看不見的微波 看得見的情懷

——記中國計量院微波參數實驗室

    4月11日8點，北京迎來了一個陽光明媚、風和日麗的春日早晨。在中國計量院昌平實驗基地18號樓1002房間，從事電子計量已經整整30年的研究員高秋來開始了他一天的工作。而他每天的研究對象就是看不見、摸不著的微波。
    1002房間的門口掛著“微波參數實驗室”的牌子，屋里的操作臺上擺放著幾臺設備，它們之間用不同的線相互連接著；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上同樣擺放著幾臺連接復雜的設備。高秋來已經連續一個星期都“泡”在這個房間里，而手上這個用不同元器件連接起來的毫米波信號源就是他近段時間工作的主要成果。“項目要求今年年底完成，時間很緊張，不得不抓緊。”高秋來所說的“項目”，就是中國計量院有關無線電的重點科研項目——建立毫米波散衰減基準。
    微波與無線電波、紅外線、可見光一樣，是特定頻率段的電磁波，其最重要的應用是雷達和通信。高秋來舉例：“比如，如果想要調整太空中衛星的運行姿態，就需要微波將地面指揮中心的信號傳遞到太空；微波遙感還可用于普查地球資源等領域。曾經發生的美國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。”在微波的種種應用中，需要測量很多參數，而這些測量的量值最終則要溯源到高秋來所在的中國計量院信息與電子所微波參數實驗室。
    微波計量領域的研究參數主要包括功率、阻抗、衰減和噪聲。高秋來率領的微波參數實驗室的研究人員們就圍繞這4個參數進行測量研究。現在，中國計量院的參數標準已發展到了40GHz，在未來5年內，中國計量院決心將微波參數的頻段擴展至110GHz。“這樣，我們就能達到國際同類測量的最高水平。建立毫米波散射參數標準和衰減基準就是這一計劃的重要一步。” 毫米波對應的頻率范圍是50GHz～110GHz，在衛星通信，以及雷達，遙感遙測都有非常廣泛的應用。我國的毫米波研究已經發展了實際應用系統，例如風云氣象衛星的輻射計、雷達等。
    毫米波的研究是目前國際上該領域的前沿課題，普通百姓的日常生活根本接觸不到這么高頻率的電磁波，和高秋來他們實驗室打交道的多是航天等部門的工作人員。“我們不直接為雷達、衛星做測量，而是為它們做基礎的技術支撐，屬于幕后工作人員。”
    介紹完這些背景，高秋來饒有興趣地展示了實驗室的“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，在國際比對中，取得了前三名的好成績。”他指著操作臺上的一臺設備自豪地說。最近他正忙著組裝搭建的高頻率信號源，則是為另一部雙通道音頻替代法衰減基準做準備。“我們做的系統既要發揮雙通道的優勢，又要克服其本身的弊端，這樣才能提高測量準確性和穩定性。我們在前期的設計理論上已經做了充分的研究，與其它國家的同類系統相比，這套系統有著我們獨特的思考。”
    正說著，一位年輕小伙子走了進來。“這是我們實驗室的小梁，負責噪聲參數的測量研究。”高秋來介紹。梁偉軍，2004年從北京交通大學畢業后就來到計量院，參加了高秋來的微波參數測量研究團隊，主要負責微波測量4大參數中的噪聲測量。
    實驗室另一邊的操作臺就是梁偉軍的工作臺，那一套大小不一、形狀各異的復雜設備就是我國的低溫噪聲源基準。梁偉軍正打算要用這套基準為送檢的兩個固態噪聲源進行測量定標。
    “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。”梁偉軍剛說完，高秋來忙補充說：“互相幫助，互相啟發。” 在梁偉軍檢測的間隙，高秋來興致勃勃地拿出自己正在搭建的毫米波信號源，想演示給梁偉軍看看。兩人一邊看著儀器上不停變化的數值，一邊熱烈地討論著。看得出，這一老一青的搭配讓1002實驗室充滿了和諧，來自團隊的鼓勵與幫助讓原本枯燥的研究工作也變得似乎溫情起來。
    梁偉軍參加了高秋來負責的“建立毫米波散射參數標準和衰減基準”課題。除了完成日常的檢定任務，他還承擔著繁重的科研工作。“每天都反反復復地擺弄這些元器件，有時候覺得真的很枯燥。但正因為是基礎的東西，所以才顯得更有價值和意義。”吐露了自己的心聲，梁偉軍又不好意思地笑了。（來源：《中國質量報》第一版，2013年5月10日，作者：楊蕾）