——記中國(guó)計(jì)量院微波參數(shù)實(shí)驗(yàn)室
4月11日8點(diǎn),北京迎來(lái)了一個(gè)陽(yáng)光明媚、風(fēng)和日麗的春日早晨。在中國(guó)計(jì)量院昌平實(shí)驗(yàn)基地18號(hào)樓1002房間,從事電子計(jì)量已經(jīng)整整30年的研究員高秋來(lái)開(kāi)始了他一天的工作。而他每天的研究對(duì)象就是看不見(jiàn)、摸不著的微波。
1002房間的門(mén)口掛著“微波參數(shù)實(shí)驗(yàn)室”的牌子,屋里的操作臺(tái)上擺放著幾臺(tái)設(shè)備,它們之間用不同的線(xiàn)相互連接著;桌上則散落著一堆各式各樣的電子元器件和電路板;房間另一邊的操作臺(tái)上同樣擺放著幾臺(tái)連接復(fù)雜的設(shè)備。高秋來(lái)已經(jīng)連續(xù)一個(gè)星期都“泡”在這個(gè)房間里,而手上這個(gè)用不同元器件連接起來(lái)的毫米波信號(hào)源就是他近段時(shí)間工作的主要成果。“項(xiàng)目要求今年年底完成,時(shí)間很緊張,不得不抓緊。”高秋來(lái)所說(shuō)的“項(xiàng)目”,就是中國(guó)計(jì)量院有關(guān)無(wú)線(xiàn)電的重點(diǎn)科研項(xiàng)目——建立毫米波散衰減基準(zhǔn)。
微波與無(wú)線(xiàn)電波、紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光一樣,是特定頻率段的電磁波,其最重要的應(yīng)用是雷達(dá)和通信。高秋來(lái)舉例:“比如,如果想要調(diào)整太空中衛(wèi)星的運(yùn)行姿態(tài),就需要微波將地面指揮中心的信號(hào)傳遞到太空;微波遙感還可用于普查地球資源等領(lǐng)域。曾經(jīng)發(fā)生的美國(guó)墨西哥灣原油泄露事件中,也是利用微波遙感獲得了海面污染圖。”在微波的種種應(yīng)用中,需要測(cè)量很多參數(shù),而這些測(cè)量的量值最終則要溯源到高秋來(lái)所在的中國(guó)計(jì)量院信息與電子所微波參數(shù)實(shí)驗(yàn)室。
微波計(jì)量領(lǐng)域的研究參數(shù)主要包括功率、阻抗、衰減和噪聲。高秋來(lái)率領(lǐng)的微波參數(shù)實(shí)驗(yàn)室的研究人員們就圍繞這4個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量研究。現(xiàn)在,中國(guó)計(jì)量院的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)展到了40GHz,在未來(lái)5年內(nèi),中國(guó)計(jì)量院決心將微波參數(shù)的頻段擴(kuò)展至110GHz。“這樣,我們就能達(dá)到國(guó)際同類(lèi)測(cè)量的最高水平。建立毫米波散射參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)和衰減基準(zhǔn)就是這一計(jì)劃的重要一步。” 毫米波對(duì)應(yīng)的頻率范圍是50GHz~110GHz,在衛(wèi)星通信,以及雷達(dá),遙感遙測(cè)都有非常廣泛的應(yīng)用。我國(guó)的毫米波研究已經(jīng)發(fā)展了實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng),例如風(fēng)云氣象衛(wèi)星的輻射計(jì)、雷達(dá)等。
毫米波的研究是目前國(guó)際上該領(lǐng)域的前沿課題,普通百姓的日常生活根本接觸不到這么高頻率的電磁波,和高秋來(lái)他們實(shí)驗(yàn)室打交道的多是航天等部門(mén)的工作人員。“我們不直接為雷達(dá)、衛(wèi)星做測(cè)量,而是為它們做基礎(chǔ)的技術(shù)支撐,屬于幕后工作人員。”
介紹完這些背景,高秋來(lái)饒有興趣地展示了實(shí)驗(yàn)室的“寶貝”。“這是我們2000年自主研制的單通道音頻替代法衰減基準(zhǔn),在國(guó)際比對(duì)中,取得了前三名的好成績(jī)。”他指著操作臺(tái)上的一臺(tái)設(shè)備自豪地說(shuō)。最近他正忙著組裝搭建的高頻率信號(hào)源,則是為另一部雙通道音頻替代法衰減基準(zhǔn)做準(zhǔn)備。“我們做的系統(tǒng)既要發(fā)揮雙通道的優(yōu)勢(shì),又要克服其本身的弊端,這樣才能提高測(cè)量準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。我們?cè)谇捌诘脑O(shè)計(jì)理論上已經(jīng)做了充分的研究,與其它國(guó)家的同類(lèi)系統(tǒng)相比,這套系統(tǒng)有著我們獨(dú)特的思考。”
正說(shuō)著,一位年輕小伙子走了進(jìn)來(lái)。“這是我們實(shí)驗(yàn)室的小梁,負(fù)責(zé)噪聲參數(shù)的測(cè)量研究。”高秋來(lái)介紹。梁偉軍,2004年從北京交通大學(xué)畢業(yè)后就來(lái)到計(jì)量院,參加了高秋來(lái)的微波參數(shù)測(cè)量研究團(tuán)隊(duì),主要負(fù)責(zé)微波測(cè)量4大參數(shù)中的噪聲測(cè)量。
實(shí)驗(yàn)室另一邊的操作臺(tái)就是梁偉軍的工作臺(tái),那一套大小不一、形狀各異的復(fù)雜設(shè)備就是我國(guó)的低溫噪聲源基準(zhǔn)。梁偉軍正打算要用這套基準(zhǔn)為送檢的兩個(gè)固態(tài)噪聲源進(jìn)行測(cè)量定標(biāo)。
“我和高老師共事很愉快,他帶著我做了很多嘗試,讓我提高不少。”梁偉軍剛說(shuō)完,高秋來(lái)忙補(bǔ)充說(shuō):“互相幫助,互相啟發(fā)。” 在梁偉軍檢測(cè)的間隙,高秋來(lái)興致勃勃地拿出自己正在搭建的毫米波信號(hào)源,想演示給梁偉軍看看。兩人一邊看著儀器上不停變化的數(shù)值,一邊熱烈地討論著??吹贸?,這一老一青的搭配讓1002實(shí)驗(yàn)室充滿(mǎn)了和諧,來(lái)自團(tuán)隊(duì)的鼓勵(lì)與幫助讓原本枯燥的研究工作也變得似乎溫情起來(lái)。
梁偉軍參加了高秋來(lái)負(fù)責(zé)的“建立毫米波散射參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)和衰減基準(zhǔn)”課題。除了完成日常的檢定任務(wù),他還承擔(dān)著繁重的科研工作。“每天都反反復(fù)復(fù)地?cái)[弄這些元器件,有時(shí)候覺(jué)得真的很枯燥。但正因?yàn)槭腔A(chǔ)的東西,所以才顯得更有價(jià)值和意義。”吐露了自己的心聲,梁偉軍又不好意思地笑了。
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