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仗剑执笔走英伦 游学挥毫两相宜 精选

已有 12727 次阅读 2018-8-7 07:45 |系统分类:科研笔记

 

仗剑执笔走英伦  游学挥毫两相宜

--国家公派访学回国交流

李高升

在国家留学基金委“青年骨干教师出国研修计划”项目资助下,本人于2016年2月至2017年1月赴英国利物浦大学(University of Liverpool)做访问学者。现以“你是怎么玩耍的?”、“你是怎么干活的?”和“你是怎么做到的?”这三个设问为线索,做一个汇报交流。

一、你是怎么玩耍的?

1.1 去过的国家

访学一年期间,除了英国之外,先后去了爱尔兰、捷克、德国和阿联酋。

爱尔兰面积七万平方公里,人口四百多万,有大片的面积留给动物。在英国,大量的羊,少量的牛;而在这里,有巨量的牛羊和多样化的马、驴、鹿等动物。

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捷克首都布拉格也有一条从南向北流过的河--伏尔塔瓦河,建有多座装饰雕刻精美的桥梁,河中有洲,风景秀丽。建筑色彩鲜艳,上部普遍配饰工序繁多的雕像。石板路纵横,有轨电车众多。

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德国工业门类齐全,基础扎实,水平领先。前几年去过慕尼黑和巴伐利亚州那边,这次去了汉堡和柏林,参观了汉堡-哈尔堡工业大学、柏林洪堡大学和间谍博物馆等地,进一步增加了对严谨的德国之认知。

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阿联酋坐拥石油财富,颇有一些地方富丽堂皇,我去了迪拜和首都阿布扎比,学术会议之余,参观了帆船酒店、哈利法塔、扎耶德大清真寺等代表性地标和部分大学。

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1.2 去过的大学

在一年的访学期间,先后去了五十多所大学,而且不是按照一般游客的那种游览方法,看校园,拍照片,到此一游。而是按照学科分类,查找有电气电子工程系的大学,到了之后,发挥主观能动性,通过各种办法,绕过门禁和虎视眈眈的保安大妈们,进到实验室和研究楼层,现场观摩。对于英国本地人来说,考虑到薪酬体系和社会福利制度等,他们大多不愿意学工科,特别是我所在的电磁场与微波技术学科,他们认为太难了。这个学科主要靠华裔教授和留学生支撑,其次就是中东、印度和东南亚人。因此,我出现在那里,也不觉得突兀,便于围观。

对于去过的每所大学,我都整理了一定的图文资料,如下图所示二例。

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1.3 利物浦大学

利物浦大学(University of Liverpool)始建于1881年,英国著名的六所“红砖大学”之一,英国‘常春藤联盟’罗素大学集团的创始成员之一。共计培养出9位诺贝尔奖得主,包括英国第一位诺贝尔奖得主罗纳德·罗斯(Sir Ronald Ross)。

利物浦大学是长期位列世界前1%的精英大学,在2016年世界大学学术排名(ARWU)中居英国第9位、世界第101位,在2016年美国US News排名中居英国第15位、世界第137位,在2016年泰晤士高等教育排行榜中居世界158位。

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1.4 利物浦市

利物浦(Liverpool)是英格兰西北部的一个港口城市,是默西塞德郡(Merseyside)的首府,位于伦敦西北325公里。英国著名商业中心,也是第二大商港,利物浦腹地宽广,对外贸易占全国1/4。输出居英国首位,输入仅次于伦敦。曾经是英国著名的制造业中心。利物浦也是著名的Waterfront是Albert Dock、披头士、Tate美术馆和航海博物馆的故乡,内陆有迷人的Croxteth国家公园和Speke厅,市内建筑独具风格,有著名的大教堂、市政厅、圣乔治大厅、大剧院和Philharmonic音乐厅,并拥有一所英国久负盛名的老牌名校利物浦大学。利物浦与中国的贸易源远流长,可上溯至清朝年间。市内建有欧洲最古老的中国城。

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1.5 英国的公学

英国的公学被称为“教育的活化石”,是因为它具有悠久的历史,且又保留了许多传统,直到今天。最早的文彻斯特公学是1382年创建的,“九大公学”中最著名的伊顿公学成立于1440年。至今英国仍有一百多所公学存在。公学是贵族化了的文法中学,是专门为名门贵族服务的私立学校。“保持自己的个性”是公学和它的每一个学生笃守的信条。因此,公学从古到今始终保持着一些显示自己“高傲”地位的特征。

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1.6 在英国的足迹

先后游历了伦敦、温莎、天涯海角(Land’s End)、巨人之路、巨石阵、罗西里海滩(Rhossili Beach)、约克郡谷地、爱丁堡、苏格兰高地、湖区、多佛尔海峡、魔力环岛(Magic Roundabout)等。

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1.7 范堡罗航展

范堡罗航空展,全称“范堡罗国际航空航天展览会”,其英文名称为Farnborough International Airshow,是全世界最顶级的航空航天盛会,每两年举办一次,航展的组织者为ADS UK(英国航空航天防务安全商业联合会)旗下范堡罗国际公司 Farnborough International Limited,展览会场范堡罗位于汉普郡。本人参观了2016年7月的航展,近距离观看了F-35的首次海外飞行表演和静态展示,参观了世界各主要国家航空航天、导弹防御、预警反导等领域的最新成果,收获很大。

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1.8 曼大的毕业典礼

同课题组的黄贤俊在曼大获得博士学位之际,有幸受邀参加了曼彻斯特大学的博士学位授予仪式,见识了英国大学的仪式感。

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1.9 国家物理实验室

英国国家物理实验室(NPL,National Physical Laboratory)创建于1900年,坐落在英国伦敦特丁顿的Bushy Park,它是英国国家测量基准研究中心,也是英国最大的应用物理研究组织。分6个部:即电气科学、材料应用、力学与光学计量、数值分析与计算机科学、量子计量、辐射科学与声学。作为高度工业化国家的计量中心,与全国工业、政府各部门、商业机构有着广泛的日常联系,对外则作为国家代表机构,与各国际组织、各国计量中心联系。它还对环境保护,例如噪声、电磁辐射、大气污染等方面向政府提供建议。在其2016年开放日,申请进行了参观,特别了解了其在5G、电磁兼容、微波技术等领域的研究进展。

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1.10 英超联赛

在拥有两只英超球队的利物浦市留学,即使作为非球迷,也去感受了一下足球气氛。每逢有球赛,对当地人来说,就是节日一样的喜悦。我提前一个月买票,都已经买不到利物浦队的球票了,最后去看了埃弗顿队跟南安普敦队的比赛,5万人球场,座无虚席。

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二、你是怎么干活的?

2.1 文献查阅和分析

广泛查阅本专业方向主要是天线理论与技术领域近年来的学术论文,归纳了主要研究热点,从微带天线、石墨烯天线、液晶天线、OAM (Orbital Angular Momentum)天线、人工电磁介质天线、多输入多输出天线、智能天线、可重构天线、射频识别和片上天线、巨型天线等方面进行了分类整理。

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2.2 研究动机和技术路线

从耐高温天线,到金属液化,到液体天线,进行思考和技术路线确定。

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2.3 液体天线

利用液体的柔性、可重构性、低成本(盐水、海水天线及纯净水介质天线等),设计和实现天线,主要瞄准非金属液体天线。先后设计了腔体可调谐天线、宽带液体螺旋天线、锥削液体螺旋天线等。研究过程中,发现液体天线的效率较低,经过十几天的思考,未能找到解决思路,考虑到时间有限,决定转向。

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2.4 拉链天线

在考虑液体天线用途时,想到了可以绕在胳膊上的装于软管中的盐水天线,进而想到可穿戴领域天线的更多实现方法。打算围绕人体做文章,人身上的金属结构,包括拉链、皮带扣、钮扣等,都有希望成为有效的辐射结构。经查阅文献数据库,皮带扣和钮扣天线已经有人发表论文。于是,我先后建立了人体衣服上的金属拉链天线模型,做了仿真计算,并进行了微波暗室测试。在此基础上,还研究了手提包拉链天线及其在人体中心网络中的应用。

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2.5 鞋带天线

鞋带本身虽然不导电,但我们可以把鞋带金属化,或者,仅仅用一根细金属导线,随同鞋带一起串系于鞋子上,其天然的对称振子形状,具有良好的辐射和接收潜能。根据这个思路,设计了鞋带天线并进行了实际测试,效果良好。

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2.6 手表表带天线

手表的金属表带,也是一个较大的导电结构,我研究了馈电位置、表带形状的等参数对辐射能力的影响。

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2.7 眼镜框天线

类似的,金属眼镜框也是一个很有潜力的天线胚子,研究了其辐射特性,分析了其跟人体的相互影响,购买人体模型,进行了实际测试。

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2.8 其他天线

除此之外,还关注了弹性天线、离子液体天线等。

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2.9 会议和讲座

先后参加了一系列学术会议和讲座,包括在捷克的应用电子学国际会议和在阿联酋的地中海微波会议等。

2.9.1 The 21st Applied Electronics

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2.9.2 The 16th Mediterranean Microwave Symposium

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2.9.3 IET in Glasgow

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2.9.4 Keysight in Manchester

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2.9.5 ANSYS in Liverpool

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2.9.6 IET in Liverpool

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2.9.7 Invited Talks in UoL

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三、你是怎么做到的?

在英国一年期间,撰写16篇论文(大多在审稿和修改中,SCI检索的期刊论文预计占到一半),申请7项专利,申请4项软件著作权登记,同时,完成自驾游23000公里,到访56所大学,访学期间的主要数据如表3.1所示。

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下图是在英国和爱尔兰自驾游的大致路线。

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要说有啥经验,以下几点建议供参考:

3.7.1 Keep on Thinking 持续思考

Try to think about your problem everywhere and everyday. 每时每刻无处不思考。

Ideas would emerge from time to time. 灵光乍现!

A continuous week is more efficient than a cracked month. 连续的一星期,胜过破碎的一个月。

Start your simulations immediately and keep it in mind. 立刻行动起来!

3.7.2 Keep on Writing 持续写作

无论中文英文,不管长篇短话,不挑文艺世俗,做到笔耕不辍,坚持每天有所产出,有助于让自己快速成文,加速论文撰写过程。专利申请书、项目论证报告撰写亦是如此。

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3.7.3 Keep on Working 持续工作

在英国访学期间的作息时间如表3.2所示。中间有个突变,主要是当时感觉时间过半,产出有限,心情急迫,再次更改闹钟。我要说明的是,这个作息是严格遵守的,特别是起床时间,不因为节假日或身体不舒服等原因而修改,不给自己偷懒的机会。很自然的,有人想到,那你去旅行时,起床那么早干啥?事实上,无论是在英国旅行,还是赴第三国开会,工作电脑都是带着的,天亮之前的那段时间,可以用于学术研究和论文撰写。甚至还有更自虐的,有时候我还会估算电磁仿真计算大概的结束时间,定额外的闹钟,半夜起来修改参数再继续睡觉。还有一个问题,午休睡多久?呵呵,都自虐到这个程度了,你猜?

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回首这一年,我总结了这么一句话:I’ve tried my best. No better would be done even if it could restart.我已尽了最大努力,即使时光可以重来,也无法做到更好。

那么,你没有遇到什么困难吗?——出师未捷眼先瞎,长使英雄泪满颊。每天长时间的连续工作,导致四五月份时有一段时间严重眼花,后来我每一个小时左右出来爬楼梯,把电气电子系和周围几座楼的每一个楼梯都爬了很多遍,既休息眼睛,也锻炼身体。

此外,留学期间的寂寞和挫折感,也是需要强大的心理调控能力来克服的,特别是研究工作受挫时,需要找到适合自己的宽慰方法,从我的年度业绩盘点,大家可以相信,成功就在不远处。

说实话,因为临行前单位里待处理的事情太多,还没来得及提前思考后面的事情。当时在北京首都国际机场等待登机时,我完全不知道去了英国要开展哪方面的研究,更加不知道自己能写出什么样的论文,能不能在回国时有个坦然的心态,当时心里颇为忐忑。好在,全身心的投入,终将换来与之相匹配的回报。

最后一句话与大家共勉:且以洪荒博明日,愿无岁月可回头!

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