看不见的微波 看得见的情怀

——记中国计量院微波参数实验室

    4月11日8点，北京迎来了一个阳光明媚、风和日丽的春日早晨。在中国计量院昌平实验基地18号楼1002房间，从事电子计量已经整整30年的研究员高秋来开始了他一天的工作。而他每天的研究对象就是看不见、摸不着的微波。
    1002房间的门口挂着“微波参数实验室”的牌子，屋里的操作台上摆放着几台设备，它们之间用不同的线相互连接着；桌上则散落着一堆各式各样的电子元器件和电路板；房间另一边的操作台上同样摆放着几台连接复杂的设备。高秋来已经连续一个星期都“泡”在这个房间里，而手上这个用不同元器件连接起来的毫米波信号源就是他近段时间工作的主要成果。“项目要求今年年底完成，时间很紧张，不得不抓紧。”高秋来所说的“项目”，就是中国计量院有关无线电的重点科研项目——建立毫米波散衰减基准。
    微波与无线电波、红外线、可见光一样，是特定频率段的电磁波，其最重要的应用是雷达和通信。高秋来举例：“比如，如果想要调整太空中卫星的运行姿态，就需要微波将地面指挥中心的信号传递到太空；微波遥感还可用于普查地球资源等领域。曾经发生的美国墨西哥湾原油泄露事件中，也是利用微波遥感获得了海面污染图。”在微波的种种应用中，需要测量很多参数，而这些测量的量值最终则要溯源到高秋来所在的中国计量院信息与电子所微波参数实验室。
    微波计量领域的研究参数主要包括功率、阻抗、衰减和噪声。高秋来率领的微波参数实验室的研究人员们就围绕这4个参数进行测量研究。现在，中国计量院的参数标准已发展到了40GHz，在未来5年内，中国计量院决心将微波参数的频段扩展至110GHz。“这样，我们就能达到国际同类测量的最高水平。建立毫米波散射参数标准和衰减基准就是这一计划的重要一步。” 毫米波对应的频率范围是50GHz～110GHz，在卫星通信，以及雷达，遥感遥测都有非常广泛的应用。我国的毫米波研究已经发展了实际应用系统，例如风云气象卫星的辐射计、雷达等。
    毫米波的研究是目前国际上该领域的前沿课题，普通百姓的日常生活根本接触不到这么高频率的电磁波，和高秋来他们实验室打交道的多是航天等部门的工作人员。“我们不直接为雷达、卫星做测量，而是为它们做基础的技术支撑，属于幕后工作人员。”
    介绍完这些背景，高秋来饶有兴趣地展示了实验室的“宝贝”。“这是我们2000年自主研制的单通道音频替代法衰减基准，在国际比对中，取得了前三名的好成绩。”他指着操作台上的一台设备自豪地说。最近他正忙着组装搭建的高频率信号源，则是为另一部双通道音频替代法衰减基准做准备。“我们做的系统既要发挥双通道的优势，又要克服其本身的弊端，这样才能提高测量准确性和稳定性。我们在前期的设计理论上已经做了充分的研究，与其它国家的同类系统相比，这套系统有着我们独特的思考。”
    正说着，一位年轻小伙子走了进来。“这是我们实验室的小梁，负责噪声参数的测量研究。”高秋来介绍。梁伟军，2004年从北京交通大学毕业后就来到计量院，参加了高秋来的微波参数测量研究团队，主要负责微波测量4大参数中的噪声测量。
    实验室另一边的操作台就是梁伟军的工作台，那一套大小不一、形状各异的复杂设备就是我国的低温噪声源基准。梁伟军正打算要用这套基准为送检的两个固态噪声源进行测量定标。
    “我和高老师共事很愉快，他带着我做了很多尝试，让我提高不少。”梁伟军刚说完，高秋来忙补充说：“互相帮助，互相启发。” 在梁伟军检测的间隙，高秋来兴致勃勃地拿出自己正在搭建的毫米波信号源，想演示给梁伟军看看。两人一边看着仪器上不停变化的数值，一边热烈地讨论着。看得出，这一老一青的搭配让1002实验室充满了和谐，来自团队的鼓励与帮助让原本枯燥的研究工作也变得似乎温情起来。
    梁伟军参加了高秋来负责的“建立毫米波散射参数标准和衰减基准”课题。除了完成日常的检定任务，他还承担着繁重的科研工作。“每天都反反复复地摆弄这些元器件，有时候觉得真的很枯燥。但正因为是基础的东西，所以才显得更有价值和意义。”吐露了自己的心声，梁伟军又不好意思地笑了。（来源：《中国质量报》第一版，2013年5月10日，作者：杨蕾）