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光学名人
张直中

张直中,男,1917年4月生,浙江省海宁市盐官镇人,中国工程院首届院士,电子工业部第十四研究所研究员,西安电子科技大学教授、博士生导师,我国雷达技术的主要先驱者。我国雷达技术的主要先驱者;发展我国动目标显示雷达、单脉冲精密跟踪雷达、相控阵预警雷达等工程的倡导人;发展我国脉冲压缩雷达技术、脉冲多普勒雷达技术、微波成像雷达技术等的学术带头人,为发展我国雷达事业作出了重要贡献。

工作经历

1917年4月1日 出生于浙江省海宁县

1936—1940 浙江大学电机系,获工程科学学士学位。

1940.8—1949.11 任重庆国民政府联勤总部重庆电信修造厂工程师。其间:

1945.2—1945.12 去英国莱斯特大学和通信兵学院(R.E.M.E)为访问学者。

1946.3—1947.3 去英国E.M.I.无线电制造厂,为访问学者。

1949.11—1951.1 任重庆电信修造厂工程师(组长)。

1951—1952 任军委通信部第一电信技术研究所(南京)工程师。

1952—1955 任军委通信兵部南京电讯修配厂(对第一电信技术研究所的改名)设计室主任。

1955—1956 任第二机械工业部七二○厂(对南京电信修配厂的改名)设计科科长。

1956—1959 任七二○厂(后改名为南京雷达总厂)副总工程师。

1959—1979 任国防部第十研究院或第四机械工业部第十四研究所(南京)副总工程师

1979—1982 任第四机械工业部第十四研究所(南京)总工程师

1983 至今任电子工业部第十四研究所科技顾问。

生平事迹

1917年出生在浙江海宁县的一个书香之家。他父亲是一位颇有声望的律师,收入较丰,可谓是小康之家。他的母亲在婚前是小学教师。婚后一直操持家务。张直中生长在上海,1924年进入上海尚公小学读书,1930年起在上海私立东吴大学附中和私立光华大学附中读初、高中。在此期间他先后随家人住过英租界、法租界、日租界,亲眼目睹了中国人受洋人欺凌的凄惨情景。作为一个具有强烈的民族自尊心和爱国心的中国青年,他感到非常气愤。他认为:中国之所以受洋人欺压,是因为中国工业落后,国力不强盛;如果中国的工业发达了,国力强盛起来了,洋人们就不致如此歧视中国人了。从而萌发了要为中国工业的现代化而献身的思想。1936年,他高中毕业以后,考大学时没有遵照他父亲要他报考法律的意愿,而是选择工程技术专业,考入了浙江大学电机系。从此,他把自己的一生和我国的科学技术事业紧紧地联系在一起了。

他在大学学习的第二年,即1937年,爆发了抗日战争,随着学校的内迁,他在辗转跋涉的途中和此后学习的期间里,饱尝了日本侵略者的野蛮践踏与狂轰滥炸之苦,也激起了日后一定要参加国防建设,赶走日本侵略者的强烈愿望。

1940年大学毕业时,为了能够加入抗日队伍,在无线电行业里贡献自己的专长,他辗转来到了当时属重庆国民政府联勤总部管辖的重庆电信修造厂。当时这家工厂只搞一些无线电收发报机的维修工作。由于旧中国的工业基础非常薄弱,作为新兴工业之一的电子工业更是微乎其微。那时,电子元器件大部分从国外进口,工厂实际上只搞些组装的工作,虽然如此,也多多少少为当时的部队提供了一些通信用的收发报机,为抗日战争作出了一定的贡献。作为工程师的张直中在这些工作中表现出来的才能颇受时人的赏识。

1945年2月,张直中作为中国的访问学者到了英国伦敦,在莱赛斯特(Leicester)大学和通信兵学院学习雷达和超高频技术。之所以有这个机会,是因为根据当时同盟国之间的协议,中国可派人参加新式武器的技术交流,雷达在当时被作为最高级的无线电技术而被列为交流项目。在英国,他参观考察了警戒雷达,探照灯雷达和炮瞄雷达的设计和它们的技术性能,成为我国接触雷达技术最早的技术人员之一。1946年3月,他再次到了英国E.M.I.(Electrical Musical lndustry,电子和电声公司)无线电制造厂学习收音机和黑白电视机的制造技术。在英国的两年时间,确实使他大开了眼界,学到了不少新技术。当时,他本可在当地谋个职位,而且他在美国有同窗好友,到美国去谋个职位也不难。但他认为抗战胜利了的中国一定需要科技和工业建设人才。不料回国后发现重庆国民政府并没有在发展科技和工业方面做文章,而是制造种种事端、蓄意破坏曾经达成的国共合作协定,大打内战,这使他感到很失望。这一时期他仍然在重庆电信修造厂工作。1948年秋至1949年底,他兼任重庆大学副教授,为电信专业四年级学生讲授“无线电原理”和“无线电测量”两门课程。

1949年11月,重庆解放前夕,南京国民政府通信署副署长邀他一起飞台湾,他没有同意。虽然他当时对共产党不太了解,但对国民党的腐败是看得清楚的。他认为,共产党能战胜国民党,总有他的优点,所以才能得人心;共产党建设富强的新中国,必然要发展科学技术和工业的,这样,他也可以为国家的科技发展尽自己的一份力量。

1951年1月,他被调到南京第一电信技术研究所,开始施展他在英国学到的雷达技术。当时的南京第一电信技术研究所是全国唯一从事雷达修配的单位。他在这个单位(即后来的机械电子工业部第十四研究所)从修配雷达支援抗美援朝这一正义战争开始,到仿制苏式雷达、自行设计和研制为我国尖端产品配套的新型雷达,历经四十余年。他在这四十余年中,埋头苦干,悉心钻研,为把我国的雷达技术提高到一个新的水平,为跟踪国际先进水平作出了很大的贡献。

1956年初,张直中参加了由周恩来总理亲自主持并由总理办公室直接领导研究和撰写新中国第一个科技发展长远(十二年)规划的拟订工作,并参与了拟制其中的中国雷达技术发展长远规划。

中华人民共和国成立以后,在中国共产党的教育下,张直中认识到只有中国共产党才能领导人民建设强盛富裕的国家,只有社会主义才是我国奋斗的目标。1963年,他向党组织递交了入党申请书,由于“文化大革命”的原因,他入党愿望没能很快实现,但他信仰始终不渝。1979年12月,年逾花甲的张直中被批准加入了中国共产党,他决心把自己的知识和精力完全地奉献给党的事业。

1980年4月,张直中率领我国雷达代表团应邀出席了在美国华盛顿召开的国际雷达会议。这是我国首次派代表团参加的雷达会议。当他用一口流利的英语从容地作题为“中国雷达技术研究发展概况”的报告时,引起了与会人士的很大兴趣。许多国际上驰名的雷达专家都认为中国当时已掌握的雷达技术比他们预料的要高深得多,纷纷表示愿和中国同行进行技术交流。这样,就打开了中国和其他国家进行雷达技术交流的窗口,国际上的雷达行家对中国同行也刮目相看了。

1983年,中国电子学会常务理事会鉴于张直中在发展雷达技术上成绩卓著,依票选结果授予学会会士称号。1988年又授予荣誉会员称号。1993年,中国雷达学会设立最高奖——申仲义奖,张直中成为首位获奖人。申仲义是我国雷达事业得以迅速全面发展的重要创建人与领导者。这个奖项是中国雷达学会在申仲义逝世五周年时为了表彰他的突出贡献而设立的。张直中是申仲义生前的得力助手。

1986年11月,中国电子学会雷达学会在南京召开了第一次在中国举行的国际雷达会议。张直中作为筹委会的负责人之一担任了繁重的技术准备工作,并详细审阅了几十份准备在会议上宣读的论文以及这些论文的英文稿。他为会议的召开付出了巨大的精力。在中国,召开这样性质的国际会议,本身就显示了中国的雷达技术已有了一定的基础,中国在国际上的声望有了更进一步的提高。

1994年,中国工程院成立,张直中被选为首批院士之一。

成就及贡献

微波动目标雷达

张直中曾任中国电子学会常务理事;中国电子学会雷达学会主任委员;江苏省电子学会理事长,电子工业部科学技术委员会委员;电子部雷达局科技委副主任委员;国家级国防科技进步和发明奖军用电子行业评审委员会委员;《中国大百科全书·电子学与计算机卷》编委会委员及雷达编写组主编等社会职务。此外,他还一直兼任西安电子科技大学教授和硕士生与博士生导师,先后带出了8名硕士生和3名博士生。

1953年,张直中受命主持仿制苏式П—3型雷达。当时技术环境很差,没有图纸资料,只有一部缺天线的样机。他负责雷达系统论证及天线馈线设计,经过他和其他同志的努力,试制成功了第一部国产的中程警戒雷达,从此开始了我国自行设计和生产雷达的历史。

从我国进入自行设计雷达开始,张直中就抱着要跟踪国际上雷达先进水平的信心与决心。他悉心研究国外雷达的新技术、新动向,并根据我国的具体情况,提出了一系列采用新体制新技术的实施方案。

1957年,当时任国营七二○厂副总工程师的张直中,接受了主持研制低空警戒雷达(方案论证)的任务。他认为应采用一种在我国尚属首次涉猎的动目标显示雷达体制,并提出了应先解决减少地杂波强度的两个课题:一是低打地能量的余割平方天线,二是地杂波对消的技术。根据他指出的方向,展开了技术攻关,取得了成果,终于研制成了我国第一部微波动目标显示雷达。

1958年,十四所受命研制我国第一部大型超远程跟踪雷达。作为技术负责人,张直中科学地分析了国外雷达技术的发展状况和国内电子工业的技术基础。首先,他认为研制超远程跟踪雷达参考美国50年代前期的“磨石山”雷达已经落后,因这种雷达角跟踪采用圆锥扫描方式,由于脉间的幅度起伏限制了角跟踪精度的提高,而国际上正在开发脉冲压缩、单脉冲跟踪等新技术,前者能解决探测距离远同时又有高距离分辨力及测距精度,后者能提高角跟踪精度、推远跟踪离和具有优良的抗干扰性能。因此,他认为先进的超远程跟踪雷达应是单脉冲测角和脉冲压缩体制,接收机应采用抵噪声参量放大器,1961年,十四所在他的主持下开展了单脉冲跟踪体制的研究,并于1964年研制成功了我国第一部四馈源和差单脉冲试验雷达;它证明了在同样的条件下,单脉冲测角精度确实显著优于圆锥扫描。这个高技术成果还为十四所以后研制“导弹、卫星无线电测控系统”中的单脉冲精密测量雷达奠定了坚实的基础。

发表“雷达信号理论与脉冲压缩”论文

1962年,张直中发表了“雷达信号理论与脉冲压缩”论文,对我国雷达行业研究脉冲压缩技术起了推动作用。他主持开展的脉冲压缩课题,也证明了线性调频脉冲压缩在性能上与可实现性上都优于二相编码方案。1964年,在一台407型远程警戒雷达上改装成我国第一台采用体波色散延时线的线性调频脉冲压缩试验雷达,验证了系统的压缩效果,取得了雷达脉冲压缩技术系统设计的实践经验。1964年和1965年,因我国要研制远程和超远程雷达,他提出为适应不同雷达的需要,要探索各种不同的线性调频信号的产生和处理办法。在张直中的主持下,十四所对色散延时线和脉冲压缩电路技术的研制取得了长足的进展,能够提供各种不同雷达需要的色散线和脉冲压缩电路。十四所的一系列脉冲压缩技术成果首先用在110超远程精密跟踪雷达上,接着又用在583频扫三座标试验雷达、7010相控阵预警雷达、112—1超视距实验雷达、147—1机载脉冲多卜勒雷达、146—1和385固态三座标雷达等上面。

相控阵预警雷达

60年代,在讨论贯彻毛主席关于“有矛必有盾”的战略防御思想体系时,张直中提出我国的战略预警系统应该采用国际上新发展起来的先进的相控阵预警雷达。这种雷达的天线波速采用电扫描,无惯性,可在空间迅速跃变,具有同时搜索和多目标跟踪能力,是最有效的导弹预警体制。如果用国外50年代的老方案,即用两台机械扫描的超远程跟踪雷达执行预警任务,由于天线惯性很大,漏警必很严重,而且只能对付少数目标,故不宜采用。而且实现相控阵体制必须用电子计算机,当时国内已开始起步,从而认为我国已具有自行研制新型的相控阵雷达的可能性。他的这项方向性的技术建议被十四所领导采纳,并进行了天线振子单元、数字式移相器、功率分配器、信号处理和数据处理等的理论分析和实验研究以及32个单元的接收相控阵天线的扫描实验,为实战型相控阵雷达的研制打下了基础。

由张直中主持前期方向性研究的110超远程精密跟踪雷达和7010相控阵预警雷达可探测外空目标,对我国发射中程和远程导弹、人造卫星、同步卫星等都具有重要作用。它们的研制成功,缩短了我国的雷达技术水平与国际先进水平的差距,受到国际上的关注。1979年和1983年,以我国自行研制的110超远程跟踪雷达和7010相控阵预警雷达为主的探测设备,准确地跟踪了美国“天空实验”和苏联1402号核动力卫星,为我国准确地预报上述两颗失控卫星坠落的时间和地点提供了数据。在国内外产生了较大的影响。

机械脉冲多卜勒雷达是国际上70年代兴起的新型机载火控雷达,它具有从极强的地杂波中提取小的飞行目标的能力。1980年张直中作为总工程师代表十四所接受了研制机载脉冲多卜勒雷达的任务。在他的主持下进行了技术攻关,到1983年,难度较大的课题已取得初步成果,主要是低副瓣平板天线、栅控行波管发射机、数字式信号处理机,为实验型脉冲多卜勒雷达的研制开拓了前进的道路。

成像雷达的研究

1988年,张直中已71岁,但他雄心不减,又开展了的成像雷达的研究,选择了逆合成孔雷达(ISAR)这一难度极大、但性能优良的课题。这是国家高科技“863计划”任务之一。张直中指导两位博士生着重进行两方面的研究工作:一是如何对快速运动的复杂目标进行运动补偿;另一个是经运动补偿后如何获得目标的高分辨力的二维图象。到1990年上半年,在理论分析,计算机模拟和转台成像实验等方面均已取得初步成果。

张直中结合他的研究工作,还先后于1979年、1986年和1990年发表了《雷达信号的选择与处理》、《合成孔径、逆合成孔径和成像雷达》和《微波成像术》三部专著。此外,他还从60年代起,在学术刊物和国内国际学术会议上发表论文约20篇。

张直中热爱祖国,热爱社会主义。他治学严谨,实事求是,勤于探索,热心培养新生力量,在学术上从不满足已取得的成就,特别是密切注视国外高新科学技术发展趋势,及时掌握国际上雷达新技术发展的动向,用自己的努力使我国在雷达技术上跟踪并缩小与国际先进水平的差距。他在发展我国的动目标显示雷达、单脉冲精密跟踪雷达、相控阵预警雷达等方面是工程的倡导人;在发展我国的脉冲压缩雷达技术,脉冲多卜勒雷达技术、微波成像雷达技术方面是学术上的带头人。他为发展我国雷达事业作出了重大贡献。

主要论著

1 张直中.雷达信号理论与脉冲压缩.电子学报,1962,1(2):1―6

2 张直中.高频脉冲相参积累滤波器.电子学报,1963,2(2):1―2

3 张直中.雷达信号的选择与处理.北京:国防工业出版社,1979.

4 Zhang Zhizhong.Survey Paper-Radar ReSearch and Development,P.R.China.in 1980 1nternational Radar Conference Proceedings:136―138,Washington D.C.USA

5 张直中.低空防御雷达的现状和发展.电子学报,1984,12(4):77―83

6 张直中.x射线CT成象和聚束照射合成孔径雷达的共性和个性.见:中国雷达学会第三届年会论文集:1―6,成都,1985年10月.

7 张直中.雷达,脉冲多卜勒雷达,脉冲压缩雷达.见:中国大百科全书?电子学与计算机卷:517―520,587―589,589―591,北京:中国大百科全书出版社,1986.

8 张直中.逆合成孔径雷达成像.见:逆合成孔径雷达论文集:1―20,哈尔滨工业大学电子工程研究所,1986.

9 张直中.微波成像术.北京:科学出版社,1990.

10 张直中.多普勒波束锐化(DBS)理论和实践中若干问题的探讨.现代雷达,1991,13(2):1一12

11 Zhang Zhizhong.The Principle and Technique of Doppler Bean Sharpening.in CIE 1991 lnternational Radar Conference Symposium:98-102,Beijing,China.

12 张直中.用微波雷达对多目标成像初探.现代雷达,1991,13(6):1―7.

13 Zhang Zhizhong,Dai Jianhua.Doppler Beam Sharpening for Arc Turning Flying.Chinese Journal of Systems Engineering and Elec-tronics,1992,3(2):27―37.

14 张直中.论宽带相控阵雷达的战术优越性.电子学报,1993,21(3):8691.


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