陳芳允(1916年4月3日—2000年4月29日),出生于浙江黃巖。無線電電子學家、空間系統學家。1980年當選為中國科學院學部委員(院士)。1951年加入九三學社。
陳芳允出身于小地主兼營工商業者家庭,幼時讀過幾年私塾,1931年在黃巖縣立中學初中畢業,后到上海浦東中學讀高中。當時正值全國上下都在反對日本強占東三省,抵制日貨,請愿抗日等運動不斷,他參加了到南京的請愿和抵制日貨等活動。1934年,陳芳允考入清華大學機械系,一年后轉入物理系。在清華大學,他參加了“一二·九”運動。1938年畢業,留校在清華無線電研究所任助教。他從此邊干邊學,逐步成為一個無線電電子學的科學技術工作者。在任教的同時,他還在任之恭教授指導下,從事通信和晶體濾波器方面的研究。1941年,他轉到航空委員會成都無線電廠研究室工作,從事飛機定向儀和導航設備的研制。
1944年末,他被派到英國留學進修期間,在AC可賽(Cossor)無線電廠研究室工作。先從事有關電視接收機圖像質量改進方面的研究,后來參加了海用雷達的研制和在“瑪麗皇后號”船上的實際測試工作。
1948年6月,陳芳允回國,在中央研究院生理生化所任技正,協助所長馮德培研制神經生理方面的電子儀器。他主要參加電生物學和核物理學方面的電子測試技術工作,成功地研制了神經生理學方面的電子儀器,包括刺激器、放大器和顯示器等。這套儀器曾推廣到上海醫學院,以后還在北京協和醫院進行演示,作為他們研究的參考。
1952年夏,陳芳允受中國科學院吳有訓副院長委托,籌備電子學研究所。一年之后,為配合發展我國的原子能科學,電子所籌備處作為一個研究室并入物理所。陳芳允的工作則轉到研究脈沖技術及研制探測原子射線和粒子的儀器方面。1955年陳芳允被晉升為研究員。1956年“十二年科學技術規劃”制訂后,成立了電子研究所,陳芳允擔任該所脈沖技術實驗室主任,較全面地開展了對毫微秒脈沖的產生、放大、顯示等技術的研究。1957年,蘇聯發射了人類第一顆人造地球衛星,陳芳允組織大家成功地接收了這顆人造地球衛星發出的無線電信號,并進行了準確的記錄和科學的分析,不僅測出了衛星過頂時的多普勒頻率曲線,而且推算出它的運行軌道參數。1964年,他接受機載抗干擾雷達的研制任務。同年,我國決定發展自己的航天技術,陳芳允作為對人造地球衛星進行跟蹤、測量和控制的總體負責人,承擔地面測量控制設備的研制、臺站和中心的建設、軌道計算等方面的艱巨任務。1965年,陳芳允任中國科學院西南電子所副所長。
“文革”開始后,人造衛星的研制工作由中國科學院轉到國防科學技術工業委員會進行。1967年,陳芳允調至國防科學技術工業委員會新成立的衛星測量部,指導衛星測控設備的研制和發射臺站的建設等工作,直到1975年為止。1976—1984年,他任國防科學技術工業委員會測量通信總體所副所長,在此期間,主要領導了微波統一跟蹤測量控制系統的研制和星地協調工作。1984年,他調至國防科學技術工業委員會任科技委常委,1988年后為顧問。
在中國科學院電子研究所工作期間,他主要從事電子線路和雷達方面的研究工作。他首先提出利用采樣原理制作實用的采樣示波器。1961年,在他的指導下研制出可以觀察到納秒(109秒)量級的脈沖和甚高頻連續波采樣示波器,這是國際上最先做成功的。這些工作在以后的計算機研究方面得到了應用。在對雷達的研究上,他提出利用單脈沖體制代替一般的圓錐掃描體制,并進行了總體設計。在陳芳允和曾憲澤、李力田等人的共同努力下,成功地解決了飛機載雷達的抗干擾問題。這種雷達以后被安裝在我國的殲擊機上。在配合我國原子能研究方面,他所領導的研究室成功地研制出多道脈沖分析器,填補了我國核彈試驗中的一項重要測量儀器的空白。
1964年我國開始考慮發射自己的人造地球衛星,一批光學、電子學和天文學的專業科技人員承擔了衛星跟蹤、觀測和軌道預報等科研任務。在我國,發射的近地衛星無線電測量設備以多普勒測速為主,第一、二顆衛星用單頻多普勒測速為主,其后改用雙頻,目的是消除電離層的影響。陳芳允提出把遙測信號并入雙頻信標機來傳輸,試驗證明這一方案既不影響測速精度,還可以節省星上和地面設備。他和魏鐘銓在聽取各方面專家意見之后制定了我國中、低軌道衛星的觀測臺站設置和觀測設備的方案。在以后的實施過程中雖有所修改,但基本上是按這個方案實施的。
1970年4月,我國發射第一顆人造衛星成功后不久便提出發射同步定點通信衛星的計劃。當年年底和1971年年初,陳芳允經過詳細的調研和計算,提出了用“微波統一測控系統”來作為通信衛星發射和定點保持時的跟蹤、測軌、遙測和遙控,而不必將它們分為獨立的系統以完成各自的功能。統一系統大大節省衛星載荷的體積和重量,特別是星上天線的數目,同時也大大節省了地面設備的規模和投資。類似的微波統一系統曾成功地應用于美國阿波羅登月飛船的測控,但陳芳允提出的系統并非阿波羅系統的翻版,而是適用于同步和中低軌道衛星的、各項功能更加合理安排,可以同時工作而互不干擾的系統。他的建議得到了衛星測控部和國防科學技術委員會領導的批準和支持。后來他和測量通信總體所的人員與航天部空間研究院的科技人員密切合作,進一步精心設計,使這一系統更為完善。他們對設備的研究付出了艱辛的勞動,協調了衛星應答機和地面系統之間以及地面各分系統之間的關系。兩套微波統一系統在80年代初期制成后被安裝在陜西的渭南和福建的沙縣,它們對1984年和以后我國通信衛星的發射起了極為重要的作用,陳芳允和參加這一工作的科技人員也因此獲得國家科技進步獎特等獎。
在同步衛星發射過程中,需要派出觀測船遠出至東經160°赤道附近跟蹤觀測衛星從主動段進入轉移軌道的入軌情況。由于觀測船與通信機、導航設備及衛星跟蹤與遙測設備之間的相互干擾,妨礙了它們的正常工作和衛星信號的接收。陳芳允和測量通信總體所的科技人員攻克難關,解決了觀測船上眾多設備之間的電磁兼容問題。他們提出一種頻率分配的計算方法,使各種設備得以同時工作而互不干擾。當觀測船與數千公里外陸上基地互通信息時,原需一通信轉發船安裝大功率電臺轉發信號以避免使用觀測船上的電臺而產生干擾,陳芳允等的方法獲得成功后,使觀測船可以直接使用本船電臺而不產生干擾,因而省去了通信轉發船,大大節省了人力、物力和財力,為我國同步衛星的發射做出了貢獻。陳芳允指導的各項工作,獲得了國防科技進步獎特等獎、一等獎、二等獎、三等獎各一次。
陳芳允早期從事雷達工作時,就注意到定位導航問題的重要性。在他參加空間工作之后一直希望利用衛星對地面上運動物進行定位和導航。他詳細研究了美國全球定位導航系統(GPS),認為該系統對于軍事應用雖有一定的優點,但用作全球、全時間工作,需要的衛星數目太多(18顆以上),極不經濟。1983年他和劉志逵提出利用兩顆同步定點衛星進行定位導航的設想。經過計算發現,如果地球上用戶高度已知,則用兩顆衛星測出它們本身到用戶的距離就可以準確地求得用戶的位置。這個系統后來被稱為“雙星定位系統”,得到我國測繪部門的肯定和支持。在測量通信總體所和機械電子工業部等單位的相互配合下,經過兩年多的努力,于1989年利用我國自己的兩顆通信衛星進行了演示試驗,獲得十分滿意的結果。這個系統還可以進行簡單的報文通信和標準時間發播,用戶和中心站的時間同步精度可達20納秒或更好。
在科研工作上,陳芳允強烈地意識到像電子學一類的技術科學,必須理論聯系實際,才能獲得進展。理論性、基礎性的科研工作是解決實際問題所必不可少的。一方面,沒有基礎科學研究,就不可能有所創新地解決實際問題;另一方面,如果不了解我國的實際需要以及利弊條件,就不可能提出有針對性的課題,也無從著手去研究。中國科技的進步,特別是技術科學的進步也就寓于獨立思考和創新地解決實際問題之中。1986年,陳芳允與王大珩、王淦昌、楊嘉墀聯合向中央提出了發展我國高技術的倡儀,即863計劃。
陳芳允是第三、四屆全國人大代表,曾任中國科學院技術科學部副主任,國家自然科學基金委員會委員,電子學會理事。1985年當選國際宇航科學院院士。
陳芳允于1977年參加中國共產黨,他認為毛主席的《實踐論》和《矛盾論》是革命行動的指導,也是科技活動的指導。他說:“毛主席為人民服務的教導使我恪守終身。……為科學求真理,為技術進步,為建設祖國,都是為人民服務。”他長期不懈努力拼搏在科技戰線上,也正是這一信念的體現。他堅信只要在共產黨的領導下,堅持走社會主義道路,在不遠的將來我國必可達到繁榮富強的境地,而我國的科學技術也將迅速發展而立于世界之林。
“人生路必曲,仍須立我志。竭誠為國興,努力不為私。”“四十京兆一技人,求新服務不愛名,一稱專家已過譽,慚愧國人趕超心!”這是陳芳允寫的兩首詩,也是他的人格和精神很好的寫照。
主要論著
1陳芳允,無線電電子學的新發展,科普出版社,1963(1979年內蒙古出版社再版)。
2陳芳允,計量測試技術在空間測控系統中的重要作用,中國宇航學會計量測試年會上的報告,1981。
3陳芳允、但森,空間統一測控系統設計中的幾個問題,中國電子學報,1985。
4陳芳允、王可、孫懷蘇,安全數字通信技術,中國通信學會特刊:新的技術革命與中國通信,1984:4~10。
5陳芳允、童鎧、楊震明,太平洋地區國家衛星發射與測控技術發展與合作的前景(英文),國際宇航聯學術會議上的報告,1986。
6陳芳允、劉志逵、馮汝明等,發展我國的星基定位通信系統,中國空間科學技術,1987。
7楊家墀、陳芳允,我國航天技術發展與技術科學,中國科學院院刊,1986。
8陳芳允、陳來興、夏南銀,中國航天測控網及其在國際合作中的作用(英文),國際宇航聯學術會議上的報告,1988。
9陳芳允、童鎧、沈蘭蓀,關于建設我國災害測報監控系統的建議,中國科學院地學部災害防治討論會上的報告,1990。
10陳芳允等,衛星測控手冊,科學出版社,1992。