摘要:飞秒激光泵浦光电导天线、磁性异质结构、电光晶体、空气等会产生太赫兹脉冲，其产生原理主要基于飞秒激发下载流子、电极化的瞬态变化等非热效应。与此同时，飞秒激光泵浦物质不可避免地会产生超快热效应。近年来，基于超快热电效应以及与自旋相关的超快自旋热电子学效应产生太赫兹波获得越来越多的关注。本文详细介绍了利用塞贝克效应/能斯特效应这两种热电效应，以及自旋塞贝克效应/反常能斯特效应这两种自旋热电子学效应产生太赫兹波的研究进展。超快热电效应及超快自旋热电子学效应已在太赫兹产生方面展现出巨大潜力，有望推动太赫兹源及相关技术的发展。

摘要:宽频带太赫兹辐射源在太赫兹科学与技术中有着迫切的实际应用需求，是构建波谱和成像为代表的太赫兹应用系统的核心器件。与常用的商用太赫兹源相比，自旋光电子学太赫兹辐射源具有超宽频谱、固态稳定以及成本低等一系列优点。目前，基于自旋光电子学太赫兹辐射源的理论、材料和器件技术研究尚处于起步阶段。本文主要总结了近年来单层铁磁层的太赫兹产生机理以及太赫兹辐射信号的极性与激发构型之间的关系。通过改变磁场方向、入射激光方向和样品入射方向可有效区分超快退磁、反常霍尔效应和反常能斯特效应对太赫兹辐射特性的贡献，为太赫兹自旋光电子学领域的研究提供参考。

摘要:由于水对太赫兹(THz)波具有强烈的吸收，含水样本的太赫兹光谱检测面临重大挑战。为解决太赫兹光谱对含水样本的高灵敏检测问题，本文提出并实验验证了一种太赫兹衰减全反射(ATR)的高分辨频域光谱系统。该系统采用创新式光混频相干检测技术，获得了出色的动态范围和分辨力性能，在0.3~1.2 THz范围内，峰值动态范围超过100 dB，频率分辨力高达100 MHz。创新式的ATR架构有效提升了灵敏度，在对不同浓度α-乳糖水溶液的实验测量中，实现了对水溶液样本的直接、精确定量检测。

摘要:高信息传输速率和大带宽容量的太赫兹通信被认为是实现6G的关键技术，这需要高效、稳定和紧凑的太赫兹源和探测器。为提升探测性能，研究了一种共振隧穿二极管(RTD)与缝隙天线片上集成的准光式太赫兹探测器。针对电路的高频损耗和寄生效应问题，采用协同考虑阻抗匹配因子和天线辐射效率的设计准则，设计了0.67 THz的小偏压RTD偏馈式探测器。采用高频结构仿真器(HFSS)和先进设计系统(ADS)软件联合仿真表征其探测性能，当输入功率为-30 dBm时，该探测器在0.67 THz的电流灵敏度达2.349 A/W，相比微波段采用阻抗匹配因子最大的设计准则，灵敏度提升了28.01%。

摘要:回旋行波管兼具高功率、宽频带特性，在毫米波高分辨成像雷达、电子对抗等重要军事领域具有广泛的应用前景。基于大回旋电子注的回旋行波放大器可工作于高次谐波状态，大大降低了工作磁场，甚至可实现无超导工作，提高了回旋行波管使用的灵活性和机动性。本文优化设计了一支Ka波段二次谐波大回旋行波管，采用具有介质加载的纵向开槽互作用高频结构有效抑制返波振荡，提高了器件工作的稳定性。利用三维粒子仿真，对大回旋行波管注-波互作用过程进行了模拟。结果表明，在电子注电压为70 kV，电流为6.5 A时，磁场可降低至0.642 T，输出功率达到106.5 kW，带宽为2.10 GHz，最大增益为35 dB。

摘要:太赫兹频段作为下一代通信技术的重要备选频段，面临随着载波频段提高而信号衰减急剧增加的挑战。太赫兹波的有线传输技术是解决这一问题的有效手段，而对材料介电性能进行精准调控和优化，开发太赫兹频段高性能有线传输材料成为关键。本文通过聚合物材料改性，利用太赫兹时域光谱系统对复合材料的介电特性进行测试，研究了传统介电常数等效模型在太赫兹频段材料开发中的应用。基于太赫兹频段材料的极化特性和响应机制，提出一种预估太赫兹频段复合材料介电常数和损耗角正切的模型和方法，为开发新型太赫兹有线传输材料及其性能调控提供了科学的模型引导。

摘要:跳波束技术利用时间分片的方式提高了通信系统的资源利用率，但现有的跳波束波位相对固定，不能随业务需求的变化而变化；且跳变波束服务的波束越多，系统排队时延越大；当多个波束同时工作时，同频干扰也不容忽视。对此，本文在波位优化的基础上，进一步提出一种将时隙分配与跳波束图案设计联合优化的资源分配算法。以最大化系统吞吐量为目标，首先利用相控阵天线可波束赋形的特点，根据业务需求，配置合适大小的波位；其次利用遗传算法对跳波束图案进行设计，从而避免共信道干扰。对比联合优化前后系统性能参数，结果表明，该方法能够提高系统吞吐量和业务满意度，降低系统排队时延。

摘要:大俯仰角下捷联惯导粗对准双矢量定姿中，不同矢量组合下，姿态角尤其是方位角对准精确度相差很大，必须慎重选择。对此，给出了2种最常用的粗对准矢量组合模式误差方程，对其主要误差影响因素进行分析。综合传感器误差，利用蒙特卡洛随机打靶方法对全姿态角下粗对准精确度进行仿真，并开展了80°俯仰角转台静态粗对准试验。转台试验中，在惯导陀螺误差约1°/h，加速度计误差约0.1mg情况下，第1种、第2种组合模式方位角粗对准最大误差值分别为20°、7.5°，第2种组合模式约为第1种的1/3；仿真测试中，在惯导陀螺误差约0.1°/h，加速度计误差约1mg，80°俯仰角下，第1种、第2种组合模式下方位角粗对准最大误差值分别为11°与2.2°，前者约为后者的5倍。仿真与试验结果表明，大俯仰角下矢量组合模式是影响惯导姿态角与姿态矩阵粗对准精确度的最主要因素。

摘要:针对相位干涉仪测向天线阵基线设计问题，给出了干涉仪虚拟基线构建方法和实基线优化方法。在相位干涉仪的物理约束条件内，通过合理设计虚拟基线数量和优化实基线比值，克服了传统设计方法中采用非最优实基线比值导致相位误差较小时实基线较长的缺陷。利用设计方法给出了0.35~18 GHz频段内相位干涉仪测向天线阵的基线优化案例，并对基线设计结果进行解模糊和测角精确度分析验证。仿真实验表明，本文方法能够在满足测角精确度的前提下，通过优化实基线比值，实现任意条件下的测向天线阵基线优化设计。

摘要:多波束是电子信息装备实现多功能、多任务、大容量信息传输与处理的关键。围绕新一代相控阵系统对宽带多波束形成网络的应用需求，提出一种基于光Blass矩阵的两级级联结构产生二维多波束的实现方法。通过光域相干波束形成技术完成第一级水平方向的波束合成，再利用光域非相干波束形成技术实现第二级垂直方向的波束合成，进而获得空域二维波束。采用该架构，一方面可突破光波长数量不足对光控波束形成网络阵列规模的限制，可将光控相控阵系统的单元规模从数十个提升至数百个甚至更多；另一方面可大幅减少光控多波束芯片的数量，对于阵元数N×N、波束数量M×M的多波束系统，波束芯片数量可从M²个减少到(N+M)个。同时该方案可采用光子集成技术手段实现，在简化多波束系统结构与提升系统可靠性方面具有无可比拟的优势。

摘要:针对在多频段、多模式无线通信应用中传统射频接收机频段单一、集成度低的问题，基于N通道滤波技术与接收机集成化技术，提出一种基于互补金属氧化物半导体(CMOS)的宽带抗阻塞射频接收机。该接收机集成N通道混频器与基带滤波器，在65 nm CMOS工艺下进行版图测试。仿真实验结果表明，该接收机在5 MHz的基带带宽外提供超过60 dB的带外阻塞抑制，频率调谐范围0.25~2.5 GHz；前置内嵌巴伦的低噪声放大器，使接收机转换增益达到46 dB，同时降低整体噪声系数至3.1~4 dB；实现了24.5 dBm的带外三阶交调截取点(IIP3)，功耗为26 mW。

摘要:针对空间相关信道下信号检测误码率性能下降的问题，提出一种多天线分集接收方法。该方法通过增加接收机天线个数，减小信道空间相关性对信号检测的影响，可根据实际工程需求灵活配置相应的接收天线数量，在避免引入高复杂度检测算法的同时具有较优的检测误码率性能。采用等增益合并方式对所提方法进行仿真分析，仿真结果验证了方法的有效性。

摘要:随着城市轨道交通网络的建设和发展不断推进，人们对运输能力的需求日益增加，车载计算能力短缺的现象已成为重要问题，探索新的解决方案变得非常必要。近年来，边缘智能(EI)作为一种全新的领域应运而生。通过EI，可以将复杂的计算任务卸载到轨道旁的计算服务器上，从根本上解放车载设备的计算能力，使车载设备专注于执行简单、低能耗的计算任务，将大部分计算工作交给边缘服务器完成。基于上述理念，本文提出一个全新的EI列车自主控制系统。该系统借助谷歌Kubernetes高可靠性边缘计算平台，实现列车自主控制算法；采用线性二次高斯(LQG)控制算法，对列车自主控制过程进行建模，并利用云上安全计算保障整个系统的高可靠性。同时，该系统能够有效避免局部故障的影响，因此在通信包间隔延迟性能方面表现出卓越的性能。经过大量实验验证，提出的EI列车自主控制系统具有较高的运行可靠性和数据安全性，同时具备较低的通信包间隔延迟性能。证明了该列车自主运行控制系统可以显著提高列车运行的效率和安全性，从而提高列车运行的质量。

摘要:为提高在低信噪比及多目标干扰下的被动弱目标自动检测、跟踪能力，提出一种带有多线谱融合、优选的线谱目标自动跟踪算法。该算法基于线谱检测，对融合多线谱特征的线谱目标进行自动跟踪，确定线谱目标的建立、删除、融合及关联准则，采用针对航迹的多假设跟踪(MHT)算法对多目标进行自动跟踪，具有计算量小，弱目标跟踪能力强的优点。海试数据分析表明，在强目标干扰的情况下，本算法仍可以对具有线谱特征的弱目标进行稳定跟踪。

摘要:微机电系统(MEMS)惯性开关是集传感与执行为一体的无源电子器件，具有体积小、重量轻、易集成、加工一致性好、免装配等优势，在汽车工业、航空航天、武器装备等领域具有广阔的应用前景。低g值MEMS惯性开关的应用场景主要为飞行器加/减速过程特定功能的触发，在设计时应保证弹簧刚度低，质量块体积大，在结构设计与加工工艺中存在一定难度。本文介绍了低g值MEMS惯性开关的基本物理模型和工作原理，对国内外研究现状进行了阐述，总结了现阶段迫切需要解决的关键问题，并提出相应解决思路，为后续研究提供有益参考。

摘要:针对磁聚焦分幅变像管短磁透镜个数与微通道板(MCP)面曲率、成像范围、旋转角度之间的关系，采用蒙特卡罗方法、有限差分法和有限元法，分别对单磁透镜、双磁透镜和三磁透镜3种磁聚焦分幅变像管的空间分辨特性进行理论和实验研究。仿真结果表明，磁聚焦分幅变像管的短磁透镜个数越多，成像面曲率越小，像面越接近平面；随着短磁透镜个数的增加，成像范围也逐渐增大；同时，在MCP面落点位置处电子的旋转角度随着短磁透镜个数的增加而减小。采用3个磁透镜时，在阴极面直径36 mm内，磁聚焦分幅变像管空间分辨力为10 lp/mm。