基于超表面的动态可调太赫兹空间功分器北大核心CSCD

在无线通信系统中,空间功率的灵活分配有助于实现不同辐射方向信号覆盖强弱的按需调节,提升不同方向通信质量与用户体验。本文提出了一种动态可调的太赫兹空间功分器,可以用于太赫兹波信号在不同空间信道上的强度分配与动态调控,也可应用在双空间信道上进行高效信号调制。全波仿真实验证明,所提出的超表面功分器基于极化转换与波前控制的方式,能够很好地实现设计预期的功能。该功分器既能通过对入射载波信号功率进行二次动态分配的策略,为不同空间信道上通信质量的保障提供帮助;也可单独作为信号调制器使用,通过双空间通道半周期延迟同时完成两路信号的高效率调制。所提出的超表面器件将可能在无线通信、信号控制等领域具有潜在应用价值。     

基于超材料的低RCS微带天线设计

近年来,电磁超材料因具有灵活调控电磁波的能力而被广泛应用在天线雷达散射截面（Radar Cross section,RCS）减缩设计中。实现天线RCS值减缩设计的难点是在不影响天线自身辐射特性的条件下,有效拓展天线RCS值减缩带宽。为此,基于超材料的完美吸波电磁特性,通过多个方环形结构以及加载多个电阻实现宽频带设计,设计一个超宽频带单层超材料吸波单元,将其应用在天线低RCS值设计中,设计一款适用于无人机通信频段的低RCS微带天线。通过仿真测试对设计天线和参考天线进行对比,结果表明,设计的天线在保证自身辐射特性不变的情况下,能够在6.5～18 GHz频带内实现大于10 dB的减缩效果,为该领域的研究提供了一种新方法。     

高能阿秒脉冲聚焦及光谱分析复合系统设计

为了减小阿秒脉冲聚焦反射过程的能量损失、降低阿秒脉冲测量过程中由聚焦像差引起的测量误差以及提高阿秒光脉冲光谱分析监测的可操作性,采用各环节性能分别优化的方法,设计了一种高能阿秒光脉冲聚焦及光谱分析复合系统,聚焦及光谱分析元件分别采用镀金掠入射型超环面镜和掠入射型凹面聚焦光栅,并给出了其具体结构和特性参量。结果表明,此系统适用于以短脉宽、高能量阿秒脉冲为新型探针的阿秒光谱学研究。     

新型电阻膜吸波体在封装辐射抑制中的应用

为抑制封装系统中无意的电磁辐射,设计了一种单元尺寸为0.079λ_L×0.079λ_L、厚度为0.057λ_L的新型电阻膜超材料吸波体结构.该电阻膜超材料吸波体通过在玻璃基板的两侧溅射氧化铟锡薄膜,并在顶层设计图案化的强耦合结构实现了超带宽吸收.通过仿真和实物测试证实了该吸波体结构在17～41 GHz频率范围内具有90%以上的吸收率.为了进一步研究其电磁辐射抑制能力,将该吸波体应用于封装系统模型中,仿真结果显示在18～47 GHz频率范围内3 m辐射电场明显降低,最佳抑制效果达到18 dB.所有结果表明所提出的电阻膜吸波体具有小型化、超宽带、极化不敏感和角度稳定的特性,其良好的辐射抑制能力为封装系统的辐射超标问题提供了新的解决思路.     

太赫兹动态超表面

太赫兹波段处于微波、毫米波与光波段之间,其相关技术对下一代高速通信、高分辨成像、智能感通一体等多个信息领域的发展具有重要的意义.发展太赫兹应用技术需要对太赫兹波束进行操控和信息加载.动态超表面作为一种新型的实现结构和器件,是实现该功能的重要途径之一.本文将以太赫兹动态超表面的调控功能作为分类依据,从相辅相成的材料、结构、机理及其最终表现的应用演示对幅度调控、相位调控、极化调控、波束调控、高阶非线性调控太赫兹动态超表面5个方面进行了概述,介绍了不同类型动态超表面的相似性与独特性,并对部分工作进行了指标对比.最后,展望了太赫兹动态超表面的发展趋势.本文希望更多学者可以了解太赫兹动态超表面,并促进此领域的发展.     

基于生成对抗网络的遥感图像超分辨率重建改进算法

为了获取包含更多高频感知信息与纹理细节信息的遥感重建图像,并解决超分辨率重建算法训练难和重建图像细节缺失的问题,提出一种融合多尺度感受野模块的生成对抗网络（GAN）遥感图像超分辨率重建算法。首先,使用多尺度卷积级联增强全局特征获取、去除GAN中的归一化层,提升网络训练效率去除伪影并降低计算复杂度;其次,利用多尺度感受野模块与密集残差模块作为生成网络的细节特征提取模块,提升网络重建质量获取更多细节纹理信息;最后,结合Charbonnier损失函数与全变分损失函数提升网络训练稳定性加速收敛。实验结果表明,所提算法在Kaggle、WHURS19、AID数据集上的平均检测结果较超分辨率GAN在峰值信噪比、结构相似性、特征相似性等方面分别高出约1.65 dB、约0.040(5.2%)、约0.010(1.1%)。     

太赫兹超表面中的连续域束缚态

连续域束缚态（BIC）是发生在辐射连续域频率范围内且被完全局域的共振,具有无限大的Q值,光与物质之间产生强相互作用,该现象对新型功能器件的发展至关重要。在太赫兹超表面中引入BIC机制,为定制高Q值共振提供了新的思路。从BIC的分类、形成机制、基本性质等方面对BIC进行了简要描述,重点介绍了BIC在THz超表面中的新应用,如高灵敏度传感、手性增强、光谱编码、近场成像。此外,BIC携带拓扑电荷,由偏振矢量缠绕圈数定义,这样的电荷只能通过改变系统参数来产生或湮灭。BIC的拓扑性质也为拓扑光子学新现象的发现提供了新的可能,BIC现象的研究可以为光学和光子学领域带来更多的发展。     

半导体基全光太赫兹空间调制器研究进展

太赫兹（THz）技术在下一代移动通信技术、雷达成像技术、物质波谱识别、大气遥感和射电天文学等领域有着广泛的应用前景,其中,能够主动调控太赫兹波幅度、相位和频率等特性的调控器件已成为影响太赫兹技术实际应用的关键器件之一。空间光太赫兹调制器（STM）作为一种典型的空间型波前调控器件,在波束偏转、波束扫描、特殊波束赋形,甚至相控阵技术等方面有着重要的应用。总结、分析和归纳了近年来电控STM和光控STM的主要研究进展,重点介绍了实现技术更简单、工艺成本更低的半导体基全光STM。详细总结了这种全光STM的调制机制和计算模型,系统总结了基于全光STM实现的太赫兹功能器件以及在太赫兹成像技术中的最新研究进展,讨论了全光STM存在的局限,并针对改善调制效率、降低器件插入损耗、提高激光利用率等方面提出多种新型器件结构。最后,对全光STM未来的发展趋势进行了展望。     

基于MSP430单片机的多路无线温度检测系统

设计了基于MSP430的多点无线温度检测系统。系统采用低功耗的MSP430F149单片机作为核心控制部件,硬件由无线通信模块、温度采集电路、显示模块和串口通信模块组成,软件采用模块化的设计方法。测试表明,整个系统都是在超低功耗的要求下进行元件及运行方式的选择,各个基站只需要3V电池供电就能实现长时间运作,能很好地实现超低功耗,并且实现了测量温度的实时性。     

基于周期宽带参考信号的直接定位方法

定位系统的模型误差是制约定位精度提高的最主要因素之一。目前大多数定位系统都采用参数标定或者参数差分的方法降低模型误差对定位精度的影响。本文针对辐射源的多星定位应用,采用低信噪比的周期宽带信号作为参考信号,对定位系统的模型误差进行校准。校准过程建立了模型误差参数直接估计模型和辐射源位置直接估计模型。模型误差直接估计模型中,建立起接收参考信号波形与模型误差参数之间的关系,运用最大似然方法获得超分辨率的模型误差参数估计。辐射源位置直接估计模型中,建立起模型误差参数、未知辐射源位置与接收未知信号波形之间的关系,直接估计出辐射源的位置。针对参考信号带宽大,周期长,信噪比低,导致模型误差参数估计计算复杂度大的问题,利用参考信号的周期特性对参考信号进行能量累积和分步搜索方法逐级引导,提高了系统参数估计速度和精度。最后给出一个仿真算例说明方法的有效性。