目。

刘永坦已经完成了预研使命，完全可以结题报奖了。但是，他认为仅仅“纸上谈兵”是不够的，国家真正需要的是进一步建立有战略意义的雷达实验站。

此后，刘永坦承担了国家“863”计划项目新体制雷达研制工作。他率领攻关团队与航天工业总公司的有关研究所联合，成功研制了中国第一台实验雷达。雷达调试初期，系统死机频频出现，几十万行的大型控制程序，再加上发射、接收、信号处理、显示等诸多设备，任何一个微小的故障都可能导致整个系统无法运行。“不能给科研留死角。”刘永坦就率领团队每天工作十几个小时，从系统的每一个程序开始检查，发现一个问题就解决一个问题。

1989年，中国第一个新体制雷达站建成。1990年4月3日，雷达站完成了整机调试后，新体制雷达技术终于使海上舰船出现在屏幕上。团队所有成员都欣喜若狂。10月，国家多个部门联合举行的鉴定会宣布：“新体制雷达研究成果居国际领先水平。”聂力将军称赞刘永坦是“难得的帅才”，不仅取得了重大成果，还培养了一支由40余人组成，平均年龄仅有36岁的研制队伍。1991年，该项目荣获国家科技进步奖一等奖！

刘永坦在雷达、制导技术方面的创造性科学成就和突出贡献，为国内外同行专家所瞩目。由于其出色的成绩，1991年当选为中国科学院学部委员（院士），1994年又当选为中国工程院首届院士，成为我国为数不多的“双院士”之一。

接着，刘永坦决心让研究成果走出实验室，转变成新体制雷达装备部队。其实从预研转为型号研制，仍然有很多理论、技术上的难点和空白需要去解决、填补，难度很大。据介绍，新体制雷达项目主要的硬件部分由电子科技集团、航天科工集团的多个研究所完成，而信号处理和显示控制软件则由哈工大负责，并负责整套系统的总体工作。由于新体制雷达型号任务下达时打破了历年常规的研制过程，正样研制出来时就要达到设计定型，直接交付部队试用。因此，时间紧、任务重就显得特别突出。

由于国际上没有完备的理论，很多技术难点亟待填补，再加上各个场域环境差异巨大，新体制雷达的“落地之旅”格外艰难。在随后的十余年里，从实验场转战到实际应用场，刘永坦带领团队进行了更为艰辛的磨炼。

与室内仿真调试相比，外场真實环境更为复杂。负责天馈系统的邓维波教授随研制雷达天线的定点单位前往外场安装时，外场附近既有山体、悬崖，又有防浪堤，在这种相当复杂的电磁环境中，如何测试和分析天线阵的性能指标？国内还没有人做过如此大规模和高指标的研究工作，国外也鲜有相关资料。邓维波仔细分析了外部环境对天线阵性能的影响程度，从理论上找到了天线阵性能指标达不到要求的可能原因，并在3个月内做了大量验证实验，最后终于得到了圆满证实。

“解决不了抗干扰问题，雷达就没有生命。”刘永坦说，除海浪的杂波等自然因素的强干扰外，各种各样的广播电台、短波电台、渔船等，发出强大的电磁干扰是最大的难题。设计——试验——失败——总结——再试验……他带领团队进行上千次调整，终于找到了解决方案。

十几年间，刘永坦团队一直驻扎在山东海边，自然环境和生活条件的艰苦对他们来说都不算什么，最难的是所有的理论空白、技术难题都需要一个个填补、去攻克。仅消除电离层干扰这一难题，他们就花了两年多时间。

2011年，具有全天时、全天候、远距离探测能力的新体制雷达研制成功。2015年，这项完全自主创新的研究成果再次获得国家科技进步奖一等奖。它破解了长期以来困扰雷达发展的诸多瓶颈难题。

打造超级“天眼” 获2018年度国家最高科学技术奖

刘永坦成功研制出中国唯一具备全天时、全天候、超视距、海空兼容对海探测能力的雷达装备，使我国对海远程预警技术水平步人国际前列。

这种超级“天眼”，成为我军防空领域的一把锐器。尤其刘永坦团队研制的高频地波超视距雷达，由于工作频段和工作方式的特殊性，使其在对付目前雷达的四大威胁：隐身技术、电子干扰、反辐射导弹和超低空突防方面具有得天独厚的优势，并且较之于预警飞机等，造价低廉，具有广阔的应用前景。

有关军事专家评价说，与欧美最先进同类雷达相比，我国的高频地波超视距雷达系统规模更小、作用距离更远、精度更高、造价更低，核心技术处于国际领先地位，标志着我国对海远距离探测技术的一项重大突破。在这个发现即被锁定、锁定即被摧毁的高科技时代，无论是敌方军舰、导弹、航母，胆敢侵犯我疆土，最终都将成为一堆破铜烂铁！

“依靠传统雷达，我国海域可监控可预警范围不足20%，有了新体制雷达，则实现了全覆盖。”刘永坦说，给祖国的万里海疆安上“千里眼”，国防才能更安全。

此外，新体制雷达对我国航天、航海、渔业、沿海石油开发、海洋气候预报、海岸经济区发展等都有着重要作用。

2019年1月8日上午，国家科学技术奖励大会在北京隆重召开，哈尔滨工业大学刘永坦院士、中国人民解放军陆军工程大学钱七虎院士获2018年度国家最高科学技术奖，国家主席习近平亲自为其颁发奖章。

有趣的是，刚领完奖，这位精神矍铄的“80后”老院士，又许下了新的愿望，继续带领团队向小型化雷达进军，让技术造价更低，让功能性能更优，更好保卫祖国万里海疆！