个人简介

2017年12月毕业于西安交通大学电信学部电子科学技术学院物理电子学专业，获工学博士学位。主持国家自然科学基金项目1项，河南省科技攻关1项，粮食信息处理与控制教育部重点实验室开放基金2项，河南省教育厅科研重点项目1项，河南工业大学高层次人才基金1项，地厅级教研项目2项。重点参与在研国家自然基金面上项目1项，河南省科技攻关计划项目2项，参与完成6项省部级科研项目。在Results in Physics, Scientific Reports, Journal of Physics D: Applied Physics, Journal of Applied Physics，物理学报等期刊发表相关学术论文37篇，获得2020年河南省科学技术进步三等奖1项，河南工业大学教学大奖赛三等奖4项。主讲电磁场与电磁波、微波与天线、光纤通信等课程。

主要经历

2021.11至今，河南工业大学信息科学与工程学院，副教授

2018.01-2021.10，河南工业大学信息科学与工程学院，讲师

2012.09-2017.12，西安交通大学电子科学与技术专业，博士研究生（硕博连读）

2007.09-2011.06，西藏民族大学电子信息科学与技术专业，本科生

讲授课程

本科生课程：电磁场与电磁波、微波与天线、5G微波毫米波通信器件课程设计

研究生课程：工程电磁场、微波技术及应用

研究方向

先进功能器件与装备、人工智能语音与声信号处理、粮食品质快速检测技术与装备

主要科研项目

1．国家自然科学基金面上项目，62073123，基于深度神经网络模型的慢性病致病因素智能检测机理研究，2021/01-2024/12，55万元，参与。

2．国家自然科学基金青年项目，52003076，三维各向异性五模超材料的低频声波调控方法及其力学特性研究，2021/01-2023/12，24万元，主持。

3. 河南省科技攻关计划项目，242102210154，基于可调光电材料超表面的太赫兹动态调制器研究，2024/01-2025/12，10万元，主持。

4. 粮食信息处理与控制教育部重点实验室开放基金，KFJJ-2023-002，基于超材料透镜天线的小麦水分含量检测研究，2023/12-2025/11，5万元，主持。

5. 粮食信息处理与控制教育部重点实验室开放基金，KFJJ-2020-106，用于粮情探测的二维五模式声学超构材料结构设计，2020/01-2022/05，3万元，主持。

6. 河南工业大学复杂性科学研究院，开放课题，CSKFJJ-2024-32，中药材深加工干燥设备漏波抑制器设计及应用，2024-05 至 2024-11，3万元，主持；

6. 河南省教育厅科研重点项目，20A140008，各向异性三维五模超材料的可调低频带隙及力学特性研究，2020/01-2021/12，3万元，主持。

7. 河南工业大学青年骨干教师项目，2021/01-2023/12，3万元，主持。

8. “双一流”创建学科研究生人才培养质量提升工程项目，HAUTSYL2023KC01，研究生精品课程建设专项（微波技术及应用），2023/07-2024/7，3万元，主持。

9. 河南工业大学教改项目，BKJX2023047，课程思政背景下“电磁场与电磁波”课程教学改革探索，2022/01-2022/12，0.5万元，主持。

10. 河南省科技攻关计划项目，242102210154，功率域非正交接入系统中对抗窃听的安全传输技术研究，2021/01-2022/12，10万元，参与。

11. 河南省科技攻关计划项目，182102310999，河南地区大气灰霾中关键污染物形态及偏振辐射特性模拟研究，2018/01-2019/12，10万元，参与。

12. 河南省科技攻关计划项目，182102310759，基于四维微波成像的建筑物沉降监测技术研究，2018/01-2019/12，10万元，参与。

13. 河南省科技攻关计划项目，212102210562，融合多维特征信息的大规模MIMO系统谱效优化研究，2020/01-2021/12，10万元，参与。

14. 河南省科技攻关计划项目，202102210340，语音情感识别中谱图特征提取机处理算法研究，2020/01-2021/12，10万元，参与。

代表性成果

奖励

1. 河南省科学技术技进步三等奖 (2020)

2. 河南省教育厅优秀科技论文二等奖(2023)

3. 河南工业大学优秀共产党员(2021)

4. 河南工业大学青年骨干教师(2021)

5. 河南工业大学教学质量考核优秀(2020,2021,2022)  

6. 河南工业大学教学大奖赛三等奖(2020,2021,2023)

7. 河南工业大学考核优秀(2018,2020,2021,2022,2023)

论文

1. Yinfei Li, Yao Qin, Qifu Wang, Mingxing Li, Chengxin Cai*, Multi-frequency terahertz coding metasurfaces based on vanadium dioxide[J]. Optical Engineering, 2024, 63(2):028101.(JCR 4区, 中科院4区, IF= 3.409)

2. Chengxin Cai*, Xinxin Li, Guangchen He, Feiyu Lian, Mingxing Li, Qifu Wang, Yao Qin. Inverse design of dual-band photonic topological insulator beam splitters for efficient light transmission[J]. Journal of Physics D: Applied Physics, 2023, 57(13):135301. (JCR 2区, 中科院3区, IF= 3.409)

3. Xinxin Li, Yao Qin, Guangchen He, Feiyu Lian, Shuyu Zuo*, Chengxin Cai*. Machine Learning-Assisted Inverse Design of Wide-Bandgap Acoustic Topological Devices[J]. Journal of Physics D: Applied Physics, 2023, 57(13): 135303. (JCR 2区, 中科院3区, IF= 3.409)

4. Chengxin Cai, Yinfei Li, Guangchen He, Hongmei Meng, Mingxing Li, Yao Qin, Qifu Wang*. Ultra-broadband high-efficiency cross-polarization conversion and amplitude-phase manipulable multi-functional wavefront manipulation based on terahertz metasurface [J]. Physica Scripta, 2024, 99(1):015910. (JCR 2区, 中科院3区, IF=2.9)

5. Chengxin Cai*, Guangchen He, Qing Sun, Boqiang Zhang, Yao Qin. Tunable elastic topological insulators based on bicomponent perforated structures [J]. Waves in Random and Complex Media, 2023, 36(1): 1-8. (JCR 2区, 中科院2区, IF=4.051)

6. Chengxin Cai*, Guangchen He, Zhoufu Zheng, Yao Qin, Jianfei Yin*. Ultra-wideband valley transmission on elastic topological phononic crystals [J]. Results in Physics, 2023, 50: 106570. (JCR 1区, 中科院2区, IF=5.3)

7. Chengxin Cai*, Guangchen He, Yuhang Yin, Yao Qin, Huangyang Chen. Topological transmission of elastic waves on a macroscopic pentamode metamaterial plate [J]. Journal of Applied Physics, 2023, 13(23):234901. (JCR 2区, 中科院3区, IF=3.2)

8. Yao Qin, Xinxin Li, Guangchen He, Mingxing Li, Chengxin Cai*. Inverse design of multi-band acoustic topology insulator based on deep learning [J]. AIP Advances, 2023, 13(5):055109. (JCR 3区, 中科院4区, IF=1.697)

9. Qifu Wang，Xinxin Li, Ping Zhang, Yao Qin, Guangchen He, Mingxing Li, Chengxin Cai*. Double-banded topology valley transport [J]. Physics Letters A, 2023, 481:129002.  (JCR 2区, 中科院3区, IF=2.707)

10. 王其富，李银飞，张萍，朱留敏，蔡成欣*. 基于线性偏振转换器的太赫兹波段超宽带成像系统设计[J].无线电工程，2023，53( 12) : 2849－2857．

11. Guangchen He, Yao Qin, Qifu Wang, Mingxing Li, Chengxin Cai*. Multi-band acoustic topological insulator based on valley hall effect [J]. Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 2022, 36(1): 1-8. (JCR 4区, 中科院4区, IF=1.675)

12. Yao Qin, Xue Wang, Qifu Wang, Chengxin Cai*. Research on the structure design and pentamodal property of three-dimensional multilayer cylindrical pentamode metamaterials for tuning acoustic waves [J]. Modern Physics Letters B, 2022, 36(30n31): 2250169. (JCR 2区, 中科院4区, IF=1.948)

13. Guangchen He, Yao Qin, Qifu Wang, Chengxin Cai*. Characterization of two-dimensional cellular elastic topological insulators based on regular-hexagon carriers [J], Modern Physics Letters B. 2022, 36(24): 2250128. (JCR 2区, 中科院4区, IF=1.948)

14. Yao Qin, Guangchen He, Qifu Wang, Mingxing Li, Chengxin Cai*. Acoustic topological insulator combining hybrid tunable double elements [J]. Physics Letters A, 2022, 446: 128278. (JCR 2区, 中科院3区, IF=2.707)

15. Chengxin Cai, XueWang, Qifu Wang, Mingxing Li, Guangchen He, ZhaohongWang, Yao Qin*. Design and optimization of three‑dimensional composite multilayer cylindrical pentamode metamaterials for controlling low frequency acoustic waves [J]. Scientific Reports, 2022, 12,5594. (JCR 1区, 中科院3区, IF= 4.996)

16. 蔡成欣*, 宁博，周路人，梁俊燕，秦瑶，楚杨阳，王兆宏.局域共振型五模超构材料的低频声波调控方法 [J].中国材料进展，2021，40(1)：034-47. (中文核心)

17. 蔡成欣*, 陈韶赓, 王学梅, 梁俊燕, 王兆宏. 各向异性三维非对称双锥五模超材料的能带结构及品质因数 [J]. 物理学报, 2020, 69(13): 134302. (JCR 4区, 中科院3区, IF= 1)

18. Chengxin Cai*, Rong Guo, Xuemei Wang, Fuyan Sun, Zhaohong Wang, Zhuo Xu. Effect of anisotropy on the phononic band structure and figure of merit of pentamode metamaterials [J]. Journal of Applied Physics, 2020, 127, 124903. (JCR 2区, 中科院3区, IF= 2.877)

19. Chengxin Cai*, Chao Han, Jianfeng Wu, Zhaohong Wang, Qinghui Zhang. Tuning method of phononic band gaps of locally resonant pentamode metamaterials [J]. Journal of Physics D: Applied Physics, 2019, 52(4): 045601. (JCR 2区, 中科院3区, IF= 3.409)

20. Chengxin Cai, Zhaohong Wang*, Yangyang Chu, Guangshuan Liu, Yucheng Li, Zhuo Xu. The phononic band gaps of Bragg scattering and locally resonant pentamode metamaterials [J]. Journal of Physics D: Applied Physics, 2017, 50(41):415105. (JCR 2区, 中科院3区, IF= 3.409)

21. Chengxin Cai, Zhaohong Wang*, Qingwei Li, Zhuo Xu. Pentamode metamaterials with asymmetric double-cone elements [J].  Journal of Physics D: Applied Physics, 2015, 48(17):175103. (JCR 2区, 中科院3区, IF= 3.409)

22. Zhaohong Wang*, Chengxin Cai, Yangyang Chu, Guangshuan Liu, Zhuo Xu. Pentamode metamaterials with tunable acoustics band gaps and large figures of merit [J]. Journal of Applied Physics, 2016, 120(2):024903. (JCR 2区, 中科院3区, IF= 2.877)

23. 王兆宏*, 蔡成欣, 楚杨阳, 刘广顺. 用于声波调控的五模式超材料[J]. 光电工程, 2017, 44(1):34-48. (中文核心)

24. Shu-Yu Zuo*, Chengxin Cai, Xiaojun Li, Ye Tian, Erjun Liang*. Performing broadband and tunable mathematical operations based on acoustic reconfigurable metasurfaces[J]. Journal of Physics D: Applied Physics, 2022, 55(35): 354001. (JCR 2区, 中科院3区, IF= 3.409)

25. Mingxing Li, Tiangang Hou, Chengxin Cai, Zongwang Lv, Yongle Wu, Yao Qin*. Non-destructive wheat moisture detection system with metasurface plane wave antenna and de-embedding algorithm [J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2023, PP(99):1-1. (JCR 1区, 中科院2区, IF= 5.332)

26. Zongwang Lv, Fuyan Sun*, Chengxin Cai. A new spatiotemporal chaotic system based on two-dimensional discrete system[J]. Nonlinear Dynamics, 2022, 109(4): 3133-3144. (JCR 1区, 中科院2区, IF= 5.741)

27. Yangyang Chu, Yucheng Li, Chengxin Cai, Guangshun Liu, Zhaohong Wang*, Zhuo Xu. Ultrawide bandgap pentamode metamaterials with asymmetric double-cone outside profile [J].  Journal of Physics D: Applied Physics, 2018, 51(12): 4125103. (JCR 2区, 中科院3区, IF= 3.409)

28. Zhaohong Wang*, Yangyang Chu, Chengxin Cai, Guangshun Liu,Michael R. Wang. Composite pentamode metamaterials with low frequency locally resonant characteristics [J]. Journal of Applied Physics, 2017, 122(2):756-1736. (JCR 2区, 中科院3区, IF= 2.877)

29. Zhaohong Wang*, Guangshun Liu, Chengxin Cai, Yangyang Chu, Zhuo Xu. Connection overlap deviation analysis of pentamode metamaterials [J]. Journal of Physics D: Applied Physics, 2017，50：485102. (JCR 2区, 中科院3区, IF= 3.409)

30. Boqiang Zhang, Penghui Chen*, Chengxin Cai, Xinping Wu. Two dimensional locally resonance phononic crystals for the reduction of vibration and noise in wheel-drive bus [J]. Acoustical Physics, 2021, 67(2):175-182. (JCR 4区, 中科院4区, IF= 1.116)

31. Boqiang Zhang, Penghui Chen*, Huiyong Chen, Tianpei Feng, Chengxin Cai, Jinduo Zhang. Application of phononic crystals for vibration reduction and noise reduction of wheel-driven electric buses based on neural networks [J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 2021. (JCR 3区, 中科院4区, IF= 1.828)

32. Yan Huang*, Xiaozhe Zhang, Haifeng Li, Chengxin Cai. Core-shell pentamode metamaterials with broader mechanical response and higher sensitivity [J]. Physica Scripta, 2021, 96 (10):105702. (JCR 2区, 中科院3区, IF= 3.081)

33. Yan Huang, Xiaozhe Zhang, Lili Zhang*, Chengxin Cai. Theoretical verification of three-dimensional manufacturable pentamode metamaterial microstructure [J]. Journal of Physics: Condensed Matter, 2021, 33(48):485702. (JCR 3区, 中科院3区, IF= 2.745)

34. 王兆宏*，李青蔚，蔡成欣，徐卓，可用于隔声和带隙调控的五模式超材料 [J]. 声学学报, 2017, 42(5):610-618. (EI收录)

35. 楚杨阳，王兆宏，蔡成欣，声学超表面及其声波调控特性研究[J]. 中国材料进展，2021，中国材料进展，2021，40(1)：048-56. (中文核心)

36. Yao Qin, Shuo Liu, Bin Wei, Mingxing Li, Chengxin Cai, Tiangang Hou. Numerical simulation study of free space method for measuring sample permittivity [J]. Journal of Physics: Conference Series, 2021, 1871(1): 012003. (EI收录)

37. Yao Qin, Shuo Liu, Bin Wei, Mingxing Li, Chengxin Cai, Tiangang Hou. A new method for measuring complex relative permittivity of dielectric material by reflection method [J]. Journal of Physics: Conference Series, 2021, 1871(1): 012002. (EI收录)论著

专利

1. 蔡成欣，王雪，秦瑶，李明星，贺广臣，王其富，葛宏义，廉飞宇等；一种基于多层圆柱型三维五模超构材料； ZL202111082297.7；(2023.07.28)

2. 蔡成欣，贺广臣，秦瑶，李明星，王雪，王其富，葛宏义，廉飞宇等；一种基于五模超构材料的声拓扑绝缘体；ZL202111170197.X； (2023.08.05)

3. Cai Chengxin, He Guangchen, Qin Yao, Li Mingxing, Wang Xue, Wang Qifu; Multi-Band Valley Topological Insulator Based On Clover-Like Scatterers; No: S2023/0089; (2023.05.04)

4. 蔡成欣，贺广臣，秦瑶，李明星，王雪，葛宏义，廉飞宇等；基于防浪石状散射体的二组元声拓扑绝缘体；ZL202210351991.2；(2023.12.05)

5. 蔡成欣，贺广臣，秦瑶，李明星，王雪，王其富，廉飞宇等；基于三叶草状散射体的多频带谷拓扑绝缘体；CN202210523645.8；(2022.05.14)

6. 蔡成欣，李银飞，孟红妹，贺广臣，秦瑶，廉飞宇，李明星，张冰，李欣欣等；用于汇聚透镜和空间成像的超宽带偏振转换器超表面；CN202310374717.1；(2023.04.10)

7. 蔡成欣，李欣欣，贺广臣，王其富，秦瑶，李明星，廉飞宇，肖乐，张冰，李银飞等；一种超宽带拓扑谷态传输声子晶体板的设计方法；CN202310564226.3；(2023.05.18)                

8. 蔡成欣，李欣欣，贺广臣，秦瑶，廉飞宇，肖乐，张冰，李银飞等； 基于深度学习算法的多频带声拓扑绝缘体及其逆向设计方法；CN202310309858.5；(2023.03.28)

9. 蔡成欣，李银飞，秦瑶，王其富，廉飞宇，李明星，张冰，李欣欣等；一种受古铜币灵感设计的极化不敏感编码超表面；CN202311006204.1；(2023.08.10)  

10. 蔡成欣，李银飞，秦瑶，王其富，廉飞宇，李明星，张冰，李欣欣；一种基于二氧化钒的多频段太赫兹编码超表面；CN202311012873.X；(2023.08.12)  

11. 蔡成欣，李欣欣，贺广臣，秦瑶，王其富，廉飞宇，肖乐，张冰，李银飞 ；一种用于高效光传输的双频带拓扑绝缘体的逆向设计方法；CN202311018724.4；(2023.08.14)

12. 秦瑶，刘硕，王其富，蔡成欣，杨卫东，肖乐，段珊珊等；基于COMSOL的小麦水分微波透射模型构建新方法; ZL201910858144.3；(2023.08.12)  

13. 秦瑶，卫彬，王其富，李明星，蔡成欣，侯天罡，刘硕等；一种容器盛载介质复相对介电常数测量方法；CN202111039870.6；(2021.09.06)

14. 李明星，王荣才，秦瑶，蔡成欣，廉飞宇，张冰等；一种宽带圆极化天线；CN202210758724.7；(2022.06.30)

15. 秦瑶，侯天罡，李明星，蔡成欣，廉飞宇，张冰等；一种超表面平面波透镜天线；CN202210771987.1；(2022.06.30)            

16. 李明星，秦瑶，许德鑫，蔡成欣，崔梓豪，侯天罡，白雪杰等；一种微带阵列天线；CN202210470592.8；(2022.04.28)

17. 杨智清，周浩，文必洋，秦瑶，蔡成欣，张冰等；一种基于决策树分类的高频地波雷达目标检测方法；CN202211566418.X；(2022.12.07)

荣誉称号和社会兼职

1．河南工业大学青年骨干教师

2．英国物理学会(IOP)系列杂志审稿人

3．Elsevier系列杂志审稿人

4．中国声学学会会员

5．中国物理协会会员

6．中国计算机协会会员