摘要:随着电子技术向更高集成度和小型化发展，三维电路布局日益普及，其中毫米波信号在表层与内部电路间的有效传输变得尤为关键。本研究设计了一种新型超宽带低损耗的带状线-共面波导垂直互联结构，以应对互联结构中寄生电感和电容引起的信号反射和辐射问题。通过等效电路模型分析和参数初步设计，结合三维场仿真优化，确定了最终设计参数。该互联结构采用0.2 mm直径的通孔实现连接，并具有仅0.8 mm直径的隔离环，保证了结构的简洁性和易于加工的特点。仿真结果表明，该设计可实现DC~80 GHz的宽带覆盖，S₁₁小于-13 dB，S₂₁大于-0.4 dB，显示出优异的性能。为了匹配测试系统，设计了测试板转换至同轴接口的转换结构，使其工作频率达到40 GHz。实际测试结果显示，在DC~40 GHz范围内，回波损耗小于11 dB，插入损耗小于0.4 dB，进一步验证了设计的有效性和实用性。

摘要:单像素成像是一种新颖的计算成像技术，借助于空间光调制，仅使用一个单像素探测器即可获取物体的图像。为克服太赫兹波段阵列探测器稀缺的难题，并在近场调制实现亚波长成像，提出一套基于光泵浦硅晶片的全光调制器的连续太赫兹单像素亚波长成像系统，可以实现λ/7.62的空间分辨力。对分辨力测试板的成像结果表明，对成像细节不特别关注时，可采用厚硅片获取大调制深度，并采用压缩重建算法抑制噪声，平滑输出图像；若要追求较高的成像空间分辨力，需采用薄硅片减小调制单元间的串扰，并采用关联重建算法，保留更多图像细节。本工作为太赫兹亚波长成像走向实际应用提供了一个新途径。

摘要:太赫兹光热电探测器基于热生载流子在温度梯度驱使下迁移的原理实现太赫兹波探测，具有快响应、超宽带、自供电、室温工作及结构简单等优势，受到广泛关注。目前，探测器读出主要采用调制-解调方法，通过电流放大器与锁相放大器级联实现测量，集成度低，成本高，难以实现阵列读出。为满足光谱测量、成像感知等应用需求，本文对光热电阵列探测器单元读出方法进行研究。从探测器机理出发，对输出信号进行建模分析；在此基础上设计板级专用读出电路，实现前置放大与锁相放大功能。测试表明，该方法可以在强噪声背景环境下对太赫兹光热电探测器进行高精确度读出，增益达到140.7 dB，信噪比改善了38.3 dB。

摘要:超构表面是一种由亚波长单元结构组成的人工表面，展现出巨大的电磁波操纵潜力，悬链线电磁学为超构表面的设计提供了新的思路和方法。本文提出一种基于悬链线结构的多功能二向色性超构表面，能够在不同方向上实现对电磁波的选择吸收。仿真结果显示，该器件可在红外区域实现92%的线性二色性(LD)和96%的圆二色性(CD)。这两种功能仅需改变电磁波的入射方向就可同时实现，且两种功能在一定入射角范围内均具有较高的效率。此外，还分析了不同几何参数对吸收性能的影响，以及实现不同电磁波选择吸收的物理机制。该超构表面具有结构简单、便于集成以及应用范围广的优点，在成像、传感和光谱等领域具有潜在的应用前景。

摘要:基于柔性扭曲双层手性超表面传感器，采用太赫兹时域光谱技术，以手性乳酸(LA)对映体为研究对象，提出一种在太赫兹波段实现手性物质浓度传感和对映体识别的方法。结果表明，手性超表面传感器的圆二色谱(TCD)会随着浓度的增加而发生偏移，且不同的手性对映体偏移量不同，左旋性LA(L-LA)和右旋性LA(D-LA)的最高检测灵敏度分别为2.6 GHz/(mg/mL)和1.9 GHz/(mg/mL)，检测限低至0.01 mg/mL。手性超表面传感器在LA传感和手性识别方面的巨大潜力，为手性对映体的灵敏检测提供了一种高效、低成本的技术方法。

摘要:设计了一种像元级数字化焦平面读出电路，克服了传统模拟读出电路技术的电荷容量局限，实现了更大的动态范围和更低噪声的数字化图像读出；同时在像元内部进行数字化图像处理，可实现非均匀校正(NUC)、盲元补偿、数字时间延迟积分(TDI)、空间滤波等图像预处理功能。该电路采用40 nm CMOS工艺流片，面阵规格为640×512，像元步进为30 μm，全芯片尺寸约22 mm×19 mm。测试结果显示，该电路通过TDI、空间滤波功能可大幅降低(分别约90%和63%)输出图像空间噪声，提升成像质量。

摘要:高性能宽谱上转换成像器件在医疗、食品安全、无损检测和国家安全等领域中发挥着重要作用，但现有半导体上转换器件因探测范围窄、上转换效率低而受到限制。为实现更宽谱和高效的上转换，本文通过优化LED结构，显著提升了棘轮上转换器件的性能。改进后的LED发光效率提升了2个数量级，μA量级的驱动电流下即可开启发光，发光光谱更接近规则洛伦兹线型，器件整体面发光均匀性也显著提升。研究明确了性能优化原则，并为未来上转换器件的改进提供了参考方向。

摘要:根据准光和高斯波束的基本原理，对准光反射镜和透镜进行研究，设计了一套毫米波亚毫米波天线准光馈电系统，通过两条光路实现89~115 GHz、176~183 GHz两个频段同时接收电磁辐射信号。采用椭球面反射镜和透镜实现波束会聚，控制系统结构包络；通过极化栅网分离通道，对双通道指标进行计算和初步分析。该系统工作在低温环境下，针对实际需求和冷光学分析，对准光器件的空间位置和波束半径提出约束并优化。理论计算和仿真结果表明，该系统满足冷光学和准光学的设计要求。

摘要:针对当前智能抗干扰技术在面对快速变化的干扰表现较差的问题，提出结合先验知识网络的新型智能抗干扰技术。首先构建先验知识网络，根据历史干扰信息实现对下一时刻干扰信息的预测，使系统更好地应对快速变化的干扰；然后利用强化学习算法实现对新的干扰规律的在线学习，使算法可以适用于干扰动态变化超出离线学习模型适应范围的场景。将所提算法与无先验知识的强化学习算法进行仿真对比，结果表明，所提算法在面对快速变化的干扰时，具有更高的决策准确率和更快的收敛速度，并对环境有较好的适应性，能够有效地进行智能抗干扰。

摘要:针对分布式雷达抗干扰问题，利用信号的多域信息，提出一种基于极化-空-时域联合处理的抗复合干扰方法。建立一发多收的分布式极化阵列雷达系统模型，根据接收信号的极化-空-时域特性，将其重构成一个三阶张量，进而利用张量的标准分解对目标回波信号和干扰信号进行分离，从而实现压制与灵巧干扰的抑制；然后利用真目标位置信息及速度信息的唯一性，通过多站点联合定位实现对欺骗干扰的抑制，同时估计目标的位置坐标与速度矢量。数值仿真实验验证了所提算法的有效性。

摘要:受地球曲率影响，传统基于平面直角坐标系的定位模型随着侦测距离的增大，定位误差显著增大，严重影响远距离目标定位跟踪精确度。对此，提出一种基于球面模型的单运动平台定位方法，将平面直角函数方程转换为球面三角函数方程，降低地球曲率误差影响；利用无轨迹卡尔曼滤波(UKF)算法实现复杂非线性观测方程迭代求解及远距离目标高精确度位置估计。仿真试验结果表明，基于球面模型的定位方法具有较高的定位精确度，定位精确度提升0.3%R~0.6%R。

摘要:针对具有超分辨能力的多重信号分类(MUSIC)算法在基于共形极化敏感阵列的被动雷达导引头测向应用中的角分辨力问题，提出了谱函数角分辨力的定义与分辨角门限。利用MUSIC算法零谱的定义近似推导了在渐进有偏条件下的期望值，并针对矢量阵列与标量阵列模型分别得出了相应的角分辨力表达式。以均匀圆形阵列为例，根据计算机仿真模型定量分析了各参量对角分辨力的影响，对比了标量阵列与矢量阵列的分辨角门限统计值。仿真结果表明，在同样的阵列及信号源参数设定条件下，标量均匀圆阵的分辨角值普遍高于矢量均匀圆阵。

摘要:近年来，得益于计算机运算能力的提升和互联网所产生的大量数据，深度学习(DL)技术取得了快速发展，其中最显著的卷积神经网络(CNN)在图像识别、目标检测、自然语言处理等领域已经成功实现商用。然而随着网络层数越来越深，对计算能力和内存需求急剧上升，如何对卷积神经网络进行加速并在硬件加速器上部署的问题逐渐成为学术界研究的热点。从现场可编程门阵列(FPGA)开发神经网络的优势出发，介绍了FPGA的多种开发方式，详细论述了部署和加速卷积神经网络的各种优化策略，以及采用不同优化策略的FPGA卷积神经网络加速器的性能表现。最后，展望了FPGA卷积神经网络加速器的未来发展方向。

摘要:针对目前数据迁移方法存在数据迁移耗时长、存储空间最大占用率较高、迁移学习错误率高和被访问数据在线概率低的问题，开展基于国产CPU环境的国产数据库历史数据迁移技术的研究。首先在国产CPU环境中集群部署系统软硬件，提高历史数据在国产数据库之间的迁移速率。其次建立孤立森林模型，将历史数据输入孤立森林模型中展开趋势预测，剔除国产数据库中存在的异常数据，减少待迁移的数据量。最后，构建数据迁移模型，并采用交替优化策略求取模型最优解，完成国产数据库历史数据的迁移。实验结果表明，该方法的数据迁移时间为18 min，储存空间最大占用率在10%~25%之间，ALC指标值为0.78~0.95，被访问数据在线概率能够始终保持在97%以上，证明该方法数据迁移耗时较短，存储空间最大占用率较低，迁移学习的错误率低，访问效率高，具有较好的应用效果。

摘要:设计了一种阈值为5g的低g值磁自锁微机电系统(MEMS)惯性开关，具有阈值可调和自回复功能。该惯性开关的惯性敏感单元由1个方形质量块、1块固定在质量块下的方形棋盘状磁铁和4根支撑它的方形阿基米德螺旋梁组成。磁铁和4块位于移动电极下方的铁磁性固定电极、双层平面线圈一起共同实现磁自锁和阈值调节功能。通过有限元仿真软件ANSYS对其进行仿真分析，利用激光加工和PCB工艺制造样片机，并通过离心机对样品进行性能测试。测试结果显示，制作的MEMS惯性开关在垂直敏感方向上的阈值加速度为5.27g，通过施加-0.5~0.5 A范围的电流，阈值的调整范围为6g~3.75g。结果表明此结构能够在实现闭锁功能的同时，在无外力作用的情况下实现自回复，且在一定范围内阈值可调。

摘要:为获得等离子体研究所需的半高宽约10 ns的高压高重复频率脉冲输出，采用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关串联构成的2组高压开关模块，利用传统电容储能脉冲产生电路和脉冲切尾电路相结合产生窄脉冲。结合开关实际工作需求，开展了窄脉冲产生电路适应性设计及仿真优化；依据优化结果，搭建窄脉冲产生电路实验装置。经测试，在500 Ω负载上获得了峰值电压约10 kV、半高宽约10 ns、前沿约6 ns的脉冲输出。

摘要:空间环境温度的变化会对航天器表面介质材料的带电程度造成不同的影响，为此，本文基于电流平衡方程建立了温度对聚酰亚胺表面充电影响的数值模型。在此基础上，利用航天器材料表面充电模拟实验系统，研究电子辐照下温度变化对聚酰亚胺表面充电特性的影响。仿真结果表明，当温度一定，束流密度分别为0.5 nA/cm²、1 nA/cm²、2 nA/cm²时，聚酰亚胺表面充电平衡电位随着束流密度的增大而增大；当束流密度一定时，在243~363 K范围内，聚酰亚胺表面充电平衡电位随着温度的升高而减小。束流密度越大，温度变化对平衡电位的影响越小，这一研究结论可为航天器介质材料面对温度变化时带电防护提供参考。