陳芳允:中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員(院士)、無(wú)線電電子學(xué)與空間系統(tǒng)學(xué)家

來(lái)源:????時(shí)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(wú)線電電子學(xué)與空間系統(tǒng)學(xué)家。1980年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。1951年加入九三學(xué)社。

陳芳允出生于小地主兼營(yíng)工商業(yè)者家庭,幼時(shí)讀過(guò)幾年私塾,1931年在黃巖縣立中學(xué)初中畢業(yè),后到上海浦東中學(xué)讀高中。當(dāng)時(shí)正值全國(guó)上下都在反對(duì)日本強(qiáng)占東三省,抵制日貨,請(qǐng)?jiān)缚谷盏冗\(yùn)動(dòng)不斷,他參加了到南京的請(qǐng)?jiān)负偷种迫肇浀然顒?dòng)。1934年,陳芳允考入清華大學(xué)機(jī)械系,一年后轉(zhuǎn)入物理系。在清華大學(xué),他參加了“一二·九運(yùn)動(dòng)”。1938年畢業(yè),留校在清華無(wú)線電研究所任助教。他從此邊干邊學(xué),逐步成為一個(gè)無(wú)線電電子學(xué)的科學(xué)技術(shù)工作者。在任教的同時(shí),他還在任之恭教授指導(dǎo)下,從事通信和晶體濾波器方面的研究。1941年,他轉(zhuǎn)到航空委員會(huì)成都無(wú)線電廠研究室工作,從事飛機(jī)定向儀和導(dǎo)航設(shè)備的研制。

1944年末,他被派到英國(guó)留學(xué)進(jìn)修期間,在AC可賽(Cossor)無(wú)線電廠研究室工作。先從事有關(guān)電視接收機(jī)圖像質(zhì)量改進(jìn)方面的研究,后來(lái)參加了海用雷達(dá)的研制和在“瑪麗皇后號(hào)”船上的實(shí)際測(cè)試工作。

1948年6月,陳芳允回國(guó),在中央研究院生理生化所任技正,協(xié)助所長(zhǎng)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(xué)和核物理學(xué)方面的電子測(cè)試技術(shù)工作,成功地研制了神經(jīng)生理學(xué)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(xué)院,以后還在北京協(xié)和醫(yī)院進(jìn)行演示,作為他們研究的參考。

1952年夏,陳芳允受中國(guó)科學(xué)院吳有訓(xùn)副院長(zhǎng)委托,籌備電子學(xué)研究所。一年之后,為配合發(fā)展我國(guó)的原子能科學(xué),電子所籌備處作為一個(gè)研究室并入物理所。陳芳允的工作則轉(zhuǎn)到研究脈沖技術(shù)及研制探測(cè)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(xué)技術(shù)規(guī)劃”制訂后,成立了電子研究所,陳芳允擔(dān)任該所脈沖技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任,較全面地開(kāi)展了對(duì)毫微秒脈沖的產(chǎn)生、放大、顯示等技術(shù)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(wú)線電信號(hào),并進(jìn)行了準(zhǔn)確的記錄和科學(xué)的分析,不僅測(cè)出了衛(wèi)星過(guò)頂時(shí)的多普勒頻率曲線,而且推算出它的運(yùn)行軌道參數(shù)。1964年,他接受機(jī)載抗干擾雷達(dá)的研制任務(wù)。同年,我國(guó)決定發(fā)展自己的航天技術(shù),陳芳允作為對(duì)人造地球衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤、測(cè)量和控制的總體負(fù)責(zé)人,承擔(dān)地面測(cè)量控制設(shè)備的研制、臺(tái)站和中心的建設(shè)、軌道計(jì)算等方面的艱巨任務(wù)。1965年,陳芳允任中國(guó)科學(xué)院西南電子所副所長(zhǎng)。

“文革”開(kāi)始后,人造衛(wèi)星的研制工作由中國(guó)科學(xué)院轉(zhuǎn)到國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì)進(jìn)行。1967年,陳芳允調(diào)至國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì)新成立的衛(wèi)星測(cè)量部,指導(dǎo)衛(wèi)星測(cè)控設(shè)備的研制和發(fā)射臺(tái)站的建設(shè)等工作,直到1975年為止。1976年—1984年,他任國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì)測(cè)量通信總體所副所長(zhǎng),在此期間,主要領(lǐng)導(dǎo)了微波統(tǒng)一跟蹤測(cè)量控制系統(tǒng)的研制和星地協(xié)調(diào)工作。1984年,他調(diào)至國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì)任科技委常委,1988年后為顧問(wèn)。

在中國(guó)科學(xué)院電子研究所工作期間,他主要從事電子線路和雷達(dá)方面的研究工作。他首先提出利用采樣原理制作實(shí)用的采樣示波器。1961年,在他的指導(dǎo)下研制出可以觀察到納秒(109秒)量級(jí)的脈沖和甚高頻連續(xù)波采樣示波器,這是國(guó)際上最先做成功的。這些工作在以后的計(jì)算機(jī)研究方面得到了應(yīng)用。在對(duì)雷達(dá)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(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。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(jī)載雷達(dá)的抗干擾問(wèn)題。這種雷達(dá)以后被安裝在我國(guó)的殲擊機(jī)上。在配合我國(guó)原子能研究方面,他所領(lǐng)導(dǎo)的研究室成功地研制出多道脈沖分析器,填補(bǔ)了我國(guó)核彈試驗(yàn)中的一項(xiàng)重要測(cè)量?jī)x器的空白。

1964年我國(guó)開(kāi)始考慮發(fā)射自己的人造地球衛(wèi)星,一批光學(xué)、電子學(xué)和天文學(xué)的專業(yè)科技人員承擔(dān)了衛(wèi)星跟蹤、觀測(cè)和軌道預(yù)報(bào)等科研任務(wù)。在我國(guó),發(fā)射的近地衛(wèi)星無(wú)線電測(cè)量設(shè)備以多普勒測(cè)速為主,第一、二顆衛(wèi)星用單頻多普勒測(cè)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(cè)信號(hào)并入雙頻信標(biāo)機(jī)來(lái)傳輸,試驗(yàn)證明這一方案既不影響測(cè)速精度,還可以節(jié)省星上和地面設(shè)備。他和魏鐘銓在聽(tīng)取各方面專家意見(jiàn)之后制定了我國(guó)中、低軌道衛(wèi)星的觀測(cè)臺(tái)站設(shè)置和觀測(cè)設(shè)備的方案。在以后的實(shí)施過(guò)程中雖有所修改,但基本上是按這個(gè)方案實(shí)施的。

1970年4月,我國(guó)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(diǎn)通信衛(wèi)星的計(jì)劃。當(dāng)年年底和1971年年初,陳芳允經(jīng)過(guò)詳細(xì)的調(diào)研和計(jì)算,提出了用“微波統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)”來(lái)作為通信衛(wèi)星發(fā)射和定點(diǎn)保持時(shí)的跟蹤、測(cè)軌、遙測(cè)和遙控,而不必將它們分為獨(dú)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(shí)也大大節(jié)省了地面設(shè)備的規(guī)模和投資。類似的微波統(tǒng)一系統(tǒng)曾成功地應(yīng)用于美國(guó)阿波羅登月飛船的測(cè)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(xiàng)功能更加合理安排,可以同時(shí)工作而互不干擾的系統(tǒng)。他的建議得到了衛(wèi)星測(cè)控部和國(guó)防科學(xué)技術(shù)委員會(huì)領(lǐng)導(dǎo)的批準(zhǔn)和支持。后來(lái)他和測(cè)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(jìn)一步精心設(shè)計(jì),使這一系統(tǒng)更為完善。他們對(duì)設(shè)備的研究付出了艱辛的勞動(dòng),協(xié)調(diào)了衛(wèi)星應(yīng)答機(jī)和地面系統(tǒng)之間以及地面各分系統(tǒng)之間的關(guān)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(duì)1984年和以后我國(guó)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(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。

在同步衛(wèi)星發(fā)射過(guò)程中,需要派出觀測(cè)船遠(yuǎn)出至東經(jīng)160°赤道附近跟蹤觀測(cè)衛(wèi)星從主動(dòng)段進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道的入軌情況。由于觀測(cè)船與通信機(jī)、導(dǎo)航設(shè)備及衛(wèi)星跟蹤與遙測(cè)設(shè)備之間的相互干擾,妨礙了它們的正常工作和衛(wèi)星信號(hào)的接收。陳芳允和測(cè)量通信總體所的科技人員攻克難關(guān),解決了觀測(cè)船上眾多設(shè)備之間的電磁兼容問(wèn)題。他們提出一種頻率分配的計(jì)算方法,使各種設(shè)備得以同時(shí)工作而互不干擾。當(dāng)觀測(cè)船與數(shù)千公里外陸上基地互通信息時(shí),原需一通信轉(zhuǎn)發(fā)船安裝大功率電臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)以避免使用觀測(cè)船上的電臺(tái)而產(chǎn)生干擾,陳芳允等的方法獲得成功后,使觀測(cè)船可以直接使用本船電臺(tái)而不產(chǎn)生干擾,因而省去了通信轉(zhuǎn)發(fā)船,大大節(jié)省了人力、物力和財(cái)力,為我國(guó)同步衛(wèi)星的發(fā)射做出了貢獻(xiàn)。陳芳允指導(dǎo)的各項(xiàng)工作,獲得了國(guó)防科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)各一次。

陳芳允早期從事雷達(dá)工作時(shí),就注意到定位導(dǎo)航問(wèn)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(duì)地面上運(yùn)動(dòng)物進(jìn)行定位和導(dǎo)航。他詳細(xì)研究了美國(guó)全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS),認(rèn)為該系統(tǒng)對(duì)于軍事應(yīng)用雖有一定的優(yōu)點(diǎn),但用作全球、全時(shí)間工作,需要的衛(wèi)星數(shù)目太多(18顆以上),極不經(jīng)濟(jì)。1983年他和劉志逵提出利用兩顆同步定點(diǎn)衛(wèi)星進(jìn)行定位導(dǎo)航的設(shè)想。經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),如果地球上用戶高度已知,則用兩顆衛(wèi)星測(cè)出它們本身到用戶的距離就可以準(zhǔn)確地求得用戶的位置。這個(gè)系統(tǒng)后來(lái)被稱為“雙星定位系統(tǒng)”,得到我國(guó)測(cè)繪部門(mén)的肯定和支持。在測(cè)量通信總體所和機(jī)械電子工業(yè)部等單位的相互配合下,經(jīng)過(guò)兩年多的努力,于1989年利用我國(guó)自己的兩顆通信衛(wèi)星進(jìn)行了演示試驗(yàn),獲得十分滿意的結(jié)果。這個(gè)系統(tǒng)還可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的報(bào)文通信和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間發(fā)播,用戶和中心站的時(shí)間同步精度可達(dá)20納秒或更好。

在科研工作上,陳芳允強(qiáng)烈地意識(shí)到像電子學(xué)一類的技術(shù)科學(xué),必須理論聯(lián)系實(shí)際,才能獲得進(jìn)展。理論性、基礎(chǔ)性的科研工作是解決實(shí)際問(wèn)題所必不可少的。沒(méi)有基礎(chǔ)科學(xué)研究,就不可能有所創(chuàng)新地解決實(shí)際問(wèn)題;另一方面如果不了解我國(guó)的實(shí)際需要以及利弊條件,就不可能提出有針對(duì)性的課題,也無(wú)從著手去研究。中國(guó)科技的進(jìn)步,特別是技術(shù)科學(xué)的進(jìn)步也就寓于獨(dú)立思考和創(chuàng)新地解決實(shí)際問(wèn)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(guó)高技術(shù)的倡儀,即863計(jì)劃。

陳芳允是第三、四屆全國(guó)人大代表,曾任中國(guó)科學(xué)院技術(shù)科學(xué)部副主任,國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)委員,電子學(xué)會(huì)理事。1985年榮獲國(guó)際宇航科學(xué)院院士。

陳芳允于1977年參加中國(guó)共產(chǎn)黨,他認(rèn)為毛主席的《實(shí)踐論》和《矛盾論》是革命行動(dòng)的指導(dǎo),也是科技活動(dòng)的指導(dǎo)。他說(shuō):“毛主席為人民服務(wù)的教導(dǎo)使我恪守終身。……為科學(xué)求真理,為技術(shù)進(jìn)步,為建設(shè)祖國(guó),都是為人民服務(wù)。”他長(zhǎng)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(jiān)信只要在共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo)下,堅(jiān)持走社會(huì)主義道路,在不遠(yuǎn)的將來(lái)我國(guó)必可達(dá)到繁榮富強(qiáng)的境地,而我國(guó)的科學(xué)技術(shù)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(chéng)為國(guó)興,努力不為私。”“四十年京兆一技人,求新服務(wù)不愛(ài)名,一稱專家已過(guò)譽(yù),慚愧國(guó)人趕超心!”這是陳芳允寫(xiě)的兩首詩(shī),也是他的人格和精神很好的寫(xiě)照。

   陳芳允院士主要著作