基于超材料的多频带可调谐太赫兹吸收器

设计了一种多频带可调谐的太赫兹超材料吸收器。在超材料吸收器的结构中,引入光敏半导体硅材料,设计特殊的顶层金属谐振器,分析开口长度、线宽、介质层厚度等参数尺寸对太赫兹超材料吸收器的吸收光谱特性影响。根据光照与光敏半导体硅电导率之间的关系,研究太赫兹超材料吸收器的频率调谐特性。仿真结果得到太赫兹波段的12个吸收频率调制,其中有10处吸收峰的吸收率超过90%近完美吸收,且有6处吸收率达到99%的完美吸收,而且吸收率调制深度和相对带宽分别达到85.9 %和85.5%,具有很强的可调谐特性。设计的光激励太赫兹超材料吸收器结构简单,具有多频带可调谐和完美吸收特性,扩大了吸收器的应用范围。     

基于Au/VO2纳米结构的可调控红外吸收器设计

设计了一种Au/VO_2周期性方形孔洞阵列结构的红外吸收器,利用时域有限差分法研究了吸收器的结构参数对吸收光谱的影响,优选出VO_2和Au膜层厚度分别为140 nm和80 nm,孔洞边长和阵列周期分别为1.1μm和1.2μm时,吸收可调控特性最为明显,在2.3μm处其高低温的吸收率差值可达80.3%.理论模拟计算了光以不同偏振、入射角入射时的吸收,结果表明,正入射时吸收器是偏振无关的;斜入射时吸收器具有广角吸收的特点,与TM偏振相比TE偏振下吸收器具有更强的角度依赖性.低温时吸收器中的电磁场呈高度局域化分布,表现为强的吸收;而高温时吸收器中的电磁场分布在吸收器表面,吸收被抑制.所设计的吸收器吸收效率高,吸收强度可以调控,可应用于新型可调控智能光电器件.     

Transient analysis of transmission line circuits based on the semidiscretization of telegraph equations

A new transient analysis method for the transmission line circuits is presented in this paper. Based on the semidiscretization of the telegraph equations, a discretized time domain companion models for the transmission lines which can be conveniently implemented in a general circuit simulator such as SPICE is derived. The computation required for the model is linear with time, equivalent to the recursive convolution-based method. The formulations for both single and coupled lossy transmission lines are given. Numerical experiments are carried out to demonstrate the validity of the method.     

基于Simulink的太赫兹雷达系统仿真

系统仿真对于太赫兹雷达试验系统的优化设计具有重要意义.为对即将搭建的某多频段复用太赫兹雷达系统进行验证,本文以335 GHz 为例对该系统进行了方案设计和分析,带宽21.6 GHz,然后基于 Matlab/Simulink 设计了倍频、混频、正交解调等模块从而构建起太赫兹雷达Simulink系统,并以3个点目标为例进行了仿真,得到了雷达信号在各个阶段的频谱图,获得了3个点目标的距离像,距离像位置和分辨率与理论值一致.最后对结果误差和存在问题进行了分析.     

太赫兹折叠波导慢波结构的设计与微加工

从行波管工作的物理特性提出了一种获得折叠波导慢波结构参数的简单方法,给定工作频率和电压,能够获得折叠波导慢波结构的初始参数.设计了D波段的折叠波导结构来验证该方法,对其冷测特性如色散、耦合阻抗进行了分析.仿真结果表明,设计的折叠波导慢波结构在中心频率处具有较平缓的色散关系,在中心频率处耦合阻抗为3.5欧姆.在电子注电压为20.6 kV,电流为15 mA时,27 mm(50个周期)的折叠波导慢波结构在220 GHz具有13.5 dB的增益,3 dB带宽为11 GHz(213~224 GHz).同时讨论了折叠波导慢波结构的微加工工艺,并通过UV-LIGA工艺获得了实验样品.     

基于FEKO和CST的太赫兹目标RCS仿真

利用 FEKO和 CST 2套电磁计算软件对太赫兹频段目标雷达散射截面(RCS)进行对比仿真。首先计算同一理想导体球在1 GHz~500 GHz频率范围内的 RCS,得到理想导体球的 RCS特性曲线,与理论值进行比较,得出太赫兹频段下两者仿真性能相差较小的结论。然后分别对理想导体球、圆柱体和方形平板在太赫兹频段下不同姿态角的 RCS值进行计算,结果表明,两者在 RCS仿真上因目标不同而呈现不同性能,在计算中应根据实际目标选取合适的软件进行计算。     

基于FPGA的高速多带ChirpBOK信号的产生与实现

Chirp信号具有抗干扰、对频偏和多普勒频移不敏感、以及多径分辨能力强等优点,广泛应用于无线数据通信、定位、雷达和成像等诸多领域。为了提高chirp通信的信息传输速率,采用了多带chirp信号作为信息传输的载体实现多带chirp通信。而多带chirp信号的产生是实现高速多带chirp通信的关键,文中基于FPGA技术,提出了复用双端口ROM的方法,实现了多带chirp信号产生。该方法具有占用存储资源少、易于用低端FPGA实现以及实现简单等优点,并通过XILINX Virtex-5系列FPGA XC5VLX30的实验平台进行了验证。     

（英）基于分立器件和石英基片的0.68THz和1.00THz三倍频器

主要介绍了0.68THz和1.00 THz频段平衡式三倍频。该三倍频是基于反向平衡式二极管和石英基片完成,而非集成电路。该工作主要的贡献在于提高了二极管等效电路模型,该二极管模型不仅仅包括I/V和C/V,同时还加入了等离子体共振和趋肤效应,将薄膜电路减薄至15um,机械加工精度提高至3um内,可使工作频率提高至1.2THz。通过场路协同仿真,利用高精度太赫兹装配工艺,最终实现工作频率为0.68THz和倍频效率为1%的三倍频器,工作频率为1.00 THz和倍频效率为0.6%的三倍频器,输出相对带宽均大于10%。     

An analytical model for optimizing the performance of graphene based silicon Schottky barrier solar cells

In this paper, a model taking into account the effects of carrier loss mechanisms has been developed. The model simulates the photovoltaic properties of the graphene/n-type silicon Schottky barrier solar cells (G/n-Si_SBSC), and it can reproduce the experimentally determined parameters of the G/n-Si_SBSC. To overcome the low efficiencies of G/n-Si_SBSC, their performances have been optimized by modifying the work function of graphene and Si properties, accounted for variation of its thickness and doping level. The obtained results show that the work function of graphene has the major impact on the device performance. Also, the temperature dependence of the G/n-Si_SBSC performance is investigated.     

基于直线感应加速器的非相干太赫兹源设计

太赫兹波的产生途径有很多,本文通过理论设计和数值计算模拟了利用强流直线感应加速器神龙一号来产生 THz波。神龙一号直线感应加速器能够产生最大能量~20 MeV、束流强度~2 kA、脉冲宽度~60 ns 的脉冲电子束,脉冲电子束以不同能量通过偏转半径不相同的偏转磁铁后可以辐射出具有连续频率的太赫兹波。模拟计算了不同能量下的电子束通过偏转半径分别为0.2 m、0.5 m和1 m的偏转磁铁后得到的太赫兹波频率与电子束能量、磁铁偏转半径等的关系,太赫兹波的频率范围可达0.1 THz~9 THz,最大瞬时辐射功率~0.5 W。最后根据神龙一号直线感应加速器漂移段布局,设计得到偏转半径为0.5 m的偏转磁铁结构以及模拟结果。     

基于液晶的可调谐太赫兹双折射滤波器的设计

液晶双折射滤波器具有室温下工作,调谐简单方便,带宽窄等优点。为了达到设计不同调谐范围和带宽的这种滤波器的目的,以满足实际应用的需要,扩大其应用范围,采用数值模拟的方法,进行参数计算和设计思路的总结,并设计了一套窄带输出的滤波器实例。结果表明,通过对影响滤波器调谐范围和输出带宽的关键参数的数值模拟和分析,为设计不同调谐范围的液晶双折射滤波器提供了依据;设计实例基本上满足预期的设计要求,调谐范围0.691~0.866 THz。     

基于太赫兹技术的复合材料无损检测研究综述

随着高性能复合材料在航空航天和军事等高新领域的广泛应用,对其质量和性能检查的要求愈加引起重视,如何通过各种方法对复合材料进行无损检测成为近年来研究人员关注的热点和研究方向。太赫兹波量子能量低,对大多数非极性物质透明,因此使用太赫兹技术对复合材料进行无损检测有着独特的应用优势。本文基于太赫兹技术的特点,对太赫兹时域光谱和太赫兹成像技术的无损检测分别进行了详细的论述,并总结了目前复合材料的太赫兹无损检测技术发展趋势,最后对其发展前景进行了展望。     

FDTD方法分析THz波段金属平板的屏蔽特性

研究了室温下金属平板对THz波的透射屏蔽特性。考虑到THz波段金属电导率的频率色散特征,基于Z变换方法处理频域色散媒质本构关系到时域的转化,使FDTD仿真易于编程实现。仿真表明,对不同金属材料,其屏蔽效应随频率呈现出周期振荡,且金属平板厚度在百nm量级时对THz波的屏蔽效应＞60 dB。对不同厚度的金属平板,其屏蔽效应以dB为单位随厚度线性增大,有望利用此特性实现厚度μ＜m级薄层金属的厚度测量。     

基于 VO2的温控可调谐极化无关超材料吸波体设计

基于二氧化钒（VO2）薄膜的绝缘-金属相变特性,提出了一种温控可调谐的极化无关超材料吸波体,研究了单环、双环和三环结构超材料吸波体对电磁波的吸收特性和温控可调谐特性。当电磁波垂直入射时,单环、双环和三环结构超材料吸波体在 2~20 GHz 范围内分别出现了 1 个、2 个和 3 个吸收峰,随着结构单元环数增加,吸收峰逐步增加;由于超材料吸波体是二维全向对称的,故其吸收特性是电磁波极化无关的;当温度从 40 ℃ 至 80 ℃变化时, 吸收特性发生明显的变化,实现了极化无关超材料吸波体的可调谐效果。     

110 GHz以上固态功率放大器的发展现状

基于近几年的文献报道,综述了110GHz以上固态功率放大器的现状和电路结构。归纳了每个固态放大器的工作频率、制作工艺、最大输出功率（Psal）、最大输出的压缩增益、小信号增益、1dB压缩点增益（P-）,功率附加效率（PAE）、带宽等指标。对每个固态放大器的电路结构进行了总结,讨论了这些电路结构在太赫兹频段的应用。并根据ITRS的文献展望了未来固态晶体管的发展。最后讨论了未来太赫兹固态功率放大器集成到太赫兹数模系统的方式。     

基于石墨烯和1维光子晶体的THz宽带吸收器

为了获得宽带高效率光波吸收器,设计了石墨烯和1维光子晶体的复合结构,采用修正的传输矩阵法研究了其传输特性。结果表明,在一定条件下,复合结构在太赫兹波段具有一定带宽和高效率的吸收带,吸收带的位置和宽度与1维光子晶体通带一致;在一些特别的吸收带,吸收峰值达到1;对相同的结构吸收结果还与入射方向有关。石墨烯和1维光子晶体的结合进一步拓展了它们的应用范围。     

基于磁性介质棒的可调太赫兹波吸收器研究

设计了一种中心吸收频率可调的太赫兹波吸收器。在开口谐振环两侧引入磁性介质棒(钇铁石榴石),在改变外加磁场的条件下,通过影响开口谐振环周围环境的有效磁导率来控制中心吸收频率的大小。计算仿真结果表明,当磁感应强度从0 T变化到18 T时,该吸收器的中心吸收频率变化范围高达4 GHz(0.532~0.536 THz),而且吸收率均超过99%。     

基于谐振环的太赫兹吸波体等效电路研究

以常规开口环谐振器(Split ring resonator,SRR)结构的"超材料"太赫兹吸波体为例,首先用CST Microwave Studio软件对吸波体的吸波特性进行仿真。然后,根据横电(TE)模和横磁(TM)模入射时表面电流分布情况,分别建立了超材料太赫兹吸波体对两种入射模式的等效电路模型。最后,从理论上对等效电路模型进行了验证,并利用等效电路模型研究了吸波体结构参数对其吸收峰位置的影响规律。提出的等效电路模型对于"超材料"太赫兹吸波体的结构设计与性能分析具有十分重要的指导和参考价值。     

基于几何绕射理论模型高精度参数估计的多频带合成成像

针对多频带信号融合成像的相干化处理,论文提出一种基于几何绕射理论模型高精度参数估计的多频带合成算法。该方法利用不同频带的全极点模型中极点及散射中心幅度的相位差异来估计非相干量,通过缺损数据幅度相位联合估计算法对相干化处理后的频带数据进行填补,利用全频带数据对几何绕射-全极点模型参数进行精确估计,得到融合数据。实验表明,由融合数据得到的1维距离像和ISAR像的分辨率高于单个频带数据得到的结果,从而验证了该方法的有效性。