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基于太赫兹智能反射面波束色散和分裂的快速感知方法
1
作者 郝万明 杨兰 +1 位作者 朱政宇 李兴旺 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第3期678-686,共9页
针对太赫兹智能反射面(RIS)系统中基于波束扫描感知耗时较长问题,该文提出一种基于太赫兹RIS波束色散和分裂的快速感知方法。通过在每个RIS元件处部署实时延(TTD)以动态调整波束色散程度,设置大阵列RIS单元间距以形成波束分裂效应,进而... 针对太赫兹智能反射面(RIS)系统中基于波束扫描感知耗时较长问题,该文提出一种基于太赫兹RIS波束色散和分裂的快速感知方法。通过在每个RIS元件处部署实时延(TTD)以动态调整波束色散程度,设置大阵列RIS单元间距以形成波束分裂效应,进而联合波束色散和分裂实现目标区域快速感知。具体地,将感知区域分为多个子区域,并基于RIS波束色散优化TTD和RIS反射元件相移,以覆盖单一子区域。同时,利用波束分裂无缝覆盖多个子区域,相比使用单一波束扫描感知显著降低了时间开销。而后,为减少回波信号路径损耗,在RIS处配置主动感知元件,用于直接接收并分析回波信号。在此基础上,推导出感知目标角度估计值及其均方根误差(RMSE)。仿真结果表明了所提快速感知方案的有效性。 展开更多
关键词 太赫兹 智能反射面 波束色散 波束分裂 快速感知
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一种基于多子载波的XL-MIMO系统宽带近场信道估计方法
2
作者 雷芳 田江 +1 位作者 张峻滔 郑少杰 《无线电通信技术》 北大核心 2025年第5期1056-1066,共11页
针对宽带近场超大规模多输入多输出(Extremely-Large Scale Multiple Input Multiple Output,XL-MIMO)系统场景中波束分裂效应引发的信道估计精度下降问题,提出一种双向融合多子载波增强型双线性模式检测(Bi-Directional Integrated Mul... 针对宽带近场超大规模多输入多输出(Extremely-Large Scale Multiple Input Multiple Output,XL-MIMO)系统场景中波束分裂效应引发的信道估计精度下降问题,提出一种双向融合多子载波增强型双线性模式检测(Bi-Directional Integrated Multi-Subcarrier Augmented Bilinear Pattern Detection,BDI-MSABPD)算法。该算法基于极坐标域稀疏表征框架,通过显式极坐标域分辨率增强与隐式多子载波联合优化的双重机制,解决了波束分裂导致的稀疏支撑集失准和参数估计偏差问题。仿真结果表明,所提算法相较传统双线性模式检测(Bilinear Pattern Detection,BPD)算法,归一化均方误差(Normalized Mean Squared Error,NMSE)平均降低了2 dB。 展开更多
关键词 超大规模多输入多输出 宽带近场 极坐标域 波束分裂
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基于分频纳米流体的低倍聚光光伏/光热系统实验研究
3
作者 刘冬雪 张险峰 +5 位作者 孙天歌 赵志超 林建清 李文志 李英峰 巨星 《可再生能源》 北大核心 2025年第3期307-315,共9页
光谱分频型光伏/光热(CPV/T)复合技术利用分频器与光伏电池热解耦,避免了光伏电池超温和系统输出热能品位受限等问题。然而该领域的研究主要集中于模拟计算,缺乏在实际气象及光照条件下的热和电性能实验研究。为了探究户外CPV/T系统的... 光谱分频型光伏/光热(CPV/T)复合技术利用分频器与光伏电池热解耦,避免了光伏电池超温和系统输出热能品位受限等问题。然而该领域的研究主要集中于模拟计算,缺乏在实际气象及光照条件下的热和电性能实验研究。为了探究户外CPV/T系统的真实运行性能,文章搭建了低倍聚光分频型CPV/T系统与非聚光PV系统,对比分析了聚光与非聚光条件下热和电的输出特性,探究了分频液光学特性对聚光分频型CPV/T系统热、电性能的影响。研究结果表明:与非聚光PV系统相比,分频型CPV/T系统的电输出功率更高,采用去离子水分频和银/水纳米流体分频时,电输出功率分别为79.7 W和72.9 W,而同条件下的非聚光PV系统的电输出功率仅为45 W;分频液体吸收特性强化后,电池温度降低,填充因子增大,电池性能提高,系统热效率提升了2.7%,但分频液吸收特性使得电池表面入射太阳辐射降低,导致系统总的电效率降低近0.6%。文章为低聚光倍数下的分频型CPV/T系统提供了实验数据支持。 展开更多
关键词 光伏/光热发电 低倍聚光 光谱分频 纳米流体
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超薄透射型声学编码超表面
4
作者 周浩 李澔翔 胡洁 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期829-834,共6页
提出一种基于空间卷曲结构的超薄声学编码超表面,该结构由6×6个空间卷曲单元组成,且单元厚度仅为工作频率波长的十分之一.通过调整卷曲结构中横板的长度,实现透射声波相位的精确调控,从而赋予单元“0”和“1”两种数字编码状态.将... 提出一种基于空间卷曲结构的超薄声学编码超表面,该结构由6×6个空间卷曲单元组成,且单元厚度仅为工作频率波长的十分之一.通过调整卷曲结构中横板的长度,实现透射声波相位的精确调控,从而赋予单元“0”和“1”两种数字编码状态.将编码单元按照特定顺序排列,组成不同编码序列的超表面,实现对声场波束的有效调控.为了验证设计的超表面的性能,构建6×6单元的分束编码超表面并进行仿真模拟.通过分析其散射声场特性及透射声波的分束效果,验证其声学性能.仿真结果表明,该超表面在2 kHz频率下表现出优异的性能,能实现多种分束功能.该结构具有超薄尺寸和灵活调控的特点,在声学检测、声成像等领域展现出潜在的应用前景. 展开更多
关键词 声学超表面 数字编码 声学超材料 波束分离
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海洋环境下大跨度连续钢箱梁桥施工关键技术 被引量：1
5
作者 崔一兵 《世界桥梁》 北大核心 2025年第2期21-28,共8页
黄茅海跨海通道中引桥上部结构采用(6+5+5)×100 m分离式连续钢箱梁,下部结构采用群桩基础、深埋承台、整幅式TY型盖梁桥墩。海洋环境下台风多发,施工风险高。深埋承台最大设计水深约16.5 m,采用深水钢板桩围堰施工,围堰内支撑采用... 黄茅海跨海通道中引桥上部结构采用(6+5+5)×100 m分离式连续钢箱梁,下部结构采用群桩基础、深埋承台、整幅式TY型盖梁桥墩。海洋环境下台风多发,施工风险高。深埋承台最大设计水深约16.5 m,采用深水钢板桩围堰施工,围堰内支撑采用先支法施工,水下封底混凝土采用插管法施工。桥墩高53.143~61.828 m,墩身厚4 m,大截面墩身采用钢筋部品化施工,设计多吊点的通用型吊具吊装,钢筋部品间采用锥套锁紧接头连接。整幅式TY型盖梁单侧悬臂长14.6 m,采用高空式托架及对拉系统等施工,托架模块化设计、装配化安装和拆除,盖梁斜肢钢筋分块段部品化施工,且施工期进行裂纹控制。钢箱梁梁段最大重量约1400 t,设计柔性大吨位吊具吊装,钢箱梁分幅架设中采取盖梁底反拉压重措施控制整幅式TY型盖梁横向线形避免开裂,多跨整孔钢箱梁通过优化千斤顶布置、控制梁面荷载、多次调梁等进行线形控制,并基于BIM技术确定钢箱梁安装合理窗口期,采用智能监控系统实现智能化吊装。 展开更多
关键词 分离式钢箱梁 整幅式TY型盖梁 钢板桩围堰 钢筋部品 高空式托架 线形控制 智能化吊装 施工技术
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2D HyperBeam在主动阵列信号检测中的应用 被引量：2
6
作者 周霖仪 《舰船科学技术》 2009年第6期112-114,共3页
对分裂波束的阵列信号特性进行了分析,对HyperBeam的1D和2D定义及工作原理进行了讨论,给出主动阵列信号处理中基于2D HyperBeam频域检测的信号处理方法。仿真结果表明,2D HyperBeam波束形成使得主瓣束宽得到锐化,同时旁瓣级也有较大幅... 对分裂波束的阵列信号特性进行了分析,对HyperBeam的1D和2D定义及工作原理进行了讨论,给出主动阵列信号处理中基于2D HyperBeam频域检测的信号处理方法。仿真结果表明,2D HyperBeam波束形成使得主瓣束宽得到锐化,同时旁瓣级也有较大幅度降低,在主动阵列信号检测中性能超过常规波束形成。 展开更多
关键词 Hyperbeam 分裂波束 主动检测
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采动作用下复合坚硬顶板破断失稳及预裂弱化特征 被引量：2
7
作者 李延军 《煤炭学报》 北大核心 2025年第6期2909-2921,共13页
采动过程中坚硬顶板破断弹性应变能瞬间释放诱发冲击灾害。特别是在蒙陕矿区,随着开采深度增加,煤层上方存在多层坚硬顶板,其复合作用下顶板结构失稳诱冲机理复杂,导致采场冲击灾害难以控制,威胁矿井生产安全。以纳林河二号矿井31104工... 采动过程中坚硬顶板破断弹性应变能瞬间释放诱发冲击灾害。特别是在蒙陕矿区,随着开采深度增加,煤层上方存在多层坚硬顶板,其复合作用下顶板结构失稳诱冲机理复杂,导致采场冲击灾害难以控制,威胁矿井生产安全。以纳林河二号矿井31104工作面复合坚硬顶板条件下冲击灾害防治为工程背景,采用理论分析、物理相似模拟试验与现场监测相结合的研究方法,构建了复合坚硬顶板断裂力学模型,分析了复合坚硬顶板结构稳定性特征和矿压显现规律,揭示了复合坚硬顶板破断失稳规律及预裂弱化特征。结果表明:复合坚硬顶板工作面开采初期,下位坚硬顶板易形成悬臂梁结构,其周期性破断形成工作面周期来压,平均来压步距21.2m,上位坚硬顶板受下部垮落矸石支撑作用,易形成砌体梁结构;工作面推进至一次见方位置时,上位砌体梁结构回转失稳协同下位悬臂梁结构切落失稳,上位、下位坚硬顶板协同运动导致转动惯量增大,破断岩块回转能量迅速升高,造成采空区强矿压现象。复合坚硬顶板预裂弱化后,内部形成大量裂隙,下位坚硬顶板能充分、及时垮落,工作面周期来压步距减小,平均来压步距15.2m,较预裂前减少28.3%,下位坚硬顶板垮落矸石对上位坚硬顶板支撑约束作用减弱,破断岩块回转幅度和能量减小,上位、下位坚硬顶板协同破坏作用得到有效抑制。推进至一次见方位置,复合坚硬顶板预裂后,微震事件总能量和煤体超前应力峰值较预裂前分别降低62.5%和31.5%。现场工程试验表明,复合坚硬顶板预裂后,顶板微震事件总能量、频次和单刀能量分别降低了62.17%、56.32%和71.92%;工作面平均周期来压步距、来压范围、来压前峰值和来压时峰值降幅分别为53.5%、38.03%、8.63%和5.96%,表明定向水压预裂能有效抑制工作面见方位置强矿压现象。研究成果可为复合坚硬顶板冲击灾害防治提供有益借鉴。 展开更多
关键词 复合坚硬顶板 强矿压 砌体梁-悬臂梁结构 水压预裂 微震能量
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基于图案化取向的液晶面内偏振分束器
8
作者 方欣宇 赵家辉 +5 位作者 喻箫 贾奇麟 田璟琦 王子烨 杨吉丹 李炳祥 《液晶与显示》 北大核心 2025年第6期827-835,共9页
传统光学分束器受限于固定几何结构与静态工作模式,难以满足动态可重构光子系统的需求。为实现激光光束的偏振可控分束,本研究构建了基于液晶折射率梯度分布的可编程光学器件。通过建立液晶平面等效折射率模型,采用数控微镜阵芯片(digit... 传统光学分束器受限于固定几何结构与静态工作模式,难以满足动态可重构光子系统的需求。为实现激光光束的偏振可控分束,本研究构建了基于液晶折射率梯度分布的可编程光学器件。通过建立液晶平面等效折射率模型,采用数控微镜阵芯片(digital micromirror device,DMD)的数字掩膜光刻技术制备具有30°、45°、60°、90°取向角的三角形图案化液晶盒,系统地建立了取向角度与有效折射率的映射关系。实验发现,当取向角度从30°增至90°时,对应区域的有效折射率呈现单调递增趋势;在水平线偏振光入射条件下,非寻常光(e光)的折射角随入射角线性增长(15°~75°),证实了液晶介质中斯涅尔定律的适用性;在偏振态从水平向竖直连续调控过程中,e光与寻常光(o光)的强度比呈现规律性演变,并于46°偏振角时达到1∶1平衡态;圆偏振光入射时可激发对称双光束,揭示了双折射相位差对分束行为的调控机制。本工作通过图案化液晶器件的折射率梯度分布设计实现了偏振编码的光束分束,其动态可调特性为新型可重构光子器件的开发提供了理论依据与技术路径。 展开更多
关键词 液晶光控取向 数字掩膜光刻 偏振分束 等效折射率 斯涅尔定律
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方形涡旋光束在Nd:YAG介质中放大特性的数值研究
9
作者 汤燕华 马再如 《激光杂志》 北大核心 2025年第3期22-33,共12页
涡旋光束是当前研究热点之一,随着研究的深入,其在介质中的传输特性也得到了关注。基于非线性波动方程,采用分步傅里叶算法数值模拟方形涡旋光束在Nd:YAG介质中放大特性。研究了方形涡旋光束的拓扑荷数、入射峰值光强、束腰宽度和光束... 涡旋光束是当前研究热点之一,随着研究的深入,其在介质中的传输特性也得到了关注。基于非线性波动方程,采用分步傅里叶算法数值模拟方形涡旋光束在Nd:YAG介质中放大特性。研究了方形涡旋光束的拓扑荷数、入射峰值光强、束腰宽度和光束阶数等参数对其强度、频谱和B积分等方面的影响。数值研究结果表明:方形涡旋光束经过Nd:YAG介质放大后,其中心位置的强度起伏较强,而光束边缘强度起伏较弱;出射光束中心区域位置的强度呈连续振荡变化,对角方向上位置的强度要强于轴向中心方向。较小的拓扑荷数和较大的束腰宽度的方形涡旋光束可以减缓光束通过Nd:YAG介质后中心强度振荡,降低克尔效应对光束放大的影响。另外,减小Nd:YAG介质的厚度可以降低光束中心强度增强程度,并可以减小B积分的大小。 展开更多
关键词 非线性光学 波动方程 分步傅里叶算法 方形涡旋光束 B积分
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协作速率分割多址接入辅助的多站通感一体化波束赋形设计
10
作者 李若光 王琰 +1 位作者 陈颖玚 韩光洁 《电子学报》 北大核心 2025年第5期1491-1499,共9页
本文提出了一种协作速率分割多址接入(Coordinated Rate-Splitting Multiple Access,CoRSMA)辅助的多站通信感知一体化(Integrated Sensing And Communication,ISAC)波束优化方案,以更为灵活地实现定制化的通信和感知业务.本文建立了各... 本文提出了一种协作速率分割多址接入(Coordinated Rate-Splitting Multiple Access,CoRSMA)辅助的多站通信感知一体化(Integrated Sensing And Communication,ISAC)波束优化方案,以更为灵活地实现定制化的通信和感知业务.本文建立了各基站(Base Station,BS)公有流和私有流的接收信号模型,以及感知回波信号模型,分析波束赋形向量与通信速率和感知信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)之间的关系.在保证特定区域感知性能的条件下,以最大化最差情况下用户设备(User Equipment,UE)的通信和速率为优化目标,对所有BS的波束赋形向量进行联合优化.为了有效求解所构建的优化问题,通过引入辅助变量,并结合连续凸逼近(Successive Convex Approximation,SCA)方法对原始优化问题的非凸目标和约束进行松弛转换,进一步利用半正定规划(Semi-Definite Programming,SDP)技术得到最优波束赋形.仿真结果显示,所提出的CoRSMA-ISAC系统在通信和感知性能上均优于基于空分多址接入(Spatial Divi-sion Multiple Access,SDMA)与非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)辅助的ISAC系统. 展开更多
关键词 通信感知一体化(ISAC) 速率分割多址接入(RSMA) 多站 波束赋形优化 非凸优化 连续凸逼近(SCA) 半正定规划(SDP)
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拉盖尔-高斯涡旋光束在Kerr介质中放大特性的数值研究
11
作者 汤燕华 马再如 《激光杂志》 北大核心 2025年第1期50-60,共11页
拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)涡旋光束是当前研究热点之一,随着研究的深入,其在介质中的传输特性也得到了关注。基于非线性波动方程,采用分步傅里叶算法计算LG涡旋光束在Kerr介质中的放大特性。研究了LG涡旋光束的拓扑荷数、束腰... 拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)涡旋光束是当前研究热点之一,随着研究的深入,其在介质中的传输特性也得到了关注。基于非线性波动方程,采用分步傅里叶算法计算LG涡旋光束在Kerr介质中的放大特性。研究了LG涡旋光束的拓扑荷数、束腰宽度和入射光束峰值光强等参数对其强度、频谱、轨道角动量(OAM)谱和相位分布的影响。数值研究结果表明:LG涡旋光束经Kerr介质放大后,光束由圆形分布逐渐向类椭圆形分布演化,且其中心凹陷部分半径逐渐减小;光强增强,且增强区的光强起伏;在不同的方位角上,峰值光强会向内(如θ=π/4)或向外(如θ=π/2)漂移;频谱强度增强,且宽度展宽;另外,将激化产生新的OAM成分的光束。减小拓扑荷数、入射峰值光强和增大束腰宽度可以降低克尔效应对光束放大的影响,同时可以有效减小B积分的大小。 展开更多
关键词 非线性光学 波动方程 分步傅里叶算法 拉盖尔-高斯涡旋光束 轨道角动量谱 B积分
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基于响应面法的Ni60/WC涂层表面织构皮秒分束工艺参数预测研究 被引量：4
12
作者 钟林 伍小龙 +8 位作者 王国荣 罗敏敏 王紫萱 魏刚 王杰 冷晓栋 曾秦涛 张文超 敬佳佳 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期167-179,共13页
目的实现六分束激光在Ni60/WC涂层表面烧蚀目标织构激光加工工艺参数的精确选择。方法基于CCD响应面法,设计在不同的激光工艺参数下对Ni60/WC涂层表面进行织构烧蚀试验,以激光频率、扫描次数、扫描速度为影响因素,以圆凹坑织构直径、深... 目的实现六分束激光在Ni60/WC涂层表面烧蚀目标织构激光加工工艺参数的精确选择。方法基于CCD响应面法,设计在不同的激光工艺参数下对Ni60/WC涂层表面进行织构烧蚀试验,以激光频率、扫描次数、扫描速度为影响因素,以圆凹坑织构直径、深度及由其直径和深度综合加权所得的综合目标为响应目标,建立目标织构所需激光工艺参数的预测模型,以织构直径、深度及综合目标作为优化条件,对预测模型进行实验验证。结果扫描次数对织构直径的影响最显著,单个脉冲光斑上所聚集的能量大小是影响织构直径误差的关键因素。对织构深度影响最显著为扫描次数和频率,织构深度与扫描次数、频率呈正相关,不同因素间的交互作用是影响织构加工结果的关键。通过对预测模型所优选的参数进行实验验证发现,以织构直径和深度、综合目标建立的预测模型优选工艺参数所加工圆凹坑织构的质量评价指标与其预测指标的误差率分别为19.37%、3.57%。功率为6 W时,六分束激光加工最优工艺参数为速度5500 mm/s、频率400 kHz、扫描2次。结论通过综合目标建立的Ni60/WC涂层表面圆凹坑织构六分束激光加工参数优选预测模型精确程度较高,能够实现Ni60/WC涂层表面加工所需织构激光参数的准确预测,为涂层表面织构加工激光参数精确选择提供了理论依据。 展开更多
关键词 皮秒激光 分束激光加工 Ni60/WC 圆凹坑织构 CCD响应面法 参数预测
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高功率微波大口径相控阵天线拍波辐射方法研究
13
作者 苏建仓 胡祥刚 +2 位作者 李廷伍 朱晓欣 吴少彤 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期50-53,66,共5页
相控阵天线是未来高功率微波辐射系统的重要形式之一,是当前研究的热点。为了获得超高等效全向辐射功率,高功率微波天线均为大口径形式。而大口径相控阵天线在辐射高功率微波拍波过程中,存在波束分裂、增益下降问题。针对该问题,本文提... 相控阵天线是未来高功率微波辐射系统的重要形式之一,是当前研究的热点。为了获得超高等效全向辐射功率,高功率微波天线均为大口径形式。而大口径相控阵天线在辐射高功率微波拍波过程中,存在波束分裂、增益下降问题。针对该问题,本文提出了一种大口径相控阵天线拍波辐射结构,采用“子阵-面阵”两级馈电形式,解决了拍波辐射过程中波束分裂问题,有效提高了高功率微波系统的综合性能。该方法极大地节约了移相器数量,节省了系统成本,降低了系统复杂度,有利于实现高功率微波系统的小型化,提高系统的可靠性。 展开更多
关键词 高功率微波 拍波 孔径效应 波束分裂
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宽带分裂波束探鱼仪相位校准与方位角估计模块的实现 被引量：1
14
作者 王志俊 汤涛林 +2 位作者 张玉涛 尹项博 李国栋 《渔业现代化》 CSCD 北大核心 2024年第2期70-77,共8页
宽带分裂波束探鱼仪在渔业资源调查中有着广泛应用,其方位角估计精度决定了能否准确确定目标鱼群的方向和位置。为了提高方位估计的精度和效率,提出了一种基于改进的正交数字下变频技术的相位校准算法,对该算法进行了仿真,并基于现场可... 宽带分裂波束探鱼仪在渔业资源调查中有着广泛应用,其方位角估计精度决定了能否准确确定目标鱼群的方向和位置。为了提高方位估计的精度和效率,提出了一种基于改进的正交数字下变频技术的相位校准算法,对该算法进行了仿真,并基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现了该算法;然后采用Vitis HLS平台构建了方位角估计知识产权(IP)核,在提高方位角估计精度的同时降低了浮点计算时延;最后用信号发生器进行了测试。结果显示:模块的方位角估计误差不超过0.05°,整体计算延迟不超过420 ns,逻辑资源消耗不超过45%,与系统指标相符。该研究成果已成功应用于宽带分裂波束探鱼仪中,显著提升了系统精度和性能,并产生了一定的经济效益。 展开更多
关键词 分裂波束 相位校准 Vitis HLS 方位角估计
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混合远近场太赫兹通信中波束色散分析及预编码设计
15
作者 赵笑洁 郝万明 +2 位作者 王芳 杨守义 黄崇文 《无线电通信技术》 北大核心 2024年第1期143-151,共9页
为解决宽带太赫兹通信中传统混合预编码架构中的波束色散问题,将时延器引入到该架构中,并研究基于时延器的混合预编码架构性能。讨论了混合远近场太赫兹通信中的波束色散问题,分析了引入时延器后的混合预编码架构及其性能,提出了一种基... 为解决宽带太赫兹通信中传统混合预编码架构中的波束色散问题,将时延器引入到该架构中,并研究基于时延器的混合预编码架构性能。讨论了混合远近场太赫兹通信中的波束色散问题,分析了引入时延器后的混合预编码架构及其性能,提出了一种基于远近场的混合预编码算法,对所提算法和传统的混合预编码算法进行了仿真。仿真结果表明,所提算法在性能上优于传统算法,可以有效缓解混合远近场中的波束色散。 展开更多
关键词 远场 近场 混合远近场 混合预编码 波束色散
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左/右圆极化波操控的多功能太赫兹超表面
16
作者 蒋铭阳 李九生 郭风雷 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3371-3377,共7页
太赫兹波是指频率位于0.1~10 THz之间的电磁波,介于微波和红外之间,具有穿透力强、分辨率高、无电离辐射等优势,在安全检测、医学诊断、材料分析等领域有广泛应用前景。太赫兹技术发展与应用对太赫兹波多功能调控器件的需求日益增长,传... 太赫兹波是指频率位于0.1~10 THz之间的电磁波,介于微波和红外之间,具有穿透力强、分辨率高、无电离辐射等优势,在安全检测、医学诊断、材料分析等领域有广泛应用前景。太赫兹技术发展与应用对太赫兹波多功能调控器件的需求日益增长,传统介质在太赫兹波段响应微弱,超表面因其能够在波长尺度对太赫兹波进行调控,而且在加工和设计方面具有低成本、小体积等优势,受到研究人员广泛关注。目前已报道超表面太赫兹功能器件,或多或少存在着功能单一,而且受单一偏振波限制。当前,研究人员提出方案主要是改变亚波长超表面结构的几何形态和排列方式引入传输相位或通过旋转单元结构引入几何相位实现对电磁波参数调控,但是单种调控方式仍然存在可调谐性差等问题,因此设计基于传输相位和几何相位理论协同调控的超表面电场调控器件显得更具前瞻性和意义。引入一种全新对角双十字结构超表面,该超表面单元结构由顶层金属图案、中间介质层和底层金属板组成,结合传输相位与几何相位协同作用,完成对左圆偏振波和右圆偏振波独立调控。在频率为1.1 THz的左/右圆偏振波入射时,该超表面展现出多种功能,包括不同拓扑荷数的涡旋波束、波束分束、涡旋波分束、聚焦波束等。这种创新结构设计为多功能、多偏振的太赫兹调控器件研究提供了崭新的思路,为太赫兹无线通信领域的应用场景提供了潜在的可能性,同时也为太赫兹技术的不断发展提供了强大的推动力。在未来的研究中,可以通过改变超表面尺寸将其进一步拓展到微波和光学领域。 展开更多
关键词 太赫兹超表面 圆偏振波 传输相位 几何相位 太赫兹分束
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中红外量子级联激光器1×16锁相阵列设计
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作者 王锐 张东亮 +4 位作者 张程程 林青华 罗明馨 郑显通 祝连庆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期46-56,共11页
针对中红外波段单管量子级联激光器存在输出功率有限的问题,提出相干阵列通过光放大后合束提升激光器功率的方法,研究波长为4.6μm的1×16量子级联激光器锁相阵列的结构设计与优化。通过设计低传输损耗、高光限制因子的单模波导确... 针对中红外波段单管量子级联激光器存在输出功率有限的问题,提出相干阵列通过光放大后合束提升激光器功率的方法,研究波长为4.6μm的1×16量子级联激光器锁相阵列的结构设计与优化。通过设计低传输损耗、高光限制因子的单模波导确定器件各层材料外延厚度;通过设计由100%反射率和50%反射率的布拉格反射镜组成的种子激光器实现4.6μm单波长激光输出;通过设计由1×2多模干涉耦合器(MMI)和弯曲波导组成的1×16分束器实现低损耗均匀分束并锁相;通过设计输出端口的Al_(2)O_(3)增透膜厚度并利用电注入放大的方式实现激光器阵列的大功率输出。最终确定波导上GaInAs层厚度为0.25μm,下GaInAs层厚度为0.1μm,上包层InP厚度为3μm,下包层InP厚度为1μm。当单模波导宽度为5μm时,波导损耗为0.055 dB·cm^(-1),光限制因子为0.733。100%反射镜刻蚀深度为0.2μm,周期为728 nm,占空比为0.5,周期数为1000;50%反射镜刻蚀深度为0.2μm,周期为727 nm,占空比为0.1,周期数为690;当阵列间距为35μm时,分束器尺寸为3080μm×605μm,损耗为0.254 dB,其中MMI尺寸为19μm×126μm;出射端口采用0.7μm的Al_(2)O_(3)增透膜,透射率达到0.975。最后比较了不同放大器阵列间距的温度与远场分布,相关研究结论可为量子级联激光器锁相阵列的研制提供设计参考。 展开更多
关键词 量子级联激光器 锁相阵列 分束 布拉格反射镜 多模干涉耦合器
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基于分光谱利用的新型塔式热-光伏复合发电系统的发电量预测
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作者 仇中柱 倪行睿 +3 位作者 朱群志 叶勇健 张涛 蔡靖雍 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期428-434,共7页
提出一种利用分光谱技术的塔式热-光伏复合发电系统,介绍系统的组成和结构。采用MUUEN算法设计镜场排列,在AM1.5D太阳光谱作为入射光时对提出的系统进行光学和热力学分析。采用拉萨典型气象年的太阳辐射数据,预测常规光伏发电、常规光... 提出一种利用分光谱技术的塔式热-光伏复合发电系统,介绍系统的组成和结构。采用MUUEN算法设计镜场排列,在AM1.5D太阳光谱作为入射光时对提出的系统进行光学和热力学分析。采用拉萨典型气象年的太阳辐射数据,预测常规光伏发电、常规光热发电和本系统的全年发电量并进行对比。结果表明,在选定的气候条件下塔式分光谱热-光伏复合系统的综合发电量高于其他两种系统。 展开更多
关键词 太阳能 太阳能发电 聚光太阳能 光谱分频技术 热力学分析
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基于波瓣分裂的米波雷达低仰角测高方法及其应用 被引量：25
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作者 陈伯孝 胡铁军 +2 位作者 郑自良 王锋 张守宏 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1021-1025,共5页
针对米波雷达的波束较宽、由于地面反射引起波瓣分裂,通常只能估高而不能测高这一难题,提出一种基于分裂波瓣的米波雷达低仰角测高方法——比相比幅法.该方法采用多个不同高度的测高天线,由于不同高度天线的分裂波瓣有一定的相位关系,... 针对米波雷达的波束较宽、由于地面反射引起波瓣分裂,通常只能估高而不能测高这一难题,提出一种基于分裂波瓣的米波雷达低仰角测高方法——比相比幅法.该方法采用多个不同高度的测高天线,由于不同高度天线的分裂波瓣有一定的相位关系,利用该相位关系确定目标所在仰角区间;利用不同天线接收信号幅度进行比幅处理提取归一化误差信号;再查表得到目标的高度.分析地面起伏对测高精度的影响;推导不同阵地情况下的比幅误差曲线.将该方法应用于某型雷达,在我国首次成功地进行了米波雷达测高.试验结果表明该方法是行之有效的. 展开更多
关键词 米波雷达 测高 多径 波瓣分裂
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窄带薄膜偏光分束镜的研制及其性能测试 被引量：14
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作者 孔伟金 吴福全 +2 位作者 郝殿中 王吉明 邵建达 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1373-1376,共4页
本文采用非MacNeille形式的薄膜偏光分束镜的设计,在K9基体上交替镀制了ZrO2和SiO2薄膜,从而在690nm处实现了P光和S光的偏振分光搭建了三个偏光测试系统对样品的偏光性能进程了测试,测试结果表明透射率曲线和理论设计曲线吻合得很好;透... 本文采用非MacNeille形式的薄膜偏光分束镜的设计,在K9基体上交替镀制了ZrO2和SiO2薄膜,从而在690nm处实现了P光和S光的偏振分光搭建了三个偏光测试系统对样品的偏光性能进程了测试,测试结果表明透射率曲线和理论设计曲线吻合得很好;透射P光的消光比优于1.3×10-3,可以作为优良的起偏镜; 展开更多
关键词 薄膜偏光分束镜 偏振性能 透射率曲线
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