基于开口圆环结构的太赫兹分束器设计

提出了一种基于开口圆环结构的太赫兹分束器,其由两种单元结构组成,这两种结构的区别在于是否存在底层连续金属层,这两种结构的顶层金属图案由开口圆环组成,介质层为聚酰亚胺薄膜。通过改变开口圆环的开口大小和半径排列构成了8×8的相位梯度超表面。当太赫兹波分别沿-z轴方向和+z轴方向垂直入射时,电磁波会被分成沿x,y轴对称但能量分布不同的四束波,两种入射模式能够得到两种不同的分束比。在0.7 THz下,当太赫兹波分别沿-z轴方向和+z轴方向垂直入射时,其分束比分别为0.8∶1和1.9∶1,实现对分束比的调谐。此分束器具有体积小、成本低的优点,可应用于太赫兹通信、太赫兹成像和太赫兹隐身等领域。

耦合度可切换的太赫兹分支波导定向耦合器

提出了一种耦合度可切换的太赫兹分支波导定向耦合器,该耦合器的耦合度可在3和10 dB之间进行切换。通过控制前四条分支表面二氧化钒薄膜的电导率,实现耦合度的切换。仿真结果表明,在180~250 GHz的频率范围内,当二氧化钒电导率为2×10^(5)S/m时,耦合度为(3±0.6)dB,隔离度与回波损耗大于17 dB;当二氧化钒电导率为10 S/m时,耦合度为(10±0.7)dB,隔离度大于18 dB,回波损耗大于20 dB。耦合器在两种耦合状态下均表现出优异的性能,符合设计预期。

基于频率选择表面的三通带太赫兹滤波器的设计与分析

目前三通带太赫兹滤波器存在通带带宽差异大的问题。为了提高太赫兹滤波器三通带的带宽均匀性,设计了一款基于频率选择表面的三通带太赫兹滤波器,其结构由三个嵌套式“十”字环金属贴片、“十”字金属贴片和聚酰亚胺衬底三层结构组成。当太赫兹波垂直入射到滤波器表面时,在0.1~0.862 THz范围内形成三个滤波通带,各通带的峰值透射系数约为0.9,具有较好的通带性能,并且通带之间的传输零点的透射系数都在0.07以下,带外抑制良好。各通带的3 dB带宽的最大通带比约为1.29,10 dB带宽的最大通带比约为1.13,具有较好通带均匀性。三个工作通带的矩形系数均大于1.7,通带边沿陡峭,频率选择性良好。该滤波器具有透射系数高、带宽差异小、结构简单和易于加工等特点,其在太赫兹的多信道通信领域具有广阔的应用前景。

基于新电极的太赫兹光电导天线设计

提出了分别采用凹形电极和新叉指形电极的两种光电导天线,其电极产生的静电场电场强度是中间小而周围大,而激光光斑的光强是中间大而周围小,因此提高了衬底的抗击穿能力和光电流。相比于采用传统带状线电极的光电导天线,采用凹形电极的光电导天线产生的光电流提升了62%;相比于采用传统叉指形电极的光电导天线,采用新叉指形电极的光电导天线产生的光电流提升了41%。所设计的两种光电导天线都具有结构简单、便于加工且易与其他提高辐射功率的技术相结合的优点,其在成像、生物传感、通信和光电探测等领域有着重要的潜在应用价值。

差分跳频通信系统性能分析

本文介绍了一种新型的短波跳频通信系统 CHESS系统 .描述了CHESS的系统结构与其关键技术—差分跳频 .对差分跳频性能进行了理论分析 ,研究了几种解调算法并给出了仿真结果 .针对差分跳频的特点 ,提出了频率序列检测的方法 。

基于机器视觉的工件的在线检测

利用HALCON软件提供的算子对摄像机内、外参数和机器人"手眼"系统进行标定,在此基础上结合视觉检测技术提出了一种工件在线缺陷检测的方法。该方法是根据触发时刻的空间位置来确定抓取时刻工件位置的一种空间相量平移方法,接着利用图像处理软件发出的电信号来控制机械手来完成缺陷工件的动态抓取工作。最后利用C++完成人机界面的设计,经调试可完成实时在线检测、可达到生产要求精度。

堆叠型太赫兹通信透镜天线设计

为了提高太赫兹通信天线的增益和定向性,提出了"井"字堆叠型透镜天线。该透镜天线工作在太赫兹第一大气传播窗口内,由初级馈源天线和透镜两部分构成。设计了角锥喇叭天线作为透镜天线的初级馈源;根据菲涅耳-基尔霍夫衍射理论和傍轴近似条件设计了"井"字堆叠型透镜用于聚焦太赫兹波,并分析了透镜结构在平面波入射时的聚焦场分布。利用控制变量法分析了透镜天线的全波周期和焦径比等结构参数对其远场辐射性能的影响。对所设计的透镜天线进行了实物加工和测试。实验结果表明:"井"字堆叠型透镜天线的加工和组装工艺简便,具有对称的辐射模式,在320~380GHz的工作频段内的增益高于26.4dB,3dB主瓣宽度低于4.8°,基本满足太赫兹通信系统对天线的高增益和强定向性等要求。

无线通信系统中的微尺度射频元件

射频元件微型化是微型无线通信系统发展的关键所在。本文从微机械开关、微机械谐振器、微机械滤波器、微机械天线、微机械电感及电容等多方面，介绍微尺度射频元件的研究和应用现状，并对其发展前景作了展望。

矩形缺陷光子晶体太赫兹波波导的慢波特性

设计了一种工作于太赫兹波段的矩形孔缺陷光子晶体慢波波导。首先分析三角空气孔型光子晶体的带隙特性,引入线缺陷形成波导,并将邻近缺陷空气孔设为矩形,通过分析矩形孔尺寸对波导的带隙结构、群速度的影响,确定孔尺寸;研究缺陷宽度对缺陷模式的影响,并通过优化将缺陷模式频率移到目标频率338 GHz处,最终在布里渊边界处实现了c0/1543(c0=3×108m/s)的低群速度,证明了矩形缺陷光子晶体太赫兹波导良好的慢波特性。

微型光电机械系统技术在光通信中的应用及展望

通信是微型光电机械系统技术的一个非常重要的应用领域。本文从光交换技术、光连接技术、光开关、光调制器、滤波器、微光学组装技术、微型激光器等多个方面介绍了微型光电机械系统技术在光通信中的应用情况，并对微光机电系统技术的发展作了展望。

光学全息的数字实现

研究光学全息的数字模拟,探讨数字全息的数字重构方法,以菲涅耳衍射积分的实现方法为基础,采用MATLAB软件实现菲涅耳全息图的数字记录和数字重构模拟,给出模拟结果。利用离散菲涅耳衍射积分方法完成数字全息图的数字重构。利用数字图像处理方法对所得的数字全息图进行适当滤波处理,有利于消除零级像和孪生像,获得清晰的数字再现像。引入全息变换,根据全息图的不可撕毁性,研究了全息变换在数字图像压缩中的应用,对给定的二值化图像实现压缩存储及解压缩处理。

微机械微带贴片天线研究

究了以硅材料作基底的微机械微带贴片天线。采用微细加工技术 ,将金属导体贴片下方的硅基底背向刻蚀出一个空腔 ,形成硅材料和空气构成的混合结构 ,从而降低基底有效介电常数。对混合结构基底的等效介电常数。

基于混沌序列的光码分多址系统性能分析

针对光码分多址系统对地址码的要求,通过改进的Tent映射产生混沌扩频序列,将序列作为系统中的用户地址码;搭建光码分多址系统,分析混沌码与素数码相比下的系统性能。结果表明,产生的混沌序列有良好的相关性和初值敏感性,可以有效抑制系统的多址干扰并增强系统安全性;在2.5Gb/s的传输速率下,使用混沌序列码的光码分多址系统较素数码系统最小误码率提高1~3个数量级;同时较传统光正交码的系统误码率性能也可提高1~2个数量级。

基于CRLH TL结构的带通滤波器设计与研究

基于复合左右手传输线（CRLH TL）原理,利用微带与共面波导组合的双层介质结构,设计了一种新型带通滤波器.其等效左手电容由金属-绝缘体-金属（MIM）耦合结构提供,等效左手电感由蘑菇型零阶谐振器（MZOR）中的短路通孔实现.通过研究MZOR中U型槽长度变化对滤波器性能的影响得知,该带通滤波器具有结构紧凑,带宽较大,插入损耗较小等优点.HFSS仿真结果显示,滤波器的通带为3.4～7.2 GHz,通带内插入损耗低于-0.5 dB,回波损耗小于-11.5 dB.因此,该滤波器可应用于超宽带无线通信系统.

微机电系统(ME MS)的仿真和模型分析(英文)

微机电系统 (MEMS)器件及系统仿真正日益受到MEMS研究者的重视。其仿真内容涉及力学、电子学、热学、光学、流体学等许多学科。MEMS和其他微系统可看作为一个多域物理系统。本文从方法学观点讨论了建模方法、计算机辅助模拟工具、多域模型库以及不同仿真器的耦合问题。将电网络概念引入到不同域系统仿真中以及等效电路被应用到不同的物理域系统。对于系统模拟和仿真来说 ,元件模型库的建立非常重要 ,引入多端口元件 ,并用线性和非线性微分方程加以描述。另外 ,本文也简单分析了系统仿真中涉及的降阶问题、模型优化方法以及相关的仿真工具和仿真器间的耦合问题。

基于光载无线技术的LTE系统设计

概述了长期演进系统(LTE)的网络架构以及小区组网方式,通过与光载无线系统(RoF)的对比,设计了一个基于光载无线技术的LTE系统。针对LTE-RoF系统可能存在的问题,提出相应的解决方案,给出了该系统在高速铁路中的应用,指出光载无线技术和LTE的结合是未来通信领域发展的方向。

二维非相干光码分多址系统信息侦听技术

以二维非相干光码分多址(OCDMA)系统为例,设计不同的信息侦听方案,开展了信息侦听技术探讨。假设窃听者对整个系统的编/解码方式,地址码字的构造方式,系统的传输速率以及采用的频率片数量、大小等信息有足够的了解,利用光电检测技术获取OCDMA系统中光信号在不同波段、不同时间的能量分布情况;利用获取的能量分布矩阵有效地破译出系统中存在的地址码字。分别将两种侦听方案在利用Optisystem和MATLAB软件搭建的采用了7个用户和7组二维地址码的二维非相干OCDMA软件平台上进行分析。分析结果表明,两种侦听方案均能有效地破译出用户的地址码字,实现对整个系统的信息窃取。由此可见,二维非相干OCDMA系统仍然存在安全性问题。

基于光学倍频技术的WDM-ROF-PON系统设计

设计了一种将光载无线技术融合于波分复用无源光网络结构的系统。在发射端,系统采用光学倍频技术生成40GHz光毫米波载波,加载2.5Gbit/s的基带数据信号,下行链路传输性能良好且受色散影响小;在接收端,利用光波重用技术从下行信号中提取上行光载波,加载2.5Gbit/s上行基带数据信号。采用光学倍频技术降低了毫米波生成成本,提高了系统的实用性。

太赫兹硅基微环谐振器的设计与分析

设计了一个工作频率在太赫兹大气传输第一窗口的硅基波导型微环谐振器。利用传输矩阵法和耦合模理论计算微环谐振器的传输函数,并对波导耦合系数进行分析,获得微环谐振器的临界耦合条件。采用时域有限差分法分析微环谐振器的性能参数,并与串联双环谐振器性能参数相比较。结果表明:单环谐振器的自由谱宽范围为27 GHz,插入损耗为0.3 d B。单环与双环谐振器的响应谱线形状因子分别为0.16和0.52,即串联双环谐振器使谐振谱线顶端更平坦,滚降度增高。

力平衡式三轴微加速度计的设计与分析

设计了一种具有单一检测质量的力平衡式三轴微加速度计．采用硅-硅键合工艺形成作为单一检测质量块的硅片组合,利用全差分电容检测法实现对加速度三轴分量的检测．通过提高检测质量的重心,有效增加了X、Y 轴的灵敏度．利用ANSYS仿真软件对该微加速度计进行了模态及静力学分析,提出了优化设计参数．3个检测模态 (1阶、2阶和3阶模态)的频率分别为1．329 kHz、1．345 kHz 和2．174 kHz．通过优化设计,提高了3阶模态和4阶模态的频率差距,降低了其他高阶模态的干扰．在100g(g为重力加速度)的Z向加速度作用下,悬臂梁所受的最大应力为46 MPa,小于单晶硅的弯曲极限值70-200 MPa．静力学分析表明,加速度计的悬臂梁结构参数能够满足加速度计的力学性能要求．