朱兰成

朱兰成（英語：Lan Jen Chu，1913年8月24日—1973年7月25日），生于江苏淮阴，电气工程师，麻省理工学院电气工程教授，美国无线电工程师学会（现IEEE）会士、美国物理学会会士、中华民国中央研究院院士，Sigma Xi科学研究学会成员。朱兰成在电磁学与微波理论，特别是天线的设计上深有造诣，最知名的工作是分析了全向天线（英语：Omnidirectional antenna）并提出朱氏极限（英语：Chu–Harrington limit）（Chu's limit），显示了天线小型化存在的理论极限，是电小天线（英语：Electrically small antenna）的理论基础，在移动与无线通信中有着重要意义。电磁学中的斯特拉顿—朱兰成（Stratton-Chu）公式也以他的姓氏命名。 朱兰成于1913年8月24日在江苏淮阴出生。1934年在交通大学毕业，获得电机工程学士学位，随后赴美前往麻省理工学院攻读电气工程，将研究方向从电力变更为电磁学，1935年和1938年分别获得硕士与博士学位。朱兰成在1942年到1946年在麻省理工辐射实验室（英语：MIT Radiation Laboratory）从事电磁学研究。第二次世界大战末期，监督了多项雷达与通讯系统的天线研发工作。 1945年（一说1943年），朱兰成随美军驻华统帅魏德迈的专家顾问团，前往中国支援作战。他指导昆明巫家坝机场建立了盲降设备，为二战胜利作出贡献，1948年因战功获得杜鲁门颁发的总统荣誉证书（英语：President's Certificate of Merit）。他在中国期间，某日在重庆市区遇到交通大学级友张钟俊。因已完成昆明任务，他受邀到电信研究所向研究生讲解微波电路，成为最早在交通大学讲学的国外专家。课程共36小时，每天上、下午共讲6小时。他十分熟悉课程内容，还介绍了不少美国最新的微波技术，受到研究生欢迎。 1947年后，长期就职于麻省理工的电气工程系。 他虽为美国麻省理工的教授，但十分关注台湾电子科技事业的发展，经常在暑假前往台湾交通大学授课。1964年，在朱兰成和施敏的指导之下，张俊彦与张瑞夫在台湾建立了首座半导体实验室。该实验室在未来研制出台湾第一枚集成电路，培养出许多电子科技产业人才。在研究经费申请困难的情况下，他自费借给施敏500美元，让他将支票交给张俊彦，帮助张俊彦完成博士论文。他还游说交通大学拨款，将博士生陳龍英、褚冀良送到贝尔实验室深造。 他持有天线设计的25项专利，著有三本电磁学专著，合著者有电气工程专家朱利叶斯·亚当斯·斯特拉顿（英语：Julius Adams Stratton）（Julius Adams Stratton）、理查德·阿德勒（Richard Adler）和罗伯特·法诺（Robert Fano）。1973年7月25日在美国马萨诸塞州因癌症逝世，享年59岁。 在无线移动通信中，人们往往希望天线的尺寸小。而朱氏极限意味着天线的尺寸越短，带宽就越窄，说明了天线小型化存在着理论限制。 1948年，朱兰成确立了无损耗线偏振全向天线的Q因子下限为 Q ≥ 1 k 3 a 3 + 1 k a {\displaystyle Q\geq {\frac {1}{k^{3}a^{3}}}+{\frac {1}{ka}}} 其中 a {\displaystyle a} 是包含天线和其电流分布的最小球半径， k = 2 π λ {\displaystyle k={\frac {2\pi }{\lambda }}} 为其波数。这一定理随后又被哈罗德·奥尔登·惠勒（英语：Harold Wheeler）和罗杰·哈灵顿进一步推广。因此朱氏极限又称朱-哈灵顿极限（Chu–Harrington limit）。 Chu, L. J. Physical limitations of omni-directional antennas [全向天线的物理限制] (PDF). Journal of Applied Physics. December 1948, 19 (12): 1163–1175. Bibcode:1948JAP....19.1163C. doi:10.1063/1.1715038. hdl:1721.1/4984 （英语）.  Julius A. Stratton; P. M. Morse; Lan Jen Chu; J. D. C. Little; Fernando J. Corbato. Spheroidal Wave Functions [球体波函数]. MIT Press. 1956 （英语）.  Julius A. Stratton; Lan Jen Chu; Robert M. Fano. Electromagnetic Energy Transmission and Radiation [电磁能的传输与辐射]. MIT Press. 1968 （英语）.  Richard B. Adler; Lan Jen Chu; Robert M. Fano. Electromagnetic Fields, Energy, and Forces [电磁场、能量与力]. MIT Press. 1968 （英语）.  淮阴县原名清河县。民国元年（1912年），全国废府。淮安府撤销，市境大部始属淮扬道（道署设今清浦区）。民国三年（1914年），全国修改重复县名，江苏省清河县与直隶省清河县同名，改名为淮阴县。2001年，淮阴市更名为淮安市，改淮阴县为淮安市淮阴区。 淮安历史沿革. 淮安地情网. 淮安市市志编撰委员会办公室. [2019-11-30]. （原始内容存档于2021-04-15）.  华林甫. 第三章 中国历代更改重复地名及其现实意义. 中国地名学史考论. 2002-02-01 [2019-12-04]. ISBN 9787801493422. （原始内容存档于2019-12-04）.  Biography - Lan Jen Chu. IRE Transactions on Microwave Theory and Techniques (IEEE). July 1958, 6 (3): 249 [16 January 2014]. doi:10.1109/TMTT.1958.1124553.  逝世院士一覽表. 中央研究院. [2019-11-01]. 原始内容存档于2013-10-05 （中文（臺灣））.  Dr. Lan Jen Chu, 59, M.I.T Engineer Dies. 纽约时报. 1973-07-08 [2019-11-01]. （原始内容存档于2018-09-08）.  Bing, Benny. Emerging Technologies in Wireless LANs: Theory, Design, and Deployment. UK: Cambridge University Press. 2008: 567. ISBN 978-0521895842.  周希朗. 电磁场理论与微波技术基础 下册 (PDF). 东南大学出版社. 2004: 252 [2021-12-19]. （原始内容存档 (PDF)于2021-12-19）.  Eugene F. Knott; John F. Schaeffer; Michael T. Tulley. Radar Cross Section. SciTech Publishing. 2004: 110.  兩岸史話－留美顧問團 為台半導體奠基. 中时新闻网. 2019-12-06 [2021-12-19]. （原始内容存档于2021-12-19）.  MIT Museum Nomination. Massachusetts Institute of Technology. [2019-11-01]. （原始内容存档于2018-04-21）.  记34级15位级友在母校耕耘的点滴事迹. 西安交通大学档案馆. [2021-12-18]. （原始内容存档于2021-12-18）.  Wildes, Karl; Lindgren, Nilo. A Century of Electrical Engineering and Computer Science at MIT, 1882-1982. MIT Press. 1982: 206 [2021-12-18]. ISBN 9780262231190. （原始内容存档于2021-12-18）.  王麗娟. 施敏與數位時代的故事. 宏津數位科技. 2013 [2021-12-19]. （原始内容存档于2021-12-19）.  Lan Jen Chu. The MIT Press. [2018-09-08]. （原始内容存档于2018-09-15）.  Chu, L. J. Physical limitations of omni-directional antennas (PDF). Journal of Applied Physics. December 1948, 19 (12): 1163–1175. Bibcode:1948JAP....19.1163C. doi:10.1063/1.1715038. hdl:1721.1/4984.  Wheeler, Harold. Small antennas. IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1975, AP–24 (4): 462–469. Bibcode:1975ITAP...23..462W. doi:10.1109/tap.1975.1141115.  Harrington, R. F. Effects of antenna size on gain, bandwidth, and efficiency. Jour. Nat'l Bureau of Standards. 1960, 64–D: 1–12.