陳芳允:中國科學院學部委員(院士)、無線電電子學與空間系統(tǒng)學家
來源:????時間:2015-08-22陳芳允(1916年4月3日—2000年4月29日),出生于浙江黃巖。無線電電子學與空間系統(tǒng)學家。1980年當選為中國科學院學部委員(院士)。1951年加入九三學社。
陳芳允出生于小地主兼營工商業(yè)者家庭,幼時讀過幾年私塾,1931年在黃巖縣立中學初中畢業(yè),后到上海浦東中學讀高中。當時正值全國上下都在反對日本強占東三省,抵制日貨,請愿抗日等運動不斷,他參加了到南京的請愿和抵制日貨等活動。1934年,陳芳允考入清華大學機械系,一年后轉入物理系。在清華大學,他參加了“一二·九運動”。1938年畢業(yè),留校在清華無線電研究所任助教。他從此邊干邊學,逐步成為一個無線電電子學的科學技術工作者。在任教的同時,他還在任之恭教授指導下,從事通信和晶體濾波器方面的研究。1941年,他轉到航空委員會成都無線電廠研究室工作,從事飛機定向儀和導航設備的研制。
1944年末,他被派到英國留學進修期間,在AC可賽(Cossor)無線電廠研究室工作。先從事有關電視接收機圖像質量改進方面的研究,后來參加了海用雷達的研制和在“瑪麗皇后號”船上的實際測試工作。
1948年6月,陳芳允回國,在中央研究院生理生化所任技正,協(xié)助所長馮德培研制神經(jīng)生理方面的電子儀器。他主要參加電生物學和核物理學方面的電子測試技術工作,成功地研制了神經(jīng)生理學方面的電子儀器,包括刺激器、放大器和顯示器等。這套儀器曾推廣到上海醫(yī)學院,以后還在北京協(xié)和醫(yī)院進行演示,作為他們研究的參考。
1952年夏,陳芳允受中國科學院吳有訓副院長委托,籌備電子學研究所。一年之后,為配合發(fā)展我國的原子能科學,電子所籌備處作為一個研究室并入物理所。陳芳允的工作則轉到研究脈沖技術及研制探測原子射線和粒子的儀器方面。1955年陳芳允被晉升為研究員。1956年“十二年科學技術規(guī)劃”制訂后,成立了電子研究所,陳芳允擔任該所脈沖技術實驗室主任,較全面地開展了對毫微秒脈沖的產(chǎn)生、放大、顯示等技術的研究。1957年,前蘇聯(lián)發(fā)射了人類第一顆人造地球衛(wèi)星,陳芳允組織大家成功地接收了這顆人造地球衛(wèi)星發(fā)出的無線電信號,并進行了準確的記錄和科學的分析,不僅測出了衛(wèi)星過頂時的多普勒頻率曲線,而且推算出它的運行軌道參數(shù)。1964年,他接受機載抗干擾雷達的研制任務。同年,我國決定發(fā)展自己的航天技術,陳芳允作為對人造地球衛(wèi)星進行跟蹤、測量和控制的總體負責人,承擔地面測量控制設備的研制、臺站和中心的建設、軌道計算等方面的艱巨任務。1965年,陳芳允任中國科學院西南電子所副所長。
“文革”開始后,人造衛(wèi)星的研制工作由中國科學院轉到國防科學技術工業(yè)委員會進行。1967年,陳芳允調至國防科學技術工業(yè)委員會新成立的衛(wèi)星測量部,指導衛(wèi)星測控設備的研制和發(fā)射臺站的建設等工作,直到1975年為止。1976年—1984年,他任國防科學技術工業(yè)委員會測量通信總體所副所長,在此期間,主要領導了微波統(tǒng)一跟蹤測量控制系統(tǒng)的研制和星地協(xié)調工作。1984年,他調至國防科學技術工業(yè)委員會任科技委常委,1988年后為顧問。
在中國科學院電子研究所工作期間,他主要從事電子線路和雷達方面的研究工作。他首先提出利用采樣原理制作實用的采樣示波器。1961年,在他的指導下研制出可以觀察到納秒(109秒)量級的脈沖和甚高頻連續(xù)波采樣示波器,這是國際上最先做成功的。這些工作在以后的計算機研究方面得到了應用。在對雷達的研究上,他提出利用單脈沖體制代替一般的圓錐掃描體制,并進行了總體設計。在陳芳允和曾憲澤、李力田等人的共同努力下,成功地解決了飛機載雷達的抗干擾問題。這種雷達以后被安裝在我國的殲擊機上。在配合我國原子能研究方面,他所領導的研究室成功地研制出多道脈沖分析器,填補了我國核彈試驗中的一項重要測量儀器的空白。
1964年我國開始考慮發(fā)射自己的人造地球衛(wèi)星,一批光學、電子學和天文學的專業(yè)科技人員承擔了衛(wèi)星跟蹤、觀測和軌道預報等科研任務。在我國,發(fā)射的近地衛(wèi)星無線電測量設備以多普勒測速為主,第一、二顆衛(wèi)星用單頻多普勒測速為主,其后改用雙頻,目的是消除電離層的影響。陳芳允提出把遙測信號并入雙頻信標機來傳輸,試驗證明這一方案既不影響測速精度,還可以節(jié)省星上和地面設備。他和魏鐘銓在聽取各方面專家意見之后制定了我國中、低軌道衛(wèi)星的觀測臺站設置和觀測設備的方案。在以后的實施過程中雖有所修改,但基本上是按這個方案實施的。
1970年4月,我國發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星成功后不久便提出發(fā)射同步定點通信衛(wèi)星的計劃。當年年底和1971年年初,陳芳允經(jīng)過詳細的調研和計算,提出了用“微波統(tǒng)一測控系統(tǒng)”來作為通信衛(wèi)星發(fā)射和定點保持時的跟蹤、測軌、遙測和遙控,而不必將它們分為獨立的系統(tǒng)以完成各自的功能。統(tǒng)一系統(tǒng)大大節(jié)省衛(wèi)星載荷的體積和重量,特別是星上天線的數(shù)目,同時也大大節(jié)省了地面設備的規(guī)模和投資。類似的微波統(tǒng)一系統(tǒng)曾成功地應用于美國阿波羅登月飛船的測控,但陳芳允提出的系統(tǒng)并非阿波羅系統(tǒng)的翻版,而是適用于同步和中低軌道衛(wèi)星的、各項功能更加合理安排,可以同時工作而互不干擾的系統(tǒng)。他的建議得到了衛(wèi)星測控部和國防科學技術委員會領導的批準和支持。后來他和測量通信總體所的人員與航天部空間研究院的科技人員密切合作,進一步精心設計,使這一系統(tǒng)更為完善。他們對設備的研究付出了艱辛的勞動,協(xié)調了衛(wèi)星應答機和地面系統(tǒng)之間以及地面各分系統(tǒng)之間的關系。兩套微波統(tǒng)一系統(tǒng)在80年代初期制成后被安裝在陜西的渭南和福建的沙縣,它們對1984年和以后我國通信衛(wèi)星的發(fā)射起了極為重要的作用,陳芳允和參加這一工作的科技人員也因此獲得國家科技進步獎特等獎。
在同步衛(wèi)星發(fā)射過程中,需要派出觀測船遠出至東經(jīng)160°赤道附近跟蹤觀測衛(wèi)星從主動段進入轉移軌道的入軌情況。由于觀測船與通信機、導航設備及衛(wèi)星跟蹤與遙測設備之間的相互干擾,妨礙了它們的正常工作和衛(wèi)星信號的接收。陳芳允和測量通信總體所的科技人員攻克難關,解決了觀測船上眾多設備之間的電磁兼容問題。他們提出一種頻率分配的計算方法,使各種設備得以同時工作而互不干擾。當觀測船與數(shù)千公里外陸上基地互通信息時,原需一通信轉發(fā)船安裝大功率電臺轉發(fā)信號以避免使用觀測船上的電臺而產(chǎn)生干擾,陳芳允等的方法獲得成功后,使觀測船可以直接使用本船電臺而不產(chǎn)生干擾,因而省去了通信轉發(fā)船,大大節(jié)省了人力、物力和財力,為我國同步衛(wèi)星的發(fā)射做出了貢獻。陳芳允指導的各項工作,獲得了國防科技進步獎特等獎、一等獎、二等獎、三等獎各一次。
陳芳允早期從事雷達工作時,就注意到定位導航問題的重要性。在他參加空間工作之后一直希望利用衛(wèi)星對地面上運動物進行定位和導航。他詳細研究了美國全球定位導航系統(tǒng)(GPS),認為該系統(tǒng)對于軍事應用雖有一定的優(yōu)點,但用作全球、全時間工作,需要的衛(wèi)星數(shù)目太多(18顆以上),極不經(jīng)濟。1983年他和劉志逵提出利用兩顆同步定點衛(wèi)星進行定位導航的設想。經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn),如果地球上用戶高度已知,則用兩顆衛(wèi)星測出它們本身到用戶的距離就可以準確地求得用戶的位置。這個系統(tǒng)后來被稱為“雙星定位系統(tǒng)”,得到我國測繪部門的肯定和支持。在測量通信總體所和機械電子工業(yè)部等單位的相互配合下,經(jīng)過兩年多的努力,于1989年利用我國自己的兩顆通信衛(wèi)星進行了演示試驗,獲得十分滿意的結果。這個系統(tǒng)還可以進行簡單的報文通信和標準時間發(fā)播,用戶和中心站的時間同步精度可達20納秒或更好。
在科研工作上,陳芳允強烈地意識到像電子學一類的技術科學,必須理論聯(lián)系實際,才能獲得進展。理論性、基礎性的科研工作是解決實際問題所必不可少的。沒有基礎科學研究,就不可能有所創(chuàng)新地解決實際問題;另一方面如果不了解我國的實際需要以及利弊條件,就不可能提出有針對性的課題,也無從著手去研究。中國科技的進步,特別是技術科學的進步也就寓于獨立思考和創(chuàng)新地解決實際問題之中。1986年,陳芳允與王大珩、王淦昌、楊嘉墀聯(lián)合向中央提出了發(fā)展我國高技術的倡儀,即863計劃。
陳芳允是第三、四屆全國人大代表,曾任中國科學院技術科學部副主任,國家自然科學基金委員會委員,電子學會理事。1985年榮獲國際宇航科學院院士。
陳芳允于1977年參加中國共產(chǎn)黨,他認為毛主席的《實踐論》和《矛盾論》是革命行動的指導,也是科技活動的指導。他說:“毛主席為人民服務的教導使我恪守終身。……為科學求真理,為技術進步,為建設祖國,都是為人民服務。”他長期不懈努力拼搏在科技戰(zhàn)線上,也正是這一信念的體現(xiàn)。他堅信只要在共產(chǎn)黨的領導下,堅持走社會主義道路,在不遠的將來我國必可達到繁榮富強的境地,而我國的科學技術也將迅速發(fā)展而立于世界之林。
“人生路必曲,仍須立我志。竭誠為國興,努力不為私。”“四十年京兆一技人,求新服務不愛名,一稱專家已過譽,慚愧國人趕超心!”這是陳芳允寫的兩首詩,也是他的人格和精神很好的寫照。