中国的“千里眼，顺风耳”——张履谦院士专访

+廖芳芳本刊记者=S 张院士=Z

张履谦院士

1926年3月1日

生于湖南省长沙县

1946～1951年

北京清华大学电机工程系电信组学习，毕业。

1951～1957年

在中国人民解放军通信部雷达处、电信技术研究所 任技术员、雷达干扰与抗干扰组长、研究室主任。

1957～1965年

在国防部第五研究院二分院雷达设计部，任研究室主任、设计部副主任。

1965～1979年

在七机部二院23所，副所长。

1979～1985年

在七机部“450”工程办公室，任主任、工程总设计师。

1985～现在

在航天工业部、航空航天部、中国航天工业总公司、中国航天科技集团公司科学技术委员会任常委、研究员、顾问。

Zhang Lvqian

张履谦

编者按

“千里眼，顺风耳”是中国神话里面的传奇人物，他们能够把天底下发生的事情“尽揽于眼，收于耳”。在现实生活中，如果也有“千里眼，顺风耳”，许多事情都能事半功倍，在军事领域更是能够“知己知彼，百战百胜”，极大减少人力和物力的损失。

而雷达就相当于现实中的“千里眼，顺风耳”。

雷达最早运用于军事，监测对方飞机、舰艇的一举一动，既可以很好地防止偷袭，也可以精准地打击目标。随着战争的结束，军事领域的先进科技开始用于民用，既可以产生极大的经济效益，又可以让现代生活更加便利。

张履谦院士不仅长期从事雷达、电子对抗、空间技术等方面的研究、设计工作，而且，张履谦院士眼光非常长远，很早就提出雷达在航天领域的应用必将推动航天事业发展。本期《大家》栏目与大家分享的是我国工程院院士，雷达及航天电子技术专家——张履谦。

身处乱世 一心向学

S：张院士，您好！一般而言外部环境对人的影响很大，不好的环境通常也会消磨人的奋斗意识。但您身处乱世，在逆境中保持清醒，牢牢不忘学习。您是怎样做到这一点的呢？

Z：其实呢，就我而言，越恶劣的环境越能激发我潜在的奋斗意识。我出生在湖南的一个普通农村家庭，在小时候放过牛，种过地。家庭给我灌输了读书谋生的思想，就是说，读点书将来弄碗饭吃，从而我知道了要读书。后来日本人佔领了我的家乡，四处逃难，无家可归。学校的老师又教给我读书救国的思想，要学习本领，将来造飞机大炮，富国强兵，赶走日寇，于是萌芽了我的爱国主义思想，激励了我的学习意志。

S：在40年代，考大学是一件非常困难的事情，而您却考一个中一个，同时考上了清华大学、武汉大学、西北工业大学，您老可真够厉害。

Z：能够考上清华等髙等学校，都是凭着一股强烈的求知欲望以及读书救国的心愿，坚持刻苦自学的结果。考大学之前的中学学习6年中，正处八年抗战期间，头上敌机飞，地面炮声响，由于战乱，我的学习生涯都是断断续续的，根本就没有安心地上过一堂课。6年的时间，大部分时间是在逃难，还教了半年小学。逃难生活非常的艰苦，我带了中学课本，坚持每天自学，有时还躲在防空洞里做习题，就是这样不断地坚持学习，念完了中学课程。

S：您的成绩那么优秀，完全是靠自学吗？有没有碰到非常好的老师呢？

Z：能够考上大学，我要感谢很多人，尤其是中学的老师，许多是湖南有名的老师。他们教书不只是讲，他还要问你听懂了没有，启发你去思考，培养了我用脑子的习惯。我的老师经常告诉我：“学习机会来之不易，只要勤动脑，功课就会学好，你家沦陷没经済来源，不要担心学费的问题，成绩好就算对得起学校了。”每当我想要懈怠的时候，一想到老师们跟我讲的话，就不敢了。我觉得只有考上大学学到本领才能够不辜负学校和老师对我的栽培。

逃难的生活经历让张履谦院士明白：一味逃难是没用的，在自己的国土上还要逃到哪里去呢？能够改变祖国和自己命运的唯有知识，而努力学习是一条最好的路径。张履谦院士，是在老师的教诲下动脑筋、勤思考，掌握了学习方法，是在老师的帮助下上完中学，张履谦院士最终考上了清华大学。大学的电机工程系专业知识为他从事的雷达研究打下了基础。然而，雷达研究仅仅有这些知识完全不够，做为当时中国的一个新技术领域，研究雷达面临的困难是非常人可以忍受的，张履谦院士不但克服了困难，而且为中国雷达研究作出了非常卓越的贡献。

S：您当时学的是电机工程系，和雷达研究工作有没有联系？

Z：电机工程系主要包括两个方面的学习内容：第一个是电机的制造、输电、配电，第二个就是电信。我学的是电信。但是在当时电信技术不发达，学了些发报机原理，是键控的，讲了一些调幅原理，还没有讲调频的课程，更谈不上雷达了，但这也和雷达比较接近。在清华大学电机工程系学习，学了些基础课程，今天看来还是很有用的。这些基础课一个是数学，学了数学，使我在航天领域搞设计的分析计算有了工具，在研究工作中思考问题、处理问题建立了严密、谨慎的思维方法；再一个是英文，学了英文，我就可以很方便地学习国外先进技术，看一些国外材料；还有一个就是物理学，物理学中的力学、光学、电磁学，我在从事空间技术研究工作中用得很多。当然，在大学里学的知识不是很深入，很多是抽象的，但这是以后研究工作的敲门砖。

S：听一些同事说您的英语很好，是大学里面打下的基础吗？

Z：是啊，当时的清华大学是留美预备学校，很多老师都是留学回国的，不少的课程是英文授课，为了能够听懂课程，可没少在英语上面花工夫。大学的时候我对英文诗还非常感兴趣，常常大声朗诵。

S：您最喜欢的英国诗人是哪一位？

Z：我最喜欢莎士比亚，他的诗蕴含意义很深刻，用简单的词表达了人生的哲理，每次回味他的诗我都会很感动。

临危受命 研制雷达

S：张院士，您还记得您第一次接触雷达研究吗？

Z：抗美援朝战争之前，我还没有见过雷达是什么样子呢。大学毕业后，我参加了中国人民解放军，被分配到军委通信部工作。当时抗美援朝战争正处于酣战阶段，敌机开了干扰机來轰炸我前线部队和后勤供给运输，我军雷达受到严重干扰。王诤部长把我们带到朝鲜，告诉我们：“一定要解决雷达受干扰的问题，不然话空军拦截的飞机起飞上了天回不来，敌人的飞机进来了我们也看不到，你一定要把抗干扰问题解决好了才回北京。”当时我觉得连雷达都没见过，还怎么搞雷达抗干扰呢？但是不解决这个问题，我们的损失会很大，那个时候我暗下决心要献身于中国的雷达事业。

S：既然当时连真正的雷达都没有见过，那你们是通过什么样的方式在较短时间内去了解雷达，甚至是去研制雷达呢？

Z：可以这么说，有一套从书对中国的雷达起步影响很大，我的很多雷达知识都是来自于这套从书——《雷达丛书》。《雷达丛书》共有28本，摞起来有约一米高，是美国第二次世界大战中雷达技术的全面总结，是当时雷达领域的百科全书。《雷达丛书》是全英文版的，有很深的理论计算，又有丰富的实践经验，幸亏我有数学和英文基础，我把这28本都看完了。今天来看，这 28本书，其基本论著依然正确有用，还没有过时，这部雷达丛书我总共花了12年功夫才读完，我遇到问题就学习它，学了书本知识又解决了我雷达研究工作中的问题，边学边干，边干边学，日积月垒，才了解了雷达。

雷达技术及应用雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度及目标特征等信息。雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因此，它不仅成为军事上必不可少的电子装备，而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器，用来探测地形、地貌，其空间分辨率可达几十厘米，并具有测定活动目标功能。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了广阔的应用潜力。

S：抗美援朝的时候，您临危受命，着手解决雷达受干扰的问题，最后是如何解决的？

Z：我到了前线，几个通宵没有睡觉，首先向雷达站上的技师学习，他拿着图纸、手指设备，告诉我雷达的构成，天线的原理与结构，哪个是发射机，哪个是度盘调本振，地物回波有什么特点，飞机回波又有什么不同……。果然当天晚上12点，美国B-29飞机自东京起飞，我们的雷达萤光屏上一片茅草，什么也看不见了。那时我心中气急了，决心非抗掉它的干扰不可。我和技师们商量，最好的办法是将我们的雷达信号躲开它的干扰频带，把频率调开。这个想法很好，但是要改装雷达，更换器材，这在艰苦的前线、什么也没有的情况下怎么实现呢？我们采用备份电子管，剪罐头盒做电容器，从破旧器材框中找些电线，用烙铁在木板上焊搭成调谐电路，从而实现了雷达的变频。经过几个夜晚的临战试验，果然把频率调开，可以在茅草中看到目标回波。后来我们将调谐度盘联动，加快了变频的速度，抗干扰的效果就更好了。这个办法后来做成正规设备，加装到所有前方雷达上，还写了操作条例，发放给前线部队使用，从而较好地解决了战争中的抗干扰问题。这个操作条例以命令的形式下发，可以说是我军第一个电子对抗条例，这种跳频抗干扰措施当时很解决问题，在今天的现代信息化战争中依然还使用着，只不过是工艺先进些，速度更快些。

S：您研制雷达长达50年，在这个过程中，对您影响最大的事情是什么？

Z：是多次击落美国U—2高空侦察机。

S：您给我们回忆一些当时的一些细节吧。

Z：60年代初，正是我国“两弹一星”研制的关键时刻，我们在西北地区建设生产试验基地，美国的高空侦察机飞到这里进行情报侦察。U—2高空侦察飞机是当时世界上最先进的间谍侦察机，它有两手绝技：一是飞得高，它的实际升限为2.2万多米，而当时我们的飞机只能飞到1.7万米，并且在当时我们装备的任何一种歼击机和高射炮对它都无能为力；二是谍报本领强，它不仅可进行照相侦察，还可进行电子对抗。这架飞机飞得高，飞得快，又飞得远，只有从苏联引进的543防空导弹可以与之相抗衡。那时引进的543只有少数几套，用來保卫首都北京和用作我们仿制。组织上叫我做543雷达仿制的主任设计师。第一架U-2飞机是我们的高级领导指挥、部队熟练操作，以“麻痹敌人”的战术给揍下来的。后来它装了侦察接收报警9号、12号等系统，我们543开机它就掉转方向逃走了。这时军委领导、使用部队和我们共同研究采用近打、快打的战术和高射炮雷达引导，又揍下它两架。第四次U-2飞机加装了13号电子侦察干扰系统，它收到我们543雷达信号后，转发一个欺骗干扰信号，诱偏我们的跟踪雷达，使我们无法精确定位，曾发射三发导弹都打不中它。后来我们改变543雷达工作体制，采用连续照射的方式，进行目标跟踪和导弹制导，将它揍了下来。第五次用我们自行研制的红旗二号，它比红旗一号导弹威力区增大、精度提高。我是雷达的主任设计师。我们在雷达上又加装了新的抗干扰措施，再一次把它揍了下来。一共打下5架，以后U-2飞机再也不敢侵入我国领空了。打U-2飞机，是我军高级领导指挥，作战部队苦练本领，技术技专家作后盾，采用最先进技术和设备打下来的，体现了当时的最高军事、技术水平。我国自行研制的红旗二号防空导弹从60年代起，至21世纪初，一直是我国地面防空部队的主战武器。

通过一番努力，张履谦院士等人不但较好解决了抗美援朝战争中雷达的抗干扰问题，而且为以后的雷达研究工作积累了丰富的实践经验。张院士为部队出谋献策，改造设备，多次击落美国U—2高空侦察飞机，他主持研制了红旗二号雷达，成为我国相当长时间内的主战防空武器。

张履谦是一个有远见的人，在我国航天事业发展中，他提出了“投资在天，受益在地”这个理念，点出了航天事业是造福于人类、促进国民经济建设迅速发展、捍卫国家安全的重要手段。对我国航天事业发展的看法，他提出：“应用卫星和卫星应用星我国航天的重要发展方向，我们要切合国情发展载人航天和深空探测技术，要注意研究建立空间太阳能电站和空间安全，保持我国航天技术持续发展和应有的国际地位。”

航天应用 发展之本

S：“投资在天，受益在地”这句话是您说的吗？是什么意思？

Z：在80年代发射东方红二号地球同步通信卫星时，我曾说过这句话，今天我还坚持这个理念。“投资在天、受益在地”是指发射一颗卫星虽然费用高昂，但是却可以获得巨大的经济效益和社会效益。投资的是“天上的卫星”，受益的是“地面上的用户”。在空间技术发展的初期，并没有认识到人造卫星有巨大收益的问题，随着通信卫星、气象卫星、对地观测卫星、导航定位卫星……等实用卫星的发射，卫星在国际国内和地区的通信、天气预测、资源勘探、环境保护、各种交通工具导航定位以及突发灾难事件救援等方面，起到了巨大的作用，才醒悟起来。所以，在发展卫星系统的时候，不仅要考虑卫星本身，也要考虑地面上对卫星的应用。“投资在天，受益在地”有“天地一体化”的涵义。建设卫星系统的时候，也要建设地面系统，天上与地面的建设不能分割，二者要统盘筹划，同步进行，搞好顶层设计。不论是民用卫星或军事应用卫星，都不能例外。

S：张院士，您提出那个看法时的社会环境如何？当时很快就得到了社会的响应吗？

Z：我是在1984年就有这样看法的，当时东方红二号通信广播卫星已经发射成功，电视已经可以转播到全国，但是全国卫星电视接收站很少，在边远山区还是看不到卫星电视。通信也只是军用，民用地面站还很少。因此，我建议我们应该大力发展地面接收站，“我们要想投资在天，受益在地的话，就必须要大力发展地面卫星应用。”在这个背景下，我开始大声疾呼：要把卫星应用搞起来！大力发展卫星应用的想法在社会生产生了很大的共鸣。

S：我国是从什么时候开始发展卫星应用的？

Z：对我国自己卫星的应用，应该说是从东方红二号通信广播卫星发射开始的。在这以前搞航天技术并不是开放的，发达国家对我国进行限制。发展卫星应用也是如此。1983年，根据我国与意大利签订的协议，开展了中意“天狼星”通信卫星试验的国际合作，这是我国第一个空间技术国际合作的协议。这个协议是我亲自率团到罗马签订的。我们跟意大利协商，把他们的卫星调到东边来，在罗马和北京进行国际通信试验。 1983年7月16日下午，当时的国家主席李先念和意大利总统佩尔蒂尼通过架设在北京五院和意大利罗马的地面站，利用“天狼星”卫星进行了互通电话，声音清晰、音质良好。从那时候开始，中国对卫星应用有了认识。后来我囯自己发射了“东方红二号”卫星，实现了国内大城市间的通信和电视广播，效果很好，卫星应用得到了发展。

S：您从一开始就关注中国的卫星应用，就目前阶段而言，我国的卫星应用现状如何？有哪一些卫星应用比较好，哪一些比较弱呢？

Z：我国目前卫星应用的发展还不够令人满意，发展不平衡。有的很好，有的还不及国外的发展中国家，但发展的空间是相当可观的。目前，我国气象、通信等卫星应用的发展还比较好，而我国的北斗一代导航、数据中继卫星的应用。还需要进行努力。

S：张院士，卫星得不到有效的利用的原因在哪里呢？

Z：我个人认为原因是多方面的。比如说北斗一号导航定位卫星，它的接收机体积大，价格高，人家用不起，和国外的导航定位卫星接收机相比没有竞争力。虽然它具有独特的短报文通信功能，也没有发挥其作用，在汶川地震救灾中应用很好才开始重视。另外我国对其政策上的扶持力度也不够，因此卫星上了天，资源白白地消耗了。还有中继卫星，中继卫星发射上去原本是用来测控和数传，卫星上天后经过载人航天工程试验，跟踪描准精度高，信息质量好，但至今还未用作测控，用作数传的卫星也不多。如果能够做好卫星应用工作，不但可以收回卫星研制和发射成本，而且还可以产生巨大的经济和社会效益。

S：您认为我国航天事业将来的发展方向如何？

Z：我觉得发展应用卫星和卫星应用，应该是我们的重点，也是当前的主要方向。我国地域广大，广大的西北地区和数百万平方公里的海洋待开发，中国特色社会主义经济建设和现代化国防建设在快速进行，对发展高分辨率的对地观测卫星、全球导航定位卫星、高性能宽带通信卫星、电视直播卫星、移动通信卫星，环境监测卫星、应付突然事故的卫星系统等，有着廹切的需求，应用卫星和卫星应用有着广阔的发展空间。我国发展载人航天工程，实现了杨利伟上天、太空中飘扬着五星红旗、中国人在太空行走，大大地激励了中国人民士气、增强了民族团结，带动了国民经济发展，提高了我国囯际地位，这些重大影响和意义是人所共知的。我们预订的空间飞船交会对接，建立空间实验室和有人驻留的空间站，将坚定不移地要搞下去。至于载人登月，搞深空的火星及其他行星的探测，要根据我国国情而适当而积极地开展。还有建立空间太阳能电站，对解决能源和带动科技发展有重大意义。空间垃圾危害航天安全也是很令人担心的，发展未来航天我们应注意这些事。总之，应用卫星和卫星应用是我国航天的重要方向，我们要切合国情发展载人航天和深空探测技术，要注意研究建立空间太阳能电站和保障空间安全，保持我国航天技术持续发展和应有的国际地位。

S：目前载人航天非常火，您是怎样看待我国载人航天未來的发展呢？

Z：我很关心中国怎样搞载人登月的问题。美国现在是计划搞载人从火星回來，印度也要和俄罗斯合作在2020—2025年载人登上月球，欧洲、日本也有登月的设想。我觉得载人登月是个很重要的问题，我们国家应该重视起来，虽然登月当前还看不出有什么经济效益，但是对我们国家的政治影响和经济建设的带动还是很大的。我们不争先，不搞抢先登上月球，但是一定要有恐后感。如果印度都登月了我们还没登月的话，怎么向我国人民交待，怎么向中华民族历史交待。所以说我们虽然不争先，但我们要有迫切感。

红旗一号导弹系统

红旗一号导弹系统，即前苏联C-75型（北约命名为SA-2）中高空、中近程地空导弹武器系统。1958年6月我国开始仿制，代号“543”，1964年12月中国仿制成功，命名为红旗一号导弹系统。1962年9月，我地空导弹部队首次使用红旗-1号击落U-2飞机1架。该系统由导弹、发射架、制导站等组成。导弹采用用无线电指令制导，弹长10.90米，弹径0.65米，翼展2.56米，最大速度3马赫，射程13-29千米，射高3-22千米，战斗部为高能破片杀伤型。是50年代中期世界上较先进的防空导弹武器系统，主要用于攻击高空、高速飞机和飞航式导弹。60年代中国在此基础上改变其雷达工作体制，加装抗干扰措施，扩大作战空域，研制了红旗二号导弹系统至21世纪初一直是我国防空部队主战武器。

2个多小时的采访很快就过去了，我们似乎都意犹未尽，张履谦院士让我们知道不论周围的环境如何，学习都是非常重要的。通过张履谦院士的回忆，我们看到了中国雷达事业发展的足迹，也明白了我国航天事业发展的重要意义，更知道了什么是对国家的奉献。