清华研制的高温超导滤波体系实现范围贸易利用清-T:09449

2015-03-14 11:16 来源：http://www.ceo315.org/ 阅读：次

我国高温超导应用研究获得重大突破

清华研制的高温超导滤波系统实现规模贸易应用

●记者赵姝婧

　　2012年10月22日，一个令人振奋的新闻从在清华召开的高温超导滤波技术成果鉴定会上传出：我国自主研制、领有完全自主常识产权的高温超导滤波系统首批产品订货已实现出产并交付用户使用，在全国16个省市的通信装备上投入了长期实际应用。

　　这标记着自1986年高温超导材料发现至今，经过26年的长期研究，我国高温超导终于实现了面向终极用户的规模商业应用，进入了产业化阶段。这是我国高温超导应用研究的重大冲破。

　　高温超导滤波技术成果鉴定会专家对名目成果给予高度评估。鉴定看法指出，项目总体技术达到国际先进水平，为采取高温超导技术提高通信装备的抗带外干扰性能和电磁兼容性奠定了坚实的技术基本，为我国通信古代化作出了重大奉献。

图为物理系曹必松传授（中）率领的科研团队在探讨中。

　　而实现高温超导滤波器规模商业应用的科研团队，恰是由我校物理系曹必松教授、张晓平高工、魏斌副教授、郭旭波博士和李宏成研究员等20多人组成的研究团队。世界上目前除了美国之外，只有曹必松团队实现了高温超导在移动通信领域的规模长期应用。

敢“啃”高温超导“硬骨头”

　　1986年，高温超导资料被发现。因为其宏大的潜在市场，全世界构成了“高温超导热”。为了更好地组织高温超导研究，我国成破超导研究核心，设立高温超导专项经费，开展了高校和研究所的高温超导“研发兵团作战”。

　　当时清华在全国超导界的研究力气并不强，物理系分到的是超导天线的研制义务，年研究经费只有20万元左右。

　　当时美国超导模块的市场售价已在数万美元，曹必松团队得到的这些经费堪称顾此失彼。

　　但清华人硬是“啃”下了这块“硬骨头”，在短时间内成功研制出了高温超导天线。

　　不外曹必松心里清楚，要想实现高温超导在航天领域的应用，面对的难度更大，阻碍更多。

　　1997年，曹必松课题组决定调剂研究方向。他们在不国家研究经费支撑、海内其他多个研究单位已发展超导滤波器研究的情况下，从现有课题中硬是挤出了有限的经费，与清华电子系的高葆新教学等配合，在物理系实验室里搞起了自己的超导滤波器研究。

　　没想到，他们起步虽晚，却“赶了个早集”。2001年，清华大学研制成功了国际上第一个达到GSM移动通信应用要求的超导滤波器系统；2002年，经教育部组织专家鉴定，确认它的性能到达国际进步水温和国内当先水平。但是，教导部鉴定的“国际先进程度”只能锁在高校的实验室里，可以当展品，却成不了通信、科研市场一线急需的产品，不能真正为宽大用户服务。

图为高温超导滤波器系统。

　　如何才干投入应用？

　　曹必松团队注定要被继承“煎熬”着。那段时间，即使是在全家团圆的春节期间，课题组仍然废弃休假，群体热气腾腾地在实验室奋力攻关！

应用困难接踵告破

　很快，曹必松研究团队就用这股“拼劲”初步打破了实际应用的瓶颈。

　　2004年，通过三个月的商业运行实验，团队胜利研制出中国第一台 CDMA移动通信誉高温超导滤波系统，并在中国联通唐山分公司的移动通信基站投入了长期实际应用。

　　这是自高温超导材料1986年发现以来首次在中国通信领域得到实际应用。它使我国成为继美国之后，世界上第二个成功地将高温超导接受前端应用于移动通信的国家。中国联通的测试表明，应用高温超导滤波系统能够把原来辐射强度已经很低的 CDMA手机的辐射再下降一半，通信基站的多项性能大幅进步。

　　此项成果一经公然，就在国际、国内同行中引起了强烈反应，并得到国家有关部门的高度器重，团队的研究前提从此大为改观。

　　然而，曹必松团队清醒地认识到，这仅仅是在一个方面的应用，还不是他们想要的终点。而且，那时多国同时投入研发，时间紧急，速者为胜，因而一刻都不敢放松。

　　很快，一个新的尝试便在他们的心里生根发芽：下阶段树立一个应用示范基地！只有步步为营，能力逐渐开辟。

图为超导滤波系统在高温超导移动通信应用示范小区运行。

　　2005年底，团队在北京市海淀区大钟寺地域建成了我国第一个高温超导前端移动通信应用示范基地，包含中国联通的5个CDMA移动通信基站，笼罩10多万居民，天天24小时为用户提供优质服务，而且顺利实现了连续运行三年以上。

　　谁也没有想到，在这么短的时间里高温超导便走进了北京繁荣的闹市区，为人们日常通信带来了高性能、低功耗的“福音”。

　　天经地义，团队大幅前进的步调很快就引起了其余国度的注视。国外多个团队来到北京，现场考核超导滤波系统在挪动通讯基站运用的情形。2006年5月，日本《日经消息》发表文章留念高温超导发明20周年，在先容国际上研讨跟利用高温超导滤波系统的研究结果时，将美国的STI公司放在第一位，将清华大学放在第二位，而把日本本人的富士通公司放在了第三位。

“咱们是为国家和人民服务的！”

　　2010年4月14日，一场从天而降的伟大灾害来临青海玉树，7.1级的地震给灾区人民生命财产造成重大丧失,清华酒店培训班，10万多人民霎时失去家园。就在这时，青海玉树地震灾区履行救援保障任务的车载雷达受到了移动通信基站信号的烦扰，无奈观测飞机，重大影响救济任务的进行。

　　在这紧急时刻，国家有关部门给曹必松打来电话，“这个问题我们有解决措施！”曹必松确定地答复。

　　从放下电话开端，团队分成5个小组，每天24小时不停地连续工作。经过60个小时的不眠突击，成功研制出了两通道高温超导滤波器系统。

　　研制成功了，如何将超导滤波器送至青海灾区？用空运？担忧装备被破坏；坐火车？当时千军万马奔灾区，基本买不到火车票。

　　为了第一时光挽救灾区国民的性命财产，曹必松团队成员们决议昼夜兼程，开车去现场！团队派出的三位成员经由一天一夜的紧迫奔走，将超导滤波器顺利送到了灾区指挥现场，但因为工作地点的海拔高达 4600米，持续的操劳和高原反映让三位成员都病倒了。

　　“第一批人倒下了，第二批人接着上！”曹必松说。第二批团队成员不顾艰险，再次勇赴灾区现场，终于将超导滤波器装置在雷达上，使雷达恢复了畸形工作，探测目的变得清楚。

　　“我们是为国家和人民服务的，时间就是生命！”谈起当时的情况，曹必松动摇地说。

逾越！真正实现规模商业应用

　固然曹必松团队研制的高温超导滤波系统的应用一次又一次获得了成功，但他们苏醒地意识到，这些应用是部分的、或是以研究为目的的，还不是真正的实际应用。“国家投入大量经费，经过数百个单位20多年的研究，最终目的就是为了实现高温超导材料的规模商业应用和产业化，让高温超导这一高技术为国家的技术发展和人们的生涯服务。”曹必松指出。

图为超导滤波体系试验职员在做实验。

　　于是，曹必松研究团队继续奋斗，连续攻克了高性能超导滤波器和低温低噪声放大器设计制备技术、多通道超导滤波器性能一致性研制技术、满意装备刻薄使用请求的环境适应性技术和超导滤波系统集成技术等一系列技术难题，先后获得超导滤波技术受权发现专利10多项。

　　2011年1月19日，超导滤波系统通过了国家主管部分组织的技术鉴定，获得了在我国通信设备实际应用的允许。同年8月，以清华物理系的超导滤波器技术为依靠成立的综艺超导科技有限公司失掉了首批5种型号超导滤波系统产品的订货合同，在全国10多个省市区推广应用。其他型号超导滤波系统产品也将在未来几年内陆续投入市场。

　　这次高温超导滤波系统由最终用户洽购，在全国16个省市区批量供货投入运行，与个别以研究或试验为目标的应用完整不同。

　　“全国超导界和其他科学界长期渴望的高温超导真正的实际应用——面向最终用户的规模商业应用，从高温超导被发现起，经过了26年，终于由清华大学首创的技术实现了！”曹必松冲动地说。

持续斗争打造大范围高温超导工业

　　曹必松说明道，在微波频段，高温超导材料的电阻比一般金属低2~3个数目级，用超导薄膜材料制备的滤波器带内损耗小、带边峻峭、带外克制好，拥有惯例滤波器无法比较的、近于幻想的滤波性能。他们研制的超导滤波系统是由超导滤波器、在零下200摄氏度工作的低噪声放大器和小型制冷机等部件组成，具备极低的噪声和极好的频率取舍性，可应用于各种无线通信装备，同时大幅提高敏锐度和抉择性、提高抗干扰才能和探测间隔。据国际威望估量，市场规模在数千亿量级。

　　高温超导被发现26年后实现了规模商业应用，现在的曹必松终于松了一口吻。“不过，目前高温超导滤波技术的应用规模还不算大，还有大批的应用领域须要继续进行技术攻关。”他说。

　　曹必松的抽屉里有厚厚的一摞研究资料，他指着这摞整洁的材料说，高温超导滤波技术在移动通信、卫星通信、地理观测和重大迷信工程等领域存在辽阔的应用远景。所以他一点都没放慢自己的步伐，已经在打算下一步的扩大应用领域。

　　预计经过将来多少年的尽力，高温超导滤波技术将在更多无线通信范畴取得大规模应用，并带动超导薄膜、制冷机、专用微波元器件等相干产业链的造成和发展。“那时候，将在我国形成一个全新的高温超导高技巧产业，为我国通信技术的进级换代供给一种全新的、机能优良的解决计划。”对未来，曹必松充斥信念。

　　起源：新清华第1905期 2012-12-21