一个太赫兹测试系统包含多少太赫兹电路?答案是上万个。这种需要高倍显微镜放大80倍的微小电路,是太赫兹测试系统的“底层代码”,需要极其精密的操作和计算。面对如此庞杂精密的“电路迷宫”,中国电子科技集团公司测试仪器首席科学家、电子测试技术重点实验室主任、中电科思仪科技股份有限公司研究员级高工年夫顺带领团队,让太赫兹测试系统核心器件、部件、仪器和系统实现了全产业链自主可控、规模化生产。37年来,年夫顺带领团队从一片空白出发,把关键核心技术牢牢掌握在自己的手中,构建起我国电子测量技术和仪器谱系,科研成果获国家、省部级科技进步奖十项。
破题:实现从“0”到“1”的突破
在“青岛榜样”发布仪式的舞台上,摆放着两台跨越27年的微波矢量网络分析仪。27年的光阴,在新老两代仪器之间划出一道鲜明的分界线:更精致的外观、更精密的构造、更卓越的性能、更稳健的运行——新一代产品用全方位的蜕变,讲述着中国电子测量技术的跨越式发展进程。
年夫顺对无线电技术的追求,始于家乡的一台小小收音机。1977年,15岁的年夫顺高中毕业。彼时,收音机仍是许多家庭唯一的“大件”。“我的第一个理想由此而来,就是学习修理收音机。”在填报高考志愿时,他放弃了自己擅长的数学和物理,全部填报了无线电技术专业。
1989年,年夫顺从学校毕业,入职电子工业部第41研究所,一头扎进看不见摸不着的电磁世界。1991年,微波矢量网络分析仪立项研制,刚刚大学毕业两年多的年夫顺被委以重任,担任课题组长。
微波矢量网络分析仪是相控阵雷达、卫星通信等设备进行开发研制时最常用的仪器,被称为“微波测试仪器之王”。
然而,当时的课题组,没有工艺条件,没有技术基础,没有科研材料,科研人员只有个位数,甚至没有一个人知道这款仪器长什么样子,一切都是从“零”开始。在一次会议上,一位国外同行放话:“这种仪器非常复杂,你们肯定做不出来。”
眼前的一座座“大山”没有吓倒年夫顺,他说:“不要一开始就让困难吓得缩手缩脚,只有深入进去,才知道问题出在哪,有了问题,才能去解决问题,才能进步。”
寒来暑往,年夫顺带领团队夜以继日地设计仪器结构、研发核心元器件。“因为心里没底,不知道研发过程中会遇到哪些问题,就要更加努力,所以每天吃饭睡觉都在琢磨。”他说。
功夫不负有心人。1995年,年夫顺团队成功研制了我国首台微波矢量网络分析仪。这台微波矢量网络分析仪,实现了从“0”到“1”的突破,有效解决了我国相控阵雷达、移动通信、卫星通信与导航、电子对抗等电子装备测试难题,也让中国成为继美国之后第二个掌握矢量网络分析仪设计制造技术的国家。在此之后,年夫顺又先后主持研发了更先进的矢量网络分析仪,填补了国内大功率脉冲矢量网络分析仪的空白,性能特性持续提升,校准时间从1小时缩短为5分钟,解决了高速数字通信和算力网络测试表征难题,赶超世界先进水平。国产矢量网络分析仪实现了规模化批量生产。
把脉:向“太赫兹”进发
太赫兹,是指波段频率在100GHz至10THz之间的电磁波,因其高分辨性、强穿透性、高安全性等特性,对国民经济和国家安全有重大的应用价值。2005年前后,太赫兹技术被誉为“改变未来世界十大技术”之一。近年来,太赫兹频率资源综合利用已上升为国家重大战略需求,成为世界各国科技竞争的热点领域。
早在2006年,年夫顺就敏锐地察觉了发展太赫兹领域的必要性,他说:“开发利用毫米波与太赫兹频谱资源已成为国家战略需求,毫米波与太赫兹测量仪器必须超前发展。”
国家的需要在哪里,科学家的研究方向就在哪里。为此,年夫顺牵头组建了毫米波与太赫兹测量仪器创新团队,并制定了从毫米波向太赫兹逐步推进和整体推进的发展思路。频段向太赫兹拓展,对关键核心器件的材料、工艺和加工水平要求极高,放眼国内,这又是一次全新的探索。
在年夫顺团队的努力下,复杂导波结构成型工艺、太赫兹芯片、无介质倍频、多二极管级联倍频和高本振谐波混频等一系列技术难题被一一攻克,太赫兹矢量网络分析仪、信号发生器、频谱分析仪和功率计等仪器产品达到国际先进水平,基于多波段拼接的太赫兹物质测量平台,测量频率覆盖110GHz~1.1THz/3THz,解决了复合材料、含能材料、有毒有害气体、生物组织等非金属物质测量表征难题,使我国成为全球唯一能提供成套太赫兹测量解决方案的供应商,北斗导航、载人航天、探月工程的背后,都有他的仪器在默默“把脉”。
青报全媒体/观海新闻记者 蔺君妍 见习记者 孙嘉良



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