【专题访谈】道长者功远,爱国者成器 ——访清华大学电子工程系高葆新教授(二)

2021-01-19 11:50:05

砥砺奋进,焕发忘我的爱国奉献精神

李传信、陆大䋮、吴佑寿等一批清华无线电系老教授还高度重视培养学生将个人学业进步、努力方向与国家的建设需要紧密结合。这些老一辈教师不仅自身热爱祖国、无私奉献,更言传身教,在学生培养中注入爱国思想、奉献精神。毕业后,高葆新勤奋努力,砥砺奋进,祖国哪里有需要,他就毫不犹豫地投身到哪里,无论经受多大的艰难困苦都义无反顾,展现出爱国奉献的精神。

作为清华无线电人(清华电子人)的一致写照,爱国奉献精神首先表现为不畏艰险、吃苦耐劳。60年代初,当闻知国民党匪特在我东南沿海大肆劫掠、破坏、杀戮造成同胞死难乃至家破人亡的噩耗时,高葆新义愤填膺,燃起爱国情怀,他与张渊淳、黄正豫、余家贵赶赴南海海军基地,参加参量放大器的实地试验。在南海,试验工作异常艰苦,而且具有危险性。海军战士利用缴获的敌人塑料艇,以高速多次远近往返,实测雷达加装参量放大器后的效果。炎炎夏日,南海海面,烈日当头,晴空万里,海天一色,他们一次出海长达数小时,往返数百海里,小艇高速疾驰,似在水面飞行,一不留神便有翻船之虞,而且常会晒晕或曝皮,海上劳苦,难以名状。尤遇风高浪疾,小艇左右摇摆晃动、上下起伏颠簸;一旦赶上浪涌,海面乍看平静,而浪涌从水下横向拱翻小艇,操纵艇尾机须极富经验。

在四面环海的孤岛上,他们的生活备尝千辛万苦。虽然隶属海军,待遇标准较高,备受照顾,但一周才有一条小船运来补给。经济困难时期刚刚度过,伙食多数时间也仅是米饭加咸菜汤。台风登陆的日子,巨浪滔天,无法出海实验,须抢先将巨大的雷达天线分拆。设备在山顶上,营房位于半山腰,天线重达百余公斤,拆卸、搬运过程充满艰难。台风呼啸,大雨滂沱,出屋门上厕所须结伴同行,他们紧靠荒山岩石,紧抓绝壁危杆,甚至匍匐爬行,避免卷入狂风暴雨,滚下山崖。当然,苦中有乐,他们的生活也充满欢欣,尤其是目睹数年来在全系支援下成绩斐然,技术设备将在国防安全上大展神威,匪患消弭,愉悦心情更溢于言表。每当台风过后,风平浪静,沙滩上满是被大浪翻卷上岸的各种深海贝壳,绚丽夺目,形态各异,异彩纷呈,令他们大饱眼福,十分欣喜。李传信、陆大鍂等系领导高度重视南海试验,在试验过程中还特地赶来海岛检查、慰问。  

爱国奉献精神还表现为不甘落后、发愤图强。1979年,清华绵阳分校时期结束,高葆新迁回北京。进入80年代,计算机辅助设计(CAD)技术提上日程。美国EESof公司、HP公司虽开发出国际领先水平的CAD软件,但却对中国实施禁运,这激发了高葆新不甘落后的斗志。他与同事们决心自力更生,锐意进取。掌握计算机编程语言成为首先需要攻克的难关,他们几个人一头钻进书店、书摊,购买相关领域新书,起早贪黑,废寝忘食,一周读完两本,相当于一年的专业课,很快掌握了编程语言的应用。在艰难简陋的环境下,他们耸壑昂霄,志在必得。同时,他们也并不蛮干。而是力所能及地结合国情,根据自身情况,解决当前迫切问题。一是针对微带线跳变、转角、分支等不均匀区域进行精确计算,强化电磁场模块的精度;二是在电路上心无旁骛,集中针对微波接收系统最主要的三个元部件——低噪声放大器、滤波器和混频器,解决电路结构的优化难题。坚持既定的研究方向,攻克了一系列难关,最终达到微波集成电路的精确设计。清华的CAD软件从软件规模与功能类型上,比HP公司、EESof公司的软件小很多,但设计精度并不逊色,且易于操作,可直接工作于PC机(无需大型工作站)。而且价格成本降低百倍。便于国内推广。

高葆新提及:“微波电路CAD软件研究同样是经历了‘研究-应用-改进-提高-再应用’的复杂过程,先后开发出了微波电路CAD软件:COMSIN,SUCOM,FILTER等多套软件和多个版本。涵盖了集成晶放、参放、微波毫米波传输线、滤波网络、非线性电路、变频混频、功率放大等。大体上每年都有提高性能的新版本。在CAD理论与技术上,不断获得国家关怀和电子领域同行与企业的重视”。

微波集成电路软件研究过程,结合国情、推广应用、不断研究改进提高。逐步推广应用于几十个工业企业、电子部的若干研究所,解决了新产品生产技术的燃眉之急;以及十多所高等学校,用于科研和教学实验。在国家微波电子企业发展和理工科大学教学质量提高上发挥了很大作用。为此获得多次国家奖励,最早的是1986年国务院电子振兴办颁发‘优秀软件奖’。以后陆续获得国家科技进步二等奖,以及三次教育部科技进步奖等多种奖励。

此后,HP公司开始解禁,向中国出售微波电路设计软件 MDS 和电磁场分析软件 EDS 。鉴于清华大学的微波电路CAD技术在国内属领先地位,1989年HP公司提出与清华大学合作,成立“清华--惠普软件设计中心 ”,惠普公司赠送给清华10套微波电路设计软件MDS (后改名为ADS)和1套电磁场分析软件EDS,用于教学。清华承担HP软件的技术培训和技术合作。

高葆新还特别提及,自己在观看国庆七十周年的优秀电视剧展播时,会着重关注“两弹一星”的功勋人物,如钱三强、邓稼先等先辈们。这些人在“两弹一星”研制过程中不计名利,前往西北沙漠戈壁,一去十数载。在物资匮乏的极端恶劣环境下,他们隐姓埋名,隐瞒家人,一心为国。在那个年代,这种默默无闻、无怨无悔的爱国奉献精神在清华无线电系也有不同程度的广泛体现。他感慨,“两弹一星”的功勋前辈人物值得所有人景仰。

脚踏实地,展现团队协作的扎实作风

在高葆新成为吴佑寿教授研究生时,清华大学研究生制度刚起步。针对研究生培养,吴佑寿等一批清华老教师主张脚踏实地,注重理论和实践相结合,强调学习知识与培养动手能力并重。高葆新在吴佑寿教授的‘接收设备’课程上担任助教,同时负责相关教学实验。当时,研究条件异常艰苦,技术资料难觅,他就查阅英美相关文章和基本理论;实验室条件粗陋,微波器件匮乏,他就先自制稳压电源,再设计和焊装教学实验设备,终于及时开出了微波通信混频电路和检波器中大信号抑制小信号现象的两三个教学实验,还参加了八路多路通信机的研究试验。他在实践中加强理论素养,提高动手能力的同时灵活掌握知识,为日后的科研工作打下了坚实的基础。

高葆新回忆,经常耳闻时任清华无线电系的系主任李传信教授强调“以实验室为家,在实验中成长”、赞扬“五公寓的灯光”。《清华大学电子工程系系史》(第一卷)记载:“无线电系以青年教师为主体的教师、职工们边工作边学习,夜以继日,团结奋进。他们多数是二至三人,住在一间12平米的五公寓三楼宿舍,即使在经济困难、忍受饥饿的年月,除上班努力工作外,晚上总是在实验室或宿舍学习业务、备课或讨论问题到午夜前后。‘五公寓的灯光’当年被赞为深夜寂静清华园的一条亮线。”重要的是,“五公寓的灯光”所体现出的脚踏实地的扎实作风,成为所有清华无线电人(清华电子人)团结协作精神的一种缩影,与高葆新长达40年的科研工作如影随形,相伴相从,百举百捷。

文革结束,“五公寓的灯光”重新点亮阔别已久的清华园。1979年,高葆新从绵阳回京后,微带组和天线组从雷达教研室分离出来,成立微波与天线教研室,由陆大䋮担任主任,高葆新与冯正和、冀复生、吕洪国、徐秉椿、王海生、等近20人的微波组成员一起工作。如何尽快确定科研方向?怎样赶上世界科技发展前沿?在探讨一直委决不下时,所有人唯一的共识就是脚踏实地、稳步推进——“千里之行始于足下”!

1981年,北京广播器材厂急需生产彩色电视传播中继站。在陆大䋮领导下微波组承担了8GHz微波收发系统集成化电路研制。其中,高葆新与李章华、洪兴楠、王海生、吕洪国等人共同承担电路研制;瓷基片的微带工艺则由方莉莎、姚克贤、姚宝伦、程玉玲、王训、李素新等负责。

在开展科研课题的同时,微波组将相应的研究成果与教学工作相结合,提高教学课程质量。1983年开出了研究生课《微波电路计算机辅助设计》,这是高等学校中最早开出的CAD教学课程。经过课程实践,1986年高葆新与课题组同志编写出版了《微波电路计算机辅助设计》,这也是最早的微波CAD技术教科书,获得国家电子部优秀教材二等奖。随后些年,陆续出版了微波电路相关技术的专业著作十几本。结合科研,在教学上陆续开出专题课《射频通信系统》、《微波软件智能化与专家系统》、《微波系统工程》、《E类放大器》、《人工智能》、《超导体原理与高温超导》。这些都是围绕最新科技发展和CAD技术的课程。研究生专题课也是秉承无线电系教书育人传统,要求学生知识面要广,理论要扎实,研究课题要前沿,研究思路要前瞻。

高葆新老师专著与合著

 

同时,团队协作的扎实作风得以传承。结合科研,除了开设最新技术的课程外,还培养了博士、硕士研究生30多人。例如,陈兆清博士论文《采用电磁场方法分析微带不均匀区》,获得高精度模块,EESof公司曾洽谈购买;美国加州某软件公司要求去美把COMSIN开发成英文版(后因其他原因搁置);赵德松博士关于微波单片集成软件的中心值优化技术研究,使微波集成电路电路的设计精度与人机界面有很大提高,向实用化前进一大步。还有几十个毕业设计学生以及低年级学生,包括赵伟国、顾良、赵德松、赵劲松、张乃千、李小芃等同学,从二、三年级就开始得到因材施教的机会,利用课余来科研组参加课题研究,经过实践培养,毕业后都成了微波技术和CAD领域的骨干人员与精英。

如今,退休二十年的高葆新教授仍关心着教育发展,青年学子所学是否经世致用?他认为,清华电子系教书育人的优良传统是引导年轻人在科学事业上坚忍不拔,艰苦奋斗,使青年人懂得人才成长必须靠自己一生的刻苦不懈努力。强调放眼世界,理论基础要扎实、知识面要宽、课题要前沿、目光要前瞻,其中蕴含深刻的道理。一个人的成功重在正确方向引导下的培养塑造,正如古人所言“器博者无近用,道长者其功远”。就像年少时他在无线电方面天赋异禀、富有才华,却感迷茫而无用武之地;而当进入清华无线电系后,他走上了有正确方向指引的科研道路,苛苦奋斗,分秒必争,人生价值、科研成效才逐渐得以显现。

清华电子系培养学生主张爱国奉献,展现团队风范,这也深富哲理。培养学生知识技能,要与国家的实际需要相结合,正如古人所言“所养非所用,所用非所养,理家必弊,在国必危”,爱国奉献是推动知识技能更有用、更有价值的原动力。在高葆新教授看来,青年学子在学业上不可急功近利、好高骛远,须知“道长者其功远”、“爱国者方能成器”。

采访合影

 

采访:杜正伟、陈文华、张晓鹏、黄代炜、乔元春、万军

摄影:赵阳

撰稿:万军

排版:史宛鑫

责编:乔元春

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    微波电路CAD软件研究同样是经历了lsquo。先后开发出了微波电路CAD软件。微波集成电路软件研究过程。
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