可重构智能表面辅助的毫米波无线携能通信系统研究

提出一种可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)辅助的毫米波无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)系统,构建了一种以多用户最小用户速率最大化为目标的资源分配优化方案。通过对RIS进行分模块设计,同时进行信息和能量的辅助传输,考虑基站的发射功率限制、所有能量接收设备最低能量需求限制和RIS不同模块的相移约束,建立联合发射波束设计、RIS模块分割比决策及相移设计的混合资源分配优化模型。通过交替优化算法、半正定松弛算法、高斯随机化算法以及黎曼流形优化算法来解决这一非凸的多变量耦合约束优化问题。仿真结果表明,与现有的资源分配方案相比,所提出的联合优化算法在信息传输和能量收集方面均可显著提高系统性能。

浅论国家重点实验室的监督

针对国家重点实验室的监督,论述了其理论和实际意义,介绍了监督的内容,分析了四种监督的体系关系。

基于Web的国家重点实验室信息管理系统构建研究

本文介绍了国家重点实验室管理的基本内容,通过分析国家重点实验室信息管理系统的功能需求,提出了实验室信息管理系统的功能结构组成。借助B/S结构的分析,阐述了基于Web的国家重点实验室信息管理系统构建的基本原理、技术和方法。

26GHz室外微蜂窝毫米波信道测量与建模研究

在26 GHz室外微蜂窝场景测量数据的基础上,研究了毫米波段路径损耗、阴影衰落和大尺度参数的建模方法,提出优化的分簇方法和莱斯因子计算方法,比较了参数化和非参数化方法对信道建模的差异,对比分析了不同微蜂窝场景环境对路径损耗和大尺度参数的影响。结果表明,非参数化方法对路径损耗影响较小,对大尺度参数影响较大,如均方根角度扩展。建筑物上的玻璃窗和环境中的树木对大尺度参数有较大影响,对路损影响较小。毫米波频段簇的数目比6 GHz以下频段更少。为26 GHz室外微蜂窝场景毫米波链路和系统仿真以及系统设计提供了信道基础数据和模型。

低相位噪声毫米波单片压控振荡器的研制

采用0．18um GaAs PHEMT工艺，设计和研制了毫米波压控振荡器．该压控振荡器采用反射式结构，并针对了我国本地多点分配业务（LMDS）频段进行了优化设计，芯片采用OMMIC ED02AH工艺实现，芯片的尺寸为1．2mm×0．8mm．实测性能指标为：在28．46GHz，该压控振荡器的输出功率为7．3dBm，偏移1MHz处的相位噪声为-101dBc／Hz，调谐范围为27．5～30．4GHz．

三毫米波段二次谐波混频器

采用微带结构研制出三毫米波段二次谐波混频器.该混频器核心器件采用型号为MS8251的GaAs梁式引线肖特基势垒二极管对.根据二次谐波混频器对本振、射频和中频网络的要求,先用谐波平衡法分析出反向并联二极管对在本振信号单独激励下的大信号阻抗,由此设计出本振网络;然后模拟出该器件在大信号本振激励下的小信号射频输入阻抗,并由此设计出射频网络.还设计了三毫米波波导到微带过渡转换,整个电路设计和安装在介电常数为2.22,厚度为0.127 mm的RT/Duroid 5880基片上.当本振频率为46.3 GHz时,该混频器射频输入90～95 GHz,实测带内变频损耗小于15 dB.

轮廓波和非负稀疏编码收缩的毫米波图像恢复

针对毫米波图像存在的分辨率较低的问题,结合局部非负稀疏编码(non-negativesparse coding,NNSC)算法的自适应高阶统计特性以及轮廓波分解的方向性和能量变化特性,提出了一种新的基于轮廓波和NNSC收缩的毫米波图像恢复方法。NNSC算法是近年来发展起来的模拟人类视觉系统信息处理的有效方法。使用NNSC训练得到的特征基向量和最大似然估计(MLE),能够自适应地确定收缩去噪阈值,并把该收缩技术应用到轮廓波变换域,则能够大大减少毫米波图像中的大量未知噪声,提高毫米波图像的恢复质量。采用无噪自然图像验证基于轮廓波和NNSC收缩的图像恢复方法,实验结果证实了所提出的算法的有效性和实用性,表明该方法能够有效地用于低分辨率图像的恢复。

8毫米波均匀介质球透镜多波束天线的研究

介绍了均匀介质球透镜天线基本特点;仿真分析了单馈源时均匀介质球透镜天线的辐射性能;在单馈源的基础上,仿真分析了8馈源时的辐射性能。根据仿真结果加工了均匀介质球透镜,同时设计制作了包括16个圆波导的馈电网络以及馈电网络的数字控制器。在馈电网络中16个圆波导沿介质球周围成弧形排成上下2层,每层8个。通过同一层上的馈电单元之间的切换实现水平扫描,而通过切换不同层上的馈电单元实现垂直扫描。实测结果表明均匀介质球扫描天线性能良好。

毫米波单片混频器的研制

采用0．18μm GaAs PHEMT工艺，设计和研制了34-40GHz毫米波单片混频器。该混频器选择了单平衡结构．采用180°电桥结构改善LO—RF的隔离度，并修改了该结构以方便布版。在39GHz频点上，该混频器的插入损耗小于7．2dB、LO—RF隔离度大于32dB。

毫米波微带键合金丝互连模型的研究

本文应用神经网络方法、采用FDTD全波分析结果作为训练样本得到了毫米波微带键合金丝互连的参数模型 .这个神经网络模型可以指导毫米波集成电路的设计 ,利用该模型可以得到不同拱高、微带间隙和频率时的电路散射参数 .

毫米波单片低噪声放大器的研制

采用OMMIC0.18μm GaAs pHEMT工艺,研制了两级和三级2种毫米波单片低噪声放大器.以最小噪声度量为设计依据,通过适当提高偏置电流的方法改善毫米波频段的增益,使得放大器在保持噪声系数较小的同时获得较高的增益.两级低噪声放大器采用串联负反馈结合并联负反馈的结构,可以获得比较平坦的增益;三级低噪声放大器采用三级相似的串联负反馈结构级联,可以紧凑结构、在相同的芯片尺寸下获得较高的增益,2种低噪声放大器芯片的尺寸均为1.5mm×1.0mm.测试结果表明,在28-40GHz频段内,两级低噪声放大器增益最大为15.4dB、噪声系数最小为3.2dB;三级低噪声放大器增益最大为24.8dB、噪声系数最小为2.73dB,达到预期目标.

毫米波VCO电调特性的线性校正方案研究

毫米波ＶＣＯ是毫米波应用系统的关键部件之一，ＦＭＣＷ雷达的距离分辨率正比于ＶＣＯ电调线性度。本文给出了毫米波ＶＣＯ电调线性度的三种定义，系统地讨论了毫米波ＶＣＯ电调特性的电抗补偿线性校正、开环线性校正及闭环线性校正方案。

高功率毫米波辐照对秀丽线虫行为学和细胞形态学的影响

采用角锥喇叭天线,使用不同输出平均功率的毫米波激光辐照秀丽线虫,采用实时显微摄像系统记录线虫行为学变化,并使用体视显微镜观察线虫细胞形态学变化。受照射后自由活动的秀丽线虫能够快速逃离高功率毫米波的辐照区域。当受输出平均功率为10 W和12 W辐照后,线虫先后出现运动速度增加、运动速度减慢直至身体僵直不动的变化过程。当输出平均功率为5 W时,线虫出现热耐受现象。细胞形态学观察结果显示:辐照后的线虫腹中卵细胞核结构出现不同程度的异常。高功率毫米波辐照可显著影响线虫的行为学特征及细胞形态学,同时说明秀丽线虫是可适用于高功率毫米波生物效应研究的模式生物之一。

应用轮廓波和稀疏编码收缩法消噪毫米波图像

结合以峭度为稀疏标准的稀疏编码算法的高阶统计特性以及轮廓波分解的方向性和能量变化特性，提出了一种新的基于轮廓波和稀疏编码收缩技术的毫米波图像消噪方法。稀疏编码是一种有效的模拟视觉系统的图像特征提取方法，根据提出的特征系数的稀疏先验分布知识，能够自适应地确定收缩阈值。把该收缩技术应用到轮廓波变换域，能够很好地减弱毫米波图像中的未知噪声。采用相对信噪比评判消噪图像的质量，仿真实验表明，与标准稀疏编码收缩方法、轮廓波变换域降噪方法以及小波软阈值收缩方法相比，该降噪方法能够获得较好的图像恢复质量。

入射波极化方向对毫米波天线罩瞄准误差的影响分析

当不同极化方向的电磁波入射时,采用射线追迹方法计算了Ka波段线极化单脉冲天线-天线罩系统中天线罩所引入的瞄准误差.给出了天线在空域扫描时天线罩引入的瞄准误差分布图,并总结了其随入射波极化方向变化的规律.结果表明,入射波极化方向改变对天线罩引入的共面瞄准误差不产生影响,对交叉面瞄准误差影响较小,而对偏离方位轴和俯仰轴的扫描位置上的瞄准误差影响较大,且整个扫描空域的瞄准误差分布图随入射波极化方向的旋转而缓慢旋转变化.

毫米波双工器的精确优化设计

把改进遗传算法用于高性能毫米波双工器的优化设计 .双工器采用 H-面 T-型结构和 E-面膜片波导滤波器 .用该方法设计了 3只不同频段的双工器 ,并设计加工了 1只毫米波波段的双工器 ,设计结果和实验数据吻合较好 ,证明了这种算法的精确性和有效性 .

一种新型毫米波集成波导微带转换的分析与设计

提出一种新型集成于单层微带基片的毫米波集成波导微带转换 ,由一圆形微带谐振器、微带共面波导探针组成。利用全波分析软件对该转换器进行了分析计算、优化设计。测试了波导微带转换实物 ,结果表明 ,在Ka波段在 1 GHz频带内 ,该波导微带转换具有较低的插入损耗 ( <0 .4d B)和反射损耗 ( <-1 4d B)。可满足相关毫米波微带集成电路系统的应用要求。

用于毫米波焦面阵成像的小F数透镜焦区矢量衍射场分析

采用射线追迹法和Stratton Chu衍射积分公式研究透镜像空间的矢量衍射场 ,说明了决定衍射场分布样式的口径场相位分布的确定方法 ,对双曲面透镜给出了不同入射倾角时的焦区场功率分布 ,计算结果与实验吻合 .并考察了焦区场的矢量特性 ,计算与实验在毫米波频段完成 .

基于小孔耦合的毫米波宽带定向耦合器研究

基于小孔耦合理论和电磁场全波分析法,根据正向叠加和反向抵消原则,确定耦合孔半径、间距和数量,并通过HFSS软件进行仿真设计,实现了毫米波段定向耦合器的工作频段展宽;提出了一种新颖的波导腔体三层结构设计方案,解决了波导接触面缝隙切割电流引起的毫米波辐射问题,实现了波导无辐射装配,提高了器件的稳定性和可靠性。成功研制的毫米波W波段宽带、高耦合度定向耦合器在88~102 GHz频段传输损耗0.6 d B,两路输出幅度误差优于±0.3 d B,隔离度大于18 d B。

毫米波扩展半球透镜/物镜天线系统辐射特性分析

采用射线追踪和场积分的方法分析了扩展半球透镜／物镜天线系统的辐射特性，给出了计算结果，表明该系统具有良好的辐射特性．通过改变扩展半球透镜的扩展长度，可以实现集成电路与各种准光系统的耦合，具有很强的实用价值．