密苏里科技大学EMC实验室项目实习周记（第1周）

1 公共篇

今年7月到10月，我们一行六人参加由启明学院和电信系共同组织的海外项目实习，实习单位是美国密苏里科技大学的EMC（电磁兼容）实验室，该实验室在全美同类实验室中排名第一。我们会把实习期间的所见所得，总结成每周一期的实习周记。下面是我们六位实习成员在EMC实验室的合影。

图？SEQ图\* ARABIC1实习组成员在EMC实验室合影

（左起：杨帆、赵碧瑶、孙经东、徐冰洁、吴纯宇、贺嘉贻）

在实习周记的公共篇，我们会以单个主题为单元，依次介绍学校、实验室、罗拉生活、美国的节日习俗等。本期周记的公共部分主要介绍这次实习的接待学校——密苏里科技大学。

密苏里科技大学（Missouri University of Science and Technology，简称MST）成立于1870年，坐落于密苏里州的小镇罗拉，原名密苏里大学罗拉分校，是密苏里大学体系的一员。学校不大，总共大概有4900本科生，1400研究生。密苏里科技大学最强的专业应该是采矿工程，全美数一数二，而这所学校也很以采矿为荣，连学校的无线网密码包含miner（矿工）这一单词，学校内的部分学生宿舍也叫Miner Inn（矿工的小酒吧）。另外，密苏里科技大学的航空航天、材料、机械、通信工程等专业都很不错。

学校的主题色是绿，包括学校的官方文化衫（当然很多颜色可选，但默认是各种绿）、文化椅、校徽校旗、学校官网等的主题色全部是绿色。校园内绿化也很好，所以算是相得益彰。图2是密苏里科技大学的官方主页，可以看到主题绿，学校的校徽，无处不在的Miner。

图？SEQ图\* ARABIC2密苏里科技大学官网主页

跟美国大部分学校一样，密苏里科技大学在一个小镇上，而且没有围墙，所以校园跟小镇的界限很不明显，整个学校自然而然成为罗拉的一部分。跟罗拉的风格类似地，学校的建筑物都不高，稍微高一点的Department（学院）一般在坡底，这样在外面看也不是很高，以至于五层的学生宿舍被学长戏称为“罗拉最高建筑”。然而，密苏里科技大学的建筑有种古色古香的感觉，从下面我们拍摄的图片中就能一探究竟。

图？SEQ图\* ARABIC3密苏里科技大学校园（一）

这种建筑风格跟学校的整体气质很相近，其实也可以用咱们华中科技大学李校长的的四个字来概括，那就是“低调奋进”。在罗拉这个安静的小镇，密苏里科技大学低调而又奋力地发展，毕业生的就业率和起薪在美国中西部第一，全美前25。

图？SEQ图\* ARABIC4核工程的主楼

“Engineering（工程）”是密苏里科技大学绝对的中心，学校遵循比较传统的美国教育理念，作业和考试比较多，学生的课业负担和压力比较大，但是，学校也有包括人文科学，社会科学，艺术以及商业等丰富全面的专业，以及视听中心、计算机中心、健身运动馆等。给学生提供休息放松的去处和自由发展的空间。

图？SEQ图\* ARABIC5EE主楼和CURTIS LAWS WILSON图书馆

2 个人篇

2.1 孙经东（启明学院10级数理提高班）

我和徐冰洁同学因为签证问题，在7月17日周三才抵达罗拉，在实验室学长的帮助下，完成的住宿安顿和手续办理。经过短时间的时差调整，现在已经基本适应了美国时间和罗拉的气候，在今天已经可以正式开始在EMC实验室工作了。

现在简单总结一下上半周刚到罗拉的一些基本情况。

（一） 注册与报道

我们是作为Student Intern（实习生）的身份去密苏里科技大学的EMC实验室实习的，在抵达目的地后的第一件事就是去EE Department（通信学院）和International Affairs（国际事务中心）两处进行注册和报道，在EE Department注册后，可以领取学校的ID和邮箱，从而可以使用学校资源，例如借书、用学校Wifi、在体育馆免费锻炼等，在International Affairs报道后，校方相当于了解了我们已经抵达，在DS2019和SEVIS的数据库里会进行相应的记录。下图便是我在密苏里科技大学的留影。

密苏里科技大学绿化很好，虽然树没有华工那么多，但也到处都是绿荫，整个学校没有围墙，完全自由出入，或者说，连出入的概念也没有，整个学校与小镇是一体的。学校的其他设施还没有时间去逛，以后会慢慢补上。

（二） 生活剪影

我们同行6人住在一个两层小公寓里，周边就有一个公园，里面有可以自由钓鱼的湖、简单的儿童游乐设置、篮球场、棒球场等等，所以环境非常好，早晨也会有来遛狗和跑步的。我们六人每两人住一间房，因为人数很多，所以每三人一组做饭。我和徐冰洁、赵碧瑶一组，一般来说，她们两人负责买东西，做饭时处理食材，我就光炒菜就可以了。因为厨艺不精，所以吃得比较清淡，争取继续努力，把厨艺提升上去。

我们大部分的生活用品都需要在超市采购，但遗憾的是，我们的公寓周边没有超市，附近最近的超市（例如Country Mart和Wal-Mart）都需要学长开车送我们去，所以我们一次会采购很多东西，保证至少一周的食材和各种生活消耗品。

生活压力还是很大的。

（三） 实验室工作

上周的周四和周五，我跟徐冰洁选择了各自的Advisor（导师），因为身体状况，老师和学长也没分配给太多的工作，所以在此只能泛泛而谈。

我的导师名叫Victor，是俄罗斯人，十分严肃，但是大家都说他人很好。我对此也有同感，因为他真的对工作特别严肃认真，对于我们的仿真或测试，都一定要弄清楚Why，并让我们证明It Works。实验室很多人有问题也都找Victor，他搞定后怕怕裤子走了，剩下的学生只能默默感叹：“确实牛逼，不服不行啊……”

Victor分配了一个学长带我，是个中国学生，叫Yang Sen，他每个月都至少通宵四五次，没有通宵也都在实验室留到12点，我们第一次到罗拉时已经是凌晨1点，接机的学长顺路去了一下实验室把Yang Sen接回来了，不接估计他就又睡里面了。

我们的工作很零碎，这两天的工作是在Altera的Stratix II GX开发板上进行电磁辐射的测量。我们通过Verilog烧写进去一段代码，这样这段代码执行时，就会辐射电磁能量，其频率也是我们在代码中设定的，我们就测量该频率及其高次谐频下面的辐射情况。具体实现相对简单，我们通过PLL进行倍频，最高能到500MHz，通过一个简单计数器不断亮灭LED灯增加逻辑，还通过大的逻辑门阵列增加ALU占用率以提高功率，从而使测量的信号更加明显。为了证明增加的逻辑门阵列确实工作，我把倍频后的时钟作为输入，并通过Quartus II的仿真功能得到的信号仿真结果，这也得到了Victor的认可，我们就继而进入暗室测量。

图 6 测量暗室

测量要在暗室中进行，暗室墙壁上的吸收装置可以有效屏蔽外界的杂音信号。我们需要分别测量远场和近场，远场测量范围是8G~12GHz！所以可想而知测量设备有多贵了（极限测量范围是50GHz，频率越高越精确）。这次测量一直持续到晚上9点多，很多数据需要反复测，而且必须“测之有据”，这也让我见识到实验室的严谨。可悲的是，我错过了回公寓的车，最后幸好一位学姐开车把我送回去了，这才得以好好休息一下。Yang Sen呢，他还得继续把测量的数据整理成文档，分析后发给Victor，所以实际上大家都很辛苦。

2.2 吴纯宇（启明学院10级种子班）

来美国已经2个星期了，经历了最初的兴奋，之后的落寞，现在我总算能以平和的心态来面对这里新的生活，静下心来做自己的项目。这次的总结也主要分为生活和项目两个部分。

我们所在的地方叫罗拉（Rolla），位于美国中部的密苏里州（Missouri）。EMC实验室就位于罗拉的密苏里科技大学。美国的生活虽然很舒适，但由于我们刚来，没有车，生活却异常不方便。我们所在的实验室距离学校还有一段距离。于是我们只能每天到EE等着坐shuttle去实验室，然后到了下午，shuttle再把我们送回来。平时去超市也只能等着学长什么时候去，然后顺便把我们也带过去。美国不愧是轮子上的国家，没有车，出行真的是十分不便。而罗拉这个小地方基本没有公共交通，所以我们的大部分时间都只能呆在家里。只有到了每周五和每周六，我们才有机会出门。因为学长家在周末总会有一些party，学长就会把我们带过去一起玩。学长们都非常热心。

再说说我做的项目，我跟着的导师是David J. Pommerenke。他是一个德国人，却非常喜欢和中国人打交道，我们都叫他小帕。只是他说英语时我听起来有些吃力。我们做的项目与3D打印有关，基本思想就是用3D打印技术来模拟一个具有特定S参数的信道，从而测试driver和receiver在这样一个信道上的特性。而我即将参与的工作也主要是3D打印这块，其实和EMC并没有太多的关系。比如最近就一直在做打印材料的制备，如何把方块形的材料加热融化后再拉成丝状以供3D打印机打印。

图 7 Filament extruder

这个实验室给我最大的感受就是专业。无论是人才，还是设备，都显示了这个实验室一流的研究能力。实验室的教授都具有超强的学术素养，在EMC领域都进行了长时间的研究并发表了大量的专业论文。而实验室的学生基本来自国内外名校。实验室每年在EMC symposium上都会有best paper。实验室的很多器材都非常昂贵，性能比一般的实验室都要高出很多。而与实验室合作的IT企业都集中在苹果，思科，华为等大型企业。

面对新的生活，新的项目，我要静下心来，不断学习，不断进步。

2.3 徐冰洁（电信系10级特优生）

2013.7.17凌晨我和孙经东因为签证延迟，晚于其他四位同学到达美国密苏里州罗拉市。17日，到密苏里科技大学EE和IA（INTERNATIONAL AFFAIRS)注册了，图为在学校IA古色古香的门口。

2013.7.18第一天来实验室，也是到美国的第二天。

上午上C++课，MIKHEIL复习了之前五天课程并学习了结构体、类。布置课后作业：写长方形STRUCTURE，算周长面积比较平移旋转。目前上了2节C++课，下午见导师BEETNER和学长GUANGHUA LI，讨论下周任务：为JOHN DEERE公司进行FERRITE CHOKE低频2MHZ测试和用ADS进一步仿真找到最适合RLC。仿真内容较多，但弄清原理也只是技术细活，难度不算大。ADS在通信专业选修课的射频电路仿真与设计中正好学过，PSPICE在通信电子线路中也用过一些，接下来的第一个任务要尽力完成好，下周一做一个成功的演讲！

来罗拉这个类似小镇的地方，由于倒时差，昼夜不分地休息了2-3天，多亏队员以及学长的悉心帮忙。我们轮流做饭带饭买杂物，尝试在异国的独立生活。准备每天下午离开实验室后去图书馆看书或者体育馆运动健身，很充实健康。周末，学长们带我们新生聚会，帮助我们适应这儿的生活，非常感谢！

这几天，也在思考一些问题：PHD生活到底是自己想要的吗？研究生一定要做喜欢的东西否则会很痛苦，但具体的方向和导师选择在八月初要考虑清楚定下来。英语托福GRE都考了，还不错的分数，但实际与美国人交流时，听起来目前只能一知半解，说起来也不能流利表达，得出结论：英语是要靠大胆说出来的!

来了5天，已恢复正能量模式，生活也步入正轨，接下来的三个月会像在学校的状态一样，轻松充实学习，健康快乐生活！

2.4 赵碧瑶（启明学院10级数理提高班）

在实验室已经两个星期了，收获很多。每天上午都会上C++的课，一个格鲁吉亚的老师给我们上课，感觉他讲得很细致，一般讲一点然后给我们一个任务，在规定的时间内完成，有问题的地方相互讨论。上课氛围很轻松，学到了非常多的东西。实验室希望我们能参与到实验室自己开发的软件FEMAS的编辑中，写一些比较简单的功能，这是软件上的任务。

在硬件和测试上，我们几个的任务是单独的。我在Doctor James Drewniak的指导下，参与到CISCO的项目中。同时他安排了一位快毕业的phd来帮助我适应和学习。我的主要任务是按照项目的要求用Allegro画一块测试板，然后测试它的阻抗。测试板主要是测试PCB板的电源网络过孔，并把测试数据和等效电路得到的仿真参数比较，来验证等效电路的有效性。

在上个星期，我参与到CISCO的会议中，会议由两位教授参加，虽然他们在出差，但是通过网络会议，他们可以清晰地看到每个人的展示，并且很方便的交流。上次的会议还有一个实习生参加，是一个美国高三毕业生，她非常努力，对于EMC和EMI问题有一些了解，她用Matlab写出了界面，方便其他人加入算法来仿真EMC/EMI的问题。在会议中，教授都会非常认真的听，很耐心细致的指导在平时学习中遇到的问题，对学生提出的方案给出建议或者觉得方案可行，鼓励学生去尝试。会议的气氛很好，也很有效率，不到一个小时，解决了所有的问题并且确定了之后需要努力和注意的事项，教授对这个周的工作非常满意，在会议结束的时候还给出了很高的评价，非常鼓舞人心。

在生活方面，由于罗拉是一个小镇，没有公交、地铁和出租车，加上我们没有车，也没有驾照，出行很不方便，基本上去实验室坐学校的shuttle（实验室接送学生的专车），去买东西就一般坐学长或者学姐的车去。由于我们住得离校园很近，基本上其他时间就在校园和周边逛逛。白天都在实验室学习和工作，晚上有时候去图书馆学习，有时候去湖边散步，有时候去体育馆锻炼，生活比较简单和宁静。周末的时候，实验室的中国学生都会聚在一起乐一下，作为对一个星期努力工作之后的放松。第一个星期，主要是看了看电影，打了下球；第二个星期举行了烧烤和一些简单的游戏。在这些简单的活动中，感觉慢慢融入到这个集体中，努力学习，努力工作的同时也注意锻炼，注意放松，非常积极。

总得来说，在罗拉的生活比较简单，工作日的时候上午上课，下午做各自的项目，晚上自由活动；周末则跟其他中国学生一起聚一下，放松和休息。实验室学习氛围很浓，大家都很努力地工作，我们也在这个集体中渐渐学会做研究，学会交流和合作，收获很多。

2.5 杨帆（电信系微波专业12级研究生，担任实习组长）

经过近15个小时的飞行，我们终于抵达圣路易斯，接我们的学长早早的在取行李的地方等着我们。学长是EMC实验室的博士，今年10月份就要毕业了，并且已经在Apple实习了一年，毕业后也直接留在Apple工作，作为学弟学妹的我们是各种羡慕。MST在罗拉市，距离圣路易斯有近一个半小时的车程。学长开车带我们抵达罗拉的时候刚好到了吃晚饭的时间，于是学长就直接带我们去了一个中国人开的自助餐厅。感觉这边的中国餐厅有很多已经西化，不能算是正宗的中国餐厅。

晚上我们暂住在学长家，第一天的时候我的倒时差问题没有特别严重，到了第二天倒时差就特别明显，白天晚上都要睡觉，而且醒了腿也会感觉发软、无力，大概过了2、3天身体才慢慢恢复正常。

多亏有了学长、学姐们的帮助，我们在生活方面的一些琐事才能很顺利地、很快地解决掉：租房，办理手机卡，处理学校的手续，买生活用品以及买菜等等，当然这也耽误了学长、学姐们不少的时间，非常感谢这些热心的学长、学姐们，谢谢你们。

在国内的时候，我的导师桂良启老师已经跟这边的张耀江教授联系，希望张教授能够指导我，因此在这边我主要是跟着张老师做一些理论方面的研究，具体是圆柱体介质材料的电磁散射的一些问题。张教授常年从事电磁理论研究，有着深厚的理论基础，在张老师指导我的过程中我也很明显的感受到这一点。刚开始的时候，张老师要求我阅读Advanced Engineering Electromagnetics这本书中跟我们研究方向有关的理论基础知识，并且利用matlab还原书中的一些仿真结果。接着，张老师希望我能够推导出他的一篇文章中的一些公式结论。在此过程中，我充分理解了张老师一开始给我讲解的一些电磁计算中的一些函数的意义，同时我深刻感受到了做研究很讲究效率这一很重要的因素。记得当时我刚开始推导公式的时候，效率很低，很容易对着公式纠结于某一问题，或者就是对着公式发呆，不愿意动笔。后来，我出去休息了一会儿，回来的时候大概花了一个小时就把公式推导出来了。我的感受就是一定要动笔写，不能仅仅在脑袋里面想，有些东西在纸上写着写着就豁然开朗了。

同时，这次暑假实习的负责人范教授也给我们安排了软件方面的培训实习。范教授让一个格鲁吉亚的老师Mikheil来指导我们学习和熟悉C++，并且希望我们能用C++完成一些FEMAS的功能模块。FEMAS是这边EMC Lab自己开发的一款电磁计算方面的软件。我们要完成的模块主要是能实现一些矩阵的转换，例如S矩阵转换为T矩阵等等。值得提出的是，这个软件的很多电磁计算的算法是张老师提出来的，之前已经有学长利用matlab写出来一些code，现在要用C++把它做成一款成熟的软件，便于以后实验室做研究使用。

2.6 贺嘉贻（电信系通信专业）

经过长途旅行来到美国小镇Rolla，一路上美国给我的感受是干净、环境好；美国人也比较热情。相比之下，美国没有中国热闹，比较安静。刚来到美国，就有一点给了我很深的印象：在美国过马路的时候都是车停下先让人过马路，车开到十字路口时即使没有红绿灯也会先停下，看看两边有没有车辆和行人。这种制度让我们刚来的时候不太适应，但是我感觉这种方式使交通更有秩序，也减少了事故的发生。

之后我们来到了密苏里科技大学（Missouri University of S&T），比较有意思的是这所大学没有所谓的“院墙”，它的边界是几条街道，街道两旁插满了Missouri University of S&T的旗子。在学校内我们去了EE的大楼：Emerson Hall；图书馆：Curtis Laws Wilson Library；Nuclear Engineering的大楼Fulton Hall；还有体育馆等几个地方。体育馆比较大，运动设施也比较齐全，凭学生证就可以借到器材，因此体育馆成了之后我们常去的地方。

我们住的地方就在校园旁边，每天可以坐实验室的shuttle去实验室或者回家。在离家不远的地方有一个公园和一个小湖，湖里可以钓鱼，公园内有一个小的棒球场，是给小孩子练习棒球用的。我们在那里观看过他们打棒球，这里的孩子虽然年龄不大，但是棒球打的非常好。

在休整了一个周末，时差基本调过来了之后，我们去了EMC Lab。因为校内面积不够，EMC Lab建在了离校园3 miles远的工业园内。到了实验室之后我们见了范教授（Dr. Fan），Dr. Fan带我们参观了实验室，随后给我们分配了一下导师和任务。

我的导师是Dr. Fan，我的任务包含软件任务和硬件任务。软件任务大家都差不多：用C++编写一个Tool，能够进行一些微波计算（比如几种微波网络矩阵之间的转换和计算）。同时安排了一个老师来指导我们C++编程。

我的硬件任务是设计一个高速高频的Buffer电路，设计出原理图，然后进行PCB板布线，仿真和测试。开始先是阅读电路设计中要用到的IC芯片的Datasheet，了解其工作原理，然后再用Cadence软件进行原理图和PCB板的设计。目前我还只是阅读了Datasheet，正在进行用Cadence软件进行原理图的设计。