從實驗室的深夜燈火到青海湖畔的極境考驗,電子科技大學通信抗干擾全國重點實驗室博士生劉軻始終深耕太赫茲通信技術,學以致用,研以求真,科研報國。他以自主創新為墨,用十年青春奮進,在太赫茲通信領域標注下成電學生的創新坐標。

人物名片

劉軻,通信抗干擾全國重點實驗室2019級博士研究生,2024年度成電杰出學生(研究生),師從寬帶無線通信系統與智能抗干擾研究團隊陳智教授,從事太赫茲低復雜度信號處理及高速通信系統技術研究。以第一作者發表Nature Communications論文并獲評期刊亮點論文。
參與研制的太赫茲通信系統已成功運用于成都第31屆世界大學生夏季運動會田徑賽場,相關成果入選2023年度信息通信領域十大科技進展。
2022年 全國大學生“互聯網+”創新創業大賽全國賽金獎
2022年 中國研究生電子設計競賽全國一等獎
2021年 首屆全國博士后創新創業大賽全國一等獎
太赫茲頻段(0.1-10THz)因其頻譜資源豐富的特性,具備超高傳輸速率和感知精度的潛力,被視為未來6G的重要候選技術之一。然而,其高能耗、高成本以及信號處理算法復雜度高一直是行業難題。
相比于利用昂貴的儀器設備搭建的試驗平臺,劉軻的研究聚焦于實時基帶信號處理算法的優化,通過降低算法資源的占用率,在保證傳輸性能的同時顯著降低了系統復雜度。

劉軻(右一)與團隊成員調試太赫茲通信系統
技術的生命力,在于被應用于實際場景之中。2023年7月,在第31屆世界大學生夏季運動會中,劉軻所在的團隊將實驗室原型機改造為適應實際場景的設備并實現了快速部署。
在賽事期間,系統成功實現無壓縮8K超高清賽事視頻的實時無線傳輸,相關成果入選“2023年度信息通信領域十大科技進展”。以此為背景,劉軻在國際期刊Nature Communications上以第一作者身份發表論文,展示了太赫茲通信技術從實驗室走向實際應用場景的代表案例。
科研突破的背后,是無數次直面挑戰的實踐。2024年8月,劉軻帶領學生團隊在青海湖高海拔地區完成了30公里太赫茲實時無線傳輸試驗。
高原環境紫外線強烈、晝夜溫差超過30攝氏度,團隊研制的設備又一次經受住了考驗。

團隊成員在青海湖高海拔地區調試太赫茲通信系統
試驗中,最艱巨的挑戰來自天線對準——太赫茲波束寬度僅0.1度,相當于在1公里外瞄準一枚硬幣。劉軻帶領成員利用自研的程序自動對準設備,解決了這一難題,使試驗能夠快速開展。
為了盡可能地測試不同天氣環境下的系統性能極限,劉軻和團隊成員每天工作超過14小時,獲得了珍貴的試驗數據,為未來太赫茲通信技術應用提供了重要參考。
在通信抗干擾全國重點實驗室,劉軻被師生親切地稱為“太赫茲技術活字典”。
他花費五年時間,整理出了一套容量達5T的知識庫,并建立了在線共享平臺供團隊隨時調閱。知識庫中僅實驗案例就超過200個,每個案例均附有詳細的問題分析、解決方案和復盤總結。一名剛加入團隊的碩士生表示:“劉師兄的筆記就像導航地圖,讓我能夠快速上手太赫茲通信技術。”
在學生團隊中,劉軻是眾人眼中的“定海神針”。不論遇到多大的困難,他總能有條不紊地指導學生團隊解決問題。劉軻的思考能力和實驗技巧,以及決斷力和責任感,總能使他在關鍵時刻帶領學生團隊突破難關。

劉軻(中)與團隊學生在一起
劉軻認為,協助能力提升的“最佳訓練場”,正是在與專業相關的各個學科競賽的籌備當中。在他的帶領下,學生團隊獲得2022年“互聯網+”大學生創新創業大賽金獎、第十九屆中國研究生電子設計競賽一等獎以及2023年全國博士后創新創業大賽創新組一等獎等諸多榮譽。
在團隊成員的心中,他是科研的領航者,更是每個人學習進步的榜樣。一名參與競賽的團隊成員說:“劉軻師兄在競賽中教會我們在有限時間內整合資源解決問題,這種能力在科研中同樣重要。”
劉軻以“求實求真、大氣大為”的校訓精神為指引,腳踏實地、追求極致地做好每一項科研工作。
為驗證一組信道模型參數,他曾連續72小時駐守實驗室,對比分析超過500組數據。他還自學了“大氣物理學”,理解了太赫茲波與大氣顆粒物的相互作用機理,并以此為根據建立了跨學科仿真模型,讓他的研究成果經得起國際同行的嚴格檢驗。

劉軻(右一)與團隊成員調試太赫茲通信系統
“科技工作者既要攀登高峰,也要俯身傾聽社會需求。”在科研成果落地實踐的探索中,技術的普惠性,始終是劉軻關注的重點。
作為團隊的大師兄,劉軻已協助指導6屆20余名學生。他根據學生們的不同特點進行差異化指導,最大可能地調動學生的積極性、發揮學生能力。
“劉軻師兄不僅指導我們做科研,更教會我們如何將技術與應用結合。”師弟師妹們如是說。

劉軻在實驗室開展太赫茲通信系統測試
“就像4G催生移動互聯網革命一樣,6G將開啟萬物智聯的新時代。”站在高原試驗場,劉軻的視線越過連綿群山。他的下一個目標是進一步提高太赫茲通信傳輸距離和傳輸速率,并積極參與技術標準化推進工作。
“真正的創新需要智慧與勇氣,更需要將個人理想融入國家需求的胸懷。”
多年深耕通信領域的科研經歷,使劉軻越發清晰地意識到這點。他選擇在通信抗干擾全國重點實驗室繼續開展博士后研究,在6G通信的浪潮中,扎根成電,深耕基礎理論,探索更多未知,為祖國移動通信的發展、為未來無線通信領域的研究貢獻創新力量。

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