华为“天才少年”掰掉了卫星电话的外置天线

获得“天才少年”offer后，他入职华为，和团队用2年时间完成了“手机卫星通话”这项填补业界研究空白的突破，成为2023年终端BG十大发明之一；

他担任IEEE TAP、IEEE AWPL(美国电气电子工程师学会)等30多个SCI期刊的审稿人，多次获得天线领域顶刊IEEE TAP 颁发的杰出审稿人荣誉，今年还成为期刊副主编，并入选爱思唯尔全球前2%顶尖科学家。

然而，光环之下，永远是一个真实的人。让我们让听听他在创新路上的探索和思考。

01

一个idea成了“天才少年”的敲门砖

问：你还记得在校时跟华为一起做项目的场景吗？

孙利滨：在校期间，我在阅读相关论文时发现，5G手机天线的设计当前面临诸多困境，可用空间不断被压缩，又要塞下更多数量的天线，甚至互耦、发射功率、增益的要求也节节攀升。我判断这个方向会有研究前景，就把这个“难啃的硬骨头”作为我博士的研究课题，导师也把相关的合作项目“托付”给了我，其中就有与华为手机项目组的合作。

和华为的合作项目要解决多天线间的互耦问题。为攻克这个难题，我花了很长时间去摸索，先是自己想idea，然后跟华为的同事交流，经历了一个不断被专家挑战、继续反思进而自我否定，然后继续探索的过程，这个过程循环了好久。前前后后6个月，我尝试了几十种方案，终于想出了一个原创的idea——把两个天线看作一个整体，发射一组正交模式的信号，只要把两个模式的阻抗调成一致，无论这两个天线距离多近，也不存在互耦干扰。

带着这个初步的设想，我约了华为的接口人，请他在项目组例会上帮我安排一个议题。这是2019年的9月，我第一次以学生身份走进全是华为人的会议室。满屋子都是人，20多位相关方向的专家的目光齐刷刷看向我，至今我还能回想起自己有点兴奋又有点忐忑的心情。

但令我意想不到的是，我的想法让专家们眼前一亮，一位专家评价说：“利滨的思路给去耦问题开了天窗，具有创新性。给目前难以解决的多天线去耦问题提供了新的思路，在天线设计中大有用处。”

最终，我的研究成果最终被应用到了华为的终端产品中，包括手机、平板、智慧屏、路由器和智选车产品，实现了产品中业界领先的天线设计。这个项目也成为了我加入华为的敲门砖。最终，我顺利通过了华为Fellow王汉阳老师和天线技术专家组的面试。入职后，他成了我的导师，也是我在公司的技术引路人。

天才少年受聘仪式（中间为孙利滨）

问：对于入选“天才少年”，你怎么看吗？

孙利滨：经常有人会提起这件事，问我获得“天才少年”的offer是否意外。首先，我肯定不是天才，我没觉得自己有特别优秀的地方。我天赋不是很好，刚开始读博时，我甚至完全听不懂导师的课，第一年我没有选择进组做科研，而是通过大量阅读文献的方式来打基础。图书馆里有一面墙都是专业书，我将其中的大多数都读了一遍，然后再去读导师和所有师兄们的毕业论文，最后再读其他课题组的论文。我把读过的论文都放在一个文件夹里，大概4000到5000篇，容量有20G。

记得在“天才少年”最后一个面试环节试前，我还失眠了，心里挺紧张，也比较忐忑。收到offer的时候，我审视自己一路走来的路，除了自己的自律和坚持以外，或许是因为足够幸运，选择了合适的科研方向，遇到了很好的合作项目。而且，这只是一个暂时的头衔，并不能代表什么，实际上，当我加入公司那一刻起，它就已经不存在了。

问：加入公司后，你的角色有了什么样的转换？

孙利滨：回想在学校做项目的时候，我跟华为打交道，也有被问住的时候，当时我就觉得，华为人对问题抓得很细，刨根问底，会把技术搞透、推进到能实际落地。后来，我与公司的技术专家交流，发现他们有一套独有的方法和理论，每个人都好像蕴藏着一个知识大宝库。这是我之前在学术界闻所未闻的，我的脑海中常常冒出一句话：“这个问题，原来还可以这样解！”崇拜感油然而生，这也是吸引我迈入产业界的重要原因。

进入公司后，我成功完成了转身，在高校合作的项目中，我从回答问题的学生，变成了问问题的专家之一。我常常会给学生讲一些实际工程设计中的约束条件，牵引他们往实际可落地的方向思考，并适时地给学生的方案提出一些质疑，帮助他们对问题进行更深入的分析。我还会及时对学生的优秀方案加以肯定，希望如之前我接触的项目专家一样，用专业魅力来影响对方，让对方也如我一般，成为公司的“花粉”并加入华为。

02

卫星通信，如何破天线难题？

问：你的主力发力点是解决卫星通话天线问题，这是如何确定的？

孙利滨：我是2021年7月份入职的。刚加入团队时，导师、主管给了我多个研究方向，包括基于人体的天线电磁特性机制研究、卫星通信终端天线研究、终端MIMO（多入多出技术）天线的理论与应用研究等，这几个方向都属于业界研究空白，我带着几个课题同时开展工作。

当时，公司在Mate 50上刚刚完成了卫星短消息功能的技术规划和功能开发验证。能否从卫星短消息再进一步，实现卫星语音通话？规划首席专家雷博首次提出到这个想法后，一小拨研发人已经预研了半年多，全方位地评估可行性。评估完，大家认为天线的性能差距最大——天线增益要比卫星短消息提升9~10dB，要达成预期效果简直不可能，是个“世纪大难题”。

“让利滨接下这个难题吧。”主管没有给我犹豫的机会，直接对我说道。而我当时的反应似乎也很平静，没有慌。是初生牛犊不怕虎？其实，我当时不知道9~10dB的提升是什么样一个概念，只是在心里盘算，在理论研究中要做性能提升，找到一个合适的优化方法，好像不是难事。但是后来才发现，要落地到产品里，考虑实际所有的因素，提升2dB都极为困难。而且天线发展已经比较成熟了，公司在传统的硬件领域已经领先业界，10dB的提升对于这个领域来说，基本是不太可能。

因此，当时大家建议拿手机壳去做外置的天线，以此实现目标。虽然差距巨大，但是我始终相信能够用技术解决的问题，都不是什么大问题。我和团队打破常规的天线设计思路，另辟蹊径，提出了圆极化手机天线的设计范式。为了对抗电离层的法拉第旋转效应，星载天线一般都采用圆极化天线，然而终端天线还没有做过圆极化天线的研究。受到我的导师王汉阳老师共模/差模理论的启发，我提出了采用X模式天线在手机上实现圆极化设计的天线方案。我们用时3个月做了个新方案和对应的天线demo，2022年3月，在上研所的一块空地上给D运营商做了演示。

团队成员向运营商展示华为内置隐形天线Demo

我们把专用的卫星电话的天线拔掉，接上我们自己的天线，找了一个合适的对星方向，把电话拨出去，没多少延时，我们手中的电话铃声响了起来。当下，D运营商客户就激动地说：“太棒了，今天是历史性的一刻！”

问：卫星通话是怎么成为Mate60系列手机TOP1卖点呢？

孙利滨：项目一开始，看好卫星通话作为卖点的人是少数。终端评判一个功能的价值，底层逻辑是有多少人用。所以，一开始卫星通信被质疑最多的就是“可能没人用”，但是我们还是坚持要做有社会价值的事情，通过民用终端，实现用户的“永远在线”， 在戈壁沙漠、茫茫海洋、灾害现场等无地面网络覆盖的情况下，帮助用户在紧急情况下渡过难关。

因为被打上可能整个手机生命周期都没人用的标签，我们去推进每一件事都非常困难。这涉及产品与芯片的节奏匹配，一度还说我们可能赶不上Mate 60这趟车。

我们都坐不住了，因为我们很清楚，等下一代产品，我们很可能会被友商赶超。于是，我们找到了一个契机，趁终端BG总裁余承东来上海，向他做了一个汇报。我们带来了给运营商演示的天线，选了位于东方万国12楼的会议室——这个会议室的窗户正好对着卫星的方向，而且12楼比较空旷。我们在汇报中穿插了卫星通话的演示。余总看完效果，会上直接就拍板了。这是一个关键里程碑，最终决策在Mate60系列手机上落地卫星通话功能。

然而，新方案在产品项目中的落地并没有那么一帆风顺，由于Mate 60采用了全新的玄武架构，金属电池盖相比传统电池盖会激发更多的腔体杂波，影响天线效率。考虑到对其他蜂窝天线模块的影响，整个方案中途差点被叫停。但我和团队小伙伴们没有放弃，不断地对方案进行优化设计，每天组织例会研讨思路，解决方案落地过程中的一个又一个问题，终于在长达一年多的努力后，方案成功通过项目组验收，在Mate 60系列手机上顺利落地。

产品线和Marketing专家给各个功能打分，最后把卫星通话定义为Mate60系列的TOP1竞争力卖点。Mate60系列手机发布后，在用户界面的反馈，卫星通话也是好评度第一的功能。

03

事成人长，成长与成功一样重要

问：你在项目中是怎么做到持续创新的？

孙利滨：从一个研究方向的确定，所有人达成一致、合力推动完成，到能够真正在产品上落地、成为一个产品的卖点，被大家广泛接受，这种机会可遇不可求。下一个发力点在哪里，我给自己足够的思考和预验证的时间。

创新的源泉是危机感。这次卫星通话功能上市之后，我就有这个危机感了：我们这个事做成了，后续的发展方向在哪里？再去研究一些能提高天线性能的方案？这个其实是比较容易想到的，从0到1已经做成了，从1到N总会有一些优化的方向。但怎么再去找一个从0到1的新方向？现在卫星通话功能的优化我可以再做个一两年，但我还能再做三年、五年吗？不太可能。这需要我们提前去规划和布局。

现在，我经常会去黄大年茶思屋、稼先社区看看。那里有很多的文章，也有很多启发性的讨论。另外，我也会从外部汲取资源，包括定期阅读学术论文和参加一些学术会议，了解有没有新技术，主动去洞察外部的专利，尽量给自己开拓眼界，吸收宇宙能量，探索新的前沿方向。我的小目标是，找到一些更有挑战、更前沿且可以落地的方向。

问：从入职开始，你就已经是PL了，从学生身份转换成主管，适应吗？

孙利滨：我27岁博士毕业，入职后我就开始带团队了。一个人去完成一个大的系统工程，很多事情推动起来会有些困难。而有了团队去拉动，大家群策群力，对我来说这也是一种认可和帮助。

团队中有很多年龄比我大、入职时间比我长的同事，而我初出茅庐，对很多东西都不清楚，包括怎么去做管理，怎么做绩效沟通，怎么去拉动内外的资源，这些都是一步步摸索出来的。我向优秀的主管和专家学习，不断自我学习和自我升级，还参加了PLDP（PL发展项目）培训、教练式辅导、绩效管理关键时刻等课程，团队同事也给了我很大的信任和包容。

卫星通话天线的成功商用不是我一个人的功劳，而是整个团队拧成一股绳，大家一点一点打磨出来的，整个过程非常漫长和曲折，但令大家欢欣鼓舞的是，我们的努力获得了回报，团队获得了公司年度工作会议奖-创新与技术突破奖、系统领域最高奖项-钱学森奖、2023年度终端BG十大发明等。团队士气鼓舞，大家也干劲十足，对后续的演进方向也更有信心了。业务的成功是团队的凝结剂，对这一点我深有体会。

参加自行车骑行比赛（左一为作者）

04

持续优秀的秘诀

问：从中学、本科一直到博士毕业，你持续优秀的秘诀是什么？

孙利滨：我是一个相对自律的人，我相信早起的鸟儿有虫吃。我们大多数人过了高中阶段就没人约束我们了，每个人的发展会天差地别，最大的区别还是在于自我约束。

我刚入职时因为没适应节奏，且饮食没有控制，体重一下子到了160斤。感觉到身体的“失控”，我决心调整成每天6点起床，早起后先运动和看书，然后自己做早餐。现阶段我对自己吃的东西控制得很严格，特别是碳水、蛋白质、维生素的比例，按照食谱做一些饮食的搭配。

另外，在工作中我很乐观，处理问题就像打怪升级，不带着心理负担工作，不断被否定，还能持续向前看。在科学研究领域，存在“有用之用”和“无用之用”，虽然现在方案被否定，没准儿在哪个拐点就能够加以应用呢。

问：您一直在做项目，却产出了20余件专利，如何在攀爬珠峰的过程中沿途下蛋，有什么想和大家分享的吗？

孙利滨：首先，做好时间管理。我们每天都有非常多的会议和繁杂的事务，要理清这些事情的逻辑和优先级，做好规划；定期对自己的工作复盘，不仅要审视目标是否完成，还要看是否高效完成，有没有时间是被浪费的，哪些地方还可以优化。然后对工作习惯不断进行优化迭代，这样，工作不仅能得心应手，还能抽出一些时间去思考更前沿的技术。

第二，在项目的过程中多总结、多思考，用创新的方法和方案去解决项目中的问题，同时要有质疑精神，敢于挑战现有的方案，刨根问底。在不断向下挖和思考的过程中，idea会找上门来，积累下来逐渐能形成一定数量的专利，并由量变引起质变，产生高价值的专利。

问：您的专利“一种电子设备”被评选为2023年终端BG十大发明之一，关于如何写出好专利，您有什么思考吗？

孙利滨：首先，要尽早“保护”好idea，一个好的idea是一件好专利的基础。卫星通信领域的技术迭代快，专利申请时间非常重要。发明人有了好的idea，应该尽早完成专利评审，积极配合专利工程师尽快完成专利申请文件的撰写和交局。

其次，要同时注重专利的广度和细节。研发工程师在刚开始写专利时总是锚定在解决具体的问题上，而专利的撰写逻辑却不是这样。如果不进行上位概括，就只能保护一个小范围的创新，所以要去把问题想大点，把解决方案想得更全面些；同时在进行上位保护的过程中，补充方案技术细节，技术细节对专利的保护范围同样重要。

最后，要重视对专利申请文件的审核。专利申请文件是我们的发明最终对外呈现的版本，决定了我们的研发成果能否得到完善的保护。专利工作是比较依赖经验的，刚开始申请专利的发明人可以多请教领域内有经验的专家，请他们帮忙审核重要专利的申请文件，确保重要专利的申请质量。

问：能否谈谈家人对你工作的支持？

孙利滨：我妻子也在华为，她非常支持我的工作，经常对我所取得成就表达真诚的赞美。结婚前我们已经恋爱了7年，从本科同校到并肩考到北京，彼此已经有了很大的默契。

我们有适合自己的生活节奏，早上出门各自出行，晚上各自下班回家，在外人看来我们非常独立。其实，经过这么多年的相处，我们已经明白，两个人的生活不需要很多的言语，只需要尊重彼此的决定和坚决支持对方的选择。

终端徒步活动（左二为作者）

在清华大学110年校庆时，我很幸运做了汇报，当时我说了一句话：“作为青年科研人，我希望解决5G卡脖子问题，突破技术封锁，为建设世界科技强国而奋斗！”现在，我加入华为，做成了卫星通话天线，算是交出了一份初步兑现承诺的答卷，下一步我和同事们会持续创新，承担起更大的责任和使命！