国际电磁学研究的热点与进展

第23届国际电磁学研究进展研讨会（Progressin Electromagnetics Research Symposium，PIERS）于2008年3月24-28日在杭州举行。本次PIERS会议由浙江大学国际电磁科学院浙江大学分院和浙江大学信息科学与工程学院承办，国家自然科学基金委员会、空间电磁波国家重点实验室、美国麻省理工学院电磁理论及应用研究中心、国际电磁科学院等单位协办。

2005国际电磁学研究进展研讨会

2005年8月22-26日，国际电磁科学院浙大分院在杭州举办了2005年国际电磁学研究进展学术研讨会（Progressin Electromagnetics Research PIERS2005）。电磁科学院作为此次国际学术会议的具体承办单位，对关心，支持，资助本次研讨会的浙江大学相关单位谨致以诚挚的谢意。

电磁学及相关领域研究进展

第21届国际电磁学研究进展研讨会（Progress in Electromagnetics Research Symposium，PIERS）于2007年3月26-30日在北京举行。同期还举行了国家自然科学基金委重点项目“异向介质（Metamaterials）理论与应用研究”资助下的2007年异向介质研究研讨会（2007 NSFC Workshop on Metamaterials）。

层级人工等离激元结构增强的太赫兹光电导天线(特邀)(英文)

为提高太赫兹光电导天线输出效率,提出了一种基于层级人工等离激元结构的光电导天线的设计方法。层级人工等离激元结构由纳米尺度金属块阵列和微米尺度周期栅格结合而成,理论与仿真结果表明,前者通过人工局域表面等离激元谐振效应可提高光子-电子转换效率,后者则利用人工表面等离激元结构基模的禁带和高阶模式与电流源模式之间的正交性增强了光电导天线的垂直方向性。集成了层级人工等离激元结构的光电导天线结合了两种结构的优点,数值计算结果表明,其输出效率优于分别采用两种结构的方案。相较于未改进的光电导天线,层级人工等离激元结构在较宽频带范围内(0.86~1.51 THz)实现了光电导天线垂直方向辐射功率密度的提高。

异向介质研究进展

对异向介质领域最新的研究情况作了一个总体的回顾。首先介绍了异向介质的概念 ,其次概括叙述了理论研究和实验方面的进展 ,最后讨论了异向介质的应用前景以及目前这个领域的研究热点。

WiFi射频接收性能的测试方法

WiFi手机是一种新兴的基于WiFi技术的VOIP手机,但其覆盖范围受到接收灵敏度的制约,所以对其接收性能的测试与分析是非常关键的技术.提出并通过实验验证了一种适用于多种芯片的WiFi射频接收性能测试方法,并在实际应用中获得了良好的效果.

浅述吸波纺织面料开发的几种途径

为了开发具有吸波功能的面料,探索了羰基铁粉对不同的机织面料涂层整理、羰基铁粉加工到无纺布喷胶棉中、不锈钢长丝包芯纱圆机和横机针织面料加工、SiC长丝编织等方法,测试试样的吸波效果,指出采用不同方法获得的吸波面料的特点和存在的主要问题。

一维光子晶体传输矩阵法的分析改进

为了更准确地分析一维光子晶体的光子禁带特性和研究改善光子晶体性能的方法,通过在传输矩阵法的推导过程中加入了多重反射的概念和修正了传输矩阵的相位项,改进了用传输矩阵分析一维光子晶体禁带特性的方法,提高了计算精确度,结合理论仿真数据与实验测量值的对比证明了该改进算法的有效性,尤其是在非垂直入射的情况下,改进算法与实验数据符合良好。另外还探讨了组成光子晶体膜层的高低折射率介质的折射率比值,光学厚度,周期数等参数对光子禁带特性的影响,并提出了通过选用合适的光学厚度和周期数,采用新型材料,引入多缺陷态结构等改进一维光子晶体禁带特性的初步设想。

基于光子晶体的新型微带天线研究

介绍采用光子晶体结构的微带天线设计领域的研究进展,并设计了一种在基底上加入光子晶体结构的2.4GHz的微带天线。通过软件仿真,并与采用传统结构的微带天线进行对比,证明采用光子晶体结构的新型天线在降低输入回波损耗以及提高天线辐射效率等方面具有较大的优势,同时本文也指出了二维光子晶体天线的不足以及今后的改进工作的方向。

随机粗糙面的一种新双站散射模型

描述了一种对改进的IEM模型的扩展双站散射模型。我们发现在非相干功率的表达式中,交叉分量和补充分量都由两项组成:一项与误差函数无关,而另一项与误差函数有关。后一项可看成是由误差函数引起的修正项。模型预测值和测量数据的良好吻合显示了这种扩展双站散射模型的有效性。

综合应用分支模型和天线阵理论对大豆冠层后向散射系数的研究

提出了一种新的方法来研究大豆冠层的极化后向散射系数。这种方法结合分支模型〔1〕和PACT模型〔2〕的优点:前者强调植物结构和相干效应的重要性;后者则采用天线阵的概念来考虑植株间的相互作用,适合应用于大豆等在耕作实践中通常具有准周期的作物。而且,针对描述轴对称散射体取向的欧拉角和球坐标系统中的仰角、方位角的联系,提出了更符合物理实际的新的关系。由我们的方法预测的后向散射系数和实验数据的良好吻合,证明了其有效性。

一种适用于慢衰落信道OFDM系统的信道估计算法

针对慢衰落信道 OFDM 系统,提出了一种新的低复杂度的且能对抗定时误差的信道估计器。这种信道估计器是基于导频间隔,=2的特殊梳状导频结构设计的。基于工程实现的考虑,采用了最小平方(LS)算法进行导频信道估计,同时利用了线性内插对非导频信道进行估计。分析了定时误差对非导频子载波估计的影响,并提出了一种相当简单但十分有效的修正算法,仿真结果有力的证明了此算法能有效的抵抗定时误差对非导频信道插值估计的影响。

MIMO系统双向自适应高斯逼近检测算法

针对多输入多输出(MIMO)系统高斯逼近检测算法计算复杂度高,以及在搜索径数较少的时候,可能出现严重的误差传播,导致检测性能下降等问题,对多输入多输出系统检测进行了研究,提出了一种新的双向自适应高斯逼近算法.传统的高斯逼近算法在接收端进行树形搜索,当搜索径数较多时,高斯逼近算法能很好地抑制误差传播,但算法开销很大;当搜索径数较少时,存在严重的误差传播.双向自适应高斯逼近检测算法(BID-A-GA),通过从正向和反向并行地进行检测,判断误差传播是否产生,从而自适应地调整搜索径数,在抑制误差传播的同时,降低了算法复杂度.新的双向自适应检测算法能并行计算,运算时延低,且能在低复杂度情况下有效地抑制误差传播.

异向媒质恢复倏逝波作用的研究

为了验证异向媒质(LHM)对倏逝波的恢复作用,提出了一种借助矩形波导的新型仿真模型.在由相位跟踪测量方法得到LHM折射率近似为1的工作频率下,该仿真模型研究了倏逝波通过人工LHM的传输特性,并用有限计算域内的三维时域有限差分FDTD技术对人工异向媒质进行了仿真,获得了倏逝波电场在空波导中的幅度分布.同时讨论了异向媒质电磁参数与理想完美透镜条件的偏差对异向介质对倏逝波恢复作用的影响.仿真结果表明,异向媒质对倏逝波的幅度具有部分恢复作用.该仿真模型可以在有限计算域内单独对倏逝波的性质进行研究,可以应用于验证异向介质对倏逝波作用的实验.

一种新的Zero-Forcing BLAST联合检测算法

在有效利用双向迫零(BID-ZF)检测算法和并行干扰消除(PIC)检测算法的基础上,提出了一种ZF-BLAST的联合检测算法:BID-PIC.仿真结果表明,这种新的算法在低复杂度的情况下可以获得比单纯使用BID-ZF或者ZF-PIC的性能好.

B3G宽带移动MIMO无线信道

从考察信道产生机理出发,得到信道系数的离散时间表达式,分析了统计分布和时间、空间的相关性.仿真结果显示,此时的信道系数幅度不能简单地用瑞利分布来描述,其时间相关性显示出一定的随机性,空间相关性与角度扩展有关并在收发端产生不同影响.

SystemC在第4代移动通信系统中的应用

在4G(第4代移动通信系统)的研究中,针对传统的基于Matlab/Simulink系统级设计方法中存在仿真速度慢以及无法与硬件实现紧密结合的问题,提出了一种用SystemC进行系统级仿真的方法.介绍了用SystemC进行通信系统建模的优点,并结合第4代移动通信系统中多输入多输出正交频分复用的接入方式,给出了系统级SystemC仿真建模的实例.

基于CHU序列的低复杂度OFDMA小区搜索

提出了正交频分多址接入(OFDMA)下行链路中的一种基于 CHU 序列的小区搜索发送结构和检测算法。与传统的小区搜索方法相比,这种新型方案在保证性能的前提下,能够有效降低计算复杂度和提高检测效率。从仿真结果可以发现,这种优化的小区搜索发送结构和检测算法有效增强了用户的小区搜索性能,特别是当用户处于小区边缘时,性能提升更为明显。并提出了两种基于新型小区搜索方案的大范围小区搜索方式,其中的级联搜索方法不但在小区各个位置上体现了鲁棒性,并能够在较低的复杂度下有效扩展小区的搜索范围。

“超构表面2.0”专刊序

伴随着人工智能、5G通讯以及高端芯片等信息技术的飞速发展,大容量大带宽的光学信息传输、处理和存储技术成为必然趋势。对高性能和高集成度的光学信息技术以及轻量化、微型化和集成化的纳米光学器件的迫切需求,驱动研究人员不断开发微纳尺度下的光场调控技术。然而,自然材料远远不能满足人们对微纳尺度下光场灵活多样的调控需求。尽管超构材料(Metamaterials)展现出超越自然材料的物理特性及强大的光波调控能力,基于三维亚波长人工微结构的超构材料存在损耗高、加工难、不易集成等问题,这制约了其发展及实用。