■记者王冠玉
2012年的一个深夜,西安电子科技大学机电工程学院机电科技研究所的实验室安静却不平静,李鹏正通宵调试着软件和服务器设备。
李鹏是段宝岩院士的学生,博士毕业留校任教。这个刚刚结题全国首个由高校牵头的国防973项目的团队,正借着前序研究的东风,完成西安卫星测控中心三亚测控站大型天线罩的演算设计。
建成我国最大的夹层式天线罩
2011年,文昌航天发射场动工建设。要发射卫星,需要建造大型地基面天线进行卫星测控。坐落在南海畔的三亚测控站,是我国陆基测控网“大三角”的南方支点,但海岛动辄达到17级的台风让测控站中的天线无法直接布设,必须加装天线罩对天线系统进行保护才能正常使用。
天线罩的口径和尺寸一般是内部天线的1.5倍。要满足测控站对天线的要求,所需的天线罩尺寸要达到40米之大。特大尺寸的天线罩设计伴随的是电纳尺寸分析计算困难的问题,相关部门找到西电寻求解决问题的方案。
天线罩内外部结构
在深空探测,尤其是载人航天、射电天文工作中,要为卫星测控等任务进行通讯服务,必须依靠大型地基面天线。李鹏及团队的研究方向正是大型地基面天线的分析和设计。
40米直径的天线罩,大概相当于15层楼的高度。在17级的台风中,天线罩顶端会发生变形,可能达到十几个厘米的量级。这样的条件下,天线罩是否还能正常工作?外部载荷导致结构变形和内部大功率天线照射引起温度效应,会不会对内部天线的电性能产生影响?
在李鹏主攻的机电耦合研究领域,其中一个很重要的方向就是研究结构变形,包括天线罩结构变形对电性能的影响规律。基于团队前期的研究基础,李鹏很快就拿出了分析结论,有力支撑方案通过评审。
李鹏(右)摄影测量天线型面精度、李鹏(左)在研究所处理测量数据
2014年,我国最大的40米介质夹层式天线罩落地建成,“增益损失改善0.3dB,副瓣电平提升改善0.3dB…显著提升了我国卫星发射和测控的服务与保障能力,具有重要社会意义”。过程中,李鹏及其团队也研制了国内首套大型天线罩电性能分析与结构设计软件,突破了整系统机电集成分析与设计的难题。
李鹏(右)调研天线罩、与同事在天线测试现场
扎实、认真、学在西电
李鹏与西电的故事要从1999年说起。
在那个互联网不太发达的时代,甚至在填完高考志愿之后,李鹏对西电的了解也是少之又少,只是从长辈嘴里听说“这里学习氛围好,原来又是军校,学风很扎实”。
学校安排大巴车从火车站接新生到校,一进老校区北门,车上的准大学生们都兴奋地睁大了眼睛。树木参天,葱郁成荫,八月盛夏的暑假时间,石凳上却满满当当坐着埋头学习的学生。大巴车司机说,“这里是学习的好地方”,学生们也纷纷点头附和着。
从本科到博士研究生,“学在西电”的优良传统为李鹏俯下身子做科研提供了坚实后盾。段宝岩院士是对李鹏影响最深的人,“段老师将扎实、认真、坚韧和那股钻劲儿诠释到了极致。他经常给我们说,让我们睡觉之前再去想一想,可能躺在床上,脑子里就会‘砰’的一下冒出来好的科研想法”,李鹏说道。
为了实现项目目标,走路时思考方法、吃饭时琢磨思路是常有的事。“长期的科研目标一定要坚持,让它在脑中形成贯穿的一条线,随时记录灵感,接着想办法落实。”
凭着这扎实和认真劲儿,李鹏从教十余年来,先后主持国家和省部级项目20余项,授权发明专利30余项,发表国际刊物论文50余篇,李鹏在天线罩耦合分析与设计、共形承载天馈系统耦合分析与反演方面的研究也得到了国内外知名学者的高度评价。2021年,李鹏参与的项目《高密度柔性天线机电耦合技术与综合设计平台及应用》获得学校首个国家科技进步一等奖。今年,机电科技研究所教师团队也入围了第三批全国高校黄大年式教师团队评选创建。
仰望星空,脚踏实地
作为“土生土长”的西电人,李鹏一直受到老一辈西电人求真务实、爱国为民的精神指引,并将这红色基因继续向新一代西电人传承。
1994年,段宝岩院士正在国外访学,适时FAST项目正酝酿启动,“段老师接到电话,国内要开建500米口径球面射电望远镜,做全球最大的非全可动微波反射面天线。作为国内研究面天线名列前茅的团队,段老师接到消息后义无反顾地回国。他说,只要国家有需求,我们一定第一时间响应”,李鹏回忆道,这是他听学校电子机械学科的创始人叶尚辉教授讲的。“西电的红色精神,这种‘仰望星空’,把为服务国家重大需求、重大工程、重大战略作为人生最高目标的意识,可以说是刻在我们的心里,流在我们的血液中。”
“脚踏实地”也是李鹏经常说的一句话,“做科研,一是要做实平时工作,九层之台起于累土,认真完成每一个项目、每一个实验、每一个仿真、每一个答辩,包括每一个课堂,基础牢固了,才会有更好的发展。二是要脚踩祖国大地,落实为人民服务、造福人民的理念,做‘顶天立地’的西电人”。
现在的李鹏,在科研中也是以服务重大战略的纵向项目为主。接项目时,他一看项目背景,服务国家重大工程的项目是他们的首选;二看实际需求,看项目是否是为了解决电子装备设计、生产或者工艺上的问题,为行业发展和社会进步做出实实在在的贡献。
“学生就业,我会首先推荐他们去国家重点单位。上学期间一直接触相关项目,毕业后,自然能很容易地在单位上手工作”,李鹏说道。
令李鹏欣慰的是,每当过几年,这些继续深耕机电领域的毕业生们就会回到母校来。因为他们很了解团队的研究方向,当工作中碰到难关时,他们就会将工程中的具体问题反哺回学校,经由团队理论研究后再去支撑工程,形成了很好的良性循环。
李鹏是众多深耕细作,踏实前行的西电人之一。向上承托起国家重大工程战略,向下脚踩祖国大地造福人民,“仰望星空,脚踏实地”的他们,将继续书写属于西电人“顶天立地”的故事。