張直中：造出國產戰機多普勒雷達 給美國看看
1980年國際雷達會議期間，大會主席羅伯特·希爾（右）會見張直中(科學報圖片)
1980年9月，張直中（右二）在十四研究所接待美國國防部代表團（科學報圖片）
張直中（1917~2011），雷達與信息處理技術專家，中國工程院院士。1940年畢業於浙江大學電機系電訊專業，1945年赴英國學習雷達和超高頻技術，成為我國最早接觸雷達技術的人員之一。1950年調往南京雷達研究所（後改稱第十四研究所），從事雷達研製工作，先後任設計室主任、設計科科長、副總工程師、總工程師、科技顧問、研究員等職。
1978年當選為中國電子學會無線電定位技術分會（原名雷達專業委員會）主任委員。1983年被授予中國電子學會會士。1993年成為中國電子學會雷達分會最高獎——申仲義獎的首位獲獎者。1998年獲第二屆中國工程科學技術獎，1999年獲何梁何利科學與技術進步獎。著有《雷達信號的選擇與處理》《合成孔徑、逆合成孔徑和成像雷達》《微波成像術》和《機載和星載合成孔徑雷達導論》等著作。
定向雷達
張直中出身於書香門第，6歲隨父母親定居上海。當時的上海是半殖民地的典型，市內有英租界、法租界、美租界、日租界。一天，張直中上街，看見一個牌子，便問父親是什麼。父親答：“英租界。”他又問：“英租界是什麼？”父親説：“就是英國人佔着我們的地盤。”他們來到外灘海塘公園，他想進去玩，父親指着公園大門前掛着“華人與狗不準入內”的禁牌説：“那兒不能去。”張直中親眼目睹了洋人僱傭的印度巡捕拿着警棍亂打街上的中國勞工苦力，很納悶，又問父親為什麼。已是上海掛牌律師的父親感嘆道：“這是因為中國太弱小，外國人可在中國土地上任意欺負我們，不把中國人當人啊。”張直中從此無法忘記國人遭洋人欺凌的情景，幼小的心靈迸發出對帝國主義的憎恨。
中學時代，他看到祖國河山屢遭淪陷，百姓生靈塗炭，發誓要勤奮求學，日後像岳飛那樣，精忠報國，洗刷國恥。那時在中國知識分子中出現了一種論調：國弱是由於中國的工業太不發達，強國必先振興民族工業。這種“科學救國”、“工業救國”思想深深地植入張直中的心中。
在光華附中的4年裏，他一直勤奮刻苦，成績優良，還時常關注科技動態，吸收新知識。他於1933年就在《科學世界》雜誌8期上發表《X線發生的淺説》，在《光華附中》（1935年畢業特刊）上發表《放射淺説》。兩篇論文均獲得校內外讀者的好評。
1936年，張直中考入浙江大學工學院電機系。“七七事變”爆發，打破了正常的教學秩序，浙大被迫西遷。學校抗日氣氛濃重，師生一路走，一路抗日宣傳、義賣。學校遷至廣西宜山時，日軍派18架飛機轟炸浙大，投彈100多枚。當時張直中正在教室温習功課，聽見飛機聲臨近，即刻跑出，仰卧在操場上。剎那間僅離他約40米處被炸出一個直徑4米左右的大坑，他倖免於難。看着學校僅有的兩座宿舍樓被炸燬了一座，教室、辦公室、體育室、閲報室、禮堂等被燒掉，百餘同學除身上所穿衣服外，書籍、衣服、被褥蕩然無存，張直中暗下決心，要為抗日而發奮讀書。
浙大電機系當時有電力和電訊兩個專業，學生一至三年級均讀相同課程，四年級才分專業。張直中定向電訊，是將國防事業作為己任，投身無線電行業，為國效力。
1940年大學畢業後，張直中到重慶電信機械修造廠技術室當了技佐，為抗日部隊研製過通話距離達16公里遠的軍用電子管報話機。由於他勤奮努力，不久提升為技士，工作不到5年，就被國民政府選派，作為訪問學者前往英國進修，學習超高頻技術和雷達技術。他是第一位到英國皇家通信工程兵學院工廠基地的中國學者，看了當時英國在二戰中使用過的三種先進雷達，即警戒雷達、探照燈雷達和炮瞄雷達。零距離的觀摩、學習，讓張直中開闊了眼界。他立下鴻鵠之志，以開發祖國雷達事業作為自己的終生事業。
1947年學成歸國回到重慶工廠後不久，他就發表了第一篇雷達論文，刊登在《聯勤學術研究季刊》雜誌創刊號，詳細介紹了英國研製的S.L.C.MKⅥ式探照燈雷達。
由於時值國共內戰，民國政府全無振興工業和發展先進技術的跡象，張直中將研製雷達的希望和熱情，寄託給了中國共產黨。他的上司非常欣賞其才幹，曾勸他一同飛往台灣。但他不為所動，自信只有新中國才能實現他的雷達夢想。
中國雷達
1950年10月，重慶電信機械修造廠接到北京密令，調張直中前往軍委通信部南京雷達研究所工作。張直中得知後，非常興奮，英雄終於有了用武之地。
中國的雷達技術研究始於20世紀40年代，發展於50年代，經歷了從裝配修理、仿製改進到自行研製的過程，張直中是整個中國雷達發展歷程的見證人、規劃、設計者。
張直中到南京後做的第一件事是主持整修各式日、美雷達100多部，運往東北，部署在鴨綠江邊，用於志願軍抗美援朝。1952年上半年，張直中接受了一個月內要完成4部101警戒雷達的任務。他的團隊爭分奪秒，成功攻克了發射機不穩定的技術難關，不到一個月時間，4部雷達及時運到朝鮮前線，有力地保障了志願軍的防空作戰。由於張直中在雷達整修工作中解決了若干技術關鍵問題，1952年榮立了四等功。
1953年，研究所成立設計室，張直中被任命為主任，受命仿製蘇式防空警戒雷達。當時所裏沒有一張雷達圖紙，只有一台沒有天線的蘇式П-3型樣機。在沒有任何借鑑和參數的情況下，只能從零開始，自行設計。張直中率領十多名技術骨幹和十多名新分配來的大學生進行全機系統及天線饋線設計。大家憑藉“管中窺豹”、“一葉知秋”的思維模式，實施“反設計”，通過不斷地測繪、試製、改進，難關一個又一個被攻克。參加研製的工作人員在一年內，每天都保持高負載的工作量，最終仿製成功第一部國產中程防空米波警戒雷達，從此，中國開始自行製造雷達。
1956年，張直中升任研究所副總工程師，負責領導新技術的研發工作。他認為搞軍用雷達必須以符合中國實際的新技術、新體制為研究的主要目的，新產品設計必須為當時或不久的將來的國防需要服務。他主持低空警戒雷達的方案論證，採用動目標雷達新體制，解決了抗地雜波干擾的難題，成功研製出我國第一部微波動目標顯示雷達。
在科學分析國外雷達技術發展狀況和國內電子工業技術的基礎上，張直中於20世紀60年代初，果斷地提出在角跟蹤體制上，應該放棄美國50年代前期的磨石山體制，走一條自主開發的道路。他與他的團隊展開了脈衝壓縮課題研究，弄通了國外雜誌上仍在原理性探討的單脈衝跟蹤體制的科學原理和實施方法，自主研製成功在我國雷達發展史上具有里程碑意義的第一部單脈衝試驗雷達，為60年代中、後期研製導彈、衞星靶場精密測量雷達作好了技術上的準備。
1964年6月，中國電子學會在北京科學會堂舉辦第十二次無線電電子學科學技術報告會，張直中應邀作題為《雷達技術的現況及發展趨勢》的學術報告，報告敍述雷達在空間時代的應用以及為了滿足這些新用途而創建的新體制和新技術，説明國際上最近十年來這方面的情況並預測了今後十年的發展趨勢，聽眾多達600人。
正當張直中全身心地研製大型單脈衝精密跟蹤測量雷達，且初顯成果時，“文革”爆發了，張直中的研究工作戛然而止。造反派以他曾在國民黨聯勤部所屬的重慶電信機械修造廠擔任過相當於總工程師職務幾年為由，將他列為“清理階級隊伍”的對象，關入“牛棚”。解放前夕，國民黨聯勤部高官去了台灣，張直中雖未跟從，造反派卻強行指控他為“埋伏得很深的特務”。家被抄兩次，均沒有找到他所謂做“特務”的證據，只得將寫有“本緘”二字的幾封親友給他的信封，説成是特務間聯絡的暗號。然而，此時的張直中非常坦蕩，堅信歷史的清白，對自己所選擇的道路依然無怨無悔。
1970年4月24日，我國成功地發射了第一顆人造地球衞星“東方紅一號”。酒泉衞星發射基地傳來了好消息，張直中參與研製的單脈衝精密測量跟蹤雷達成功完成了任務，這讓身陷逆境的他獲得了不少精神安慰。
1972年，他仍不能恢復雷達設計工作。之後的一年半時間，他做了兩件大事，一是去北京翻譯並總校了一部數百萬字的《雷達手冊》；二是總結了自己十多年來在雷達信號處理方面的理論與實踐，完成一部《雷達信號的選擇與處理》書稿。
國際交流
1974年1月，張直中被恢復副總工程師職務並受命領導新雷達論證工作，重新開始了他的雷達研究。1979年，62歲的他雙喜臨門，年初升任研究所總工程師，年底加入了中國共產黨。
1980年4月，張直中率領中國雷達代表團訪問美國，出席第二屆國際雷達會議。對於中國首次在國際雷達會議上的亮相，與會的各國專家感到新奇，很想了解剛剛開放不久的中國雷達發展情況。他們從會議散發的簡歷中發覺代表團團長是一位中國雷達研究行業的重要人物，但沒有料到的是，這位風度翩翩卻不善言談的銀髮學者用一口流利的英語，從容地作了題為《中國雷達技術研究發展概況》的精彩講演。報告時間不長，但內容翔實、精深，令與會代表大為震動，讓知名專家刮目相看。
張直中在報告的結尾深情地説：“我感謝美國電機和電子工程學會（IEEE）給我這個介紹概況的機會。我希望通過科學團體和學會間的相互交流以及科學家之間的個人接觸增進我們之間的相互瞭解和友誼。”報告贏得了會場熱烈的掌聲，各國專家紛紛表示願和中國同行進行技術交流，由此開啓了中國雷達技術的國際交流窗口。
大會主席羅伯特·希爾教授於2011年撰文回憶説：“1980年，一個歷史性時刻，張教授那次報告中所表達的‘希望’正在真正地變為現實。”希爾教授當年還特別主持了一個聯誼會，款待首次參會的中國代表團。從此，希爾與張直中成為了好朋友，並保持了二十多年的學術往來。由於張直中出訪的成功，中國電子學會提議與美國IEEE、英國IEE、日本JICE和法國SEE合作，每年開一次國際雷達會議，輪流在美、英、日、中、法舉行，即後來希爾所稱的“五輪迴”（five-cycle）。
會議結束後，在中國駐美大使館的安排下，張直中一行參觀了美國6個研究所和4所大學，與美國雷達同行充分交流、接觸，他們走訪了美國“海洋衞星”研究所，觀看了即將發射升空的一顆“海洋衞星”，瞭解有關星載合成孔徑雷達（SAR）方面的發展趨勢。同年9月，美國政府派出了由國防部副部長為首的雷達和微波高級代表團回訪中國，第一站便是張直中所在的南京第十四研究所。
巴頓先生是美國著名的靶場精密測量雷達專家，張直中的報告也引起了他濃厚的興趣。1986年，他特地走訪十四研究所，就單脈衝精密雷達的有關技術與張直中進行交流。
再創輝煌
1980年初，作為研究所的總工程師，張直中被國防科委召去北京，接受研製殲擊機脈衝多普勒（PD）雷達的任務，主持該體制樣機方案論證和技術攻關。任務下達後，他立即組織技術人員進行全面論證，還加強了多普勒雷達總體室技術力量。年底，張直中帶上已論證出的PD雷達總體方案赴京向國防科委組成的專家評審組彙報，獲得好評。在其後的兩三年，張直中發現有些研究試驗需端正路線，也發現一些原未想到的新問題需要解決。經過3年的攻關，取得了初步成果，為實戰型機載多普勒雷達的研製開拓了道路*。十年磨一劍，到上世紀90年代初，有中、低兩種重複頻率的I型機載脈衝多普勒雷達終於研製成功。*
1984年，中國軍事代表團訪問美國，與美國軍方談判確定購買美國裝在F16戰鬥機上的脈衝多普勒雷達。美方雷達專家於1987年9月到所介紹其雷達的原理、技術和性能，並告知該雷達在空對地工作方式中，原來是包括實波束成像和將成像清晰度提高8倍的多普勒波束鋭化（DBS）。但該專家聲明，*美國軍方已將對地多普勒鋭化8倍的技術去除，不給中國了。*張直中得知後非常氣憤，不能容忍那樣出爾反爾的霸道行徑，決定自力更生，攻克美國禁讓技術，研製出自己的機載雷達對地多普勒鋭化，給國人爭氣。
1989年，該體制樣機試製出來，需要將樣機帶上天空，做固定方位波束鋭化比達12倍的試驗。雷達上天測試，在空中需要好幾個小時時間，同事都勸他不要像以往那樣上天了，只要事後查看飛行記錄就行了。張直中卻認為，觀察飛行中的數據變化，對他的研究課題至關重要。為了掌握第一手資料，已70多歲的他就是不聽勸阻，執意上天。大家只好找來一位醫務室醫生全程陪同。張直中登上了老式螺旋槳飛機，在南京上空轉了近四個小時，圓滿地完成了測試任務，成功地在顯示器上獲得了波束鋭化的地形實驗圖片。下飛機時，張直中面帶喜悦，精神特佳，而看護他的醫生卻頭暈了。為了更清楚地認識雷達成像照片的分辨率，實驗完畢後，他又叫女兒買來南京市區地圖進行對比。
功夫不負苦心人，張直中的機載雷達總體和信息處理研究經歷了多次失敗和改進，於1989年，順利通過了國家鑑定，90年代實現某型號機載雷達比美國西屋公司鋭化8倍更高的對地多普勒鋭化效果，被時任軍委主席江澤民稱之為“爭氣雷達”。
1980年，張直中就開始了合成孔徑雷達的研究。1985年，在《現代雷達》雜誌上，他開辦了題為《合成孔徑、逆合成孔徑雷達和成象雷達》學術講座，詳細介紹合成孔徑雷達的基本原理、它們的不同形式、它們的二維分辨力以及偶合和模糊等限制因素，它們的功率、運動補償、光學和數字處理等內容。
1988年，年過八旬的張直中接受了國家高科技“863計劃”項目——“逆合成孔徑雷達（ISAR）成像”研究課題。1992年，電子工業部授予他的《逆合成孔徑雷達運動補償和成像》學術論文科技進步獎一等獎。
一生從事雷達事業的張直中將雷達比作一首美妙的詩，吟誦一輩子也不厭倦。他一生公開發表的雷達研究性論文多達60多篇，最後一篇《機載SAR對動目標三維成像方案的分析》刊載於2009年《現代雷達》雜誌第1期。他生前在與筆者交談時，表達了自己對雷達事業的鐘愛，對祖國雷達發展前景的信心與希望：“我有幸經歷了中國雷達技術發展從無到有、從小到大的60年。回顧自己的雷達人生，我無怨無悔，心滿意足。人生有限，科學無限。活到老，學到老，以有限逐無限，是科學工作者的無悔本質。我覺得，雷達這個高科技領域，過去、現在、將來都充滿着激烈的競爭。凡是最尖端技術，人家‘卡’你，實行‘禁運’，怎麼辦？唯有靠自力，長志氣。當前尤其應大力發展應用研究、開發設計、製造加工等綜合工程技術，以有利於在雷達技術總體上儘快趕上世界先進水平。願建設21世紀富強祖國的年輕‘雷達’人，踏在我們老一輩科學工作者的肩膀上，奮力攀登！”