李小軍 | 勇當航天探路者，吹響創新集結號

題記：2000多年前，我國第一位浪漫主義詩人屈原寫下長詩《天問》，開篇就問天地、日月、星辰的來源。此後斗轉星移，人們對於宇宙蒼穹的好奇心從未停止。1970年，我國第一顆人造衛星“東方紅一號”成功發射，正式開啟了國人探索外太空的漫漫征程。

半個多世紀以來，“兩彈一星”工程、載人航天工程、探月工程、北斗工程、火星探測工程……中國航天事業從無到有、由弱到強，一代代中國航天人將夢想化作現實。

他們一步一個腳印，一棒接著一棒，埋頭苦幹，奮力拼搏，不斷重新整理著中國高度，創造著中國奇蹟，空間微波技術國家級重點實驗室常務副主任李小軍及其團隊就是其中的一分子。

▲李小軍

1957年10月4日，蘇聯發射了世界上第一個航天器“人造地球衛星1號”。航天器的出現，使人類的活動範圍從地球大氣層擴大到廣闊無垠的宇宙空間，引起了人類認識自然和改造自然能力的飛躍，對社會經濟和社會生活產生了重大影響。李小軍告訴記者，有效載荷是航天器的重要組成部分，承載了航天器的主要任務和功能。

2004年，博士畢業的李小軍入職中國航天科技集團有限公司第五研究院西安分院（原西安航天504所，以下簡稱“西安分院”），自此與航天器有效載荷結下不解之緣。

這家1965年正式建所的科研機構，是我國空間飛行器有效載荷和衛星應用電子系統與裝置研製、生產的核心單位，也是國內最強、具有國際競爭力的空間飛行器有效載荷研製和產業化基地之一。

作為中國航天科技的中堅力量，西安分院代表著我國通訊衛星技術發展的國家水平，是我國衛星導航系統建設的主力軍和衛星遙感技術領域的領跑者，也是我國地面、海上、天基測控技術領域和星間鏈路技術領域的開拓者和星載天線、空間資料傳輸系統、空間微波產品研製的核心力量。

50多年來，西安分院先後參與了自“東方紅一號”衛星開始的我國曆次航天重大活動，成功參與發射了300多顆（艘）星船，為我國“兩彈一星”工程、載人航天工程、探月工程、北斗衛星導航工程、火星探測工程等國家重大航天工程研製了重要關鍵產品，為我國航天事業、國防建設和國民經濟建設作出了重大貢獻。

“這裡也是航天精神的重要發源地和忠誠踐行者、傳承者、弘揚者。”

李小軍告訴記者，剛到單位不久，他就被調到空間微波技術國家級重點實驗室，從事空間微波技術的基礎研究工作。“這裡雖然條件比較艱苦，但是科研氛圍特別好。”他回憶說，當時經常要做外場實驗，連續幾天的不眠不休，讓他真正體會到了航天人“特別能吃苦、特別能戰鬥、特別能攻關、特別能奉獻”的航天精神。

“實驗室依託於西安分院，1995年3月立項建設，1997年11月正式執行，主要面向我國航天器有效載荷技術的發展需要，瞄準空間微波技術領域前沿，圍繞空間微波通訊轉發、空間微波遙感、空間微波實時高速數傳等研究方向開展具有探索性和創新性的新概念、新方法、新技術研究。”

李小軍說，在實驗室工作的這段時間，為他打下了堅實的基礎，而老前輩甘為人梯、獎掖後學的精神也深深影響了他此後的科研人生。

“實驗室是我國空間微波技術領域自主創新、人才培養、開放交流、合作與科學實驗的重要研究基地。可以說，它引領著我國空間微波技術的發展，在推動我國空間有效載荷系統能力不斷提升方面發揮著不可替代的作用。”

“我們一直堅持把基礎研究做紮實，並將基礎研究成果轉化為工程應用，這也是做基礎研究的最終目標。”他回憶說，一線研製工作經歷，養成了他的團結協作和全域性意識，讓他在以後的工作中能全面看待問題。

2013年起，李小軍及其前沿團隊一起努力攻關，在空間微波光子技術、空間無線能量傳輸、空間毫米波一體化整合、空間光頻梳技術領域不斷取得成果，逐步將實驗室打造成了有效載荷新技術領域的領跑者。

“科技發展一日千里，必須時刻保持敏銳的前沿觸覺。”寬頻通訊衛星作為空天地一體化網路的核心骨幹節點，對通訊容量和靈活性提出了越來越高的要求。微波光子技術具有超大頻寬、資訊多維度處理、抗干擾能力強等技術優勢，在寬頻通訊衛星中具有重要的應用前景。

李小軍、譚慶貴等帶領團隊面向我國空間資訊網和空天地一體化網路發展需求，在技術方向、課題申報、團隊建設和國際合作等方面統籌規劃，積極開展微波光子寬頻通訊衛星系統方案設計、關鍵技術攻關和成果轉化等研究工作，架起了微波通訊與光子處理的橋樑。

團隊承擔了民用航天、天軍支撐、國家“863”、航天支撐等專案20餘項，開展了微波光子陣列變頻、微波光子通道化、微波光子交換轉發等技術攻關，建立了完備的微波光子軟體模擬與試驗驗證平臺，為微波光子技術星載應用奠定堅實研究基礎。

2020年結題的星載微波光子柔性交換轉發專案，經中國航天科技集團公司鑑定，其通道化和柔性交換轉發效能指標達到國際先進水平，推動了衛星通訊技術的新發展。

▲實驗室黨員團隊

2021年，我國科學家率先突破太赫茲高精度自適應捕獲跟蹤技術的訊息入選了年度科技領域“十大新聞”，並在業內引發熱議。

由於太赫茲高精度自適應捕獲跟蹤技術難度大，在此之前，窄波束條件下高精度自適應捕獲跟蹤這一世界性技術難題還沒有人能夠破解，嚴重製約了太赫茲通訊技術的應用。最終完成這一歷史性跨越的，正是李小軍、朱忠博團隊。

“太赫茲通訊具有速率高、頻寬大、安全性強的特點，在空間高速率資料傳輸和下一代行動通訊中技術優勢突出，成為近年來國內外通訊領域研究熱點之一。”

李小軍告訴記者，太赫茲技術之所以引起科學界廣泛的關注，是由於太赫茲波頻率上要高於微波，低於光波，能量大小則在電子和光子之間，與其他頻率的電磁波相比，具有高穿透性、低能量性、瞬態性等許多獨特效能優勢。

正是因為這些特殊效能，讓太赫茲技術給通訊、雷達、電子對抗等領域帶來了深遠的影響，其廣袤的科學前景為世界所公認，被譽為“改變未來世界的十大技術”之一。

“事實上，早在2005年第270次香山會議後，我國太赫茲技術研究就掀起熱潮。”談及太赫茲技術的發展歷程，李小軍同樣如數家珍。他告訴記者，隨著對太赫茲價值認識的不斷深入，各國紛紛加快了針對這一波段的探索。

太赫茲技術在美國得到了很大的重視和發展，2006年被列為國防重點科學，目前美國有多個研究機構正在積極發展此項技術。在歐洲，政府和企業圍繞太赫茲技術的廣泛應用，加強產學研合作的研發日益活躍。2005年1月，日本政府把太赫茲技術確立為十年內重點開發的“國家支柱技術十大重點戰略目標”之首，其標誌性成果是2006年研製出的1500米太赫茲無線通訊演示系統，完成世界首例太赫茲通訊演示。

“從2005年開始，國家連續部署太赫茲技術攻關課題，力爭在新技術領域彎道超車，實現新技術跨越式發展。”李小軍介紹說，隨著科學技術的不斷髮展，太赫茲技術領域的新理論、新現象、新方法和新應用層出不窮。

經過不懈的努力，我國也已經在太赫茲技術這一“真空地帶”有所建樹，“我們要保持高度的緊迫感和責任感，努力推動太赫茲技術及其應用更進一步的發展，在這一重要戰略前沿領域佔據制高點和主動權”。

面向空間高速資料傳輸對新技術的迫切需求，李小軍提出了在空間領域優先發展全電子學太赫茲通訊技術，快速推進應用，後期介入光電聯合的超高速太赫茲通訊技術的發展戰略。

他帶領前沿技術團隊太赫茲通訊課題組，圍繞空間太赫茲載荷應用，提前部署、大力投入，針對太赫茲通訊技術空間應用基礎問題開展專項攻關，形成了一系列的創新成果，關鍵指標達到了國際先進水平。

“頻譜資源是構建全球資訊科技、科技創新和經濟發展競爭新優勢的關鍵戰略資源，並以其稀缺性日益成為新形勢下國際博弈和競爭的戰略熱點。”2021年，團隊研製的太赫茲高精度自適應跟瞄系統在多次地面動態試驗過程中，系統執行穩定、效能優越，解決了窄波束條件下高精度自適應捕獲跟蹤這一世界性技術難題。

他們成功研製的220GHz頻段太赫茲高精度自適應捕跟系統，為國際首次機載飛行平臺220GHz頻段千米級無線通訊系統驗證提供了核心技術保障。這些成果，為我國太赫茲技術發展奠定了堅實基礎，讓太赫茲通訊實現了從地面靜態節點到空中動態節點的里程碑式跨越，並將極大推動空間太赫茲通訊及行動通訊商業化的快速發展。

這些年的科研歷程讓李小軍感觸良多：“這些技術沒有哪個是可以直接拿來用的，必須帶領團隊進行攻關，科研創新沒有捷徑，必須腳踏實地，踏踏實實去做。”也正是這樣腳踏實地攻堅克難的精神，幫他們鋪就了叩問蒼穹的階梯。

▲李小軍就課題成果進行研討

“成就代表過去，未來任重道遠。”作為前沿技術團隊的領頭雁，如今，李小軍帶領團隊不懈奮鬥，其研究涉及空間資訊獲取及傳輸領域的關鍵前沿技術。作為前沿技術團隊的帶頭人，李小軍時刻關注領域內最新科研技術發展動態，面向國家需求，帶領團隊成員攻堅克難，不斷創新，取得了豐碩的成果。

“微波能量傳輸顛覆了傳統的電纜電力傳輸模式，突破了傳輸路徑限制，拓展了電磁波新的應用領域。”

面向我國雙碳工作發展目標，李小軍、董士偉等團隊成員圍繞空間太陽能電站應用，專注微波能量傳輸技術發展，在微波能量傳輸系統理論、有源整合微波能量發射陣列、非均勻序整流表面、簡約化高精度反向波束控制等方向開展細緻深入的研究，形成了一系列創新成果。

2021年，團隊研製了全功能微波能量傳輸試驗系統，全面驗證了上述理論和設計方法研究，指向精度和整流效率等指標達到國際同等水平，這些研究成果持續受到國際同行的關注和廣泛好評。

此外，面向未來衛星技術發展需求和我國航天技術的發展實際，李小軍、李韻等梳理形成空間毫米波一體化整合新技術方向，涉及電磁場微波、材料學、微納工藝、增材製造、計算電磁學、自動化工程等多學科交叉，是空間微波技術的重要發展方向和核心前沿技術。

受限於我國現有毫米波工藝和國外航天工業在相關方面的鉗制，發展適用於現有工藝水平的、具有自主創新科技能力的毫米波一體化整合技術，成為前沿技術團隊發展的重要方向，將為下一代衛星技術發展和多項國家重點研究專案的順利實施提供必要的技術支撐。

李小軍與團隊多位技術人員一起，從一開始就制定了“自主研製多頻段多功能高效能空間毫米波一體化整合技術”的遠期目標，面向衛星實際應用需求，在關鍵頻段進行前期佈局，開展創新研究工作。

目前，團隊已獲得中國航天科技集團研發專案支援，開展技術驗證工作，為打造高整合、高可靠的空間毫米波整合前端而攻堅克難，力爭實現2023年的近期研究目標。後續將持續突破，輻射形成毫米波一體化整合前端、空間整合技術、一體化整合多物理場模擬等核心技術群，為我國衛星研製持續提供核心理論和關鍵技術支撐。

在前沿載荷技術研究領域深耕細作多年，李小軍積累了深厚紮實的專業知識。同時，他也敢於向交叉領域橫跨，解決科研中遇到的難題。

光學頻率梳技術是鐳射技術領域的一項重大革新。2005年，兩位科學家因對光頻梳技術的開創性工作而獲得了當年的諾貝爾物理學獎，2018年國際計量大會上，國際單位制的7個基本單位全部基於光頻梳技術進行了重新定義。這是SI基本單位採用實物基準的歷史性變革，是人類科學發展程序中的一座里程碑。

在這一技術發展的短短几十年間，它已成為迄今為止最有效的進行絕對光學測量的工具，可將銫原子微波頻標與光頻標準確而簡單地聯絡起來，這為發展高解析度、高精度、高準確性的頻率標準提供了載體。因此，光頻梳技術已被廣泛地應用於光學頻率精密測量、精密光譜、天文物理、量子操控、阿秒科學等精密測量領域。

基礎研究注重科學解釋世界，應用研究注重運用研究成果積極改變世界。在李小軍看來，如果能把基礎研究和應用研究有機結合起來，以基礎研究的底蘊支撐應用研究創新，以應用研究的活力促進基礎研究深化，那將是最好的狀態。

在做基礎研究的過程中，他敏銳地發現，光頻梳技術在空間應用方面目前仍是一片空白，但如果這項技術能在空間光通訊、衛星遙感、導航定位、深空探測等航天應用領域中應用，將具有開拓性的應用前景和顛覆性的發展潛力。

從2018年開始，他帶領團隊開展了面向空間應用的光頻梳技術的發展佈局。利用空間微波技術國家級重點實驗室和西安分院博士後流動站這兩個平臺，分別在國家自然科學基金、裝備發展預研基金以及科工局穩定支援基金專案方面展開了光頻梳波前檢測、光頻梳穩定性基礎科學問題、光頻梳精密測距、光頻梳測速測距一體化，以及天線面形檢測等一系列遞推式研發佈局。

李小軍與葛錦蔓還率先制定了“1+4+X”的科研發展戰略佈局，即“1”個前沿技術（光頻梳技術）、“4”個載荷空間應用方向（導航、通訊、雷達、空間精密測量）、“X”個科研平臺（如光頻梳波前檢測平臺、光頻梳測距平臺等），充分發揮重點實驗室的技術創新引領作用，構建基礎科研與工程應用相輔相成的科研發展藍圖，繼續探索新興實用型光頻梳光源，並深入挖掘光頻梳在頻標基準、時頻分發、空間鐳射通訊、微波相控雷達、天線測量、空間探測等方面的空間應用潛力。

未來已來，朝著新的目標，他帶領團隊繼續奔跑向前。

人才建設是創新根本

科技創新，人才為本。李小軍深知人才對於科技創新的重要性，他非常重視培養創新型人才和創新型團隊，也對年輕科研工作者充滿了期望。

“人才是創新的根本，年輕人是祖國的未來。”他說，我國的航天事業不斷前行，將來的太陽系探測以及走出太陽系，要靠一代一代的航天人堅守下去。正是有了年輕科研工作者的不斷加入，航天事業的發展才會有無限光明的前景。

他鼓勵年輕人要克服孤獨和畏難情緒，“在任何一個領域，只有長期堅持下去才能夠出成果，才能夠有所收穫。所以，一定要永遠心懷夢想，永遠努力向前”。

在日常的工作中，李小軍以身作則，潛移默化地影響著身邊的同事們。他鼓勵團隊裡的科研人員調研新方向、新進展，讓科研團隊中的每位成員及時瞭解本學科的最新進展和國際前沿，促進科研團隊學習新知識，把培養人才和創新科研相結合，使團隊成員在保持自身活力的同時將航天精神的優良傳統繼承併發揚。

“思想的碰撞是會成倍升值的。”李小軍非常重視學術交流和協作，“科研工作者一定要懂得團隊協作的重要性。”

由他大力打造的學術交流平臺，已經堅持10年，共舉辦了200多期論壇，在推動實驗室的良性發展中發揮了重要作用。實驗室大力營造學習型團隊氛圍，鼓勵研究人員攻讀博士學位、出國進修、參加海外聯合培訓、參加各類國內外會議及高水平培訓，讓研究人員走出去、開闊眼界。同時鼓勵研究人員以技術前沿和工程需求為核心，積極爭取國家科研專案，把本領域專業知識最大限度轉化為推動課題立項與研究的科研創新能力。

“我們就是上一代航天人培養起來的，必須繼續為黨和國家培養更多航天人才。”李小軍非常注重對航天人才的培養，這也源於老一輩航天人的精神傳承。直到今天，他依然清晰記得自己剛入職時，老一輩科研工作者手把手地言傳身教和毫無保留地傾囊相授。

“偉大事業始於夢想、基於創新、成於實幹。”李小軍認為，今天堅持大力發揚航天精神，就是要發揚老一輩航天人“苦幹驚天動地事，甘做隱姓埋名人”的無私奉獻精神，樹立“團結拼搏、爭創一流”的堅定信念。

近年來，重點實驗室在人才培養方面取得了不俗的成績：培養了國家青年拔尖、陝西省特支計劃科技創新領軍等省部級人才，多人次獲得中國航天科技集團青年拔尖人才和五院傑出青年的榮譽稱號等；在國際學術會議上開展百餘次交流，獲得業內學者的高度評價……

“在重點實驗室建設之初，國家對我們的定位就是應用基礎和前沿基礎研究。”李小軍告訴記者，除了前沿技術研究方向，實驗室還承載著衛星通訊、衛星遙感等傳統技術領域的科研專案，為衛星有效載荷的未來發展提供了有力的技術支撐。

追逐探索浩瀚宇宙是中華民族千年的夢想，建造空間站是幾代中國航天人的夙願。

“未來，我們會繼續努力，向建設國內一流國際領先的實驗室這個目標繼續努力。”李小軍說，如今，技術迭代速度太快，“今年的前沿技術可能明年就已經落伍了”，“作為一個國家級的實驗室，不能僅僅埋頭研究技術，而是應該打造一個國際交流的學術平臺，真正發揮出開放性、接納性的平臺效應，這才是實驗室未來發展的方向。”

仰望星空，腳踏實地，李小軍及其團隊期待著他們能像眾多中國航天科技工作者前輩那樣用實力詮釋未來可期。