西南交通大學理學院

理學院下設電子科學與技術系、物理系、電子工程系、物理實驗中心、電磁場與微波技術研究所、光電工程研究所、高温高壓所、高功率微波實驗室等八個單位。學院現有教職工92人。其中院士1人、國家“863”計劃專題組專家1人，博士生導師7人，教授（含正高職）22人。幾年來，從國外引進高水平學術帶頭人、博士9人，引進及接納博士、碩士研究生進入我院工作34人。環境如圖1所示

在教學方面，現有省級精品課程2個（大學物理、電磁場與微波技術），校級精品課程1個（大學實驗物理），兩個重點基地建設（物理基礎課建設基地、創新教育基地電子設計物理分基地），國家級教學名師1人（徐行可教授），出版教材13部，教學教改省部級成果4項，全國性評比成果2項，校級成果獎2項。大學物理獲省優秀教學成果二等獎，獲校級優秀教學成果一等獎，高等教育出版社出版的《電磁場與電磁波》2005年獲得校優秀教材特等獎；《大學物理》和《物理學概論》均獲得校優秀教材一等獎。

科研方面同樣成果突出，“十五”期間課題總經費近1800萬元，完成和正在研發的國家級科研項目25項、省部級項目25項、橫向項目9項、校基金項目30多項，（其中有：國家自然科學基金重大項目、國家自然科學基金重大國際合作項目、國家自然科學基金重點項目、國家863高科技項目、教育部博士點專項基金項目多項），科技論文三大檢索情況統計排名在全校名列前茅。授權發明專利1項，實用新型專利2項，申請發明專利共10項，居全校第6位。獲四川省科技進步特等獎1項，四川省科技進步一等獎1項，其它獎勵及鑑定成果14項。應用項目研究特別是結合鐵路大提速和高速鐵路建設上，取得豐碩成果，創出了交大光電的品牌，產品覆蓋全部電氣化鐵路。

實驗室建設也取得了長足發展，電磁場與微波技術實驗室成為四川省高校重點實驗室；高温高壓物理實驗室投入建設經費580萬元，主要高壓加載設備已經投入正常運行，實驗室的一級炮、二級炮和兩台新興壓機等大型設備技術先進；高功率微波實驗室投入建設經費約1000萬元，目前主體建設已經完成，學校將以此為依託，組建多院系合作形成的“國防科學研究系列”；物理實驗中心，正在作為省級示範中心申報國家級教學實驗示範中心，近幾年通過學校“323工程”建設，物理實驗中心固定資產已增加到600多萬元，實驗室面積增加到3600平方米，形成了具有先進的實驗教學體系、較高水平的專職教師隊伍和配套的硬件設施，具有明顯示範輻射作用的物理實驗教學中心。具有基礎實驗、綜合性實驗、設計性實驗、個性化和創新實驗，物理實驗中心建立了中心網絡資源平台，包括開放式實驗課網絡選課系統、網絡教學評價系統、多媒體課件和實驗室設備及信息管理系統。在2005年申報國家級教學實驗示範中心工作中取得了較好名次，得到教育部專家組的高度評價。

學科建設呈現出良好的發展態勢，參加國際學術會議60多人次，參加國內學術會議多次；參加高校、科研院所、機構學術交流及合作研討80餘人次；邀請美國、德國、日本、香港等國外（地）專家、學者到本校進行學術交流10多人次，邀請國內專家、學者到本校交流及訪問60餘次；出國訪問和學習10多人次；多次送研究生出國參加國際合作科研、與國外專家聯合培養博士生。我院有多人在有關學術機構中任職，還有《高壓物理學報》主編1人、編委1人，《電波科學學報》編委1人，《光電工程》編委1人；中國物理學會高壓物理專業委員會主任1人、委員1人，中國電子學會天線分委會委員1人，還有人擔任中外科技期刊的審稿人。四川省學術和技術帶頭人後備人選、四川省有突出貢獻的優秀專家1人。另有多人成為國家自然科學基金委同行評審專家，或者是博士點基金、中國高校自然科學獎、《中文核心期刊要目總覽》、《國外科學技術核心期刊總覽》等的評審專家。

理學院具有本科、碩士研究生、博士研究生三個層次的教育體系：設有電子科學與技術、電子信息科學與技術2個本科的工科專業；擁有光學工程、物理電子學、理論物理、凝聚態物理、電磁場與微波技術5個碩士學位授權點；電磁場與微波技術一級學科博士學位授權點。電磁場與微波技術專業被批准成為高校教師在職攻讀碩士學位的學位點，“電磁場與微波技術”學科已成為鐵道部和四川省的雙重點學科。目前各類在校學生820多人。

電磁場與微波技術研究所的前身是天線與微波實驗室，是任朗教授於 1981年創立的，並於同年獲得電磁場與微波技術 碩士學位授予權 。1988年正式成立西南交通大學電磁場與微波技術研究所，於2000年獲得電磁場與微波技術 博士學位授予權 。電磁所歷任所長有：任朗教授、張善謀教授、盛克敏教授、楊儒貴教授、廖成教授。電磁場與微波技術學科是四川省和鐵道部的重點學科,其 主要研究方向包括 天線理論與技術、計算電磁學、微波探測與遙感 、 電磁散射和逆散射、高功率微波 、衞星通信與定位技術 等 。 自本所成立以來，共培養碩士研究生三十多人、博士研究生二十餘人、博士後研究人員四人；支持完成各類科研項目三十餘項，其中一項獲四川省科技進步一等獎，一項獲鐵道部科技進步一等獎，一項獲四川省重大科技成果獎，一項被國家自然科學基金委評為特有項目，一項被四川省教委鑑定為具有“國際先進水平”；支持發表科學學術論文 200餘篇，其中半數左右被國際三大權威檢索機構收錄。先後承擔國家自然科學重點基金項目3項、國家自然基金面上項目8項、863項目及子課題3項、國防科工委重點基金項目3項。

電磁場與微波技術實驗室是建立在電磁所的基礎之上的。現已發展成為擁有由高、中級職稱科研人員組成的高水平的試驗測試、管理隊伍；擁有從微波到毫米波各頻段信號源、相控天線陣、 HP網絡分析儀、微波暗室、GPS接收機、探地雷達、高功率微波源等800餘萬元的精密儀器和設備。實驗室面積150平方米，具備了完成各類天線的方向圖測試、阻抗測試、衞星電視信號、微波器件各參數測試、時域測試、高功率微波測試等天線和微波研究方向的測試能力；可以完成地質探測、電磁散射和逆散射、GPS信號、電磁兼容、光纖器件等的一般性測試。電磁場與微波技術實驗室主要負責碩士研究生、博士研究生、博士後研究人員培養過程中的試驗工作，支持電磁場與微波技術研究所的日常科技任務，滿足本校其它單位的合作試驗要求。

今後電磁場與微波技術學科點將在主要研究方向天線理論與技術 、計算電磁學上 保持國內領先的地位，爭取達到國 際先進水平。在微波探測與遙感、電磁散射和逆散射、高功率微波、微波器件及微波電路 CAD、衞星通信與定位技術等研究方向上形成強有力的基 礎研究。為保證學科的穩定持續發展，將辦好 “電子信息科學與技術” 本科專業 。力爭進一步提高基礎研究、應用基礎研究及試驗工作的能力， 把握國際研究前沿脈搏、不斷創新進取，發展成為培養國內一流水平人才的重要基地。

Ⅱ -1-1 研究方向之一

研究方向名稱： 天線理論與技術

從 事 本研究方向的 人 員

主要學術帶頭人及學術骨幹姓名

高職人員數

中職人員數

陳 偉

楊儒貴

劉運林

任 朗

7

2

天線是所有無線電通信和探測系統中必不可少的重要組成部分。從世紀初的單一點對點無線通信到世紀末覆蓋全球的 GPS衞星通信系統，天線技術無疑承擔了最基本、最前端的角色。如今，天線結合微波技術的各種產品比比皆是，其影響小到人們的日常生活，大到國家的安全保障, 其重要性是不言而喻的。我們在天線理論與技術方面具有較雄厚的研究實力，本研究方向在國際天線學界著名專家任朗教授數十年的辛勤耕耘下，已經培養博士生27人、博士後4人，現已發展成為研究梯隊完備、研究成果豐碩、試驗設備齊全的一個充滿活力的研究方向，其學術地位處於國內領先行列。

本方向的研究內容和特色包括 :（1）天線理論和天線分析方法。密切跟蹤國際天線學界的最新研究動態和最新研究成果，不斷髮展和完善天線理論和天線分析方法，持續發表高水平學術論文，受到國內外學術界的廣泛關注。(2)波導縫隙相控陣天線。波導窄邊縫隙平板相控陣天線由於其結構緊湊、易於控制、且採用了相控技術，從而可以快速捕捉通信衞星信號，在此基礎上完成的自動跟蹤同步通信衞星電視接收系統已可成功地用於火車、汽車等移動物體上，達到了國內首創、國際領先的水平。（3）天線和天線陣的優化理論。內容包括彎曲振子、寬帶曲面振子、彎曲縫隙天線的優化以及彎曲線振子單元和變曲線陣雙重優化的研究。(4)介質諧振天線與天線集成化的研究。在毫米波頻段，微波集成化的發展已有可能將天線、源、微波器件以及智能系統集成於單個的晶片上，從而形成單片集成智能化通信系統。因而不含金屬的介質諧振天線成為集成化的首要天線形式。這也是本研究方向的主要特色之一。(5)微帶天線的研究。包括對堆疊式微帶天線及其背腔式微帶天線的研究，完善和發展了微帶天線的分析方法，近年來已引起了國際學術界的充分重視。

迄今為止，我們已在以上幾個方向取得了一些成果。其中，在最優化理論與技術研究方向 ,我們已在低副瓣最佳形彎曲天線陣的優化方面取得一些成果，與其相關的國家自然科學基金項目、中德國際合作項目均已順利完成，同行專家在鑑定中認為這些成果已達到了國際先進水平。

目前，國家自然科學基金“九五”重點項目“自動跟蹤同步通信衞星的平板式相控天線陣”已經完成。我們研究的主要問題之一是：在我國的任何位置的移動狀態下，系統都能夠自動跟蹤接收同步通信衞星的信號，輻射方向圖中不出現柵瓣，波束保持穩定。該項目的高質量完成不但可以進一步提高本研究方向的學術水平和學術地位，而且可以迅速實現從科研成果到高科技產品的轉化，直接在國民經濟建設和國防裝備建設方面發揮作用。

Ⅱ -1-3 研究方向之三

研究方向名稱： 計算電磁學

從 事 本研究方向的 人 員

主要學術帶頭人及學術骨幹姓名

高職人員數

中職人員數

廖 成

朱賢陽

馮全源

易大方

6

3

本研究方向是現代電磁學中發展最快、最充滿活力的一個領域，現今已成為電磁場與微波技術學科的一個重要分支。隨着現代電磁場工程應用中所涉及的問題越來越複雜、電尺寸越來越大，計算電磁學的作用也越來越顯著，其具體應用涵蓋了工程電磁問題的眾多領域，比如電磁隱身與反隱身 、微帶天線分析、微波電路設計 、人體電磁劑量學 、微波天線設計 、微波遙感 等等，其軍事、經濟應用前景相當廣闊。我們的主要研究內容包括以下幾個方面： (1) 流體力學領域的 Thompson 變換在電磁計算問題中的應用，研究在貼體座標系精確匹配下實際複雜電磁問題的數值解。 (2) 關係到隱身與反隱身技術的複雜目標雷達散射截面實時計算的方法研究，不但為目標設計人員提供一種十分有用、方便的分析工具，而且為達到對目標的實時探測和實時反應的目的打下基礎。 (3) 瞬態電磁響應的時域研究。 (4) 手徵類複合媒質與電磁信號的相互作用的研究。

我們所採用的數值方法不但涵蓋了時域有限差分法、有限元法、矩量法這三大主流方法，而且引入和發展了其它領域、其它學科的新思想、新方法，進行了交叉學科研究，比如，微分變換、分維分形理論、遺傳算法、神經網絡、小波變換、玻恩方法等等。在本方向的各項科研工作中 , 已逐步形成了自己的特色。如分形幾何在電磁場中的應用以及複雜目標雷達散射截面的實時算法的研究均起步較早 , 在國內處於領先地位。分形幾何在電磁場中的應用很有前途，因為用整數維座標系求解麥氏方程或波動方程的嚴格解受到極大的限制，而應用分形幾何有可能使許多實際電磁問題得到嚴格解，大大擴大可能解決問題的範圍。在複雜目標雷達散射截面的實時計算方面 , 目前我們一方面可以利用 T － FDTD 方法解決複雜結構目標的電磁散射特性問題，為電磁隱身與反隱身材料及其幾何形狀的設計提供理論依據；另一方面可利用性能優越的 SBR 技術，解決遮擋因子判斷時間的縮短、散射場計算公式的簡化、爬行波的確定等一系列問題，使實時計算成為可能。

隱身與反隱身技術在國防科研工作中佔有非常重要的地位，從某種意義上説它反映了一個國家計算設備和計算手段的水平。在此方面，我們主要研究面已經或即將涉及幾個問題： (i) 用高效數值方法分析目標外形和材質對雷達散射截面分佈的影響。 (ii) 應用基因算法優化分層吸收介質的分佈，以得到最佳隱身效果。 (iii) 應用混合數值算法對沖激雷達與反隱身的相關問題進行研究。

脈衝電磁場的產生、散射、拾取、屏蔽和模擬等技術提出了大量的理論和計算問題。如飛機、導彈等的目標特性問題、電磁探測技術的目標散射特性問題、小孔耦合問題等。為了解決這些問題，我們將入射波和各次反射波在時間上分開，提出了按時間順序‘分序求解'的方法以解決上述問題。使用這一方法的優點一是可以提高計算精度，二是可使問題得以簡化，易於求解。該方法的提出在國內外同行中產生了很大的影響。同時，窄脈衝問題實際上是和納秒技術相對應的，它在超大規模集成電路的設計、封裝等方面起着相當重要的作用。

西南交通大學始建於1896年，是我國曆史最悠久的高等學府之一，具有雄厚的歷史積澱。學校歷來重視基礎課教學，形成了“嚴謹治學，嚴格要求”的優良傳統。

“大學物理”課程是我校理、工、管、文科各專業的重要基礎課，是我校首批鐵道部重點課程、校一類課程之一，也是我校首批建設的精品課程之一，2004年被評為四川省精品課程。該課程教學改革歷程大致可分為三個階段：

第一階段的主要改革思路是：立足於素質教育，開展“全方位”的物理教學活動。盡力擴展物理對學生的影響力度，在此期間，大學物理被評為鐵道部優秀課程和校級一類課程，在四川省大學物理統測中也取得優秀成績，受到表彰和鼓勵。

第二階段的主要特點是：通過主持、參加各級教改項目、結合我校的實際進行了物理課程“面向21世紀教學內容和課程體系改革”，此期間所編寫並出版的“物理學概論”是我國最早起步的改革教材之一，1998年獲得教育部科技進步二等獎。該課程的教學改革成果“面向二十一世紀，系統改革工科物理課程”，1997年9月獲四川省優秀教學成果一等獎。

第三階段是：在教學內容和課程體系改革的基礎之上，在教學實踐中還進行了配套改革，包括教學方法和手段的改革，考試方法的改革，學生綜合考核的改革。廣泛開展了以多媒體技術、網絡技術為依託的現代教學手段的研究，研製開發的CAI課件、電子教案、網絡學習系統多次獲得全國計算機多媒體與網絡物理教學成果一等獎。課程網站內容豐富、圖文並茂，為學生個性化自主學習和教師開展多媒體教學搭建了一個方便的教學平台，實現了資源共享。依託各級別教改項目，建立了合理的、分層次的課程教學體系，實現了多層次、多元化的教學模式，取得了標誌性成果：獲得省部級以上教學成果一等獎2項，二等獎1項，三等獎3項，全國性評比一等獎2項，校級教學成果獎多項。編寫出版教材13部，建立了完善配套的立體化教材體系。

總之，我校大學物理課程發展的主要特點是：教育教學改革貫穿始終，起步早、起點高、力度大，注重提高學生科學素質的實效。由於我校“大學物理”課程是在國家教育部工科物理課程指導委員會指導下，與積極參加改革的兄弟院校同行互動中進行的，因此能夠不斷地學習新思想，不斷地取得新經驗，也能夠不斷地做出自己的新貢獻。

1. 教材使用與建設

多年來，在主持完成各級教學改革項目過程中，主編、參編教材13部，自編講義多種，已經形成了立體化、多層次、主幹、輔助和選修相配套的系列教材體系。

(1) 自編主幹教材

主編教材《大學物理教程》 (含電子教案教學版、學生版)上、下冊，徐行可、張 曉、張慶福主編，2005年2月西南交通大學出版社出版。

該教材的前身《物理學概論》獲得1998年教育部頒發的科技進步二等獎。

主編國家“十一五”規劃教材《大學物理》上、下冊，王 莉、王祖源、徐行可、張慶福主編，2007年1月，機械工業出版社出版。

（2）雙語教學選用教材

《University Physics》英文版上、下冊，Ronald Reese 主編，2003年1月機械工業出版社出版。用於我校土木、機械、電子、計算機和運輸5個專業茅以升班和詹天佑班雙語教學。該教材由清華大學張三慧教授推薦。

（3）自編、參編教學參考書與配套輔助教材

主編《大學物理教與學參考》，張 曉、王 莉、吳 平、徐行可、張慶福主編，2006年2月西南交通大學出版社出版。

主編《大學物理學習指導與解題指南》，王 莉、張 曉、徐行可、張慶福主編，2005年4月機械工業出版社出版。

聯合主編教材《現代技術中的物理學》，朱榮華、王 莉主編，2003年7月高等教育出版社出版，國家“十五”規劃教材。

主編教材《物理學概論習題、思考題解答》，黃瑞霖、徐行可主編，2002年1月西南交通大學出版社出版。

主編教材《物理思維訓練題集》，彭海東、王 莉主編，2002年2月西南交通大學出版社出版。用作各層次本科專業的教學輔助教材。

參編教材《新編大學物理》，2000年2月鐵道出版社出版，主要用於教學參考。

參編教材《基礎物理學》第I卷，朱榮華主編，2000年6月高等教育出版社出版。

（4）選修課教材

主編教材《現代物理知識》，徐行可、榮 健主編，1999年12月西南交通大學出版社出版。用於我校2學時的公共任選課。該教材2000年4月獲得鐵道部優秀教材三等獎。

主編教材《人文物理》，謝 東、王祖源主編，2006年7月清華大學出版社出版。

2. 教學資源庫

（1）大學物理課程網站提供了豐富的擴充性學習資料

（2）網絡教學環境

學生可以利用網絡課程網站，進行課外自主學習以及物理知識拓展。

課程網站內容與功能一覽表

主要欄目 主要內容 主要功能

課程介紹 課程簡介、教材介紹、教學大綱、教學日曆、教學方法、考核方法、師資介紹 幫助學生了解有關課程的相關信息

課程學習輔導 電子教材、電子教案、學習指導、作業解答、思考題解答、參考文獻

為學生提供自主學習平台

網上課堂 名師課程授課錄像、網上測試、專題講座、大師講座 學生自學、複習、自我檢測

雙語課程教學 課程簡介、教學大綱、教學日曆、教材介紹、電子教案、習題參考解答、研究式學習習作、閲讀材料、參考書目、你知道嗎 為學生提供雙語學習平台

創新實踐 研究式教學、學生習作、物理現象觀察與分析、物理競賽、科研訓練計劃、電子設計大賽 為學生提供課外學習交流平台，激發創新與競爭向上的意識

物理欣賞 視頻博覽、課外選讀、圖片解説、物理學家看世界、諾貝爾物理學獎 為學生提供豐富、多樣的課外學習資料，提高學習物理學的興趣、拓展視野

教師工作室 課堂教學插圖、插播課件、校外電子教案選登 為教師提供教學素材、教案參考等

師生交流 物理問題討論、答疑 以BBS形式提供師生之間、學生之間交流的平台

（3）資源共享

根據教學錄像片剪輯製作、收集整理了100餘個視頻插播片和各種軟件製作的教學演示動畫、自行拍攝製作了50個演示實驗視頻課件、收集了視頻錄像46部，這些資料可供學生學習，也可供教師教學取材，均有效運用在教學過程中。此外，我們還收集了圖片、圖文小資料近1000幅。

視頻插播片和演示動畫 名師課堂全程錄像 視頻錄像片 演示實驗視頻課件 教學相關圖片資料 大師講座

107個 1部 46部 50個 967幅 5個

3. 大學物理演示實驗

98年以來學校對大學物理演示實驗室投資約100萬元，演示實驗室面積達400平方米，能完成力學、分子熱力學、靜電學、電磁學、振動與波動、光學、近代等各部分的演示實驗180餘個。為學生提供演示實驗介紹，配有演示實驗指導書，全面開放演示實驗室。

大學物理演示實驗情況一覽表

學校投資 實驗室面積 演示實驗數目 實驗室功能 教學方式 用於課堂演示的自制和收集整理演示實驗視頻課件

100萬元 400平方米 180餘個 輔助教學、學生自主學習 全面開放 約140個

西南交通大學光電工程研究所簡介

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時間： 2008-6-15 19:54:10 點擊數：3237

在十餘年科研、教學工作的基礎上，2001年6月，西南交通大學光電工程研究所正式成立。

西南交通大學光電工程研究所擁有以教授、高級工程師及一批年富力強的青年骨幹教師和研發人員為主體的科研和管理隊伍，承擔着科學研究、本科及研究生教學、項目開發和應用等工作，經過十多年的發展，在鐵路系統安全檢測領域享有廣泛的盛譽。光電工程研究所以光電傳感檢測和信息處理技術為主要研究方向，先後承擔和完成國家級項目1項、鐵道部科技發展計劃項目十餘項，各鐵路局合作項目百餘項。通過採用現代傳感、圖像處理、自動控制以及光機電一體化技術，先後開發出十多個切合鐵路運輸安全需要的裝置和設備，多次獲得鐵道部鐵道部科技進步獎、四川省和成都市的科技進步獎，取得發明專利和實用新型專利共7項，在國內外期刊上發表論文100餘篇，其中核心期刊80餘篇，三大檢索檢索30餘篇。

光電工程研究所在光學工程和物理電子學兩個專業上招收研究生，現已培養碩士研究生50餘人，研究方向涵蓋光電檢測與信息處理、光電信息與圖像處理技術以及光電子技術與光電子學等。在研究生培養過程中，以培養具有創新精神、知識與能力並重的複合型人才為目標，不僅為學生提供良好的科研環境和實驗條件，並鼓勵學生參與教學實踐和社會實踐活動，前往主導科技有限責任公司及鐵路現場安裝實習，培養研究生的敬業、團隊精神和科研實踐能力。

多年來，光電工程研究所和主導科技有限責任公司之間建立了相互依託，相互促進，共同發展的魚水關係。光電所的研究生隊伍承擔了主導科技有限責任公司開發項目的立項技術調研、草擬技術方案等前期工作，也是公司研發隊伍發展壯大的重要後備力量。主導科技有限責任公司為光電所的研究生提供良好的實驗條件和實習機會，使研究生增長了實戰經驗，提高了分析問題和解決問題的能力，培養了科學實驗素質和創新意識，為他們走向工作崗位和進行科學研究打下堅實的基礎。

“千教萬教，教人求真，千學萬學，學做真人”，研究所更着重學生道德品質的培養，“待人真誠，辦事嚴謹，責任心強。能吃苦，具備專業知識，善於協作。踏踏實實，盡心盡力做好每一項工作，做好每一件小事。”這是光電工程研究所對自己、對學生為人、做事的基本要求。