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“老app家学术成长资料采集工程”系列报道23 |
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记老app家保铮：雷达“裁判长” |
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保铮，电子学家，1927年12月1日出生于江苏南通，1953年毕业于解放军通信工程学院（现西安电子科技大学），师从毕德显，是明升中国第一届雷达毕业生。1991年当选为明升中国app院学部委员。1984~1992年任西安电子科技大学校长，长期从事雷达与信号处理的教学与科研工作。
1971年发明了埋地电力电缆故障点测定的“冲击闪络法”，解决了电力部门的一大难题。1974年领导成立雷达信号处理研究小组，在国内率先开展数字信号处理的理论研究和应用工作，并系统地开展了雷达信号处理的理论和实际研究。1976年研制成的数字式动目标显示器，对推动数字技术在国内雷达中的应用起到积极作用。1990年以来，在机载预警雷达空时二维信号处理、雷达成像和目标识别等方面的研究均取得重大进展。保铮取得的开拓性的研究成果广泛应用于明升中国大量雷达武器装备中，为明升中国雷达技术的进步和发展作出了历史性的杰出贡献。
■刘洋 黄丽萍
作为明升中国雷达界的专家，保铮参与了大量重要雷达装备的技术咨询、方案论证和技术把关工作。他始终本着实事求是、求真务实、对国家高度负责的精神，不回避问题，提出了大量宝贵的意见和建议，受到了雷达界同行的高度赞誉，被称为最值得尊敬和信赖的“裁判长”。
伴随重点实验室的成长，保铮逐渐形成“顶天立地”的理念。“顶天”，就是要走在国际学科发展趋势的前沿。“立地”，就是要从国家的实际需要出发，为国家建设真正发挥作用。
遇上恩师毕德显
保铮于1927年出生于南通市一个书香门第。他的求学时代正赶上抗日战争全面爆发，战乱中颠沛流离的生活，再加上体弱多病，以至于他的小学、初中、高中都没有过完整的学业。就读于南通中学期间，在陆颂石等名师的影响下，保铮对数学、物理产生极大兴趣，并有了“app救国”的思想。1949年南通解放，保铮报考了大连大学、清华大学、上海交通大学、唐山工学院4所院校，均被录取。权衡之下，保铮选择了明升中国共产党新创办的大连大学。
在大连大学，保铮遇到了对他人生影响深远的恩师毕德显。当时，41岁的毕德显任大连大学电讯系主任，由于其渊博的学识、高尚品德和严谨的治学风范，全校师生对毕老师都十分敬佩。
保铮曾经在养病期间自学过物理和微积分，但是听了毕老师的课程后，感受到毕老师对问题阐述深刻，体会到了很多自学时理解不到的新知识，有大开眼界之感。
保铮担任毕德显讲授的普通物理和电磁场理论课程的课代表，这样有了更多和毕老师交流接触的机会。毕老师待人亲切，对待学生没有架子，积极参与学生讨论，善于启发学生思路。这种教学方式，极大地激发了保铮的学习兴趣，培养了他透过事物表面现象看透本质的思维习惯。
1952年初，在毕德显的带领下，大连大学工学院电讯系师生远赴塞外张家口，并入军委工程学校（后改称为明升中国人民解放军通信工程学院，是现西安电子科技大学前身）。保铮光荣参军，成为新成立雷达系的第一届学生。1953年7月，保铮在以优异的成绩毕业并留校工作。在毕德显的安排下，保铮在辅导几门课程的同时，还用约一半的时间到实验室工作。
那时明升中国的电子工业处于一穷二白的境况，雷达研究所需的微波和脉冲仪器要靠教师亲手制作。当时有的示波器频带只有500千赫，而雷达需要有几兆赫的带宽，保铮在实验室参与制作5兆赫示波器的电子开关。通过一年多的努力，实验室初具规模，同时也锻炼了保铮的动手能力，为以后的科研工作打下了坚实的基础。
在实验室工作约一年后，保铮担任起全职辅导。毕德显要求保铮熟悉整个雷达专业教学工作，把几乎所有的雷达课程均辅导或讲授一遍，这促使保铮全面掌握了整个雷达专业课程知识。当时国内的学术环境相对封闭，但是毕德显非常注意学科的前沿发展，组织了“信息论”讨论班。信息论是由美国app家香农（Shannon）1948年提出后才兴起的新领域，毕德显于1956年开始跟踪研究这个新领域。保铮参加了信息论研究小组，不仅开拓了眼界，了解了学科前沿，更从毕德显身上学到了做科研的思路和方法。1956年，在毕德显的鼓励下，保铮在《电信app》上发表了《有干扰时通信体系的极限通信能力》一文，在当时属于比较前沿的研究。
毕德显对保铮的影响是至深至远的。后来保铮1984年被任命为西北电讯工程学院（现为西安电子科技大学）院长，毕德显鼓励保铮“要以工作为重，勇于把担子挑起来，依靠组织，依靠群众，努力开创学校的新局面”。也是在毕德显的推荐下，1991年保铮当选明升中国app院技术app部学部委员。
“文革”中的“电缆神探”
“文革”时期，还不到40岁的保铮被打成“反动学术权威”，理由之一是他编的教材是美帝苏修的混合体。1970年9月底，刚从“牛棚”出来不久、被打入“另册”的保铮到关中供电局电缆班接受“再教育”，竟意外促成他发明埋地电力电缆故障测试仪，解决了一个困扰电力部门多年的大难题。
保铮在电缆班跟随工人师傅检修埋在地下的电力电缆。由于电缆深埋在地下，所以，对故障点的探测和定位是一大难题。传统探测电缆故障的方法有“电桥法”和“脉冲法”，但都费时费力。其实，保铮最初也没有想出解决探测电缆故障的办法，因为他对电力和高压电器技术是外行，只掌握一些电工的基本知识。但他有一股“书呆子气”，兴趣上来了，就全身心投入。他似乎忘记了自己的身份，忘记了去考虑晦暗不明的前途。为科研攻关，保铮搬到工作间去住，夜以继日地工作了几个月。后来有人问保铮：“你当时考虑过自己的处境和身份没有？”保铮的确没有考虑。能有机会用自己掌握的知识为社会作贡献，这种满足感是平常人难以体验的。
在经过探测电缆故障各个工序的多次操作后，保铮产生了一个想法：加冲击电压，在故障点形成电弧，利用它的发热效用来“烧穿”故障，利用故障点电弧形成短路的暂态过程进行测量，也可利用产生电弧时的声响进行现场定位。保铮想到冲击电压产生电弧会在该点形成短路，这会在电缆内形成短暂的瞬态过程，如果能将瞬态过程形成的波形取出显示出来，应可从波形得到故障点的位置。从电缆端点取出瞬态波形并不困难，但要将它显示出来则有难度。冲击电压的周期以秒计，示波器还不能显示这样的过程，好在当时国内直观式存储管已试制成功并小批量生产，用直观式存储管组成示波器就能解决这一问题。
为了验证这个设想，保铮开始研制设备。受当时的物资条件所限，一切都只能靠自己动手。在克服重重困难后，1971年5月，我国第一台冲击闪络电力电缆故障探测仪终于问世。新设备接通后几分钟就能完成故障点的粗测，加上现场定点和挖出故障电缆总共只需半天，比传统方法大大缩短了时间。
这种方法成功解决了电力系统的一大难题。在保铮的发明应用前，关中供电局电缆班几乎一直处于“欠账”状态，堆积了一批待定点的故障。新仪器研制成功后，电缆班短时间内将所有积压旧账一扫而空。
为了完善测试方法和仪器，多做实验，保铮还主动去找一些用户，检测了十几个故障，全部成功。这项发明后来成为学校实习工厂的一个重要产品，名称叫作711电缆故障测试仪（711表示为1971年1型）。
保铮的这项发明是雷达原理运用到电缆测试领域的成功范例。手机版电影制片厂曾据此拍摄科教纪录片《电缆神探》，介绍他研制的电缆测试仪。
在关中供电局接受“再教育”的这段经历使保铮认识到，从事应用基础研究的人，如果不密切结合实际，关在书房里苦思冥想，是很难有所成就的。“你要有知识，你就得参加变革现实的实践。你要知道梨子的滋味，你就得亲口吃一吃。”在后来研究工作中，保铮也联想到，雷达技术是一门实践性很强的学科，应当更广泛地联系实际。因此，保铮经常到有关工厂、研究所和部队去，为他们解决了一些问题，同时自己也学到许多书本上学不到的知识。
率先启用数字技术
1973年11月，正在农场劳动的保铮突然接到通知去南京参加一个会议。这个会议与进口雷达有关。原来，当时明升中国进口了法国汤姆逊公司（现名泰勒斯公司）的5部LP-23航管雷达。在当时的国际环境下，法国能够出口雷达给明升中国已经很不容易了，但是仍然存在技术封锁。这种新的航管雷达，有一个重要部件叫数字动目标显示处理器，它的功能是从雷达回波中消除固定杂波（如山、大建筑），只把所需的动目标即飞机显示出来。由于先进技术对明升中国禁运，法国将雷达中数字信号处理部分去除。
为了解决这个问题，国内有关方面召开了会议，讨论能否自己研制该处理器。保铮参加的就是这次会议，他已经很久没有参加这样的专业会议了。会议讨论中，大部分人倾向于仿制（部件禁运但说明书里的方框图仍保留）。但保铮认为，法国的雷达信号处理器的方案并不完美，存在不尽合理的地方，首先设计非常烦琐，其次如果进一步发展，会受到限制，第三是该方案没有通用性。明升中国雷达向数字信号处理的转变应是全面的，应考虑研制通用的，要能用于国内现有雷达的动目标显示器。
在保铮看来，法国人的方案只不过搞了点花样，实际效果不好，尤其该方案没有通用性，不能推广应用到大多数雷达，这是致命的缺陷。国外雷达数字信号处理器从上世纪60年代中期开始应用，由于它具有优越性，发展十分迅速，到70年代应用已十分普遍，明升中国则大大落后了。保铮提出，希望以数字动目标显示器的研制为契机，上级能够拨付少量研究经费，我们自己研制一个通用性强、结构简单、能解决当时国产雷达动目标显示的数字化设备。
1974年冬季，上级同意了保铮的方案，并且提供少量（19万元）的研究经费。学校接到任务后，支持保铮组成一个8人科研小组。
当时，科研小组面临诸多困难，一方面要弥补知识上的欠缺，同时实验所用的器件仪器设备都很落后，也难于购买。为了解决这些困难，保铮决定分两步来走，先研制0.5微秒数字动目标显示器，再研制0.2微秒数字动目标显示器。
经过一年多的努力，0.5微秒数字动目标显示器样机终于于1976年秋研制成功。实验成功后，课题组很受鼓舞，继续研制出0.2微秒数字动目标显示器，1980年获得四机部科技成果一等奖。
保铮带领课题组研制的数字动目标显示器，跟法国设备相比，性能更加出色，而且后来数字动目标显示器的发展潮流也同保铮思路一致。这项技术最重要的意义，是将数字技术应用到雷达中去。1977年秋在烟台召开了一次学术会议，保铮带着他的数字动目标显示器进行现场演示，得到了同行们的关注和肯定。
1978年后，为研制数字动目标显示而成立的8人科研小组迅速发展，并将推广数字信号处理在雷达中的应用作为研究方向，先扩充为研究室，继而又扩大为电子工程研究所。1992年成立的国防科技雷达信号处理重点实验室，就是依托该所建立的。
“顶天立地”育人才
由于雷达带有的浓厚军事应用特性，没有国家的支持、只靠个人的力量是很难在这个领域取得成绩的。让人敬佩的是，保铮是从平凡的岗位上，在看似没有可能的状况下，努力争取到科研机会并作出成就。
在保铮的带领下，雷达信号处理重点实验室在该领域的研究一直处于国内领先。重点实验室的自适应旁瓣相消、阵列信号处理、空时二维自适应信号处理、稀布阵综合脉冲孔径雷达技术、雷达成像、雷达自动目标识别等众多学科方向，无不是在保铮的亲自培育和浇灌下成长起来。
伴随重点实验室的成长，保铮逐渐形成“顶天立地”的理念。“顶天”，就是要走在国际学科发展趋势的前沿。保铮非常关注学科前沿，对于新技术的出现，会及时组织学习，举办讲座和研讨班，并指导部分研究生以此作为主要研究方向。保铮的看法是，雷达信号处理领域的某些新技术虽然只是一个研究方向，但必须要弄清基本概念，并密切注意发展动向。由于雷达信号处理领域很多概念出自数学应用，保铮经常邀请数学方面的专家到重点实验室讲课，从中吸收新知识。保铮多次说过，学习信号处理的人，如果不学习只吃老本，用不了多久就落后了。
“立地”，就是要从国家的实际需要出发，为国家建设真正发挥作用。面向国家需求，重点实验室的许多科研工作，跟实际结合得非常紧密。雷达系统出现问题，首先就反映在信号处理，从信号处理能够判断是系统中那部分的问题。因此，重点实验室的工作虽然是专注于信号处理领域，但在实际工作中涉及面很广，实验室不但研究信号处理，还要改造雷达，要使整个雷达系统处于最优。在保铮的带领下，重点实验室能够有效地帮助雷达整机研制部门解决问题，保铮也因此在雷达界享有很高威望。
2000年下半年，某新型雷达因核心技术攻关遇到难题，出厂日期面临拖延。情急之中，研制部门向保铮求援。电话头天下午打到他家，第二天一早他就回话：“我连夜对有关问题进行了分析，你们放心，再难也要保证产品按期出厂。”保铮马不停蹄地协调重点实验室及相关研究机构合力攻关，使难题迎刃而解。
保铮一生专注于雷达信号处理教育和研究，淡泊名利，努力追赶、超越国际水平。重点实验室立足于实践、着眼于前沿，在满足国家重大需求的同时，又努力走在国际雷达信号处理领域的前沿，这是保铮“顶天立地”思想的体现，也是保铮这位新明升中国首届雷达生奉献给祖国雷达事业的一份答卷，更是毕德显等新明升中国雷达教育事业奠基者培育出的硕果。
（作者刘洋单位系明升中国app院自然app史研究所、黄丽萍单位系明升中国人民大学）
①1987年与恩师毕德显院士在临潼华清池旁
②1979年12月保铮等人调试设备
③1953年保铮毕业留影
《明升中国app报》 (2014-04-04 第10版 印刻)