用雷達(dá)筑起中國的海防長城

近年來，軍事題材的電影異常火爆，前有《湄公河行動》，后有《戰(zhàn)狼2》和《紅海行動》，中國軍人在戰(zhàn)場上英勇無畏、一往無前、揚(yáng)我國威的劇情點(diǎn)燃了許多人心中的熱血。其實(shí)祖國不僅是在充滿危險(xiǎn)的地方保護(hù)著我們，在沒有炮火紛飛的地方，也在為我們筑起安全的屏障。82歲的劉永坦院士用了近40年的時(shí)間建成了中國第一個(gè)新體制雷達(dá)站，用雷達(dá)筑成了千里海防長城，并因此獲得2018年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。

1981年，從英國結(jié)束進(jìn)修回到哈爾濱工業(yè)大學(xué)的劉永坦看到祖國的海域處于無法有效監(jiān)控的困境時(shí)，他很擔(dān)憂。當(dāng)時(shí)我國有近300萬公里海洋面積，但能有效監(jiān)測的不到20%。“大部分看不到、管轄不到，別人進(jìn)入我們的海域，比如到島礁捕魚、勘探石油、建立鉆井平臺等，或者敵方目標(biāo)進(jìn)來，我們都不知道。”劉永坦說，“我們國家這么大的海域，沒有遠(yuǎn)程探測雷達(dá)，很難保護(hù)我們的國防安全。”于是，已經(jīng)45歲的他給自己選擇了一條艱難的路——開創(chuàng)中國的新體制雷達(dá)之路。

俗稱“千里眼”的雷達(dá)，對航天、航海、漁業(yè)、沿海石油開發(fā)、海洋氣候預(yù)報(bào)、海岸經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展等領(lǐng)域都有著重要作用。但在對海探測上，傳統(tǒng)雷達(dá)其實(shí)有愧于該稱號，許多東西它都“看”不到。當(dāng)時(shí)，國內(nèi)對雷達(dá)的認(rèn)識大多停留在微波雷達(dá)的階段。微波是直線傳播，所以微波雷達(dá)要“站得高才能看得遠(yuǎn)”。因此雷達(dá)一般架在海岸邊的山上，但一千多米高山上的雷達(dá)，最遠(yuǎn)也只能看一百公里左右的海域。還有一種辦法是把雷達(dá)架在船上，但桅桿再高也有限，這種方法最多只能看到20—30公里遠(yuǎn)。劉永坦要做的新體制雷達(dá)是真正能“看”到千里的“千里眼”。當(dāng)時(shí)相關(guān)的理論研究在國內(nèi)一片空白，國外只有美國有所突破但一直保密，中國要研制非常困難，相當(dāng)于從“0”開始。

劉永坦研制的新體制雷達(dá)專業(yè)名稱為高頻地波超視距雷達(dá)，實(shí)際就是國際頂尖的ISAR（逆合成孔徑雷達(dá)）。合成孔徑雷達(dá)，全世界能掌握的也就幾個(gè)國家，更別提逆合成孔徑雷達(dá)了。逆合成孔徑雷達(dá)可以看清數(shù)千公里乃至數(shù)萬公里內(nèi)的目標(biāo)，海空通吃，目標(biāo)精度可達(dá)0.12米左右，而且是實(shí)時(shí)二維或三維成像，能看清殲-10戰(zhàn)斗機(jī)的鴨翼和幾千公里外的空中飛鳥，非常直觀。普通雷達(dá)目標(biāo)只是一個(gè)光標(biāo)，目標(biāo)的詳細(xì)信息很難判斷，逆合成孔徑雷達(dá)相當(dāng)于看數(shù)千公里外的照片，一目了然。

劉永坦在新體制對海探測雷達(dá)的研制工作中，突破了11項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，解決了在強(qiáng)海雜波、電臺干擾及大氣噪聲背景下的信號處理和目標(biāo)檢測問題;在逆合成孔徑雷達(dá)研究中，掌握了運(yùn)動補(bǔ)償理論;在數(shù)字式寬帶FM/CW雷達(dá)信號處理機(jī)的研制中，解決了大動態(tài)寬頻信號高分辨譜分析問題。他所研制出的全天時(shí)、全天候、超視距、海空兼容的新體制雷達(dá)，與國際最先進(jìn)同類雷達(dá)相比，系統(tǒng)規(guī)模更小、作用距離更遠(yuǎn)、精度更高、造價(jià)更低，總體性能達(dá)到國際先進(jìn)水平，核心技術(shù)處于國際領(lǐng)先地位。

“堅(jiān)持你的理念，努力實(shí)踐，克服途中的困難才能達(dá)到成功的境界。”劉永坦說。他圍繞一個(gè)方向，聚焦一個(gè)領(lǐng)域，一干就是38年，團(tuán)隊(duì)從最初的6人發(fā)展到30多人，被譽(yù)為雷達(dá)科研鐵軍。在新體制雷達(dá)裝備前，中國只能對20%的海空進(jìn)行監(jiān)視，而裝備之后，可以實(shí)現(xiàn)100%海空全時(shí)覆蓋監(jiān)測，還能對數(shù)千公里外的目標(biāo)，不論是太空衛(wèi)星，還是海上航母，或者是隱形飛機(jī)，都能實(shí)時(shí)成像探測，精度可靠，是真正的戰(zhàn)略利器。正是因?yàn)橛羞@些秉承初心甘于寂寞的科學(xué)家不懈地努力，我們的國家才能越來越強(qiáng)大，成為人民堅(jiān)強(qiáng)有力的靠山。