中國又研製出世界唯一新設備：領先全球5年，這次只有我們做到了

在2019年度最高科學技術獎提名公示材料中，首次披露了成都電子科技大學前校長,中國科學院院士劉盛綱的先進事蹟。劉盛綱院士長期從事電子信息科學領域的研究，做出了大量原創性、奠基性的工作，被譽為“太赫茲先驅、中國微波與真空電子學之父”。該材料稱，他建立了國際上公認的迴旋管器件主流理論，研製出我國第一支迴旋管，發明了雙注迴旋管。他帶領團隊研製的大功率毫米波迴旋管電真空器件，其性能達到甚至超越國際先進水平，為國家安全做出重大貢獻，更被國家有關領導人譽為“殺手鐗”裝備。

所謂迴旋管，是20世紀6、70年代基於電子迴旋脈塞不穩定性機理髮展而來的一類相對論快波電子器件。由於迴旋器件互作用電路結構簡單，能穩定的工作在高頻率波段，所以在高功率毫米波以及THz頻段的開發應用中具有很高的研究價值。特別是毫米波兼具微波全天候工作以及紅外光波寬頻帶、高分辨率的兩者優點，在雷達、電子對抗、電子干擾以及通訊、制導等領域都有著廣闊的應用前景，因此目前已成為軍事應用領域研究的熱點，近幾十年來美國、俄羅斯、西歐、日本等國家均投入大量的人力、物力來發展毫米波技術。公開資料稱，毫米波雷達具有分辨率高,易於實現小型化,抗干擾能力強，全天候工作的特點，在精確跟蹤,精確制導，反隱身目標等軍事領域都能“大顯身手”。

美國著名的地基寬帶雷達系統：林肯空間監示組合體可24小時跟蹤全世界的太空飛行物(衛星、彈道導彈以至太空碎片等),為了能跟蹤體積更小的太空飛行目標，近年來他們採用大功率迴旋管技術將該雷達的工作頻段升級到毫米波段，取得了讓人滿意的效果。同時毫米波雷達在現代戰場中也具有很大的應用前景，它能夠探測20公里到50公里範圍內的掠地、掠海飛行導彈以及隱身目標，還可以用作現代戰機、直升機、防空高炮的火控雷達。此外它還可以通過高能窄波束對目標進行高功率密度福射，使目標產生等離子體加熱效應，對遠距目標(特別是雷達隱身飛機、導彈等)進行“硬”殺傷，對數公里內的人群皮膚加熱產生痛感而進行主動拒止。在電子干擾和對抗領域，由於其波長短，功率高、比較容易耦合進對方的微波系統，可進行帶內與帶外干擾,產生很好的電磁干擾效果。

有消息稱，美國研製的下一代機載火控雷達，就集雷達遠距探測和跟蹤，電子干擾和“硬”殺傷，大容量保密通信等諸多功能於一體，很有可能就採用了大功率毫米波技術。但長期以來大功率毫米波源是制約該領域的發展關鍵問題,對於精確制導、通信系統、遠程預警設備、電子對抗機等系統來說急需高功率寬頻帶毫米波源，而這些裝備是國防建設和國民經濟發展的巨大推動力 。公示材料稱，劉盛綱院士帶領團隊研製出我國第一支迴旋管，使我國成為擁有大功率毫米波迴旋管研製能力的少數幾個國家，打破了國外相關技術封鎖，極大地滿足了國防重要需求。30年來，劉盛綱院士一直帶領團隊致力於發展各個頻段各種類型的迴旋器件，從迴旋振盪器到迴旋放大器，頻率和輸出功率不斷提升，各種大功率毫米波源器件均達到世界領先水平。

目前，劉盛綱院士創立的高能電子學研究所已成為世界上著名的最大微波及太赫茲器件研究機構之一。毫米波與微波通信波段相比,具有通信容量大，特別適合大規模無線數據傳輸，以及方向性好、波束窄特點,使其在點對點通信時不易被敵方截獲,特別適合用作保密通信用途。他帶領團隊研製的寬頻帶大功率迴旋管器件作為核心輻射源，已經用於地基雷達、信息電子干擾對抗等重要的國防場景中，達到預期的理想效果。目前國際上公開報道的功率最大的毫米波雷達系統是俄羅斯研製的最大脈衝功率達500千瓦的Ruza毫米波遠程相控陣雷達。該雷達系統具有同時探測跟蹤30個左右的低軌道小截面物體的能力，對截面積約為0.01平方米的物體的探測範圍可以達到420公里左右。

隨後該雷達又做了進一步改造，將其最大功率提高到750千瓦，探測距離又有所提高。近年來，劉盛綱帶領團隊又研製出世界上第一種雙波段迴旋行波管，可以使大功率毫米波雷達和電子干擾系統同時在多個毫米波頻段同時工作，目前世界各國均未見報導，大致領先其他國家五年左右。迴旋管技術在我國民用領域也取得了巨大的成果，劉盛綱院士團隊與廣東美的集團建立了聯合實驗室，利用磁控管電子迴旋倍增的改進物理模型研製出效率可達82%的國產微波爐加熱磁控管，支撐該企業成為全球最大的微波加熱產品生產供應商，並具備了4000萬臺/年的生產能力，其高能效微波爐已出口到日本、歐洲等132個國家和地區，全球市場佔有率達到38%，國內市場佔有率從2003年項目開展前的7.9%提高到2015年的44%，近三年總產值達271億元。