劉永坦院士：打造中國海防新體制雷達

原文發表于《科技導報》2026 年第10 期 《劉永坦院士：打造中國海防新體制雷達 》

中國科學院院士劉永坦在面對國防安全需求時，帶領團隊突破西方國家封鎖，進行中國新體制雷達的方案論證、實驗搭建，實現理論突破及應用實踐，使中國新體制雷達關鍵核心技術達到國際先進水平，大大提升了中國的國防實力?！犊萍紝蟆费堉袊茖W院自然科學史研究所王公副研究員、中國石油大學（北京）理學院周廣剛副教授團隊撰寫文章，梳理了劉永坦院士研制中國海防新體制雷達的歷程，展現了他熱愛祖國、勇攀高峰、潛心研究、敢于創新、大力協同、淡泊名利的科學家精神。

國防科技是國家安全的重要戰略支撐，是國家綜合國力的重要體現。新體制雷達對于維護國家安全具有重大作用，其關鍵核心技術是西方國家對中國全面保密和封鎖的內容，也是中國科學家開展自主創新、突破“卡脖子”封鎖、形成核心科技力量的重要戰略領域。中國著名雷達專家、中國科學院院士、中國工程院院士劉永坦從雷達科技發展的自身規律和國防戰略具體需求出發，獨立自主地提出了解決方案，研制了一系列新體制雷達，打破了國外的封鎖，突破了國外的震懾，形成中國新體制雷達領域的戰略科技力量，展現出中國科學家獨有的精神氣質和高尚的思想境界。

01 立志報國：研制中國的新體制雷達

劉永坦1936年12月出生于江蘇南京。1953年，他考入哈爾濱工業大學（以下簡稱哈工大）；1956年，前往清華大學無線電系進修；1958年，回到哈工大任教，并參與無線電工程系組建。1962年，哈工大無線電工程系設置雷達專業，劉永坦開始研究雷達與信息處理技術。1977年，劉永坦成功研制雷達的重要部件——脈沖壓縮器。

1978年，劉永坦被派往英國進修。英國是雷達的發明國，世界上第一臺實用雷達是1935年由英國工程師羅伯特·沃森?瓦特（Robert Watson?Watt）研制的“鏈條”（Chain Home）。劉永坦選擇到英國伯明翰大學電子工程系學習，這里有一大批雷達科技的知名專家，其中就有劉永坦的合作導師謝爾曼。

劉永坦的刻苦勤奮很快贏得謝爾曼的賞識，并得以參與到重大科研項目“民用海態遙感信號處理機”核心部分研制工作。海態遙感信號處理機是海防雷達的重要組成部分，依托在海邊建立的雷達站，向海洋發射不同波長的電磁波，回收這些電磁波再進行信號處理，就能監控海平面及上空的船只和飛機等目標。隨著電子技術和計算機技術的發展，此時的雷達已經用電掃描技術替代了傳統的機械掃描技術，出現了頻率掃描和相位掃描的電控雷達波束指向系統，被稱為新體制雷達。

這一切對劉永坦來說都是全新領域。為了攻克技術難關，劉永坦一邊學習先進的數字信息處理理論和計算機語言，一邊不斷地設計和試驗，1年多的時間，經歷過多次失敗和重來，最終研制出具有國際先進水平的信號處理機（圖1）。1980年4月，劉永坦第1次來到海防雷達基地檢驗試驗結果。計算機屏幕上突然出現一個特殊的回波曲線，這就是他此次研制的海態遙感信號處理機發現的來自100 km外的海洋回波信息。謝爾曼評價說：“劉永坦獨自完成的工程系統，是一個極有實用價值、工程上也很完善的設備，其科研成果無論在理論上還是實踐上都很重要。他的貢獻是具有獨創性的?！?/p>

圖1 1980年劉永坦在伯明翰大學雷達實驗室

英國的科研經歷，使劉永坦不僅對雷達有了新認識，也看到了中國在雷達領域與世界先進水平的巨大差距。傳統的雷達存在“盲區”問題，世界上不少國家開始致力于新體制雷達的研制。劉永坦暗暗立志“中國也必須要發展這樣的雷達！這就是我要做的！”1981年秋，劉永坦進修結束，啟程回國。此刻，他心中萌生出一個宏愿——研制中國的新體制雷達。

02 勇攀高峰：從方案論證到關鍵技術突破

1981年，劉永坦從英國學成歸來，同時帶回了研制新體制雷達的視野和決心。他指出，中國有3.2萬km的海岸線、6500多個島嶼，新體制雷達的研制對于中國的海防建設、監控、保護和開發有著重要的意義和價值。20世紀70年代，中國曾對新體制雷達進行過突擊性會戰攻關，但由于技術封鎖、難度過大等因素未能取得突破。1982年春，在哈工大支持下，劉永坦向航天工業部的相關領導匯報了國際上新體制雷達的發展動態，提出發展中國新體制雷達的構想。經過多次匯報和討論，劉永坦的想法終于得到肯定，并得到參與過“兩彈一星”的中國科學院學部委員（院士）陳芳允等專家的支持。劉永坦根據自己在國外的科研經驗，結合國內的具體需求，完成了一份20多萬字的中國新體制雷達研制方案——《新體制雷達的總體方案論證報告》。1983年夏，航天工業部召開方案評審會，表決通過了這份報告。

接下來，劉永坦在哈工大組建了新體制雷達技術攻關研究團隊，經過近3年的努力，完成了關鍵技術攻關。1986年7月，項目成果通過鑒定，鑒定結果為：“在技術攻關中取得了重大進展，已經掌握了新體制雷達的主要關鍵技術，某些單項技術已經進入國際國內先進行列。由于主要關鍵技術已經突破，證明原定方案是可行的，已經具備了進一步完善雷達系統設計并建立實驗站的條件?！?/p>

03 潛心研究：建設中國第一個新體制雷達站

20世紀90年代初，美軍在海灣戰爭中顯示出強大的高科技軍事實力，中國亟需發展軍事科技，提升國防能力。盡管在方案和關鍵技術方面都有了突破，但劉永坦心里清楚，國家真正需要的是建立有實際應用價值的雷達站。

在航天工業部和哈工大的共同支持下，1989年，劉永坦在山東威海建成了中國第一個新體制雷達實驗站，并于1990年首次實現對海面目標的遠距離探測，是中國對海探測技術的重大突破。這期間，劉永坦承擔著比之前更大的壓力和更繁重的工作，他率領科研團隊在外場做試驗，一待就是幾個月，每天工作十幾個小時，常常用涼饅頭、方便面、咸菜充饑。劉永坦因腰椎間盤突出和高血壓被送進醫院，在關鍵技術試驗出現問題時，他毅然拔掉輸液針頭，從病床上爬起，出現在試驗現場。

劉永坦帶領團隊攻克了硬件的搭建、軟件代碼的編寫、硬件和軟件的聯調等一系列關鍵技術，并采用分布式檢測的方法，保證了中國第一部對海新體制實驗雷達系統的穩定運行。1990年5月，國防科學技術工業委員會舉行了大型科研鑒定會，認為“這項新體制雷達的研制成功，尚屬國內首次，填補了我國該項領域的空白，且已達到國際先進水平。新體制雷達的創建，在國防領域具有開拓性的創新，必將提高我國的海防能力，對保衛我國海洋專屬區的權益，國民經濟的發展和海防建設，將起到重要的作用”。該項目于1991年榮獲國家科技進步一等獎。同年，劉永坦當選中國科學院學部委員（院士）。1994年，劉永坦當選為中國工程院首批院士。

04 敢于創新：超視距海防雷達的研制

面對已有科研成果和所獲榮譽，已經是兩院院士的劉永坦沒有停下攻堅的腳步。1997年，研發對海觀測新體制雷達項目正式得到國家批準立項，劉永坦為總體負責人，開始了中國海防雷達網的建設?！拔覈薪?00萬km2海洋面積，但當時能有效監測的不到20%。大部分看不到、管轄不到，別人進入我們的海域我們都不知道?！眲⒂捞拐f，“如何能看得遠、如何把我們的海域全都保護起來，這是國家的需求，所以一定要做出這個新體制雷達。核心技術必須靠我們自己的智慧和奮斗拼出來、干出來?！?/p>

為了解決國家海防遠程探測的迫切需求，必須研制出能夠穩定遠距離探測的超視距雷達系統。當時美國、澳大利亞采用的是高頻天波超視距雷達，其主要原理是利用電磁波在電離層與地面之間的折射（圖2），理想條件下可實現最遠5000 km的探測，具有探測距離遠、造價昂貴的特點。俄羅斯采用的是微波大氣波導超視距雷達，其主要原理是利用海水和大氣之間超折射效應，但其探測距離覆蓋范圍小，受天氣影響大。

圖2 高頻超視距雷達的作用原理

劉永坦帶領團隊研制的高頻地波超視距雷達利用高頻電磁波沿海面傳播、在導電海洋表面傳播時衰減較小的特點，通過發送特定波段就可以讓電磁波“貼著海面”前進，可實現對數百公里之外的海面艦船目標和超低空飛行目標進行超視距探測。這使得高頻地波雷達的探測距離可達400 km，是傳統雷達的數倍之多。與此同時，由于是“貼著海面”的雷達波束，高頻地波雷達可以有效發現超低空飛行的飛機和巡航導彈。然而，從實驗場轉向實際應用還面臨很多困難。其中，各種電臺、廣播、漁船所發出的電磁干擾是一大難題。劉永坦團隊不斷在現場采集實驗數據，針對大帶寬信號與系統，提出了新的補償理論，最終成功研制出中國唯一具備全天時、全天候、超視距、海空兼容對海探測能力的雷達裝備，總體性能達到國際先進，核心技術處于國際領先，使中國對海遠程預警技術水平步入國際前列，體現出敢為人先的創新精神。2014年，劉永坦獲國防科技進步獎特等獎，2015年獲國家科技進步獎一等獎，2018年獲國家最高科學技術獎。

2020年8月，劉永坦將自己獲得的國家最高科學技術獎獎金800萬元全部捐給哈工大。2021年，劉永坦榮獲全國優秀共產黨員和“時代楷模”稱號。中國科學院院士、哈工大校長韓杰才說：“一輩子一件事，劉院士始終燃著一把火?！?/p>

05 結語

劉永坦是雷達科技領域涌現出的卓越的代表人物。劉永坦開展的雷達研究和成功研制的新體制雷達，不是國外先進雷達的簡單翻版，而是從雷達技術發展的自身規律和中國國防戰略的具體需求出發，獨立自主提出的全新解決方案，體現出戰略科學家的高瞻遠矚。

面對國家需要，劉永坦依靠自身積累和團隊協作開辟了中國新體制雷達之路，引領了中國對海遠程探測技術的跨越發展，對長期以來海防領域的諸多威脅提供了有效的對抗技術措施，保障了中國領海、領空、領土的安全，提升了中國的軍事和國防實力，用新體制雷達鑄造起中國的“海防長城”。

本文作者：王公，周廣剛*，張萬松

作者簡介：王公，中國科學院自然科學史研究所，副研究員，研究方向為中國近現代科學技術史；周廣剛，中國石油大學（北京）理學院，副教授，研究方向為能源物理與人工智能傳感器。

文章來 源 ： 王公, 周廣剛, 張萬松. 劉永坦院士：打造中國海防新體制雷達 [J]. 科技導報, 2026, 44(10): 161?164.

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