北京理工大學(xué)有位“自行車院士”，白手起家建起頂配研究室
（原標(biāo)題：“自行車院士”的雷達(dá)人生）
北京理工大學(xué)的校園里，一位瘦削的老人操作著電動(dòng)輪椅，每天往返于家和研究所之間。已經(jīng)87歲高齡的他，雖然腿部做過手術(shù)，但依然堅(jiān)持按時(shí)上班。更早之前，他每天騎車上班成了校園一道獨(dú)特的風(fēng)景線，被師生們親切地稱為“自行車院士”。他是毛二可，從他樸素的衣著、謙和的態(tài)度中，你可能很難想象到他的一生創(chuàng)造過怎樣的“寶藏”。22歲，設(shè)計(jì)出“新中國第一個(gè)電視頻道”；30歲，參與設(shè)計(jì)中國第一臺(tái)相控陣?yán)走_(dá)；61歲，當(dāng)選中國工程院院士；75歲，“下海”創(chuàng)立學(xué)科性公司，讓國家重大需求科技領(lǐng)域的前沿技術(shù)得到廣泛應(yīng)用……在他走了幾十年的上班路上，寫滿了理想、激情和科研精神。白手起家建起頂配研究室毛二可出生在北京，兒時(shí)隨著父親工作的變動(dòng)，一家人輾轉(zhuǎn)于廣州、重慶、北京多地。在重慶，毛二可度過了大半少年時(shí)光。在重慶私立南開中學(xué)，從小受父兄影響而深深被無線電知識(shí)吸引的毛二可，加入了中國無線電學(xué)會(huì)南開分會(huì)。抗戰(zhàn)時(shí)期，許多工廠搬到“陪都”重慶，這也為愛好無線電的少年們提供了更多“創(chuàng)作”的機(jī)會(huì)。他們各處搜尋零配件，從電子廢件中搗騰自己能用得上的東西，“土電話”“收音機(jī)”“校園廣播”……一個(gè)個(gè)拼裝出來的無線電作品給了少年毛二可極大的樂趣和滿足。1951年，即將從南開中學(xué)畢業(yè)的毛二可聽說了華北大學(xué)工學(xué)院（北京理工大學(xué)前身）將招生的消息。了解到這所學(xué)校設(shè)有電機(jī)制造專業(yè)，一門心思想學(xué)習(xí)“跟電有關(guān)”知識(shí)的他很想抓住這個(gè)機(jī)會(huì)。在學(xué)校的組織下，他與四位有志于此的同學(xué)北上參加了報(bào)名和考試。順利通過考試的毛二可進(jìn)入電機(jī)制造專業(yè)，開始學(xué)習(xí)發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。1953年，根據(jù)當(dāng)時(shí)的國內(nèi)外形勢(shì)，國家重工業(yè)部決定在學(xué)校設(shè)立雷達(dá)專業(yè)，為國家培養(yǎng)急需的科技工業(yè)人才。“就這樣，我搞上了雷達(dá)，這條路一走就是一輩子。”回顧往事，毛二可感慨地說。當(dāng)時(shí)，國內(nèi)的雷達(dá)研究尚處在萌芽狀態(tài)。1954年，系里請(qǐng)來了蘇聯(lián)專家加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)。兩年后，正是在蘇聯(lián)專家的指導(dǎo)下，毛二可與幾位同學(xué)完成了自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)——中國第一個(gè)電視試驗(yàn)發(fā)射中心的研究設(shè)計(jì)。這個(gè)作品曾于1957年在北京市勞動(dòng)人民文化宮展出，雖然只是一個(gè)原理性、實(shí)驗(yàn)性的作品，卻讓觀眾真實(shí)地從屏幕上看到了從北京工業(yè)學(xué)院（北京理工大學(xué)前身）主樓上發(fā)出的視頻信號(hào)。這個(gè)被稱為“新中國第一個(gè)電視頻道”的研究成果，在當(dāng)時(shí)引起了不小的轟動(dòng)。畢業(yè)后，毛二可留校任教。1957年，在主管部門的建議下，學(xué)校開始籌建雷達(dá)研究室。1958年，當(dāng)時(shí)的校長(zhǎng)魏思文向上級(jí)提出申請(qǐng)，希望能批給學(xué)校一些新型雷達(dá)，用于建設(shè)試驗(yàn)場(chǎng)地。“當(dāng)時(shí)學(xué)校里實(shí)驗(yàn)使用的都是小型雷達(dá)，沒有大型號(hào)的。上級(jí)非常支持，一口氣批下了三臺(tái)大雷達(dá)。這太令人驚喜了，我們的雷達(dá)實(shí)驗(yàn)室成了當(dāng)時(shí)國內(nèi)高校里最大的。”毛二可回憶說。這三臺(tái)從蘇聯(lián)進(jìn)口的大型雷達(dá)是當(dāng)時(shí)中國使用的最主要的雷達(dá)設(shè)備。這么復(fù)雜的雷達(dá)，如何在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地架設(shè)起來呢？毛二可與上級(jí)派來的專家一起承擔(dān)了組裝架設(shè)雷達(dá)的任務(wù)。他們對(duì)照操作指南，不斷試驗(yàn)和摸索，時(shí)常一干就是一整天。為了省掉上下班路上的時(shí)間，他干脆不回宿舍就睡在雷達(dá)車?yán)铩＝?jīng)過不懈努力，毛二可和同事終于完成了雷達(dá)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)的建設(shè)，從此學(xué)生們不僅可以在課堂上學(xué)到關(guān)于雷達(dá)的理論知識(shí)，也擁有了上手操作的實(shí)踐場(chǎng)所。“這樣的實(shí)驗(yàn)條件，在當(dāng)時(shí)國內(nèi)高校的教學(xué)中可以說是最高級(jí)的配置了，連清華大學(xué)的高年級(jí)學(xué)生都到我們這兒來實(shí)習(xí)，做畢業(yè)設(shè)計(jì)。”時(shí)隔60年，說起當(dāng)年自己參與創(chuàng)辦的雷達(dá)研究室，毛二可臉上還是會(huì)微微流露出自豪的神色。國家需求就是搞研究的動(dòng)力在雷達(dá)研究領(lǐng)域，毛二可是個(gè)高產(chǎn)的發(fā)明家。搞了多少發(fā)明，得了多少獎(jiǎng)項(xiàng)，他自己也數(shù)不清。不過，有一項(xiàng)發(fā)明讓他和學(xué)生都記憶猶新，那就是1977年問世的新型雷達(dá)“動(dòng)目標(biāo)顯示裝置”。什么叫“動(dòng)目標(biāo)顯示”？毛二可解釋，要想利用雷達(dá)監(jiān)測(cè)移動(dòng)的飛行物，需要區(qū)分接收到的監(jiān)測(cè)物體雷達(dá)回波的多普勒頻率。移動(dòng)目標(biāo)的多普勒頻率較高，而且移動(dòng)越快頻率越高。“接收到回波后，通過濾波器的處理，將物體以移動(dòng)速度進(jìn)行區(qū)分，排除掉固定物體等干擾物，就能‘看到’目標(biāo)飛行物了。”原理說起來不難，但誰能在實(shí)際操作中將它實(shí)現(xiàn)，各國的科學(xué)家都在較著勁兒。在雷達(dá)顯示的反饋中，固定目標(biāo)的回波更強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的回波反而較弱。“一座巋然不動(dòng)的大山和一架移動(dòng)中的飛機(jī)，它們反饋的回波強(qiáng)弱差距可達(dá)上萬倍都不止。”如何在固定物體強(qiáng)雜波的干擾中，提取出更小的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，并檢測(cè)出它的移動(dòng)速度，用于提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的延遲線是關(guān)鍵器件。為了找到合適的延遲線材料，從上世紀(jì)50年代末到70年代，毛二可和同事們反復(fù)試驗(yàn)。從當(dāng)時(shí)國外用過的水銀延遲線，到磁質(zhì)伸縮延遲線，再到熔石英延遲線……經(jīng)過十余載的努力，最終攻克了延遲線這一難題。1977年，新型雷達(dá)“動(dòng)目標(biāo)顯示裝置”參加了國家組織的電子對(duì)抗測(cè)試，展現(xiàn)出優(yōu)越的性能，大大加強(qiáng)了我國空中探測(cè)能力。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目“模數(shù)混合動(dòng)目標(biāo)顯示系統(tǒng)”獲得了1987年國家發(fā)明二等獎(jiǎng)。這在當(dāng)年，是該領(lǐng)域的國家級(jí)最高獎(jiǎng)項(xiàng)。“國家的需求，就是我們搞研究的動(dòng)力。”用新技術(shù)解決實(shí)際問題，讓技術(shù)成果在國家重大需求領(lǐng)域做貢獻(xiàn)，這是毛二可在數(shù)十載科研道路上一直身體力行的原則。而研制“矢量脫靶量檢測(cè)系統(tǒng)”，成功解決脫靶量檢測(cè)這一重大難題，正是他踐行這一原則最有代表性的成果。什么是脫靶量？毛二可通俗解釋：高速飛行物體在碰撞目標(biāo)的時(shí)候，可能撞到目標(biāo)上，也可能擦著邊兒飛過。如果飛過了，需要知道它偏了多少角度，偏離時(shí)的速度是多少，以便在后續(xù)設(shè)計(jì)中予以改進(jìn)。“這個(gè)偏離的距離就是脫靶量，加上偏離的角度就是矢量脫靶量。”時(shí)速幾千公里的飛行物與固定目標(biāo)，交匯過程可以用“一閃而過”來形容。怎樣在特定的瞬間監(jiān)測(cè)到它們之間的“偏差”，這是一個(gè)世界級(jí)的難題。西方曾對(duì)脫靶量檢測(cè)做過一個(gè)形象的比喻，形容它是“從干草堆上找一根針”，或者說就是在茫茫天空中鎖定一根“繡花針”。20世紀(jì)90年代初，國內(nèi)某實(shí)驗(yàn)基地提出研究矢量脫靶量測(cè)量系統(tǒng)的需求，要求做出一個(gè)空間上幾乎全方位的測(cè)量雷達(dá)，能夠測(cè)量出高速運(yùn)動(dòng)物體與目標(biāo)交匯的方向和距離。毛二可勇?lián)厝危瑤ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)全力投入攻堅(jiān)。“實(shí)驗(yàn)遇到的一大關(guān)鍵性難題在于，解決高速運(yùn)動(dòng)物體與目標(biāo)交匯實(shí)驗(yàn)的成本問題。”受客觀條件限制，在前期實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中使用實(shí)物是不可能實(shí)現(xiàn)的。怎么解決實(shí)驗(yàn)條件受限的問題呢？頭腦靈活的毛二可在當(dāng)時(shí)創(chuàng)造性地想出了不少“土辦法”。比如，用“打彈弓”的方式進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。他們制作出一米多寬的大型彈弓，發(fā)射大鋼珠作為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，進(jìn)行雷達(dá)跟蹤實(shí)驗(yàn)。彈珠的大小類似老年人的手部健身球，速度可達(dá)每秒數(shù)十米，既能保證實(shí)驗(yàn)效果，又降低了實(shí)驗(yàn)成本，讓項(xiàng)目順利進(jìn)行。后期為了模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更真實(shí)可信，團(tuán)隊(duì)使用移動(dòng)速度每秒數(shù)百米的實(shí)驗(yàn)火箭作為移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。“那時(shí)候老師已經(jīng)年過六十，還堅(jiān)持親力親為，跟我們一起到郊外做實(shí)驗(yàn)，一干就是一天。”毛二可的一名學(xué)生回憶，每當(dāng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)入瓶頸，研究進(jìn)展困難時(shí)，毛老師總是鼓勵(lì)大家：我們的原理沒問題，堅(jiān)持下去肯定能成功。“那種對(duì)待科研的從容和篤定，給我們每個(gè)人都吃了‘定心丸’。”經(jīng)過8年的不懈努力，課題組突破了層層烏云，終于完成了雷達(dá)定型。如今，這個(gè)項(xiàng)目已被發(fā)展為國家重點(diǎn)領(lǐng)域的系列設(shè)備，新型雷達(dá)能使導(dǎo)彈更精確地命中目標(biāo)，為國家重點(diǎn)領(lǐng)域科技事業(yè)發(fā)展注入新的力量。學(xué)人“下海”反哺科研隨著研究項(xiàng)目的增多，雷達(dá)所的規(guī)模越來越大。物資采購、機(jī)電設(shè)備加工、質(zhì)量管理等一系列職能需要投入更多的人力和物力。“大量的科研任務(wù)讓團(tuán)隊(duì)人手日漸緊張，大家像‘救火隊(duì)員’一樣，一個(gè)項(xiàng)目還沒驗(yàn)收，另一個(gè)項(xiàng)目又立項(xiàng)了。”怎么解決雷達(dá)所的運(yùn)行問題？毛二可想到了創(chuàng)立公司——用掙來的錢去招聘急需的人才，反哺科研項(xiàng)目的運(yùn)轉(zhuǎn)。“我們的初衷不是掙錢，是為了解決迫在眉睫的人才問題。”毛二可說，讓做學(xué)問的人開公司，這個(gè)想法在研究所內(nèi)部引起了巨大的震動(dòng)。有人支持，有人反對(duì)，還有人打“中立牌”。大家各執(zhí)一詞，莫衷一是，事情一討論就是好幾年。“這個(gè)事不下決心，就辦不起來，人才問題就解決不了。”平素謙和的毛二可在開公司這件事上展現(xiàn)出了過人的魄力，他力排眾議，“拍板兒”決定牽頭成立一家產(chǎn)學(xué)研一體化的企業(yè)——理工雷科。研究所負(fù)責(zé)基礎(chǔ)研究、原理性試驗(yàn)，公司實(shí)現(xiàn)工程化，做出正式產(chǎn)品。如今，產(chǎn)學(xué)研一體化的企業(yè)體制已在全國眾多高校普及推廣，并日益成熟。但在當(dāng)時(shí)，“下海”辦公司的人在全國高校里尚屬“敢吃螃蟹”的勇者。而毛二可帶隊(duì)創(chuàng)辦的這家企業(yè)，不僅成功解決了科研人才短缺、配置不合理的問題，還成為中關(guān)村乃至全國知名的高校科技成果轉(zhuǎn)化典型案例。走進(jìn)位于北京理工大學(xué)國防科技園雷科公司的展廳，一個(gè)個(gè)不同領(lǐng)域的科技項(xiàng)目展現(xiàn)著前沿科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化、落地的傲人成果。機(jī)場(chǎng)鳥情探測(cè)預(yù)警雷達(dá)、機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)系統(tǒng)、邊坡變形監(jiān)測(cè)雷達(dá)……眾多基于毛二可團(tuán)隊(duì)國家重點(diǎn)領(lǐng)域科技研究成果轉(zhuǎn)化而成的產(chǎn)品找到了更多的應(yīng)用領(lǐng)域，成了與人們生活息息相關(guān)的重要應(yīng)用。劉峰是理工雷科的董事長(zhǎng)，也是毛二可的學(xué)生，曾獲國家發(fā)明二等獎(jiǎng)。他從2009年12月公司成立，就扛起公司的領(lǐng)導(dǎo)重任，至今已11年了。“眼前這個(gè)機(jī)場(chǎng)鳥情探測(cè)預(yù)警雷達(dá)，不僅應(yīng)用了毛老師團(tuán)隊(duì)的科研技術(shù)，它的各個(gè)部分也都由毛老師參與設(shè)計(jì)。”劉峰介紹，在沒有這項(xiàng)技術(shù)之前，機(jī)場(chǎng)普遍采取人工或物理的手段驅(qū)趕飛鳥，“不僅浪費(fèi)人力，而且不夠周全，畢竟以人的視力最多只能看到二三百米遠(yuǎn)處。”而這款以雷達(dá)探測(cè)的鳥情預(yù)警系統(tǒng)，不僅能識(shí)別飛鳥的距離、方位、高度、速度等信息，還能對(duì)飛鳥的大小、種類、到達(dá)時(shí)間、威脅程度進(jìn)行警報(bào)，從而降低飛機(jī)被鳥擊的風(fēng)險(xiǎn)。“鴿子大小的鳥類，在十公里內(nèi)都能‘看’得清清楚楚。”在這款探測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，毛二可對(duì)團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)起到了重要作用。“2019年，我陪同毛老師出差。坐飛機(jī)的兩個(gè)多小時(shí)里，我將這款鳥情探測(cè)雷達(dá)的設(shè)計(jì)思路向毛老師詳細(xì)匯報(bào)了一遍。當(dāng)時(shí)，毛老師聽得非常認(rèn)真。”劉峰回憶，出差回京后，毛二可專門把他叫到了辦公室。“他說，聽了我的方案，他認(rèn)真地思考了兩天時(shí)間，將許多地方進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化。然后，拿出了全套的優(yōu)化方案。”劉峰說，如今這款雷達(dá)系統(tǒng)，從外形到內(nèi)容，都深刻體現(xiàn)著毛二可的設(shè)計(jì)理念。比如，根據(jù)毛二可的建議，系統(tǒng)采用他近年來深入研究的合成寬帶多普勒原理，來識(shí)別微動(dòng)的特性。“這種微動(dòng)的特性體現(xiàn)在鳥類的身上就是它們振翅的頻率。”劉峰進(jìn)一步解釋，對(duì)于高速運(yùn)行的飛行器來說，鳥類的運(yùn)動(dòng)是微小的，一般的雷達(dá)很難識(shí)別。而采用合成寬帶多普勒原理，則可以通過振翅的頻率和特點(diǎn)來識(shí)別飛鳥的類型。該系統(tǒng)即將在全國各大機(jī)場(chǎng)推廣應(yīng)用。另一項(xiàng)邊坡變形監(jiān)測(cè)雷達(dá)則可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)山體、礦山堆料的位移情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)坍塌、滑坡風(fēng)險(xiǎn)的苗頭，提高安全保障。“在這個(gè)項(xiàng)目試驗(yàn)的過程中，年過八旬的毛老師曾多次親自到地處偏遠(yuǎn)、條件艱苦的內(nèi)蒙古錫林浩特露天礦區(qū)、重慶三峽壩區(qū)等地考察指導(dǎo)。”劉峰介紹，如今，該系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于我國多個(gè)礦山、水庫、橋梁隧道、鐵路和城市建筑，曾多地多次成功預(yù)警滑坡現(xiàn)象，還應(yīng)用于九寨溝景區(qū)生態(tài)修復(fù)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中。2019年8月，85歲的毛二可在騎自行車上班途中不慎摔傷，并進(jìn)行了股骨關(guān)節(jié)置換手術(shù)。但這位高齡院士并沒有因此停下科研的腳步。理工大學(xué)的師生依然能夠看到這位瘦削的老人，每天駕駛電動(dòng)輪椅準(zhǔn)時(shí)來到研究所上班。“毛老師對(duì)科研的這股子堅(jiān)持勁兒，鼓舞了我們幾代‘雷達(dá)人’。”劉峰說。而毛二可卻說，認(rèn)認(rèn)真真做好科研工作，這是每一名科技工作者的職責(zé)所在。鏈接 雷達(dá)的分類雷達(dá)的種類繁多，分類的方法也非常復(fù)雜。按照雷達(dá)信號(hào)形式分類，有脈沖雷達(dá)、連續(xù)波雷達(dá)、脈部壓縮雷達(dá)和頻率捷變雷達(dá)等；按照角跟蹤方式分類，有單脈沖雷達(dá)、圓錐掃描雷達(dá)和隱蔽圓錐掃描雷達(dá)等；按照目標(biāo)測(cè)量的參數(shù)分類，有測(cè)高雷達(dá)、二坐標(biāo)雷達(dá)、三坐標(biāo)雷達(dá)和敵我識(shí)對(duì)雷達(dá)、多站雷達(dá)等；按照雷達(dá)采用的技術(shù)和信號(hào)處理的方式分類，有相參積累和非相參積累、動(dòng)目標(biāo)顯示、動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、脈沖多普勒雷達(dá)、合成孔徑雷達(dá)、邊掃描邊跟蹤雷達(dá)等；按照天線掃描方式分類，分為機(jī)械掃描雷達(dá)、相控陣?yán)走_(dá)等；按雷達(dá)頻段分類，可分為超視距雷達(dá)、微波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)以及激光雷達(dá)等。毛二可創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)目前主要研究方向和領(lǐng)域包括：雷達(dá)系統(tǒng)與信號(hào)處理、新體制雷達(dá)、圖像處理、實(shí)時(shí)信號(hào)處理、航天遙感、衛(wèi)星導(dǎo)航等。該團(tuán)隊(duì)曾獲國家科技成果獎(jiǎng)6項(xiàng)，省部級(jí)獎(jiǎng)20余項(xiàng)，國家發(fā)明專利170余項(xiàng)，發(fā)表SCI和EI收錄論文800余篇。本版圖片均為資料圖 北京理工大學(xué)提供
