摘要:不同于传统的太赫兹组件，基于硅基的太赫兹系统在大规模使用情况下具有成本低，尺寸小，集成度高，操作性强，更容易实现大阵列等特点。近10年来，随着硅基半导体技术的快速发展和硅基工艺晶体管的截止频率提升，硅基太赫兹系统芯片的设计发展迅猛。本文将主要从硅基太赫兹源、硅基太赫兹成像芯片、硅基太赫兹通信芯片、硅基太赫兹雷达芯片四个方面对当前的硅基太赫兹系统芯片的研究现状和发展趋势进行综述。

摘要:太赫兹波因其独特的频谱特性，在天文观测、星际通信、国防安全等领域有着重要的交叉前沿应用。滤波器作为太赫兹探测/通信系统中关键器件之一，能够提取特征信号并抑制干扰频率，提高系统的目标探测性能。近年来，得益于高精确度制备工艺的快速发展，太赫兹波导滤波器的研究进展已取得突破性成果，基于不同类型、结构、工艺的太赫兹波导滤波器被深入研究。该综述从太赫兹频段加工工艺方面入手，阐述了太赫兹频段波导滤波器的发展现状和普遍问题，并总结了主流工艺下滤波器的优缺点，为太赫兹高性能波导滤波器的进一步发展提供参考。

摘要:太赫兹成像技术在人体安检、无损探伤、质量监控、生物医学、半导体特性表征等许多领域展现出广泛的应用前景。本文综述了各类太赫兹二维成像技术，包括太赫兹扫描成像、太赫兹单像素成像、电光调制太赫兹成像、太赫兹相机直接成像等技术，综述各类成像技术的研究背景，分析了具体的成像方法和成像结果，总结了不同太赫兹成像技术的优缺点并对今后太赫兹成像技术的发展趋势做出展望。

摘要:太赫兹(THz)波具有能量低、穿透性强、频带宽等特点，因而太赫兹成像技术在无损检测、生物医药、安全检测等众多领域得到了广泛应用，在实际应用中如何提高太赫兹成像的分辨力变得越来越重要。由于太赫兹近场成像技术可突破衍射极限，获得分辨力为亚微米甚至是纳米量级的高质量图像，基于近场技术的高分辨THz成像技术相继被提出，并得到了进一步的应用。本文首先阐述了太赫兹近场成像的基本原理；其次总结了近场成像进展及增强方法；最后对太赫兹近场成像的未来进行了展望。

摘要:太赫兹时域光谱技术作为一种新型光谱检测手段，可用于包括水合物在内的多种物质的表征。金属硫酸盐具有多种不同的水合物，在太赫兹波段表现出不同的吸收特性，利用太赫兹光谱技术可以对过渡金属硫酸盐的不同水合物进行有效表征。本文利用太赫兹时域光谱系统对硫酸镁及其水合物进行表征。通过对七水硫酸镁进行恒温干燥，得到不同的硫酸镁热解产物并对其太赫兹吸收光谱进行研究。实验结果表明不同水合物表现出差异明显的太赫兹吸收特性。这为硫酸镁水合物的多种应用提供了重要参考，也为过渡金属硫酸盐及其水合物的检测提供了简单、快捷、有效的表征手段。

摘要:基于单层金属手性谐振器的超表面在垂直入射条件下很难激发较大的手性光学响应，难以形成与电偶极矩不正交的面内磁偶极矩分量。光场在介质超原子中激发的位移电流可能引发面内磁矩，进而实现高效的手性光学响应。基于无损的全硅超表面在太赫兹波段实现了巨大的手性响应。手性硅柱中的泄露波导模式同时激发了面内电偶和磁偶极矩，从而引发了自旋选择的后向电磁辐射，进而实现了太赫兹波的手性光学响应。利用线栅偏振片搭建了偏振相关的时域光谱测试系统，测得透射光谱中的圆二色性峰值达0.2。这种制备简单的全硅超表面为太赫兹手性超器件的设计提供了新的思路，有望应用于太赫兹偏振成像、光谱检测等领域。

摘要:在射电天文领域，为了实现更宽频带内多谱线同时观测任务，要求太赫兹超导相干接收机向更宽带方向发展。针对下一代太赫兹超宽带接收机的应用需求，提出了一种频段覆盖180~ 420 GHz(相对带宽达87%)的超宽带脊波导双工器设计，主要包括：180~300 GHz频段和320~420 GHz频段宽带脊波导滤波器设计与变换；超宽带太赫兹多级耦合型脊波导双工器优化设计。仿真结果表明该结构能够在180~300 GHz和320~420 GHz频段双工工作，回波损耗整体优于15 dB，通道间隔离度达20 dB以上。

摘要:研究了一种基于多模共振的多通道太赫兹波导滤波器。在太赫兹周期结构波导中引入缺陷，可以在禁带范围内形成通带，从而实现窄带滤波。通过数值模拟对多通道滤波器的特性进行了研究。结果表明，通过改变缺陷长度可以实现通道数可调的多通道滤波功能，通道数可达10~12个，透过率均在98%以上。此外，改变波导结构的周期个数，还可实现对通带带宽的调控，最窄带宽可达0.01 GHz。该波导滤波器性能优良，具有结构紧凑、易于集成、透过率高、通道多、带宽窄等优点，为太赫兹波段功能器件的研制提供重要的技术参考。

摘要:研究基于电磁超表面的太赫兹波束极化调控技术，即采用金属-介质-金属的三层结构设计了一种反射式太赫兹波90o线极化转换器，并分别采用数值仿真和实验测试方法表征其极化转换特性。结果表明，该反射式超表面可以在工作频率(0.5 THz)达到高效的线极化转换(高于75%)，且具有宽带特性(在0.35~0.65 THz极化转换效率超过50%)。此外，采用的超薄玻璃介质衬底使得超表面极化转换器具有厚度小、质量轻和耐热性好等优异的综合性能。

摘要:糖类是典型的手性物质，其在太赫兹波段的手性光谱尚未得到充分研究。本文研究了乳糖、半乳糖、葡萄糖3种糖类在低温和常温下的折射率和吸收谱，并通过太赫兹时域偏振光谱检测，获得了这些样品的手性光谱。实验结果显示，糖类吸收会随着温度降低而减弱，低温下有利于获得样品的手性特征；在80 K温度下，葡萄糖在1.3~1.5 THz频段表现出很强的圆二色性(CD)，在1.39 THz处CD谱峰值达到44.97%；在1.6~1.8 THz频段内，3种糖类都具有特定的手性特征峰，CD值均超过20%。研究结果对进一步认识手性生化样品在太赫兹波段的手性光谱及其内在机制具有重要参考价值。

摘要:为了形成带宽窄、品质因数Q高、选择性好的同轴布喇格反射器，提出一种倒圆锥型双重正弦同轴结构设计。基于耦合模式理论，在普通正弦槽结构的基础上，叠加刻蚀周期较小的辅助正弦分布，在导体内外壁上增加倒锥度，形成倒圆锥型双重正弦同轴布喇格结构。通过FORTRAN软件仿真得出，与普通正弦槽相比，倒圆锥型双重正弦同轴布喇格结构的工作模式和竞争模式的带宽更窄，品质因数Q得到提高，残余旁瓣现象得到抑制。同时，竞争模式的中心谐振频率点远离工作模式，带隙重叠进一步分离，频率选择性得到提高。该结构设计简单，方法合理，可以更好地分离工作模式和竞争模式，构建高品质因数Q、高功率的单一高次模谐振腔。

摘要:低密度奇偶检验(LDPC)码纠错算法是地面数字多媒体广播(DTMB)外辐射源雷达参考信号重构的关键技术之一。LDPC码纠错算法可以改善噪声带来的数据误码，但是计算复杂度高。结合图形处理器(GPU)运算能力强的优点，本文提出了基于硬判决、混合判决、软判决的3类适用于GPU处理的LDPC码纠错并行算法，并对比了3类算法的复杂度、纠错性能以及对雷达信号处理的影响；最后，给出了GPU并行实现方案，对比了算法的实时化效果。仿真与实测结果论证了相较于其他算法，软判决并行算法具有优越的纠错性能和实效性。

摘要:全球卫星导航系统(GNSS)接收机在高速运动状态下时，干扰来向的快速变化会导致阵列抗干扰算法性能下降，为此，提出一种基于功率估计的抗干扰零陷展宽算法。根据特征值将采样协方差矩阵划分为信号子空间与噪声子空间，通过子空间投影确立信号导向矢量与功率的线性关系；利用线性关系估计干扰功率，并根据零陷展宽需求重新设定干扰区域内的信号功率；最后，以干扰区域内功率的估计值为基础重构干扰加噪声协方差矩阵，求解阵列权矢量。仿真表明，相比其他零陷展宽算法，所提算法在相同展宽下具有更深的零陷，阵列输出信干噪比也有所提升。

摘要:针对合成孔径雷达(SAR)成像回波数据量巨大和存储器资源利用率偏低的问题，提出一种双倍数据速率动态随机存储器(DDR)的存储装置，并设计一种原位转置的存储方法。该方法首先比较雷达回波数据距离向和方位向的长度，通过预留出距离向和方位向中较长数据的单行或者单列所占用的存储空间来提高存储器读地址和写地址逻辑映射的灵活性，有效地实现了大数据量的片内转置操作，提高了双倍数据速率动态随机存储器(DDR)的资源利用率，并将分块子矩阵地址映射方法和跨页地址映射方法应用于原位转置中，有效地提高了SAR回波数据转置的访问效率。仿真实验结果表明，该数据存储系统在满足成像实时性的同时降低了一半的DDR存储器的用量，提高了DDR的资源利用率，降低了成本，目前已成功应用于多种模式的SAR成像处理中。

摘要:增加相参积累时间是一种提高雷达探测能力的有效方法，但当目标速度较高时，长时间相参积累会导致目标出现距离徙动效应，从而降低了信噪比，影响雷达的探测威力。针对距离徙动问题，本文给出了Keystone变换(KT)校正算法，仿真评估了三种实现KT方法的性能，进而提出并实现了基于图形处理器(GPU)的线性调频Z变换(CZT)并行算法，结合外辐射源雷达实验证实了该方法的实时性和有效性。

摘要:为了解决航空无线电导航服务频段附近的脉冲干扰影响接收机工作的问题，并进一步提高全球导航卫星系统(GNSS)中的脉冲干扰抑制能力，提出了基于小波包变换及变换域最小均方根算法(TRLMS)来抑制脉冲干扰。通过最佳小波函数分解，跟踪定位脉冲干扰所处频带，并采用TRLMS自适应滤波技术取代常规小波包固定阈值方法对干扰进行抑制。仿真实验结果表明，所提方法相比其他的干扰抑制均方根误差更小，解决了有用信号丢失的问题，具有更好的干扰抑制性能。

摘要:方位时差联合定位系统普遍应用在电子侦察领域，针对目标距离观测站较远时，地球球体模型会带来定位精度差的问题，提出了一种适用于地球椭球体模型的方位时差联合定位算法。该算法首先建立了双站方位时差联合定位数学模型，结合地球球体模型，解球面三角形，获得解析解；然后引入方位平面假设，将大地坐标系下的方位观测方程转换到地心直角坐标系下，结合地球椭球体方程和时差测量方程，从解析解出发，基于牛顿迭代法获得精确解，通过仿真验证算法性能。算法提出远距离方位时差联合定位的一种解决思路，为工程实现提供了技术参考。

摘要:针对具有有限感知范围的无线传感器网络中的动态目标跟踪问题，提出了一种将卡尔曼一致滤波和动态集群自组织相结合的协作式动态目标跟踪算法。首先，算法采用一个由群头挑选阶段和集群重新配置阶段构成的动态集群协议来限制参与目标状态估计过程中节点间的信息交换，然后用一个分布式加权估计预测算法即卡尔曼一致滤波来估计目标状态并预测其下一个位置，这样有助于唤醒最合适的节点来进行目标跟踪并最恰当地组织网络通信，而其他节点保持在睡眠状态。仿真结果表明，提出的算法相比于集中式和其他2种常用的分布式动态目标跟踪算法，不仅能够降低网络的平均能耗，而且能够明显提高跟踪过程中的误差估计质量。

摘要:为了实现3D目标位置跟踪，提出了一种基于概率假设密度(PHD)滤波的跟踪方案。方案由2个阶段构成：单视图跟踪阶段和多摄像机融合阶段。单视图跟踪阶段，在时刻k每个摄像机上得到颜色观测值，采用高斯混合概率假设密度(GMPHD)滤波器估计出2D目标位置；多摄像机融合阶段，将得到的目标的2D估计值集合作为数据融合阶段的观测值，并通过GMPHD滤波器估计出目标的3D位置，从而避免观测值与目标状态之间的数据关联。仿真实验结果表明，提出的跟踪方案不但能够可靠地跟踪3D目标位置，而且能够解决在每个摄像机处目标的遮挡问题。

摘要:高速磁浮列车毫米波车地通信系统要求其车载天线具有小型化、宽频带、圆极化和辐射扇形波束等特点。为更好地满足这些要求，设计一种中心馈电的小型化波导螺旋阵列天线。该天线馈电系统采用同轴波导中心馈电、4路矩形波导并馈的形式，通过改变馈电波导尺寸、耦合探针长度以及末端采用波导同轴转换器等形式，实现了所有单元的等幅馈电；天线单元由低剖面螺旋天线构成，采用顺序旋转技术改善天线的圆极化性能。利用全波电磁仿真软件设计了一款中心频率为38 GHz的28单元波导螺旋阵列天线，并进行了实验测试。测试结果表明：在37~39 GHz频带范围内，天线驻波比小于1.41，增益大于21.7 dB，轴比小于3.6 dB，俯仰面波瓣宽度为4.5°~4.7°，方位面波瓣宽度为29°~29.7°，满足毫米波车地通信系统车载天线的设计需求。

摘要:介绍了电磁二维可重构滤波器的背景、意义、国内外的发展现状及调节原理，将电磁二维可重构滤波器分为利用磁电复合材料结构和利用磁可调和电可调混合结构两类，并分别进行性能分析。重点对结构和材料各异的利用磁电复合的电磁二维可重构滤波器进行了性能参数上的对比，最后总结了电磁二维可重构滤波器的现存问题和未来发展趋势。

摘要:为了满足系统对阵列天线宽带、低副瓣的要求，设计了一款工作在X和Ku波段的结构紧凑型宽带低副瓣阵列天线，相对带宽为54.5%，副瓣电平在-30 dB以下，天线纵向尺寸为4.5λg。阵列天线采用带状线加权馈电网络和宽带带状线偶极子天线一体化设计，偶极子天线用短路探针对馈电分布电容进行补偿并加载寄生贴片，有效展宽了带宽；馈电网络通过拓扑结构设计获得各功分节点最佳功率比值，对各功分节点位置合理布局缩减馈电网络纵向尺寸。在微波暗室利用近场测试系统对阵列天线实物进行测试，验证了仿真结果。

摘要:随着单片微波集成电路(MMIC)集成度和复杂度的提高，芯片功能模块之间的距离越来越近，特征线宽越来越窄，对于分析芯片内部的信号路径和信号的完整性，能够提供芯片表面的高分辨微波场成像显得尤为重要。为了解决准确检测芯片内部结构完整无损的问题，这项工作采用了一种基于光纤的近场扫描探头的方法，其中包含氮空位(NV)色心的金刚石颗粒固定在光纤的尖端，通过搭建光路并接收金刚石NV色心的荧光信号，从而推理出被测芯片的磁场强度。该实验选取一个微波低噪声放大器芯片内部的区域进行扫描成像，得到了较好的成像结果，并准确分析出芯片的信号线走势。这些结果为高度集成芯片和滤波器等集成器件的功能和失效分析提供了变革性的方法。

摘要:针对舰船合成孔径雷达(SAR)图像识别中的图像分割问题，运用数理统计领域的方法，以舰船合成孔径雷达图像为研究对象，在深入分析经典K–Means聚类算法以及高斯混合模型之后，提出一个改进的高斯混合模型，用来对舰船合成孔径雷达图像进行分割。该方法采用马氏距离对经典K–Means方法进行改进，同时，将传统高斯混合模型的每一个概率分布，进一步再细分成单个的概率成分，在辅助变量计算过程中，采用梯度上升算法。仿真实验结果显示，研究得到了比使用经典K–Means算法和普通高斯混合模型的分割方法精确度更高、稳定性更好的分割结果。

摘要:在WiFi室内定位方法中，基于接收信号强度(RSSI)离线指纹数据库的加权K最邻近点(WKNN)算法得到了深入研究，但目前的WKNN算法未考虑实测数据维度高、无效缺省数据多等特点，不利于匹配定位精确度的提高。为此，在对实测RSSI指纹向量按照由大到小进行排序的基础上，只选取大于设定RSSI阈值的有效RSSI指纹数据进行后续的匹配；按照欧式距离的统计量自适应调整K值；按照欧式距离的均值，调整高斯权重系数。实验结果表明，与未改进的WKNN算法相比，改进后的WKNN算法定位精确度更高。

摘要:为了更好地描述X波段小擦地角海杂波建模中出现的重拖尾现象，研究WW分布建模方法及其统计特性，进而改善统计分布模型对海杂波数据的拟合效果。基于X波段海杂波实测数据，分析在不同海况和极化方式下两重韦布尔(WW)分布对海杂波实测数据的拟合效果。通过其与韦布尔分布、对数正态分布、K分布等统计分布模型拟合优度检验的对比，表明WW分布可以很好地拟合具有重拖尾现象的海杂波数据。此外，WW分布能够在不同极化域内准确地描述海杂波的统计特性，具有较好的海杂波幅度分布统计建模能力。

摘要:特定动态目标的快速检测及跟踪，是计算机视觉领域重要的课题。改变特征图在YOLOv3卷积神经网络中的选取位置，通过收集相关网络数据(类似模式分析、统计建模和计算学习视觉对象类别数据集合，即PASCAL Visual Object Classes数据集)构建自定义数据集合进行训练，使用面积的交并比完成辅助类别的联合，构建了能够实时检测特定目标在相关可视对象类检测数据集合上mAP@75达到47.41的检测器。联合卡尔曼滤波和匈牙利算法，通过将面积信息加入到匈牙利算法的代价矩阵中，改善了使用原方法产生大量ID切换(ID switch)的问题。该方法满足快速识别与跟踪的要求，在使用一张NVIDIA GeForce GTX 1060 6GB GPU条件下，平均速度能达到0.109 7 s/帧。

摘要:时隙分配是时分多址(TDMA)接入的核心。TMDA将时间划分为若干个固定时隙，使2个干扰的节点在不同时隙内传输数据，进而降低接入碰撞率。为此，提出基于分布式TDMA的时隙分配算法。该算法以Drand算法为基础，对其进行改进。利用路由信息分配时隙，降低通信时延和传输的消息数。仿真结果表明，与Drand算法相比，提出的算法传输时延降低了约8%，传输的消息数约下降了24%。

摘要:由于水下传感网络的高时延、低带宽和高能耗等特性，建立路由协议仍存在挑战。为此，提出基于拓扑感知的水下传感网络路由(TAR)。TAR路由先通过交互Beacon包，使每个节点获取网络拓扑信息，并建立邻居信息表。再依据节点剩余能量和链路的可靠性，择优选择下一跳转发节点，进而提高路由的稳定性，平衡节点间能耗。仿真结果表明，提出的TAR路由增强了路由稳定性，并减少了节点的能耗。

摘要:提出一种基于多项式的接收机行为建模方法。采用Hammerstein模型构建接收机行为模型，分别用非线性模块与记忆线性模块表征接收机非线性特性和记忆效应；利用傅里叶级数和最小二乘法分别辨识行为模型的非线性模块参数与线性模块参数；最后通过接收机ADS模型仿真数据，验证所提出的接收机非线性行为建模方法。对比分析了ADS仿真和行为模型的AM-AM特性及单音时域波形，实验结果表明，接收机行为模型的AM-AM特征曲线及时域波形与ADS仿真数据吻合程度较好。本文方法可预测接收机的非线性响应，对在复杂电磁环境下的接收机非线性效应评估具有理论价值。

摘要:针对传统射频识别(RFID)定位过程繁琐，系统定位精确度低以及计算较为复杂的问题，提出一种利用差分进化(DE)算法优化RFID定位精确度的方法。该方法首先随机初始参考标签的位置坐标，通过接收信号强度(RSS)值计算出阅读器与标签之间的测量距离，再通过优化阅读器与参考标签和待测标签之间的距离误差，估计出离待测标签最近的位置坐标，最后与经典LANDMARC定位系统做比较。仿真结果表明，经典LANDMARC定位系统的平均定位误差为1.115 8 m，而利用差分进化算法优化后的系统平均定位误差为0.001 2 m，从而证明利用差分进化算法优化RFID定位的方法是有效的。