近零功耗物联网及其关键技术研究

分析了物联网中物端节点面临的供电有限、功耗过大、补能困难等根本性问题,在此基础上,提出了近零功耗物联网的概念,旨在摒弃传统的电池供电方式,将客观环境中固有的电磁信号、电磁干扰等微能量转化为直流功率,为物端节点补充电能;同时探索微弱供电高效利用方法,将物端节点的联网功耗降低到几十微瓦水平,与环境电磁波可以提供的微弱能量供给相匹配,从而实现可持续运转的无线智慧网络。从系统架构、关键技术两方面讨论了近零功耗物联网的技术现状,分析了最新技术发展趋势,指出多频带电磁能量拾取、基于后向散射的集中式组网等主流研究方向。介绍了中国电子科技集团公司第五十四研究所在近零功耗物联网领域的技术创新成果:①设计了单天线多频段电磁能量高效拾取技术,支持多频段电磁信号综合供电,电磁能量转化效率不低于30%;②设计了基于后向散射的超低功耗无线通信技术,在通信功耗小于130μW的前提下,室内通信距离≥20 m,通信速率≥1 kbps;③设计了基于边沿检测的超低功耗无授权接入技术,在不增加物端节点能量消耗前提下,支持不少于20个物端节点的并发接入。     

一种基于白化滤波器的红外小目标检测方法

提出了一种新的红外图像场景模型,新模型认为红外图像中只包括2种类型的点:目标和起伏噪声。提出了基于这种模型的白化滤波器,给出了对红外图像背景进行白化的算法步骤,并采用基于单个像素局部邻域估计该点功率谱的方法实现了白化滤波器。实验结果表明,这种方法能够很好地白化起伏背景,为进一步的红外目标检测打下了基础。     

InP基共振隧穿二极管太赫兹振荡器的设计与实现

利用InP基共振隧穿二极管（RTD）和加载硅透镜的片上天线设计实现了超过1 THz的振荡器。采用Silvaco软件对RTD模型进行仿真研究,分析了不同发射区掺杂浓度、势垒层厚度、隔离层厚度以及势阱层厚度等对器件直流特性的影响规律。对研制的RTD器件直流特性测试显示：峰值电流密度Jp为359.2 kA/cm²,谷值电流密度Jv为135.8 kA/cm²,峰谷电流比PVCR为2.64,理论计算得到的器件最大射频输出功率和振荡频率（fmax）分别为1.71 mW和1.49 THz。利用透镜封装的形式对采用Bow-tie片上天线和RTD设计的太赫兹振荡器进行封装,测试得到振荡频率超过1 THz,输出功率为2.57μW,直流功耗为8.33 mW,是国内首次报道超过1 THz的振荡器。