传承初心 筑梦天线 | 西电刘能武:多模护国防、初心育英才

2026-01-09 15:39:04 史港

编者按:西安电子科技大学是较早建立天线与微波技术专业的高校之一,为了传承毕德显、茅于宽、吴万春、毛乃宏等老一辈科研工作者“爱党爱国、勤勉务实,信息特色、敢为人先”的西电品质,推出“传承初心,筑梦天线”栏目,讲述西电天线与微波技术专业奋斗者的故事,以此激励新时代青年教师团结拼搏、勇毅前行,努力打造一支又红又专的天线与微波技术研究队伍,为高水平科技自立自强贡献力量。

在西安电子科技大学雷达探测感知全国重点实验室,我们总能看到一个步履匆匆的身影,或俯身在实验室操作台前,专注调试天线;或在组会上侃侃而谈,引导学生迸发思维火花;或捧着厚厚的专著,在书桌前深耕理论难题;或出现在学术报告会的讲台上,讲述他最新的研究进展。他就是刘能武——一位年轻的西电教授、博士生导师,国家级青年人才;一位在“多模天线”领域深耕十余年,既有科研人“较真”底色,又怀揣师者“赤诚”初心的国防科技追光者。

从湖南桃源的少年到天线技术专家,从跟着导师做实验的研究生到带领团队突破关键技术的引路人,刘能武的每一步都走得扎实而坚定,而藏在科研成果背后的,是他“大道至简、实干为要”的人生信条,更是他赤诚初心、因材施教的育人情怀。

初心萌芽:一堂报告点燃的国防梦

“每一项核心技术的突破,都是为国家争取更多的话语权”,高中时期,一位核物理专家在桃源县第一中学的报告,像一颗火种,瞬间点燃了少年刘能武的爱国热忱。彼时的他,对国防科技的认知还停留在懵懂阶段,却被“用知识守护家国”的信念深深震撼,心底悄悄埋下了“未来要投身国防科研”的种子。

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图1 高中班主任评价

这份初心,成为刘能武求学路上的指南针。高考填报志愿时,西安电子科技大学爱党爱国,勤勉务实,信息特色,敢为人先”的红色基因,以及毕德显、梁昌洪等老一辈科学家的治学故事,让他毫不犹豫地选择了这所与国家国防事业紧密相连的高校。西电的理论联系实际是出了名的,我就想在这里学真本事,将来做有用的科研”,怀揣着这份纯粹的向往,他顺利考入西电电子工程学院电子信息工程专业,正式踏入电子信息领域的大门。

本科四年,西电的学风让刘能武受益匪浅。课堂上,老师结合战机、舰船等实际案例讲解天线原理,让抽象的电磁场理论变得生动易懂;课堂外,他主动报名参加“星火杯”竞赛,跟着学长泡实验室,从设计图纸到组装调试,亲身感受天线技术在国防装备中的实战价值。他说:“那时候就觉得天线特别神奇,小小的一个器件,能决定通信是否顺畅、探测是否精准,越研究越有兴趣”。这份浓厚的兴趣为他后续十余年的科研深耕埋下了伏笔,2012年,凭借专业名列前茅的成绩,他被保送本校研究生,师从傅光教授,科研生涯正式拉开序幕。

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图2 大学毕业合影

科研深耕:“较真”到底的技术突破之路

在同事眼中,刘能武的科研字典里,从来没有“差不多”三个字。“刘老师做科研特别较真,一个数据不对,绝不会轻易放过,一定要刨根问底找到问题所在”这是团队青年教师对他的一致评价,而这份“较真”,从他研究生阶段就已显露无遗。

研究生期间,曾参与了傅光教授主导的“流星余迹通信系统专用天线研制”重点项目的研究工作,导师团队老师们吃苦耐劳、兢兢业业的工作作风,深深影响了刘能武。

在科研攻关过程中,刘能武提出了关键的全局优化设计方法,成功解决了天线设计中大功率、高增益、小型化协同难题,为项目的突破性进展奠定了基础。在此期间,他更是全程扎根实验室和外场测试现场,将课本知识转化为解决实际工程难题。一次外场测试中,天线驻波在工作频段内出现了毛刺,虽然幅度不大,但可能导致极端环境下通信不稳定。“国防装备容不得半点马虎,今天的小问题,可能就是明天的大隐患。”刘能武主动请缨,和团队成员驻守外场,白天反复测试记录数据,晚上对着理论模型与测试数据逐一排查,最终解决了此问题。这次经历,让他更加坚定了“理论结合实践、精益求精做科研”的信念。

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图3 流星余迹通讯天线研制项目

2015年,在傅光教授推荐下,刘能武前往澳门大学攻读博士学位,师从国际知名电磁专家、IEEE Fellow、IEEE MTT-S微波应用奖获得者祝雷教授。这段求学经历中,最深刻影响他科研生涯的,并非追求复杂的天线结构,而是祝雷教授强调的“大道至简”科研智慧--这一看似朴素的准则,成为他日后破解技术难题的核心密钥,让他对天线技术的理解更上一层楼。

针对传统单模天线“低剖面窄带”问题,刘能武博士期间一头扎进实验室,摒弃盲目追求结构性能的复杂升级,而是以极简思维梳理天线模式规律,并反复推演模型、优化设计方案,创新性提出了低剖面天线多模宽带方法,即通过“抑制无用模式、调控有用模式、重塑畸变模式”,替代了传统方案中复杂的结构堆砌,实现了天线多模式的高效灵活复用。最终,相较于传统单模天线方案,多模低剖面天线的工作带宽拓展2倍以上。这份传承自师门的“大道至简”精神,正是他不断突破技术壁垒的核心密码。

祝雷教授回忆道:“能武做研究特别专注,一旦沉浸进去,就会忘记时间”;刘仲勋副教授说:“我们经常看到他在实验室待到深夜,有时候为了验证一个想法,不断开展理论求解,反复实验验证”。这份执着换来了丰硕成果:博士阶段共发表高水平 SCI 论文十余篇,其中 领域顶刊IEEE TAP论文5篇,多篇入选领域热点论文;牵头撰写的多模谐振天线中英文专著各一部(2024-2025年)。英国皇家工程院院士、IEEE Life Fellow、香港城市大学陆贵文教授在其博士答辩时称赞:“刘能武博士在多模天线领域的研究工作具有原创性与突出贡献。”

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图4 博士答辩合影

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图5 出版多模天线中英文专著

成果转化:把论文写在祖国的大地上

“西电培养了我,这里有深耕国防领域的前辈同仁,有服务国家重大需求的科研导向,回到母校,才能让我的科研成果真正落地生根。”2017 年博士毕业后,刘能武毫不犹豫的回到西电任教,加入雷达探测感知全国重点实验室(前身为天线与微波技术国家级重点实验室),将研究重心聚焦到“多模天线理论与方法的工程应用”。

在学生和同事眼中,刘老师是“敢啃硬骨头”的研究者。回到西电后,他主持国家自然科学基金面上/青年项目、国防预研、研究所配套、企业合作等项目,科研经费充足,研究方向紧扣国家战略需求。与中电、中船、中航、华为等单位开展深度合作期间,他带领团队瞄准复杂电磁环境下天线“多性能制约”难题,逐一攻破。

在碧波万顷的海洋上,导弹驱逐舰的雷达天线如同敏锐的 “海空之眼”,守护着国家海疆的安全。然而,早期舰载雷达装备天线的副瓣特性及复杂电磁环境下易受杂波干扰,导致雷达对目标的识别精度下降、甚至误判问题,作为国家重点项目的核心攻关者,刘能武投身多模低副瓣阵列天线的设计与研制,该项目面临四大核心技术瓶颈:仿真优化难、装备综合性能适应性强、技术指标要求高、研制周期长。为此,他创新性提出多模调控及设计方法,优化单元排布与馈电网络拓扑,降低了天线重量,提升了天线效率,实现了阵列在宽频带内低副瓣特性,成果支撑了多款雷达装备系统性能升级,获甲方单位高度肯定,现已形成多套装备批量应用,为海疆防御注入了强劲动力。

同时,刘能武将视线投向遥远的太空,研制大型星载相控阵天线。他再次迎难而上,与研究所携手攻关星载大型可展开相控阵天线。该项目源于国家重点项目,其面临着双重严峻挑战:既要满足超低剖面、宽频段、高效率等高性能要求,又要适应星载可展开、可用面积有限、可靠性高的特殊应用环境。针对上述问题,他创新性提出了辐射模与非辐射模复用技术,成功解决了天线在星载受限空间下宽带设计难题,其剖面降低了数倍。回忆起研制过程,傅光教授感慨万千:“有时候能武每天只睡四五个小时,眼里全是数据和波形,硬生生靠着这份较真,从天线多模理论入手,找到了问题根源,解决了天线多性能制约瓶颈。”正是这份日夜坚守的执着与精益求精的追求,让他在星辰大海的征途上,又写下了浓墨重彩的一笔。

刘能武擅长把天线理论与实际工程相结合,他常说,科研不能只停留在论文里,要让技术真正解决问题。截至目前,已累计主持科研项目20余项,发表高水平论文 80 余篇,授权发明专利 17 余项,多项专利已实现技术转让与成果转化,解决了研究所与企业的痛点问题。凭借这些硬核成果,他斩获中国通信学会自然科学一等奖、澳门自然科学二等奖、ACES 青年科学家奖、PIERS 青年科学家奖等多项荣誉,更受邀担任IEEE TAP这一本领域国际顶刊的副主编,成为国际天线领域的重要发声者。

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图6 多模天线项目研制

薪火相传:“亦师亦友”的育人暖心路

“刘老师不仅教我们做科研,更教我们做人,他就像一盏灯,照亮我们的科研路和人生路。”这是已毕业学生唐思远对刘能武的评价。作为博士生导师,他始终将“育人”与“科研”放在同等重要的位置,用赤诚的初心和科学的方法,培育着一批批科研新人。

在学生培养中,刘能武延续了傅光教授、祝雷教授的严谨作风,却又有着自己的“赤诚初心”。他倡导“大道至简、实干为要”的科研精神,组会上鼓励学生大胆质疑、自由交流;他总是细心倾听学生的想法,哪怕是不成熟的思路,他也会引导他们一步步完善,而不是直接否定;他注重因材施教,根据每个学生的性格和特长规划科研方向“我性格比较内向,不太擅长表达,刘老师就鼓励我参加学术会议,还帮我反复修改报告与PPT,手把手教我如何清晰呈现研究成果。”已毕业学生张瑞说道,如今他已成为研究所技术骨干。

在科研实践中,刘能武总是毫无保留地分享自己的经验,带领学生深度参与国防项目与企业合作课题,让学生在实战中掌握天线设计、加工、测试全流程技术。“跟着刘老师做项目与研究,能学到很多课本上没有的知识,从方案设计到产品定型,他都会一步步指导我们,多次反复修改论文、PPT、设计报告,让我们少走很多弯路。”在读博士生晏其龙说道,目前该同学以核心成员身份参与了3 项科研项目,发表了领域顶刊IEEE TAP 2 篇,获全国天线年会优秀学生论文奖。多年来,在他的悉心指导下,团队学生先后获国家奖学金、社会奖学金、优秀毕业生等荣誉20 余次,多人发表高水平SCI 论文,部分学生的研究成果已成功应用于合作企业中。毕业生大多进入国家事业单位、重点研究所、华为等单位,成为国防通信与电子信息领域的新生力量。“看到学生们能接过科研的接力棒,为国家做贡献,就是我最大的成就感。”刘能武笑着说道,眼里满是欣慰。

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图7 团队成员合影

结语:追光不止,初心如磐

从少年时的初心萌芽,到如今的技术领军,刘能武的十余年科研路,是一部“较真”攻坚的奋斗史,也是一段“赤诚”育人的暖心路。他以热爱为帆,以坚守为桨,在多模天线领域实现了从理论突破”到“成果应用”的全链条跨越,用硬核技术为国防科技筑牢“天线基石”;他以师者仁心,以传承为任,用耐心和智慧培育出一批批“懂技术、有担当”的青年人才,让西电的红色基因代代相传。未来,他将继续带领团队探索多模天线的前沿方向,推动该技术在雷达探测、卫星通信、电子对抗等领域的深度应用。在国防科技的道路上,他将始终以“追光者”姿态永不停步,用更多硬核科研成果回报国家培养,用更赤诚的育人初心照亮学生的成长之路。


责任编辑:李桦

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    在国防科技的道路上,他将始终以追光者的姿态永不停步,用更多硬核科研成果回报国家培养,用更赤诚的育人初心照亮学生的成之路。