给国之重器装上“千里眼”和“顺风耳”的一等奖

中国工程院院士段宝岩教授作学术报告      张行勇摄

段宝岩院士（（前排右二））在 FAST试验场向外国专家介绍试验   西电供图

日前，2020年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重举行，中国工程院院士、 西安电子科技大学教授段宝岩牵头完成的“高密度柔性天线机电耦合技术与综合设计平台及应用”项目，因建立我国首个高密度柔性天线机、电、热耦合理论模型，探明非线性机械结构因素对其电磁性能的影响机理，突破力电耦合、高效热控、控型控性等关键技术，研发了我国首个集电磁、结构、热于一体的高密度柔性天线综合设计平台，开辟我国天线技术研究的新领域，引领我国高性能电子装备的跨越式发展，而获得国家科技进步奖一等奖。

据了解，在该项目的完成过程中，其成功应用于我国第一部最大的GBR防空反导雷达、首部静电成型薄膜天线、“中国天眼”等重大装备。

给“FAST天眼”装上“眼珠”

1994年，从英国利物浦大学教授汤普曼研究室完成博士后研究工作回国不久的段宝岩，接到在中国科学院北京天文台工作（现称“中国科学院国家天文台”）的师兄施浒立的邀请，参加 “FAST天眼”项目启动论证。

“FAST项目最大的难点就在馈源舱及其支撑结构系统上，段宝岩团队提出的轻型索拖动系统奠定了FAST能不能行、能不能往前推，这是最初的一个基础。”FAST测量与控制系统总工程师朱立春如是说。

多年后，轻型索拖动系统被总结成FAST三大创新中最为关键的一个，具有颠覆性，被世界同行誉为“变革式创新”。

这种颠覆性是相对于人类上世纪十大工程之首的美国阿雷西博射电望远镜而言——同为地球上凝视宇宙的两只眼睛，中国天眼以500米的口径突破了前者300米的量级。

但是，阿雷西博射电望远镜是采用刚性支撑馈源舱，“眼珠”重量近万吨且不可转动。天眼倘若继续采取刚性支撑，馈源舱的重量将由前者的千顿级上升到逾万吨，无论是考虑造价还是稳定性，这都是一件很难想象的事情。

而段宝岩团队采用六根大跨度柔性索支撑馈源舱的创新性设计，将重量由万吨降低到不可思议的30吨。

围绕机电耦合  数十年持之以恒

但这还不是段宝岩团队最核心的工作，段宝岩团队数十年持之以恒围绕着一个关键词：机电耦合。

机械与电性能的关系发展到今天，经历了从开始的机电分离到中间的机电综合再到如今的新阶段——机电耦合。

经历20多年的攀登攻坚，段宝岩团队最终以46项发明专利、14件软件著作权、70余篇Top期刊论文以及两部出版著作构成了项目成果的骨架，涉及力学、机械学、电磁学、热学以及控制等在内的多学科领域15个研究专题，而“关键核心技术自主可控，项目成果总体居国内领先、国际先进水平。其中多场耦合理论模型、非线性结构因素对电性能影响机理居国际领先”则成为点睛之笔。

一项又一项的国家重大工程领域都留下了他们团队的身影，在达到“看得远”“听得清”的同时还要实现 “高精度”“快响应”“低成本”“小体积”，段宝岩团队的存在让这些大国重器变得“耳聪目明”。