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校友年度人物 丨 擦亮国防的“千里眼”!他是雷达信号处理领域专家!

2021-01-20 校友工作处 点击:[]

校友档案

刘宏伟,西安电子科技大学教授,博士生导师,信息与通信工程学部主任,信息感知集成攻关研究院院长,雷达信号处理国家级重点验室主任。1988年一1992年,本科就读于我校电子工程系无线电技术专业。长期从事雷达信号处理领域的科研和教学工作,研究方向为雷达目标识别、认知探测、协同探测及新体制雷达,有多项成果转化应用,为我国雷达装备技术进步和性能提升做出贡献。发表SCI论文150余篇,授权发明专利60余项,获国家技术发明二等奖1项(排名第1),国家科技进步一等奖1项(排名第6)以及部级科技奖5项。国家杰出青年科学基金获得者(2015年),教育部长江学者特聘教授(2016年),入选国家百千万人才工程,获国家创新人才推进计划中青年科技创新领军人才及国家有突出贡献中青年专家称号,享受国务院政府特殊津贴专家,陕西省三秦学者特聘教授。现任国务院学位委员会学科评议组成员、科技部重点领域科技创新团队负责人及国家“111“引智基地主任。

2016年农历大年初三,当全国都沉浸在节日的喜庆氛围时,有疑似为美国F-22隐形战机的不明目标,突然出现在了我国东海防空识别区附近。我国研制的世界首个反隐身米波雷达第一时间确认目标,战机紧急升空应对,保卫了海空安宁。雷达从诞生之日起就担当起穿云破雾的千里眼角色,在国防科技领域发挥着重要作用。这一次,让先进的隐形战机无处遁形,新体制雷达技术起到了关键作用,而这项擦亮千里眼的技术,正是刘宏伟和团队多年研究的重要成果。

跛行千里

2002年底,在美国深造的刘宏伟放弃了国外优厚的待遇,回到之前任教的西安电子科技大学(以下简称西电)雷达信号处理国家级重点实验室。终于回到了熟悉的环境,终于见到了尚未谋面的女儿,刘宏伟感受到了久违的家的温暖。彼时,中国正在大踏步的向前走,刘宏伟也蓄势待发,准备在他熟悉的信号处理方向上大展身手。

2003年春节后,实验室创建者、学术委员会主任、同为大工校友的保铮院士找到刘宏伟,希望他牵头开展雷达目标识别技术的研究。

雷达目标识别技术是我国雷达装备研制中长期面临的瓶颈技术。在DARPA(美国国防高级研究计划局)1997年提交给国防部的一份报告中指出,雷达目标识别技术是一项具有极高应用价值的技术,需要长期重点研究,他们也用“to-hard-to-do”来形容雷达目标识别研究难度。我国曾在上世纪90年代和本世纪初组织过系统攻关,均未取得显著进展,其挑战性不言而喻。

刘宏伟思考了整整一天。我之前主要从事雷达信号处理的研究工作,对雷达目标识别的认识只有皮毛。这个任务对我来说,绝对是块硬骨头。刘宏伟说,但是,解决难题是科研人员的职责。我回来就是为了服务国家的,既然国家有需要,这个事就有价值,那我就干!

三个博士生,一个20几平米的实验室和几台电脑,这是刘宏伟团队的所有配置。由于前期国内两轮攻关进展受挫,使目标识别技术的研究处于低潮期,科研经费申请困难,科研数据也非常有限,甚至大多数研究生都不愿意选择这一研究方向。刘宏伟此时接过项目,实验室同事大多都不看好。

开弓没有回头箭,既然做了选择,那就勇往无前。别人的看法改变不了刘宏伟对这个项目的坚定。他很快沉下心来,进入到忘我的科研状态中。

雷达目标识别是一个交叉方向,除了传统的雷达系统、信号处理之外,还涉及到机器学习和模式识别等相关知识。刘宏伟带领团队从最基本的模式识别理论学起,反复研究相关学科的最新理论和成果;每周,他都要和团队开上几次会,细致讨论和交流学习进展。在那个智能手机还没盛行的年代,他的手边总会带着笔和本,利用各种碎片时间去计算和推演。

对于科研工作中,刘宏伟自认为有点强迫症,遇到没解决的问题,他会钻得更深,刨地三尺发现症结所在,也会坐得更稳,把熬夜加班变成常态。前两三年,他几乎都在教研室里,经常忙到忘记吃饭,一个月能休息2天都是种幸福。就这样,刘宏伟带领团队完成了理论研究和算法设计,雷达目标识别技术在实验室中取得了理论性的突破。但这并不是终点。

九转功成

实验室学术委员会主任保铮院士经常强调,做研究要顶天立地,既要有理论突破,又要能够解决实际问题。保铮院士的治学思想深深影响着刘宏伟。搞科研不是做纸上的应用题,能在实际应用中产生积极影响的成果才是有价值的。从技术理论方法到实际应用,是不断试验、不断改进的长期过程。想要在复杂多变的环境条件下,将理论性成果实用化,科研人员往往需要付出更多的精力。

理论和实际的结合会衍生出不同的新问题。刘宏伟的第一次外场试验便经历了百转千回。实际的系统环境、有限的系统资源和复杂的目标信号都和理论模型有较大不同,刚一开始调试就遇到了问题。要从成千上万行的程序代码中找到问题的症结,无疑是个大工程。为了抢时间,刘宏伟带领团队不分昼夜的调试,发现一个问题解决一个问题,经过近一周的调试,终于实现了预期的效果。

一个实验尚且如此,一个型号设备的成功应用,更要经历十几轮的试验,耗时几个月,确实挺累心的。但刘宏伟从未松懈,他带着团队认真对待每一次调试、数据处理、再调试、再改进,保证在各类雷达上的精准应用。

除了累心,刘宏伟还要身体力行到条件艰苦的实验场所开展工程应用实验。在相当长的时间里,为了兼顾学校的行政、教学工作,以及实验进度,刘宏伟变成了空中飞人,一周出差两三次都是家常便饭。虽然有些工作可以让年轻同志或者学生代劳,但是重要实验他还是不放心。自己实验得出的数据还是安心一些。辛苦一些也是值得的。刘宏伟说。

功到自然成。经过12年的潜心钻研,刘宏伟带领团队成功发明了目标分类新方法,第一次将目标分类方法应用到了型号雷达系统中,解决了目标分类重大技术难题,为提升我国现有装备的信息获取能力做出了突出的贡献,并因此获得了2015年国家技术发明二等奖。

服务国防建设是我们义不容辞的责任。现在,这项技术已经成为我军雷达装备的标配。从此,雷达识别出的目标不再是一个点,而是确切的目标种类,甚至更详细的信息。我们国家的雷达再也不会辨不明刘宏伟骄傲地说。他用12年的坚守,诠释了科研报国的初心。

春风化雨

1988年,河南小伙刘宏伟以省专业第一的成绩,考入大工电子工程系无线电技术专业。在大工,有精彩严肃的课堂,有感情深厚的同学,有丰富多彩的活动……时至今日,刘宏伟仍怀念那段充实而温暖的求学时光。而大工扎实的学风和认真负责的老师,更是对他产生了深远的影响。

我很幸运,一路上遇到很多优秀的老师,大工的邵春亮老师、郭成安老师、宋玉洁老师,还有从大工来到西电的保铮老师……他们先进的科研思想和严谨的态度,对我帮助很大。多年以后,当刘宏伟站上讲台时,老师们的谆谆教导时常萦绕耳畔。勤奋教学,热心育人,他希望通过自己的力量,为国家培育更多的优秀科技人才。

刘宏伟身为雷达信号处理领域专家,承担着本硕两门必修课的教学任务。因为身兼多职,他经常受邀参加一些项目评审、学术交流活动。刘宏伟给自己订下一条规矩:为保证教学质量,只要是和上课时间冲突的活动,一概婉拒。为此,他出差常常选择红眼航班,赶上飞机晚点,凌晨23点钟回家也是常有的。但是,学生们从未见过刘老师迟到,他的讲解总是那么生动精彩。

课堂外,刘宏伟也不忘给孩子们加加餐。为了拓宽学生学术视野,他特意建立了师生微信群。作为大家长,他经常在群里推送学习材料和学术论文,还时常分享正能量文章,鼓励大家努力学习迎难而上。对于学生提出的疑惑,无论是学习中的困难、专业方向的选择、竞赛方案的设计,还是考研出国、人生的困惑等,刘宏伟总是抽出专门的时间,悉心解答。即使牺牲休息时间,也毫无怨言。

35岁时,刘宏伟出任雷达信号处理国家级重点实验室主任,成为了国防科工委下属国家级重点实验室中,最年轻的主任。从被动地接受任务、只需做好自己的,到需要带领更多人共同发展的,刘宏伟变得更主动了。除了做好实验室的管理工作,刘宏伟把大量精力投入到人才队伍的建设上,尤其注重对青年教师的传、帮、带。他和年轻教师交流时经常强调,首先要高度重视基础理论研究,基础不牢,地动山摇,基础根基深厚,创新才有高度。其次,要瞄准国家重大需求,能够解决重大问题。

只要是创新的方向,不管多难,多小众,刘宏伟都大力支持。实验室的教师提出要做里德堡原子接收机的研究,这是个相对冷门的方向,投入多,难度大,实验室其他老师都持怀疑态度,但刘宏伟力排众议,立即给予场地和经费的支持。他说:这个方向虽然和信号处理研究方向相差较大,但一旦突破,不仅对于原子物理的基础研究和应用开发有着深远的意义,对雷达技术进步也会产生重大影响,这是个好方向,当然要支持!刘宏伟坚信,一树百获,雷达事业未来可期。

最近,刘宏伟又多了一个身份——信息感知集成攻关研究院院长。这是教育部为解决当前高校科技创新存在组织模式小、散、虚和创新链条不完整的弊端,而设立的集成攻关大平台。目前,全国范围内只有11个,而西电作为唯一的211高校,凭借其在雷达技术领域的领先实力,申请到了该平台。

新身份对刘宏伟来说是更大的责任:科研没有休止符,国家建设对雷达技术还有很多重大需求。新平台为我们带来更大的科研进步空间,希望未来,我们能为军民建设做出更大的贡献!


内容来源:《校友通讯》2020秋季刊

文字作者:孙晨

编辑排版:孙镜茹

责任编辑:王子悦 俞洲


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