中電科儀器儀表有限公司（簡稱“中電儀器”）是中國電科集團下屬二級企業(yè)，公司致力于電子測試前沿技術的探索和研究，實現(xiàn)了高端重大科學儀器和通用電子測量儀器的一系列重大技術突破，特別是在微波毫米波、光電、通信、基礎測量以及相關技術領域，達到國內(nèi)領先、國際先進水平。
中電科儀器儀表有限公司坐落于美麗的海濱城市——青島
今年9月22日，中電儀器正式發(fā)布了國內(nèi)第一款750GHz太赫茲測試測量系列產(chǎn)品，受到了廣泛關注。
太赫茲技術被譽為未來改變世界的十大科技之一，關乎許多民生問題。中電儀器發(fā)布的750GHz太赫茲測試測量系列產(chǎn)品，通過核心器件的自主創(chuàng)新，實現(xiàn)更強、更穩(wěn)定的性能和更便捷的應用，為太赫茲空間探測、氣象遙感、射電天文和通信等提供最高頻率至750GHz的信號發(fā)生、頻譜分析、功率檢測和網(wǎng)絡參數(shù)測試等基礎測試手段，助推國家太赫茲技術領域快速發(fā)展。
近日，中國電科集團首席專家姜萬順接受了《儀器儀表商情》專訪，介紹了中電儀器在太赫茲測試技術方面的研究成果。姜萬順表示，中電儀器500GHz～750GHz太赫茲測試系列產(chǎn)品實現(xiàn)了從核心太赫茲芯片、部件、組件、模塊，到儀器整機和測試系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控，解決了國內(nèi)500GHz～750GHz頻段缺少測試儀器的“卡脖子”難題。
2019年度“全國五一勞動獎章”獲得者——姜萬順
自主可控，解決“卡脖子”難題
《儀器儀表商情》：今年9月，中電儀器正式發(fā)布了國內(nèi)第一款750GHz太赫茲測試測量系列產(chǎn)品，請介紹下這次發(fā)布的新產(chǎn)品及其亮點。
姜萬順：此次發(fā)布的750GHz太赫茲測試測量系列產(chǎn)品，將國產(chǎn)的毫米波太赫茲的測試儀器和系統(tǒng)解決方案的最高測試頻率從原來500GHz擴展到了750GHz，產(chǎn)品包括500GHz～750GHz信號發(fā)生器、頻譜分析儀、功率計和矢量網(wǎng)絡分析儀，以及由這些儀器組成的天線、材料等測試系統(tǒng)和解決方案。
其中500GHz～750GHz信號源采用空間多層倍頻技術，解決了毫米波與太赫茲頻段因缺少寬帶功率放大器而無法產(chǎn)生寬帶、高頻、大功率信號的難題，實現(xiàn)了全頻段信號輸出功率優(yōu)于-20dBm；500GHz～750GHz頻譜分析儀采用超外差式諧波混頻接收技術，解決了太赫茲混頻器本振、帶寬和噪聲系數(shù)之間相互制約的難題，實現(xiàn)了全頻段接收靈敏度優(yōu)于-140dBm/Hz；500GHz～750GHz矢量網(wǎng)絡分析系統(tǒng)在寬帶信號產(chǎn)生和接收的基礎上，采用高方向性信號分離及多通道高一致性設計，實現(xiàn)了寬頻帶、大動態(tài)范圍和高穩(wěn)定性S參數(shù)測試，全頻段動態(tài)范圍優(yōu)于80dB；500GHz～750GHz功率計首次采用高靈敏度太赫茲二極管檢波技術，具有優(yōu)異的功率檢測靈敏度和響應速度，實現(xiàn)了全頻段功率檢測靈敏度優(yōu)于-45dBm。
姜萬順在750GHz太赫茲新品發(fā)布會上致辭
《儀器儀表商情》：這次發(fā)布的思儀750GHz太赫茲測試測量系列產(chǎn)品實現(xiàn)重大技術突破主要是哪些？在國際上達到了什么水平？
姜萬順：這次發(fā)布的產(chǎn)品將測試最高頻率提高到了原來的1.5倍，但實際技術難度與原來的產(chǎn)品相比大很多，對元器件、精密加工與裝配、表面處理等技術和能力都是一個巨大跨越式提升，加工精度基本上要提高一個數(shù)量級。為了克服這些難題，我們團隊從設計思想、元器件和零件精密加工到系統(tǒng)集成全過程進行創(chuàng)新。
此次發(fā)布的500GHz～750GHz太赫茲測試系列產(chǎn)品，整體達到（部分關鍵指標優(yōu)于）國際同類成果最新報道成果水平，不僅填補了國內(nèi)空白，而且實現(xiàn)了從核心太赫茲芯片、部件、組件、模塊，到儀器整機和測試系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控，解決了國內(nèi)500GHz～750GHz頻段缺少測試儀器的“卡脖子”難題。
姜萬順在750GHz太赫茲新品發(fā)布會后接受多家媒體采訪
提升我國在太赫茲領域的話語權
《儀器儀表商情》：思儀750GHz太赫茲測試測量系列產(chǎn)品將會應用在哪些場景？可以服務哪些行業(yè)？
姜萬順：理論上太赫茲電磁波的應用很廣，但這么高頻率的電磁信號要用好還有大量的技術難題需要攻克，有了測試儀器，科學家們應用研究才有驗證的基礎和條件。
750GHz測試儀器將首先為國內(nèi)太赫茲元器件、太赫茲氣象遙感、射電天文、空間探測、空天通信等領域的關鍵技術研究和核心裝備研制提供重要的測試保障條件，推動國內(nèi)太赫茲頻譜資源的占有和利用，提升我國在太赫茲領域的話語權。
《儀器儀表商情》：太赫茲技術被視為“改變未來世界的十大科技之一”，什么是太赫茲技術？太赫茲技術有什么優(yōu)勢？
姜萬順：太赫茲波是工作頻率位于微波毫米波與光波之間的一種電磁波，嚴格的定義是微波頻率是3GHz～30GHz，毫米波頻率是30GHz～300GHz，太赫茲波是300GHz～3000GHz。由于太赫茲固有的技術難度以及對它的認知不夠，一直沒有得到很好的開發(fā)和利用，被認為是人類未開發(fā)的最后一塊電磁頻譜。
太赫茲技術是圍繞太赫茲電磁信號產(chǎn)生、調(diào)控、接收分析，以及太赫茲電磁波與物質(zhì)相互作用的認知和利用的相關技術，涉及面相關廣泛，包括理論建模分析、材料科學、微電子、精密制造、系統(tǒng)集成等多領域與學科。
該頻段頻譜有著其獨特的特點，如許多物質(zhì)大分子震動頻率在太赫茲頻段、能夠穿透非極性材料、量子能量低、帶寬寬等等，使得其在電子信息、生命科學、材料科學、天文學、大氣與環(huán)境檢測、通訊雷達、國家安全與反恐等多個重要領域具有獨特的優(yōu)勢和巨大的應用前景，因此被稱為“改變未來的十大技術”，也使得其成為世界各國必爭的前沿技術。
《儀器儀表商情》：太赫茲電磁波的應用前景如何？在太赫茲電磁波應用工程中，會面臨哪些挑戰(zhàn)？有哪些需要解決的測試難題？
姜萬順：太赫茲有廣闊的頻譜資源和良好的分子譜線特征，在射電天文、氣象遙感、生物醫(yī)學、空間探測、通訊、雷達等眾多領域有著重要的應用前景和巨大的應用潛力，特別是隨著低頻段頻譜越來越擁擠，太赫茲頻譜資源的戰(zhàn)略地位就越來越重要。太赫茲空間衰減較大，太赫茲電磁波應用工程，需要解決高功率、高穩(wěn)定度、高集成度和低成本太赫茲器件。太赫茲工程研究從基礎機理、基礎材料、基礎器件到核心儀器都離不開太赫茲測試儀器的保障，不僅要解決頻率測試覆蓋的問題，同時要解決測試的高穩(wěn)定性、大動態(tài)范圍和復雜的調(diào)制等測試難題。
因此目前毫米波與太赫茲測量系統(tǒng)主要還是應用在前沿技術研究的高校、研究所等科研機構(gòu)，尚未大面積進入產(chǎn)業(yè)界，但未來隨之技術發(fā)展，成果的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，毫米波與太赫茲測量系統(tǒng)在未來技術應用中具有廣闊的前景。
站上太赫茲技術領域的第一梯隊
《儀器儀表商情》：中電儀器什么時候開始太赫茲測試技術方面的研究？在太赫茲測試技術研究過程中遇到了哪些挑戰(zhàn)？
姜萬順：中電儀器在“九五”期間就已經(jīng)開始了毫米波測試技術研究，2006年開始正式組建太赫茲專業(yè)測試團隊。太赫茲技術研究過程中面臨的困難體現(xiàn)在以下幾個方面，需研究太赫茲技術測試新機理、探索新材料、突破工藝等諸多難題。這些技術難題，許多都需要實現(xiàn)零的突破，沒有可參考可借鑒的地方，需要摸著石頭過河，過程非常艱辛。這些困難的克服，一方面是中電儀器針對太赫茲技術實施一攬子解決規(guī)劃，配備了專業(yè)團隊，同時整個團隊發(fā)揮忘我的工作精神，比別人落后，就要比別人付出的更多，團隊人員常年保持工作的熱情，自我放棄周末、假期和利用一切可利用的空余時間，在團隊共同努力下，太赫茲技術穩(wěn)步發(fā)展，目前已站在太赫茲技術領域的第一梯隊。
在研究過程中，多家合作伙伴（如中電科的幾家兄弟單位和中科院某所等）都付出了艱辛的努力，這些成績的取得是大家共同奮斗的結(jié)果。
姜萬順堅守科研一線，近三十年，默默耕耘，無怨無倦
《儀器儀表商情》：目前國內(nèi)太赫茲測試技術（儀器）發(fā)展現(xiàn)狀如何？太赫茲測試技術和儀器未來發(fā)展重點是什么？
姜萬順：太赫茲測試技術（儀器）應該包含基于電子學的太赫茲測試技術（儀器）和基于光子學的太赫茲測試技術（儀器）。國內(nèi)中電儀器前期主要集中在基于電子學的太赫茲測試技術（儀器）方面，在技術研究和應用開發(fā)的驅(qū)動下發(fā)展比較迅速，目前已經(jīng)與國外站在了同一層次，目前已經(jīng)實現(xiàn)的測試手段與國外公開報道成果一致，部分具有優(yōu)勢。太赫茲測試未來重點是圍繞太赫茲通訊、雷達、遙感、深空探測和生物醫(yī)學等技術研究和應用開發(fā)，解決相應的測試問題，滿足快捷、高效、穩(wěn)定和準確測試的問題。
在基于光子學的太赫茲測試技術（儀器）方面，國內(nèi)有多家單位也取得了不錯進展，如：上海理工大學、天津大學和首都師范大學開發(fā)了太赫茲時域光譜分析等相關產(chǎn)品，也得到了較好的應用。
總體來說，國內(nèi)太赫茲測試技術（儀器）與國際上處于同一水平，并不能說我們的目標已經(jīng)實現(xiàn)，個人認為，太赫茲測試技術（儀器）需要不斷發(fā)展，性能需要不斷提升，才能滿足太赫茲科學探索和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要。
助推國家太赫茲技術產(chǎn)業(yè)化發(fā)展
《儀器儀表商情》：在太赫茲測試測量方面，中電儀器有什么優(yōu)勢？未來有怎樣的發(fā)展規(guī)劃？
姜萬順：首先，中電儀器有近三十年的毫米波測試技術研究歷史，有些經(jīng)驗方面的技術不是從教科書或論文中能獲得的，在技術積累方面比較深厚；其次，中電儀器培養(yǎng)了一支專業(yè)從事太赫茲測試的科研人才團隊，人才梯隊合理，以高層次的博士、碩士為主，擁有多名領軍人才，團隊先后獲中國電科“十大科技創(chuàng)新團隊”、“青年文明號”、國防科技工業(yè)“工人先鋒號標兵崗”等榮譽稱號，團隊傳承了中電儀器優(yōu)秀的創(chuàng)新文化，特別能吃苦，特別能戰(zhàn)斗；再次，中電儀器始終堅持開放、聯(lián)合共促發(fā)展的理念，積極聯(lián)合國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)科技資源，凝聚國內(nèi)領域內(nèi)高層次團隊，構(gòu)建完整的生態(tài)鏈，產(chǎn)學研用結(jié)合，形成優(yōu)勢互補、資源共享互促發(fā)展，實現(xiàn)了從基礎器件、模塊、整機和系統(tǒng)集成等全鏈條的自主可控。
對于未來發(fā)展規(guī)劃，中電儀器將繼續(xù)秉承專業(yè)、專注的精神，做好太赫茲測試，為太赫茲科學研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供測試保障和服務。未來幾年重點內(nèi)容是：一是解決通用太赫茲測試儀器進一步頻率擴展、性能提升等問題；二是創(chuàng)新突破解決太赫茲應用工程的專用測試問題，提升測試效率，降低測試成本。
《儀器儀表商情》：中電儀器主持研發(fā)的“毫米波與太赫茲（50GHz～500GHz）測量系統(tǒng)”項目榮獲國家科技進步二等獎，作為項目主要參與人，您感觸最深的是什么？此外，您帶領的太赫茲測試技術團隊還取得了哪些成果？
姜萬順：中國的太赫茲測試夢，只能中國人自己去實現(xiàn)，只有夯實基礎，才能夠走的更高、更遠。太赫茲測試儀器是一個復雜的系統(tǒng)，涉及到基礎理論、材料科學、微電子工藝、測試應用等多領域，任何個人和小團體都無法完成所有的科研任務，需要秉承開放和聯(lián)合理念，相互協(xié)作，相互促進，共同發(fā)展。我們在研發(fā)測試儀器過程中的高性能前端組件，也解決了國內(nèi)其它團隊應用設備開發(fā)所急需的部組件問題，促進了國內(nèi)太赫茲應用技術的發(fā)展。
中電儀器太赫茲團隊風采
“毫米波與太赫茲測量系統(tǒng)”2018年榮獲“國家科學技術進步二等獎”
中電儀器在太赫茲測試儀器發(fā)展方面規(guī)劃了許多新的產(chǎn)品正在開發(fā)實施過程中，未來幾年將不斷有新的產(chǎn)品推出，希望能給客戶創(chuàng)造價值，帶來驚喜。
《儀器儀表商情》：中電儀器是怎樣致力于測試測量最前沿技術的探索和研究，為國家重點項目提供配套保障的？
姜萬順：中電儀器立足國內(nèi)工業(yè)基礎，進行技術突破和創(chuàng)新，全鏈條解決了太赫茲測試關鍵技術問題，包括核心器件、基礎制造工藝和核心測量算法。不僅測試儀器成果已在國內(nèi)200余家單位得到推廣應用，解決了國內(nèi)毫米波與太赫茲科研、試驗和生產(chǎn)一線所需的測量手段，我們還在電子測試技術重點實驗室構(gòu)建了先進的測試條件，為國內(nèi)許多不具備購買太赫茲測試儀器的科研團隊提供測試服務，協(xié)助他們對太赫茲研究過程中的問題進行分析并提供解決思路，目的是共同推動國內(nèi)太赫茲科學技術進步和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
《儀器儀表商情》：中電儀器面向全球市場提供擁有自主知識產(chǎn)權的電子測量儀器產(chǎn)品，中電儀器如何為客戶有效提升競爭力？
姜萬順：中電儀器立足于國內(nèi)的工藝條件，堅持自主創(chuàng)新，尊重并注重知識產(chǎn)權保護，堅持以客戶為中心，為客戶創(chuàng)造價值的理念，不僅提供性能優(yōu)良的太赫茲測試儀器，而且不斷通過技術的進步和零距離的客戶服務，努力提升客戶的測試效率，降低客戶測試成本，提升客戶的競爭力。
《儀器儀表商情》：從新基建角度看，您覺得電子測試測量未來的機遇和挑戰(zhàn)在哪？針對新基建，中電儀器做了怎樣的布局？
姜萬順：新基建涉及的領域很廣，都涉及到電子測量技術和測試儀器，中電儀器根據(jù)自身特點，重點布局在通信測試領域，早在2013年就開始布局5G通信測試及研發(fā)工作，重點解決了5G大帶寬、新型子載波、幀結(jié)構(gòu)、多址接入、波形、調(diào)制編碼、多用戶模擬等5G關鍵技術難題。目前在5G通信測試儀器領域已經(jīng)具備較全面的產(chǎn)品體系，可面向5G產(chǎn)業(yè)鏈和運營服務各環(huán)節(jié)、場景，提供系列化的測試儀器產(chǎn)品和解決方案，如：5G終端綜測試、5G基站測試、5G器部件產(chǎn)線測試、FRI物聯(lián)終端測試、物聯(lián)網(wǎng)信號發(fā)生器/信號分析儀等。
矢志探索，致力于中國測試事業(yè)
《儀器儀表商情》：在技術研發(fā)方面，中電儀器的核心競爭力是什么？
姜萬順：首先，中電儀器經(jīng)過幾十年的發(fā)展形成了優(yōu)良的企業(yè)文化，在創(chuàng)新方面，矢志探索、追求卓越創(chuàng)新。構(gòu)建了較為完整的創(chuàng)新體系，包含基礎研究、前沿探索、產(chǎn)品開發(fā)和應用研究；其次，中電儀器擁有一支有理想、有信仰和情懷的優(yōu)秀科研工作團隊，大家都能全心身致力于中國測試事業(yè)，同時又有逐漸完善的現(xiàn)代化企業(yè)制度做保障，鼓勵創(chuàng)新，人盡其才，以及擁有完善并先進的設計、生產(chǎn)制造條件，擁有雄厚的技術積累，這些使得中電儀器保持持續(xù)、快速、健康發(fā)展。
《儀器儀表商情》：在自主創(chuàng)新、推動技術進步方面，中電儀器取得了哪些成果？
姜萬順：中電儀器在五十余年的發(fā)展征程中，從無到有，從弱到強，從跟蹤研仿到自主設計和自主創(chuàng)新，走過一條艱辛的發(fā)展道路，在國際巨頭的夾擊狹縫中倔強的生存和壯大。在國家大力支持下，中電儀器完成了數(shù)百項國家技術攻關任務，填補了國內(nèi)在電子測試領域的空白，打破了西方的技術封鎖和市場壟斷，構(gòu)建了完整的具有自主知識產(chǎn)權的通用電子測試技術體系和產(chǎn)品體系?？傮w來講，我們產(chǎn)業(yè)規(guī)模還很小，仍面臨著巨大壓力，自主創(chuàng)新和技術進步永遠都在路上， 需要繼續(xù)艱苦努力。
《儀器儀表商情》：您覺得在技術創(chuàng)新發(fā)展之路上，最大的關鍵詞是什么，您是怎么理解的？
姜萬順：科學探索和技術創(chuàng)新沒有捷徑，需要踏踏實實，打牢基礎，專業(yè)專注，功到自然成。
《儀器儀表商情》：您長期堅守科技工作一線，在創(chuàng)新發(fā)展這條路上，您有哪些故事可以跟大家分享？
姜萬順：在國內(nèi)有太多太多的科研工作者為科技付出艱辛和努力，他們?nèi)〉玫某删褪俏覠o法比擬的，自己只是一個極其普通的工程師，沒有什么有價值的東西與大家分享。有些感受還是挺深，坦率地說科研工作還是比較苦和累，當今時代變化很快，發(fā)展很快，誘惑太多，沒有足夠的“定心”和“定力”很難堅持到最后，在近三十年的科研項目中，絕大多數(shù)項目過程都充滿曲折和艱辛，只有持之以恒，才有希望取得成功。
結(jié)束語
中電科儀器儀表有限公司始終秉承“服務客戶、創(chuàng)造價值”的經(jīng)營理念，以儀器儀表研發(fā)為核心，以全面服務為業(yè)態(tài)，與國內(nèi)外同行合作共贏，努力打造測試測量領域具有全球影響力的科技型企業(yè)，為保障國家安全、為促進經(jīng)濟社會發(fā)展不斷做出新的更大貢獻。
