沙踪：中国电波传播研究五十年回眸

　　沙踪：原名康安若，湖南省汝城县人。1949毕业于国立武汉大学物理系。教授级研究员，享受政府特殊津贴的专家；1978年参加全国科学大会，获《先进科技工作者》奖。美国电气电子学会(IEEE)终生院士(Live Fellow)；英国IET学会的Fellow，中国电子学会会士。1962年起，历任中国电子学会电波传播分会副主任、主任委员、《电子科学学报》编委会主任，1985年任中国电子学会副秘书长，1996年任电子学会副理事长。

　　1956年，我国科学技术发展史上值得大书特书的一年。就是这一年，我国适时地提出了向科学技术进军的号召。组织全国各行各业的600多位专家，制定了《十二年科学技术发展规划》，指出了要重点发展电子、半导体、计算机、自动化等新兴的科学技术群。正确地指引了我国科学技术的发展方向，产生了深远的历史影响，具有划时代的意义。

　　也是1956年，《中国电子学会筹备委员会》成立。我国通信、电子界的开创人王诤担任委员会主任。科学技术的发展和学会的兴起是紧密相连的。科学技术学会所开展的跨学科、跨行业、跨部门、跨地区的交流活动，有力地促进了科学的发展。中国电子学会联系科学院、邮电、广播、各工业部门、高校、军队以及各省市的电子科学技术人员，积极开展各种国内外学术活动，科普活动、继续教育活动，出版多种刊物杂志，对我国电子信息科学技术的发展，起了极其重要的作用。电子学会经过几年的筹备，于1962年正式成立。今年是中国电子学会正式成立45周年。我为她跻身于我国少数几个最活跃的学会之一而感到高兴，并对她致以衷心的祝贺。

　　1962年的又一重要事件，是根据国家《十二年科学技术发展规划》的要求，军委通信部下属的一个没有正规部队编制的、并不起眼的电信技术研究所，一举升格为一个国家级的、电子技术研究的综合研究院。王诤部长亲自兼任研究院院长。开启了军事电子研究新的一页。在这个科研院内，于1956年成立了电波传播研究室。我有幸就在这一年从原来的技术管理岗位，进入了这个军事电子的科学殿堂。还是1956年，我第一次主持一个我为之奋斗了近十年的电波传播课题，对流层散射传播研究，并担任课题组长。

　　1956年喜事特多，值得纪念的事情也特多，是我国科学事业发展史中的第一个春天，同时也是我国电子工业发展史中不平凡的一年。半个世纪之后，回顾一下50多年的发展，深感当年党中央决策之英明，同时也痛惜以后种种干扰所带来的延误。倍感现在党中央提出建设创新型的，以人为本的和谐社会的必要性和正确性。

　　新中国成立之后，经过5年-6年的恢复和稳定，结束了朝鲜战争，国家急需向新的高度发展。党中央和国务院适时地发出了“向科学进军”的号召。组织全国600多位科学家和专家，制定了国家《十二年科学技术发展规划》。半个多世纪过去了，我国的电子信息技术，获得了巨大的发展。事实证明，《规划》中制定的发展目标、方向和项目都是非常准确的，对以后的科研工作具有很大的指导意义。影响是巨大的。

　　建国初期，我国的电子工业基本上是一片空白。我国不能制造电子管，不能制造简单的元器件。整机方面，只能制造收音机和仿制几种简单的收发报机。电话通信，多数还是人工转接，长途电话更加稀有。要呼叫长途电话，需要事先在电话局挂号等候。紧张的时候，一天也等不上一个长途电话。对比现在，这50年来的进步实在太大了。用一句“天翻地覆”来形容也毫不过分。

　　现在，在

半导体工业方面，有自己设计的“龙芯”芯片。集成电路产量达到每年355多亿块。2006年，中国已超越日本和美国，跃升为全球最大的集成电路市场。设计水平已经达到90纳米、5000万门水平；在计算机方面，我们自行设计的“曙光”巨型机，计算速度达到10万多亿次，跻身世界巨型机的前列；在通信方面，第三代移动通信标准TD-SCDMA位列世界第三代移动通信(3G)的三大候选标准之一。移动通信用户达4.6亿户，居世界第一位。在雷达方面，除了军用以外，民用雷达也很先进，中科院电子所的综合孔径雷达(SAR)，精度已跻身世界前列。

　　我国电波传播研究，同样取得了长足进步。电波传播研究在我国虽然开始较早，但是大规模的开展，还是在1956年，电波传播研究列入了国家发展规划之后。特别是在1962年，主管国家和军事科研的聂荣臻元帅亲自批准成立中国电波传播研究所以后，我国的电波传播研究，有如雨后春笋，蓬勃发展。

　　50年来，我国在电波传播研究方面取得的累累硕果：

　　一、开展了规模宏大的电波传播测量

　　电波传播是一门理论性很强的学科，同时又是以实验资料为基础的学科。在现场获取实验资料，是开展传播研究的重要工作内容。电波传播实验可以分为传播媒质特性测量和传播电路特性的测量这两大类。电波传播媒质种类繁多，其中主要的是电离层和对流层。

　　我国电离层观测最早可追溯到1936年，但是全国电离层观测网的组建，则是始于1956年。按每纬度5度、经度每10度左右的间隔，建立了均匀覆盖全国领土的观测网络。南北线有满洲里、长春、北京、武汉、广州、海南岛等台站。东西向则有上海、武汉、兰州、乌鲁木齐等站。以后又补充了海拔最高的拉萨站。近年，还在南极和北极建立了几个观测站。电离层的变化受太阳活动的影响，具有11年周期变化的特点。我们历史最悠久的几个台站，已经积累了6个以上太阳黑子周期的资料，学术价值异常珍贵。数据读取、传送、分析技术逐渐改进，目前达到现代化水平，是世界上最完备的电离层观测网。

　　在一个新的频段，新的系统正式研制整机之前，都要首先开展电波传播试验。实际上电波传播研究是整机的探路者和开路先锋。50多年来，我们开展了对流层散射传播、电离层散射传播、流星余迹散射传播、坑道通信、大气波导传播通信、矿井通信、海上波导传播、长波和超长波传播试验、毫米波传播、丛林中通信、高空核爆炸对电波传播的影响、海杂波特性测量等众多的现场测量工作。积累了丰富的数据资料，为方案论证、总体设计、误差修正、传播模型化提供了资料。其中规模最大、持续时间最长、水平最先进的应该算多维对流层散射观测系列。

　　其他的巨型测试系统还很多，如返回散射测试网、电离层闪烁测试网、雨衰减测试等。

　　二、电磁环境预报

　　地球受太阳的控制，太阳的爆发、辐射、波动，8分钟就会影响到地球。地球上的各种灾害事件，都和太阳的爆发情况有关。电离层深受太阳的影响，电离层产生变化就会影响通信(特别是短波通信)、电力传输、列车运行等各个方面，对军事、经济产生影响。提前地发布这种预报，包括短波通信频率预报(长期预报、中期预报和短期预)、电离层骚扰预报等，及时地预报这些灾害事件，对国家非常重要。电波传研究所已经预报了40多年，预报准确度也逐年提高。

　　三、电子测量系统提供传播误差修正

　　所有经过大气层传播的电子系统，都要受大气层的影响，产生幅度、速度、相位、极化、多普勒频率的变化，这些变化都是随机的，都会引起传播误差，影响系统测量经度，所以都需要修正传播误差。各种雷达系统、高速飞行体定位测速系统、导航系统、GPS系统都需要这种修正。我国的修正技术水平，品种齐全，精度较高，已经接近世界先进水平。

　　四、提供各种传播信道模型

　　各频段电磁波的传播特性、信号衰减计算，是研究频谱管理、设计通信网络所必需的资料。我国电波传播界在这方面做出了突出的成绩。早在上世纪60年代，我国就提出了对流层散射电路损耗计算公式，提供给国际无线电咨询委员会(C.C.I.R)，开始和美国提供的公式并列，被推荐给全世界各国采用。经过几年的试用，我国的公式以精度高、使用方便，最终盖过美国公式，成为唯一的推荐公式。

　　以后，我国又向ITU-R提供了几十个讯道模型的建议文稿，多数都被该委员会采用。近年来，城市移动通信网的建设蓬勃兴起，电波传播界适时地提供了城市传播的预报模型，为我国大规模铺设移动通信网做出了贡献。

　　五、研究各种自然和人工产生的杂波特性

　　存在杂波和各种无用信号，是系统设计必须面对的难题。研究杂波的水平、特别是其统计规律，是电波传播研究的一项重要内容。利用杂波的变化规律，设法从杂波中提取有用信号，提供海杂波、地杂波、地反射特性和模型，提取信号，目标成像，遥感信号解读、雷达目标特性提取和识别；利用地波和天波超视距雷达，监视海域的海情、船只情况监控。电波传播已经和这些兄弟学科发展出来新的交叉学科。

　　六、发展了先进的计算机算法

　　先进计算机出现以后，极大地改变了电磁波研究的面貌。计算电磁学日新月异，我国的学者及时跟进，做出了很大的贡献，某些算法，达到了世界的水平。

　　短短的50年，中间还有过各种各样的干扰，能够取得如此巨大的成绩，是我国几千年历史上所不曾有过的。这应该归功于党的正确领导，各级领导的不懈努力。我作为一名科技工作者，亲身参与了其事，深知其中的困难和崎岖，国家为之付出了多么大的人力和物力，这是伟大中华民族的骄傲。

　　成绩终究只能说明过去。我国的科学事业虽然有了长足的发展，但总体上是以跟踪型、模仿型为主，开创性的成果不多。经过几十年的追赶，和世界先进水平相比，始终还落后一定的差距。继续采用现行的追赶政策，某些得到重点支持的学科，可能追赶到落后1-2年，或者3年的程度。其他更多的学科，可能会比较长时间地保持10年左右的差距。假如想在某些学科“赶上或超过”，引领世界科学发展方向，那就需要在科研管理、人才培养、教育思想等方面做出重大改革才行。