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　　“红旗一号”仿制成功后，张履谦又根据部队扩大导弹作战空域、提高命中精度等要求，采用新雷达体制，增强雷达发射功率，降低接收噪声，预埋多种抗干扰电路，完成了“红旗二号”制导雷达的研制和定型，批量装备战斗部队。

　　1962年，在中国“两弹一星”研制的关键时刻，美国U-2高空侦察飞机频繁进入中国领空刺探军事情报，并携带干扰机干扰地空导弹雷达站。

　　“起初，美国侦察飞机大摇大摆地进入中国领土侦察，我们都拿它没办法。”危机关头，张履谦向军委总部出谋献策，并亲临改装“红旗一号”雷达，成功击落了美国U-2高空侦察飞机。

　　“我们将美国U-2飞机的飞行路线给摸清了，第一架飞机进来时我们没有打它，等它回去时我们再打它个措手不及。”回忆起当年的情况，张履谦话语中满是自豪，“后来我们采用近打、快打的办法，采用反干扰措施研制了‘红旗二号’雷达”，连续击落了5架美国U-2飞机，让它们有去无回。”

　　自此美国U-2高空侦察飞机再也不敢侵入中国领空。此后，“红旗二号”防空导弹成为上世纪60年代至21世纪初中国空军防空作战的主战装备，服役40余年。

　　在雷达的研制和应用方面，张履谦还做了许多开拓创新工作，促进中国的雷达技术进步。他为中国地地导弹的控制，研制了超短波双波瓣切换体制的偏航控制(雷达)系统；主持研制完成一部地面超远程卫星引导雷达和一部地球同步通信卫星微波统一测控(雷达)系统，为促进雷达技术的发展做作出了重大贡献。

　　谋划推动中国航天事业

　　在电子对抗和雷达研制领域取得累累硕果后，张履谦并没有停止前进的步伐，继续向航天事业发起冲锋。

　　上世纪70年代，美国开始GPS卫星导航系统的研制。察觉到中国在这一领域的落后，1984年，张履谦和国内专家一同提出在中国建设双星定位系统(即北斗一号卫星导航系统)的建议。该建议得到了中央批准，揭开了中国建设北斗卫星导航系统的序幕。

　　“当时我们对于双星定位系统有两点建议：一是要有自己的北斗芯片，二是要有北斗卫星导航系统产业链。如今中国北斗正朝着这个方向发展。”张履谦说。

　　作为中国第一代卫星导航系统的策划者之一，张履谦还参与了中国第二代北斗导航卫星的研制方案设计和技术攻关，指导卫星系统和地面系统的建设。

　　1985年，张履谦被调往航天工业部科学技术委员会，从事空间技术领域工作。他谋划多种卫星研制，参与载人航天、空间站、探月等工程研制，提出测控系统建设方案建议，谋划中国空间技术持续发展。

　　为发展中国卫星通信，张履谦率团赴意大利拟定中意“天狼星”卫星通信试验方案，实现欧亚卫星通信试验。他积极推动中国通信广播卫星频率早日扩展至Ka频段，提出攻克星上交换、多波束转换、宽带接入等关键技术攻关建议。

　　期间，张履谦还多次出访美、英、法、意、荷、日等国，参加国际空间学术会议和军事电子学会议，吸取国外先进经验，为发展中国航天技术、促进国际合作建言献策。

　　近年来，已年逾九旬的张履谦正着力思考中国航天的下一步该怎么走？

　　“发射空间站、登陆月球后，我觉得下一步应该建立月球基地。”张履谦认为，中国航天应稳步前进，在深入开发月球、完成技术积累后，再去开发火星。在他看来，登陆火星和登陆月球的技术有相似之处，能登陆月球，后续技术成熟了也一样可以登陆火星。

　　一如多年来不余遗力地培养扶持技术人才成长，93岁的张履谦在日常生活中也在用自己别样的方式去帮忙年轻人。从2016年2月14日开始，张履谦每天都会在微信朋友圈转发一篇自己认为有价值的资讯，并摘取总结文章中有价值的观点，以便朋友们查看。