【匠心師者】胡偉東：手中有“尺”，心中有國
發(fā)布日期：2024-03-20 供稿：黨委宣傳部 王媛 攝影：本人提供
編輯：吳楠 審核：藺偉 閱讀次數(shù)：
他是國家級領(lǐng)軍人才，長期從事空間太赫茲探測與遙感雷達目標特性測量技術(shù)研究，“矢志創(chuàng)新,，科技報國”是他的科研追求，“堅守初心,，立德樹人”是他躬耕教壇的操守，讓我們一起走近北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院教授博士生導(dǎo)師胡偉東。
從讀博時起，再也沒有過“雙休”,。這樣的忙碌胡偉東甘之如飴,，只因手中緊握兩把“尺”,，一把教書育人“尺”，為黨育人,、為國育才,；一把科技創(chuàng)新“尺”，用太赫茲技術(shù)丈量天地,，實現(xiàn)精準測量,，服務(wù)國家重要領(lǐng)域。
以學(xué)鑄魂,，做矢志強國的北理工人
本,、碩、博均就讀于北理工,，胡偉東可以說是一名“土生土長”的北理工人,。在20年的科研經(jīng)歷里，既有取得成功時的喜悅,，也有背后鮮為人知的艱辛,，真正支撐他走下去的正是一代代北理工人傳承的“矢志強國、追求卓越”的精神,?！拔业睦蠋熰嚧纹浇淌趲Ыo我很深的影響,，鄧先生是我國第一代從事毫米波技術(shù)研究的專家，他甘為人梯,、默默奉獻,，為國家重點領(lǐng)域建設(shè)作出了重要貢獻，讓我深受觸動,，立志要成為像他一樣的人,。”讀博士期間,，胡偉東確立了毫米波與太赫茲技術(shù)的研究方向,。
在對太赫茲科學(xué)技術(shù)的探索過程中，淚水和汗水常常交織相伴,。2017年,，胡偉東接到一項緊急任務(wù)，必須在短短的兩個月之內(nèi)完成超寬帶太赫茲系統(tǒng)的研制,。當時國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的研究還比較薄弱,，如何實現(xiàn)高靈敏度和高分辨率的成像，同時保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,？這個問題涉及到信號處理,、儀器設(shè)計和算法優(yōu)化等多個方面。攻關(guān)過程中,，既需要每位參與者埋頭鉆研,，腳踏實地地探究各項技術(shù)背后的科學(xué)原理，又需要團隊內(nèi)部彼此“打配合,、勤交流”,，解決系統(tǒng)整機的集成問題?！爱敃r我們的技術(shù)認知和硬件條件都有欠缺,。為了讓學(xué)生快速對雷達系統(tǒng)有深入了解，我也是下了很大決心拆解了一套實驗室的‘功勛’雷達系統(tǒng),，幫助大家快速掌握雷達系統(tǒng)的各組成部分,。”談及雷達研制,，胡偉東講起了起步時的艱辛,。
胡偉東與團隊合影
在團隊完成太赫茲系統(tǒng)的總體方案設(shè)計和關(guān)鍵器件研制后，整機聯(lián)調(diào)又成了眼前必須解決的問題,。由于高端測試系統(tǒng)的缺失,，超寬帶太赫茲系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)必須借助其他單位的測量平臺。當時正值北京盛夏,，胡偉東和他的學(xué)生們起早貪黑,，從中關(guān)村校區(qū)去往良鄉(xiāng)進行聯(lián)調(diào)測試,。實驗室內(nèi)酷熱難耐，而系統(tǒng)的研制又出現(xiàn)了不少難題,，不少學(xué)生萌生退出的想法,。胡偉東頂住壓力，事事親歷親為,，始終戰(zhàn)斗在科研一線,，用自己的奮斗經(jīng)歷鼓舞和激勵團隊成員，讓大家保持必勝的信心,。他還自掏腰包給實驗室購置了冰箱,，那段時間，冰箱里的冷飲和冰棍永遠是滿的……胡偉東的鼓勵示范和貼心關(guān)懷發(fā)揮了巨大的作用,，團隊成員們逐漸擺脫了困惑和迷茫,，開始積極思考和探索。他們通過不斷的試錯和改進,，逐漸攻克了一個又一個技術(shù)難題,。在胡偉東的帶領(lǐng)下，超寬帶太赫茲系統(tǒng)的研制工作取得了顯著進展,。終于,，經(jīng)過數(shù)月的辛勤工作，胡偉東帶領(lǐng)的團隊成功研制出了超寬帶太赫茲成像系統(tǒng)的原型,。這一成果在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界引起了廣泛的關(guān)注和贊賞,。團隊成員們都深感自豪和滿足，他們堅定必勝的信心最終變成了現(xiàn)實,。
胡偉東經(jīng)常勉勵自己和學(xué)生：每個科研工作者在求學(xué)和工作上都會遇到重重困難和挑戰(zhàn),，在科研的世界里,，存在問題是正常的,，沒有問題是不正常的，對待問題一定要勇于亮劍,，腳踏實地不斷“打怪升級”,，練就一身本領(lǐng)報效國家。
以學(xué)促干,，為科研插上應(yīng)用之翼
將太赫茲技術(shù)推廣出去,，真正對國家和社會起到貢獻，一直是胡偉東奮斗的目標,?！耙婚T科學(xué)技術(shù)要保持活力，就不能只局限于理論研究,，必須結(jié)合實際的應(yīng)用需求,，讓應(yīng)用為科學(xué)研究插上“翅膀”扶搖直上,。”胡偉東談到,。2015年,，在和團隊成員的努力探索下，他們找到了太赫茲技術(shù)和氣象探測的結(jié)合點,，并獲得了國家自然科學(xué)基金的大力支持,，重大科研儀器項目“高靈敏度毫米波太赫茲雙頻共孔徑聯(lián)合相參云雷達儀”順利落地北理工。項目進行過程中,，團隊爭分奪秒,，自主研制了220GHz/340GHz雙頻太赫茲接收陣列，成為國內(nèi)大功率太赫茲雷達的先驅(qū),，領(lǐng)先美國NASA和歐洲航天局兩年,。
胡偉東與學(xué)生參加中國微波周
在宏觀探測應(yīng)用上嶄露頭角后，太赫茲探測技術(shù)在微觀測量上也取得了傲人成績,?；诤鷤|團隊提出的頻分時分復(fù)用準光合成超寬帶太赫茲信號產(chǎn)生技術(shù)，團隊又自主研制了太赫茲高速掃頻系統(tǒng)實現(xiàn)了1.1THz超高帶寬,，獲得了國家級重點項目資助,。研究成果榮獲中國電子學(xué)會技術(shù)發(fā)明二等獎。
堅持以服務(wù)國家重大戰(zhàn)略為導(dǎo)向,，胡偉東團隊瞄準國家關(guān)鍵核心問題,，研制的太赫茲雷達作為唯一手段應(yīng)用于我國航天復(fù)合材料在線無損檢測，且在集成電路測試,、文物測試等方面具有廣闊的市場前景和良好的社會效益,；被動式太赫茲安檢成像系統(tǒng)應(yīng)用于機場、地鐵,、海關(guān)的場景的安全檢查,，具有非接觸、無輻射,、無感知,、無停留等特點，被應(yīng)用于北京冬奧會場館,。胡偉東介紹,，“過去，太赫茲技術(shù)的研究和應(yīng)用受到了很多限制,，例如大功率頻率源的穩(wěn)定性和帶寬的限制等,，我們的研究填補了這些空白，為太赫茲領(lǐng)域的研究和應(yīng)用開辟了新的可能性,?！?/p>
北京衛(wèi)視報道胡偉東帶領(lǐng)團隊科技助力北京冬奧會
微信地球“變臉”,，助力中國氣象衛(wèi)星明辨“風(fēng)起云涌”。2017年,，基于科研項目“風(fēng)云四號氣象衛(wèi)星遙感分辨率增強技術(shù)”,，胡偉東團隊將衛(wèi)星遙感地面分辨率從70km提高到38km，大氣遙感輻射計的可展開天線的口徑可從5米縮減為3米,，大大減小有效載荷的體積和重量,，為我國節(jié)約大量資金。2022年,，太赫茲遙感技術(shù)應(yīng)用于北京冬奧會,，時刻對冬奧賽場的天氣和環(huán)境進行精準預(yù)報和監(jiān)測，為比賽的順利進行保駕護航,。值得一提的是,，全球首顆靜止軌道微波探測衛(wèi)星風(fēng)云四號微波星進入研制階段，太赫茲技術(shù)將應(yīng)用于其中,。
他先后主持和參與國家自然科學(xué)基金重大科學(xué)儀器項目,、民用航天太赫茲成像等重大項目；研究成果獲國家級科學(xué)技術(shù)三等獎,、北京市科技進步二等獎,、中國電子學(xué)會技術(shù)發(fā)明二等獎、中國無線電協(xié)會科學(xué)技術(shù)二等獎,；發(fā)表期刊和國際會議論文50篇,，授權(quán)國家發(fā)明專利18項，出版學(xué)術(shù)專著《空間太赫茲遙感技術(shù)》,。
胡偉東作為中國代表團太赫茲議題負責(zé)人為我國爭取頻譜權(quán)益
此外,，胡偉東多次參加國際電信聯(lián)盟ITU的無線組會議，作為中國代表團成員在頻譜規(guī)劃上為國家發(fā)聲,。
以學(xué)增智,，培養(yǎng)面向國家需求的創(chuàng)新人才
在山西省方山縣和北京市平谷區(qū)，兩個小型化氣象觀測站為當?shù)剞r(nóng)作物生產(chǎn)開展氣象災(zāi)害監(jiān)測,，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保駕護航,。這背后是胡偉東指導(dǎo)的太赫茲研究生實踐團的努力成果。該實踐成果在2023年首都高校師生服務(wù)鄉(xiāng)村振興行動計劃中獲得一等獎,。“胡老師特別注重培養(yǎng)我們的實踐能力,，總是叮囑我們‘既要鉆得進去,，又要用得起來’，‘光紙上談兵那是假把式’,，他特別鼓勵我們要根據(jù)國家需求把自己學(xué)到知識落在實處,，多關(guān)注能夠落地的前沿應(yīng)用,，這也是我們將來立足社會、報效祖國的‘根’,?！睂嵺`團負責(zé)人、碩士研究生劉慶國如是說道,。
作為一名教師,，培養(yǎng)心懷家國的領(lǐng)軍領(lǐng)導(dǎo)人才，一直是胡偉東堅持和努力的目標,，“堅持以國家需求為導(dǎo)向,，重視實踐、加強交流,，一方面加強思想政治教育,，激發(fā)學(xué)生的民族自尊心、責(zé)任感和使命感,；一方面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決實際問題的能力,。”
胡偉東近五年來承擔了徐特立學(xué)院本科生課程《模擬電子學(xué)》,，研究生課程《現(xiàn)代微波網(wǎng)絡(luò)理論與新技術(shù)》《微波遙感》,，以及博士生課程《電子科學(xué)前沿技術(shù)》的教學(xué)工作。此外,，他還擔任101中學(xué)北理工強基班班主任,，負責(zé)指導(dǎo)《創(chuàng)新項目課程》。在教學(xué)過程中,，胡偉東注重洞察學(xué)生的特點,，從高中到博士階段，巧妙引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)興趣,，漸入佳境,，掌握系統(tǒng)化的知識。
高中生仍處于打基礎(chǔ)的階段,，對科學(xué)和電子學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握還很局限,，對學(xué)科也缺乏深入理解。因此,，他巧妙運用生動有趣的方式,，以引人入勝的案例和實驗，點燃學(xué)生的求知欲望,，鼓勵學(xué)生進行課外閱讀和獨立思考,，引導(dǎo)他們逐步掌握相關(guān)知識，從而讓電子學(xué)的奧秘在他們心中綻放。
胡偉東與北京101中學(xué)生開展冬令營活動
進入大學(xué)校園的本科生已具備一定基礎(chǔ)知識,，但需要進一步培養(yǎng)研究能力和創(chuàng)新思維,。胡偉東精心引導(dǎo)學(xué)生進行自主研究項目和實驗設(shè)計，培養(yǎng)他們解決問題的能力,，塑造創(chuàng)新潛質(zhì),。他鼓勵學(xué)生積極參與學(xué)術(shù)交流和科研活動，搭建科學(xué)合作網(wǎng)絡(luò),，洞察最新的研究前沿,。他激勵學(xué)生深入領(lǐng)域研究，勇于提出獨立的科研問題,，實施深入的實驗和理論研究,，并為學(xué)生提供個性化的指導(dǎo)和支持，助力他們克服研究中的困難和挑戰(zhàn),。
胡偉東為本科生講解實驗
課堂上,，他鼓勵學(xué)生參與實踐項目、團隊合作和研究活動,，提供引導(dǎo)和支持,。在本科生課程《模擬電子學(xué)》的教學(xué)過程中，他要求同學(xué)們以小組的形式完成一項創(chuàng)新的模擬電子設(shè)計作品,，“電子科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科中的課程是非常難的,，而電磁波又是看不見摸不著的，在我剛承擔《電磁場理論基礎(chǔ)》這門課的時候,，許多同學(xué)真是談電磁場色變,。我認為長此以往下去是不行的，必須增加學(xué)生動手實踐的能力,，條件不允許的時候我就把實驗室中一些生動的成果錄成視頻,，讓學(xué)生能盡可能參與到科學(xué)研究的實驗中，并更形象直觀地感知波和場的存在,，這樣很多概念和難點便會迎刃而解,，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也得到了很好的提升?！焙鷤|說道,。
胡偉東指導(dǎo)研究生外場實驗
對于研究生培養(yǎng)，胡偉東有意識地讓學(xué)生們參與到國家級科研任務(wù)中,，讓他們成為一個個小課題的負責(zé)人,，將科研資源轉(zhuǎn)化為實踐育人資源。學(xué)生們的科研成果被應(yīng)用于國家重大需求,，自豪感和使命感油然而生,，科研能力也得到了提高。胡偉東坦言,，作為一名教師最大的幸福感就是看到一批批優(yōu)秀的學(xué)生成長成才,，學(xué)生們的成功永遠是他最大的驕傲和成就。
從教多年來,，胡偉東共指導(dǎo)研究生70余人,，培養(yǎng)的學(xué)生科研成果頻出，在信號處理,、微波遙感等方向的國際頂級期刊發(fā)表20余篇高水平論文,，2人榮獲“北京市優(yōu)秀畢業(yè)生”稱號，1人獲得研究生國家獎學(xué)金,，1人獲得SMC獎學(xué)金,，20人次獲得“校優(yōu)秀學(xué)生標兵”、“校優(yōu)秀學(xué)生干部”等榮譽稱號,。所指導(dǎo)的研究生畢業(yè)后80%都奮斗在國家重點領(lǐng)域,。
胡偉東與畢業(yè)生合影
展望未來，胡偉東將繼續(xù)在太赫茲領(lǐng)域深耕,，以突破關(guān)鍵技術(shù)為目標,，探索學(xué)科交叉融合，培育新的學(xué)科增長點,；堅守立德樹人初心,，擔當教書育人使命，為國家輸送堪當大任的科技人才,。
