Submillimeter wave communication versus millimeter wave communication

This paper studies the performance of a submillimeter wave antenna operating between frequencies 0.1 THz and 10 THz with a 4-cyano-4-pentylbiphenyl[5CB]substrate.Since the size and shape of the antenna impact its gain/directivity,resonant frequency,bandwidth,and efficiency,the two antenna types considered in this paper are:(a)Rectangular Patch Antenna(RPA),and(b)Cylindrical Dielectric Resonator Antenna(CDRA).Here a submillimeter wave antenna is compared with a millimeter wave(a few GHz to 100 GHz)antenna.These popular mmwave antennas are chosen for the submillimeter wave antenna in order to understand changes in their performance as the result of changes in their geometrical shape.FEldberechnung bei Korpern mit beliebiger Oberflache(FEKO)software is used for the design and calculation of the Three-Dimensional(3D)ElectroMagnetic(EM)patterns.This paper also concentrates on the design and analysis of a massive submillimeter wave Multiple-Input Multiple-Output(MIMO)(8 by 8)RPA and CDRA.

光泵亚毫米波激光的理论模型及计算方法(Ⅰ)——半经典密度矩阵理论

该作者曾对光泵亚毫米波激光作过系统深入地的研究。重点论述在小型光泵亚毫米波激光的理论研究中所应用的量子系统的半经典密度矩阵理论。

亚毫米波激光的应用领域及应用前景

阐述了亚毫米波研究、开拓的重大意义 ,重点介绍和分析了亚毫米波激光在基础学科、天文物理、医学生物学研究以及军事、通信、工程等领域的应用及应用前景。

CMOS毫米波亚毫米波集成电路研究进展

近年来,随着工艺的不断进步,硅基集成电路已突破了仅适用于数字电路和低频模拟电路的传统观念,迅速拓展到毫米波甚至亚毫米波频段。在未来10年内,硅基工艺将具备覆盖毫米波频段的能力,并在部分器件与系统上实现到亚毫米波频段或太赫兹的跨越。我国在该领域起步稍晚,但在国家重点基础研究发展计划("973"计划)、国家高技术研究发展计划("863"计划)和自然科学基金等的支持下,已快速开展研究并取得进展。文中概要介绍了国际上在硅基毫米波亚毫米波集成电路与系统方面的研究背景和我国特别是东南大学毫米波国家重点实验室在CMOS毫米波亚毫米波集成电路方面的最新研究进展。

远红外技术的发展近况

就远红外激光在基础学科的研究、天体物理研究、通信和军事应用、工程应用。

硅—铝网栅亚毫米波F—P干涉仪及其在激光频谱研究中的应用

在单晶硅薄片上用光刻方法制作了铝金属网栅,并用在亚毫米波F-P干涉仪上。适宜用作亚毫米波波长的测量和频谱特性的研究。

太赫兹回旋管的现状及其发展

太赫兹回旋管一种具有重要发展前景的高功率太赫兹源。简要介绍了回旋管的结构和基本原理,并且评述了国内外太赫兹回旋管的发展状况和趋势;同时指出了太赫兹回旋管发展中存在的关键问题及一些建议。

毫米/亚毫米波探测大气温度和湿度的通道选择

利用热带大气温湿廓线计算了热带地区毫米/亚毫米波段微波大气透过率权重函数。对权重函数峰值高度的分析结果显示:对流层低层的大气温度可以选择118 GHz通道的远翼频率来探测,而对高层大气温度进行探测时,选择425 GHz通道的远翼频率较为合适;在大气湿度探测方面,183 GHz通道组合适合探测对流层中层大气的湿度,高层大气湿度探测应该首先考虑380 GHz通道组合来实现。根据大气温度探测通道和大气湿度探测通道的权重函数分布,鉴于国内现有遥感仪器的制造水平,建议选择118 GHz 3个通道与425 GHz 8个通道共11个大气温度探测通道和183 GHz 3个通道与380 GHz 5个通道共8个大气湿度探测通道作为未来静止轨道微波探测的候选通道。

光泵亚毫米波激光的理论模型及计算方法(Ⅱ)——多能级分子系统的激光增益系数

为了便于对光泵亚毫米波激光进行理论计算 ,从量子系统的密度矩阵方程出发 。

毫米波/亚毫米波大气传输特性研究

毫米波/亚毫米波在大气中的传输特性是毫米波/亚毫米波精确探测系统设计与应用的理论基础。在大气传输过程中,毫米波/亚毫米波受到大气分子吸收等作用沿传播路径产生能量的衰减,同时降水、悬浮颗粒物等引起散射与折射也产生衰减。本文在电磁波传输理论基础上分析了不同气象条件对毫米波/亚毫米波的影响,着重研究了多个频率点的大气衰减特性及在雨、云、雾等不同气象条件下的衰减规律。

金属网栅耦合的光泵腔式亚毫米波激光器

采用电感性金属网栅作为光学谐振腔的反射镜和输入输出耦合器，设计制作了长度分别为100cm、20cm和10cm的Fabry-Perot腔式亚毫米波激光器，分别用TEA-CO2激光器的10R（8）线和9R（16）线作为泵浦源，成功地获得光泵NH3分子亚毫米波激光根据F-P腔的多光束干涉特性，运用量子系统的密度矩阵理论。

回旋速调管放大器注-波互作用分析

给出了自洽非线性大信号理论分析方法,在理论分析和高频计算的基础上,建立了回旋速调管放大器注波互作用计算模型,对其进行数值计算。研究多种参量对放大器输出功率、增益、效率等的影响,通过优化得到了中心频率34GHz的四腔回旋速调管放大器设计方案。粒子模拟表明在工作电压65kV,注电流8A,电子注横向与纵向速度比为1.5时,输出功率230kW,带宽230MHz,电子效率45%,饱和增益33dB。

光泵NH_3分子亚毫米波激光的喇曼过程相互增强与竞争

当用强脉冲ＣＯ２－９Ｒ（１６）谱线泵浦ＮＨ３分子时，两个喇曼过程ｓ→ａＰ（７，０）和ｓ→ａＰ（７，１）相互作用，导致彼此增强；而当ＣＯ２－９Ｒ（３０）谱线泵浦时，出现多个喇曼过程的竞争，一些过程得到增强。

360GHz辐射计探测地面目标试验

为验证亚毫米波辐射计在弹药末制导中的应用可行性,计算了不同天气条件下天空亮温和视在温度,利用360GHz辐射计对地面金属目标和涂层隐身目标进行了模拟探测试验。计算和试验表明,在寒冷干燥的季节,辐射计可以探测到地面金属目标,随着温度和湿度的升高,辐射计很难再探测到目标;对于高温涂层隐身目标,辐射计可以探测到,而不受天气的限制。

光泵腔式NH_3分子亚毫米波激光的调谐特性研究

通过求解量子系统的密度矩阵方程 ,计算了不同管长和不同输入输出功率反射系数的光泵腔式激光器对 2 81μm和 90 .4 μm的亚毫米波信号的调谐特性 ,给出了其调谐特性随信号波长λ 。

亚毫米波大功率脉冲探测器的初步研制

初步研制了一种用于300~400GHz频段的亚毫米波大功率脉冲探测器。基于强电场下的热电子效应,将n型硅探测芯片置入波导WR10的宽边,构成了探测器的过模探测模块。采用光刻和电镀工艺完成了探测芯片的加工,实现了很好的欧姆接触和尺寸精度。对集成的探测器样机进行了亚毫米波大功率脉冲测试和电压驻波比测量。结果表明：探测器样机的响应时间快达ps量级,相对灵敏度约为0.46kW-1,电压驻波比小于2.4,最大承受功率不小于数十W,与模拟结果符合得较好,满足亚毫米波大功率脉冲的直接探测需求。

光泵亚毫米波激光的喇曼过程相互作用

在小型光泵ＮＨ３分子亚毫米波激光器中，喇曼过程的相互作用变成一个重要的效应，它直接影响了激光器的输出强度和频谱特性。用大功率ＣＯ２－９Ｒ（１６）谱线泵浦ＮＨ３分子时，两个喇曼过程ｓ→ａＰ（７，０）和ｓ→ａＰ（７，１）相互作用导致彼此增强；而当ＣＯ２－９Ｒ（３０）谱线泵浦时，出现多个喇曼过程相互竞争的现象。

基于混合电路模型的亚毫米波谐波混频器的实现

针对亚毫米波频段混频二极管管对模型获取困难的问题,提出了利用全波电磁场分析算法提取管对无源结构参数,并与管对直流电流-电压特性参数结合获取混合电路等效模型的建模方法.分析了谐波混频器原理,设计并实现了一个工作于2mm波段的二次谐波混频器.测试结果显示在116～120GHz频率范围内,其变频损耗小于20dB,与仿真数据基本吻合,证明本文提出的混合电路建模方法及所提取模型的有效性.

过模矩形波导中硅芯片与基模亚毫米波的作用

模拟研究了过模矩形波导WR10中n型硅探测芯片对TE10模亚毫米波的响应。针对过模波导WR10中内置n型硅芯片的亚毫米波探测结构,推导了基模工作时的灵敏度表达式。采用三维电磁场时域有限差分方法,模拟计算了过模波导中300～400GHz频带的TE10模亚毫米波与硅芯片的相互作用,分析了探测结构中电压驻波比和芯片内平均电场随硅芯片参数变化的规律。结果表明,在相同的芯片参数下,过模探测结构并不影响电压驻波比和芯片内平均电场的大小,但两者随频率变化的波动程度增大。在300～400GHz工作频带内,优化得到了性能较优的过模探测结构,其电压驻波比不大于2.75(335～380GHz频带内不大于1.8),线性工作区的相对灵敏度约为0.127kW-1,频率响应的波动范围在±20.5%内,最大承受功率约为0.53kW,响应时间为100ps量级,满足亚毫米波大功率脉冲的直接探测需求。

目标雷达散射截面的高频适用条件

根据雷达方程中雷达散射截面参数的物理意义,提出了可以将目标雷达散射截面看成为反射面天线的分析模型,用该模型估算了任意形状平板导体目标后向雷达散射截面,分析了亚毫米波频段使用雷达散射截面参数的适用条件,提出了亚毫米波频段雷达方程中应用雷达散射截面参数的限制条件,给出了平板导体在目标近场条件下,目标实际的雷达散射截面的变化规律,以及与对应情况下平面波照射时的雷达散射截面的关系。