【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集成電路與電子學院教授博士生導師胡偉東,。
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，服務國家重要領(lǐng)域,。
以學鑄魂,，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,。“我的老師鄧次平教授帶給我很深的影響,，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,?！弊x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,，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?！闭劶袄走_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)常勉勵自己和學生：每個科研工作者在求學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,。
以學促干,，為科研插上應用之翼
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,。“一門科學技術(shù)要保持活力,，就不能只局限于理論研究,，必須結(jié)合實際的應用需求，讓應用為科學研究插上“翅膀”扶搖直上,?！焙鷤|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。
胡偉東與學生參加中國微波周
在宏觀探測應用上嶄露頭角后,，太赫茲探測技術(shù)在微觀測量上也取得了傲人成績,。基于胡偉東團隊提出的頻分時分復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會技術(shù)發(fā)明二等獎,。
堅持以服務國家重大戰(zhàn)略為導向,，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用于我國航天復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)域的研究和應用開辟了新的可能性,。”
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“風起云涌”,。2017年，基于科研項目“風云四號氣象衛(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)星風云四號微波星進入研制階段,，太赫茲技術(shù)將應用于其中,。
他先后主持和參與國家自然科學基金重大科學儀器項目、民用航天太赫茲成像等重大項目,；研究成果獲國家級科學技術(shù)三等獎,、北京市科技進步二等獎、中國電子學會技術(shù)發(fā)明二等獎,、中國無線電協(xié)會科學技術(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鄉(xiāng)村振興行動計劃中獲得一等獎,?！昂蠋熖貏e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)國家需求把自己學到知識落在實處，多關(guān)注能夠落地的前沿應用,，這也是我們將來立足社會,、報效祖國的‘根’?！睂嵺`團負責人,、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向，重視實踐,、加強交流,，一方面加強思想政治教育，激發(fā)學生的民族自尊心,、責任感和使命感,；一方面培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和解決實際問題的能力?！?/p>
胡偉東近五年來承擔了徐特立學院本科生課程《模擬電子學》,，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《電子科學前沿技術(shù)》的教學工作,。此外,，他還擔任101中學北理工強基班班主任，負責指導《創(chuàng)新項目課程》,。在教學過程中,，胡偉東注重洞察學生的特點，從高中到博士階段,，巧妙引導學生培養(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,，對科學和電子學基礎(chǔ)知識的掌握還很局限，對學科也缺乏深入理解,。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,，點燃學生的求知欲望,，鼓勵學生進行課外閱讀和獨立思考，引導他們逐步掌握相關(guān)知識,，從而讓電子學的奧秘在他們心中綻放,。
胡偉東與北京101中學生開展冬令營活動
進入大學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,。胡偉東精心引導學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),。他鼓勵學生積極參與學術(shù)交流和科研活動,，搭建科學合作網(wǎng)絡(luò)，洞察最新的研究前沿,。他激勵學生深入領(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，并為學生提供個性化的指導和支持,，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，他鼓勵學生參與實踐項目,、團隊合作和研究活動,，提供引導和支持。在本科生課程《模擬電子學》的教學過程中,，他要求同學們以小組的形式完成一項創(chuàng)新的模擬電子設(shè)計作品,，“電子科學與技術(shù)一級學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，讓學生能盡可能參與到科學研究的實驗中,，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，學生的學習效果也得到了很好的提升,?！焙鷤|說道。
胡偉東指導研究生外場實驗
對于研究生培養(yǎng),，胡偉東有意識地讓學生們參與到國家級科研任務中,，讓他們成為一個個小課題的負責人，將科研資源轉(zhuǎn)化為實踐育人資源,。學生們的科研成果被應用于國家重大需求,，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)秀的學生成長成才,，學生們的成功永遠是他最大的驕傲和成就,。
從教多年來，胡偉東共指導研究生70余人,，培養(yǎng)的學生科研成果頻出,，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金,，1人獲得SMC獎學金，20人次獲得“校優(yōu)秀學生標兵”,、“校優(yōu)秀學生干部”等榮譽稱號,。所指導的研究生畢業(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，探索學科交叉融合,，培育新的學科增長點,；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,。
