东南大学电磁场与微波技术学科(以下简称“学科”)所属电子科学与技术一级国家重点学科是国家双一流计划建设学科。依托该学科,1991年经国家计委批准建有毫米波国家重点实验室。作为主要成员之一,学科参与组建了“无线通信技术”2011协同创新中心和“紫金山网络通信与安全实验室”等。学科于2004年获教育部首批创新团队称号,2006年获批国家自然科学基金委创新群体

 (一)微波学科定位

  微波学科暨毫米波国家重点实验室总体定位为:1)开展微波毫米波与亚毫米波领域高水平基础研究和应用基础研究的基地;2)面向国家相关领域重大需求的高技术研究基地;3)聚集和培养本领域优秀科学家和工程师的基地;4)本领域高层次国际/国内学术交流的平台;5)服务和牵引本领域产业的平台。

 (二)主要研究方向与目标

  学科的主要研究方向包括:1)新型人工电磁材料与计算电磁学,2)毫米波亚毫米波理论与技术,3)无线通信射频与天线技术。

 (三)在国内外相关学科领域的地位和影响

  经过70多年的发展,学科基本上确立了在微波毫米波与亚毫米波领域的引领地位并在国际上产生了较大的影响。下面是近年来的若干代表性研究成果和平台建设进展:

  1)学科崔铁军教授课题组在“新型人工电磁媒质对电磁波的调控”方面开展了十几年的研究工作,在国内外都产生了比较大的影响,曾入选2010年度中国科学十大进展,并2014年度国家自然科学二等奖。近几年从信息科学角度研究超材料,建立了新型人工电磁材料的新体系,成果入选2016年美国光学学会所遴选的30项突出成果之一,入选《中国激光》杂志社遴选的2016年“中国光学十大科研成果”、以及2016年“自然科学基金基础研究十大进展”。

  2)基片集成类导波结构是近十几年来微波毫米波学界发展起来的一种新型高性能平面集成导波结构,它具有极低的电磁泄露和互扰,其品质因数和功率容量远高于传统平面传输线,国内外数百所大学和研究机构开展了大量研究,使之成为微波毫米波领域最受关注的研究分支之一。学科洪伟教授课题组是国际上这一学术分支的主要倡导者和贡献者之一,在IEEE系列刊物上发表学术论文120余篇,在美、英、德、日、韩、波、葡等国家召开的国际会议上作大会报告、特邀报告20余次,论文被40多个国家的学者正面他引5000余次,获授权国家发明专利50余项。研究成果在国内外都产生了比较大的影响,2016年度国家自然科学二等奖。

  3)2010-2014年间,学科洪伟教授作为973项目首席科学家带领团队率先将我国CMOS模拟集成电路带入毫米波亚毫米波频段。在该项目初期研究的基础上,于2010年向中国无线个域网(CWPAN)标准工作组提出我国毫米波近远程超高速通信标准建议(Q-LINKPAN45GHz频段),2012年以其短距通信部分为基础,促成IEEE 802.11aj国际标准工作组成立。经过7年多的努力,45GHz毫米波无线局域网国际标准IEEE802.11aj取得了突破性的进展,201711月通过工作组投票,将于近期正式颁布。该标准是目前IEEE 802.11家族中唯一由中国主导的标准2013年工信部发文在45GHz频段批准了9.5GHz频谱资源用于发展该标准,2014年科技部在863第五代移动通信(5G)专项中将其作为中国5G的一部分给予支持。

  4)目前学科逐步建成了多个处于国际前列、国内领先的支撑平台,包括:(1)到1.1THz的网络参数、频谱参数测试平台,(2)到1.1THz的芯片测试平台,(3)到1.1THz的天线测试平台,(4)到3.5THz的准光测试平台,(5)到110GHzEMC测试平台等。除支撑本学科的创新研究外,还为国内外很多大学和研究所开展微波毫米波与太赫兹研究提供了测试支持,为促进我国毫米波与太赫兹技术的发展做出了实质性贡献,起到了国家重点学科和国家重点实验室对本学科领域的引领和支撑作用。

  5)在促进我国微波毫米波领域国际、国内学术交流,增强我国在本领域国际组织与会议的话语权等方面做出了重要贡献。学科洪伟教授2014-2016年间当选IEEE MTT-S AdCom MemberIEEE微波理论与技术学会执行委员会委员)。学科上届学术委员会主任、教育部长江学者讲座教授、加拿大两院院士吴柯当选2016年度IEEE MTT-S主席,是IEEE MTT-S六十五年历史上第一位大陆背景的华裔主席。此外,学科多位教授担任本领域核心国际刊物的副主编(崔铁军教授担任IEEE T-GS副主编、洪伟教授2007-2010年间担任IEEE T-MTT副主编)、客座编辑、编委、审稿人等,以及一系列国际和全国会议的大会主席/共主席、程序委员会主席/共主席等。2012-2017年,学科主办了7个系列国际会议,其中亚太微波会议(APMC)是微波领域三大国际会议之一。
  此外,学科王海明副教授(博士生导师)担任IEEE 802.11aj标准化工作组副主席;陈继新教授(博士生导师)获2016年是德科技(Keysight)首届杰出青年教授奖(全球共有5位教授入围,1位获奖)。2012-201751篇次论文入选全球高被引论文前1%排行榜,其中崔铁军、吴柯教授在201420152016年连续三年入选世界著名出版公司爱斯维尔(ELSEVIER)统计的中国高被引学者榜单。洪伟教授和崔铁军教授分别于2012年和2014年当选IEEE Fellow

  6)毫米波国家重点实验室长期支持开放基金,2012-2017年支持开放课题121项,经费675万元。学科开放基金覆盖到具有电磁场与微波技术学科的绝大多数大学和一些研究所,对本领域起到了重要的促进和引领作用。

(四)在国家科技、社会经济发展及国家安全中的作用

  微波学科一直坚持“顶天立地”的研究定位,既注重基础、原创、引领性科学研究,又重视与社会经济、国家安全密切相关的应用性高技术研究。下面从几个方面加以说明。

  1)在国防建设方面,成功研制了毫米波段高性能多模共口径天馈系统、宽带平面单脉冲波导缝隙天线阵、用于支持新装备研制的最高测试温度达到1200℃的高温复介电常数测试系统等,并已在国防总体单位得到应用;成功研制了高隔离度抗干扰卫星导航天线、风云二号气象卫星地面站调制分系统;研制的毫米波模块及射频子系统已直接应用于国防重大型号工程;完成了毫米波卫星通信地球站射频设备的设计定型,实现批量生产并正式列装,相关合同总经费达1.2亿元。

  2)在通信民用成果转化方面,与上海创远仪器股份有限公司建立了东南大学—创远仪器联合研究中心,联合承担了多个国家重大专项课题,研制成功了我国首套自主知识产权的LTE MIMO信道模拟器并实现量产;研制成功了我国首套自主知识产权的矢量信号源与矢量信号分析仪一体机并实现量产。目前,正在国家自然科学基金委重大仪器专项和国家重大专项课题的支持下联合开展5G大规模多波束阵测量原理与设备,以及面向5G移动通信的128通道宽带信道测量系统。

  总体而言,本学科在微波毫米波亚毫米波领域起到了重要的引领作用,特别是在电磁超材料、基片集成类导波结构及器件、IEEE 802.11aj (45GHz)毫米波通信国际标准等方面在国际上产生了比较大的影响;在卫星通信等方面,为国防建设做出了重要贡献;构建的国际先进的测试平台支持了本学科及国内外很多科研院所和企业的科学研究与产品开发;学科搭建的学术交流平台和促进中国微波学界国际化方面也起到了重要作用。

    

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崔铁军-国家自然科技二等奖