美国电气工程专业申请情况及案例详解

电气工程的应用包括电能，电力传输，控制系统等。电子工程则是包括电力，半导体，电路设计，电子通讯，电路板，电信沟通等内容。一般在美国之外的学界认为，电气工程（Electrical Engineering）更多地包括大型的电气设备的运用，例如电力传送，动力控制设备等。而电子工程（Electronic Engineering）则是处理相对小规模的电子设备的应用问题，例如是计算机设备，集成电路等。相应地，电气工程一般是研究用电力传送能量，而电子工程则是用电力去传输信号。而随着power electronics（功率电子学）的发展，两个概念的区分变得模糊了。

但是在美国的学界，Electrical engineering是涵盖了所有与电学相关的iscipline的，所以Electrical Engineering包括了Electronic Engineering在内。另外，其实EE与CS在很多研究领域方面是比较互通的。以下我们来看看EE的研究方向。EE的研究方向包括很多，例如：

1.生物医学方面

生物医学设备，成像技术，基因组学基础等内容。很多学校的EE课程都会涉及有关内容，例如JHU就有Computational Functional Genomics（实用性基因组学），Feeback Control in Biological Signaling Pathways（生物信号反馈控制），Magnetic Resonance in Meicine（药学磁共鸣），Meical Microsystems（医药学微系统），Meical Image Analysis（医药图像分析），Avance Topics in MRI Research（核磁共振研究），Computer Integrate Surgery（电脑外科手术）等等。

跟CS一样，EE在医疗领域的使用是十分广的，且医疗属于EE应用的高端行业。我们可以发现EE的这个方向与CS的这个方向有不少共通之处，例如：Computational Genomics是CS和EE都会修到的课程，而Computer Integrate Surgery则很明显是与CS相关性极高的学科。如果对医学方向有兴趣或有相关医学背景的EE学生可以选择这一研究方向学习。

2.能量方面

包括太阳能细胞（solar cell），智能输电系统，重物控制等内容，具体sample courses包括：Hybri Systems（混合动力系统），Introuction to Robust Control（鲁棒控制），Geometric Control Theory（几何控制理论），Power Electronic Devices an Systems（动力电子设备和系统），Distribution Generation Technologies（能量产生与分配），Moern Electric Energy Systems（现代电气能量系统）等。

这是在传统EE或者说电气工程中比较重要的方向，涉及内容是能量传输，能量转换等large scale内容。除此之外还有机械结构分析，动力控制等与力学，机械原理相关的内容。

3.环境及远程感应

研究感应器网络，雷达系统等内容，其实就是信号和感应系统等在大范围的应用。具体课程：raar system analysis an esign，igital satellite communication，Navigational Ais an Position Location等。

4.电子成像

研究的是电脑图像，graphics，photography，人机互动等内容。具体课程有：Image Reconstruction an Restoration（图像重组与复原），Computer Vision（计算机图像），Interactive Computer Graphics（互动计算机绘图），Meical Imaging Systems（医药图像系统）等。

图像输出和信号输出，图像处理和信号处理的原理是基本相通的，可见这个方向是电子工程里的内容，而也与CS里的Graphic相通。这个方向是CS/EE里面比较互通的方向之一，但是在EE中这一方向并不特别突出，因此突出这一方向的文书可能用于申请CS会比较合理。若要用于申请EE，文书中可以突出信号与图像转换，转化等内容。

5.网络程序，数据管理，security/privacy

课程与CS里面的Network类课程也是互通的。具体包括：Principles of Network Systems（网络系统），Network an computer security（网络电脑保密），Wireless Communications theory & systems（无线沟通理论，无线沟通系统），Graphs an Network Flows（图像和网络流？）等等。这个方向在EE里面的课程其实也比较少，不算是EE里面的一个大concentration，想申请的同学可以在网络中的信号传输方面做一些背景提升。

6.系统软件

研究操作软件，执行器，系统语言等，如CS中的此类研究同出一辙。这也是一个偏向Electronic engineering的研究方向，具体课程包括object oriente software evelopment，system language processing等等。CS研究的是用电脑将这些东西表现出来应用于实际，而EE则是研究更加内在的，信息、信号传播的东西。当然二者还是基本互通的。

7.系统硬件

研究内容是嵌入式系统，系统结构，超大规模集成电路等。具体课程包括：Avance Computer Architecture，Parallel & Distribute Computer Arch，VLSI Systems Design，Avance Electronics Design Lab，Computer-Aie System Design等。这个EE的方向与CS里面的系统研究方向联系甚密。就拿embee system来说，其实嵌入式系统就是“将先进的计算机技术、半导体技术以及电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物”，很显然就是高度结合cs/ee的一个研究方向。

8.网络系统与科学

EE里的Network更多的是偏重网络里的信息传播与沟通方向，包括了新型Internet，无线网络等内容。具体课程包括：Principles of Network Systems，Communication Networks，wireless network等。学的东西很多与CS的Network方面都是相通的，但EE会更注重网络内信号处理，通信等内容。

9.通信系统

无线，光学，有线等一切可以传递信息的系统，介质等的研究都可以归纳在这个方向，这个方向是Electronic Engineering下的内容，主要研究比较微观的信号处理，信息传播等。UCSD在这一方向下的课程就包括Ranom Processes ，Information Theory，Digital Communication，等等。JHU还有Optical Communications，Free-Space Optical Communications等。

10.信息理论与解译（图像与数据压缩，降噪）

与通信系统方向区别主要在对coing的运用比较多。Stanfor把这两个方向独立开来，但UCSD则没有作区分。课程包括Detection Theory， Speech Compression & Recognition，Algebraic Coing, Trellis-Coe Moulation, Avance Coing an Moulation for Digital Communications等等。

11.控制，系统学习与系统优化

近似于CS的人工智能内容。EE是通过信号传播的方式对设备进行控制，具体课程除了Digital Signal Processing，Information Theory，Stochastic Processes in Dynamic Systems等focus在信息，信号处理的内容外，还包括Control an Systems 的一些seminar，和CS里面的 Artificial Intelligence等内容。另外，像JHU还会提供Speech an Auitory Processing by Humans an Machines等综合性内容的课程。

12.整合电路设计

具体研究的东西有微型机电系统，感应器，模拟，无线电频率等。这是在EE中应用十分广泛的一环，涉及如电子设备中的电路板，无线电的研究，各种形式的电路，sensor等。很多学校学的课程都是集中在各种电路系统，其中课程包括VLSI，CMOS Analog Integrate Circuits an Systems，Communication Circuit Design，Electronics Design，Microelectronic Circuits等等。

13.纳米技术，量子科学与工程

纳米技术与量子科学是近年才发展起来的EE里面的研究学科，EE的研究日渐趋向微型化。大学作为研究前沿机构，当然会不断引入这个类别的学科。相关课程包括quantum electronic，Fabrication an Microengineering，Nanoscale CMOS technologies，Non-silicon nanoelectronic evices an systems等。这个研究方向虽然细小，但是也应用在其他的EE领域上。例如nanostructure的半导体技术，电磁学，光学等等。这个研究方向新，发展迅速，前景好，而且外国的技术水平会比国内领先不少。

14.电子，光子与磁性设备

Electronic, Photonic an Magnetic Devices，是EE中的电子工程应用方向，主要是应用于沟通，信号传播，控制等。主要研究的包括electronic Microsystems，optic & photonic，Magnetic waves & raiation等等。由于这些都是比较抽象和不可见的东西，因此也涉及到物理学中的内容，soli state physics也是很多ee学生需要学到的东西。

15.波段与波形

和电子、光子、电磁学方向有联系，也需要学物理，等离子内容等。像UCSD的这个方向就有Plasma Physics课。Nonlinear Waves an Interactions in Optics an Electroynamics，Electromagnetic Waves an Raiating Systems等课程都是这个方向会学到的东西，另外还可能包括filtering & smoothing，speech extraction等内容都与此方向有一定相关性。