外部光注入混沌激光器产生超宽带微波信号的研究

利用外部光注入混沌激光器产生了完全符合美国联邦通信委员会关于室内无线通信频谱限定的超宽带(UWB)微波信号.基于外部光注入光反馈半导体激光器的速率方程组,理论研究了外部及内部参量对半导体激光器输出混沌UWB脉冲信号的影响.研究表明,UWB信号的-10 dB带宽随着光注入强度、注入失谐量以及线宽增强因子的增大而增大,随着激光器偏置电流的增大而减小.同时,UWB信号的中心频率在5–8 GHz范围内变化.在实验中,通过设定其他参量和调节光注入强度,得到中心频率及带宽可调谐的混沌UWB微波信号,传输速率达到500 Mbit/s.实验结果与理论分析相符合. 关键词： 半导体激光器 混沌激光 光生微波技术 超宽带信号     

高功率超宽带减小型锥削螺旋天线

随着超宽带（UWB）技术应用的发展，螺旋天线以其园极化辐射成为关注的焦点。高功率超宽带螺旋天线的设计难点是：对于较宽频带的超宽带脉冲信号，能否保证所设计的螺旋天线在较宽的频带内保持良好的方向性和园极化特性，且同时满足高功率容量，为此通过理论分析和数值模拟设计出减小型锥销螺旋天线，对其进行了相应的实验研究。     

混沌超宽带信号的光学产生及其链路传输

用光反馈半导体激光器产生混沌超宽带(UWB)信号, 搭建了混沌UWB光载无线通信链路, 实现了360, 720 Mbit/s和1.44 Gbit/s三种不同传输速率下混沌UWB脉冲信号的生成和传输. 在未经任何色散补偿处理的情况下, 1.44 Gbit/s的混沌UWB信号在经过10 km单模光纤和0.6 m无线链路传输后, 在天线接收端被成功解调. 由于混沌UWB信号输出的随机性, 对应的UWB信号频谱中未出现任何离散的谱线. 这意味着利用混沌UWB信号实现的光载无线通信链路, 可以完全避免离散谱线对系统传输性能的劣化.     

基于光生编码超宽带信号的多用户通信系统

提出并验证了一种基于光学方法产生编码超宽带(UWB)信号的多用户通信系统,在发射端通过光纤直接传输用光学方法生成的UWB信号,在接收端对编码UWB信号进行相关运算,同时完成用户信息和数据信息的判决。系统具有简单扩容、易于接收、远距传输、可调谐性等优点。设计制作的多信道光纤光栅滤波器和色散光纤组合成的鉴频器是系统的核心器件。传输的信号用不同的码片组合来区分各个用户,系统只需调节激光波长来实现用户切换,产生了不同用户的光生编码UWB信号,并恢复出不同用户的信息,实现了多用户通信全过程。     

直接调制光反馈半导体激光器产生超宽带信号

利用直接电流调制光反馈半导体激光器产生了符合美国联邦通信委员会关于室内无线通信频谱限定的超宽带(UWB)微波信号.基于光反馈半导体激光器速率方程组, 数值分析了偏置电流、反馈强度对混沌UWB脉冲信号的影响.研究表明, 混沌UWB脉冲频谱的-10 dB带宽分别随着偏置电流的增大和反馈强度的增强而逐渐增加; 中心频率分别随着偏置电流的增大和反馈强度的增强而逐渐增大.实验中, 产生了中心频率为6.6 GHz, -10 dB带宽为9.6 GHz的混沌UWB信号. 进一步, 通过调节偏置电流和反馈强度, 可实现混沌UWB信号的中心频率和-10 dB带宽的可调谐输出, 实验结果和数值分析相符合.此外, 实验产生的混沌UWB信号经过34.08 km的光纤传输后, 其频谱形状几乎没有发生变化, 表明该方法所产生的混沌UWB信号对光纤色散有较大的容忍度. 关键词： 超宽带 混沌激光 光反馈 直接调制     

基于相邻节点协作的无线传感器网络安全协议

在网络通信技术不断发展的今天,无线传感网络已日臻完善和成熟,被广泛地应用于社会各行业领域之中,且随着其技术的不断突破,现已同通信技术与计算机技术一道成为我国信息技术的三大支柱产业,在产业进步与经济发展方面扮演着极其重要的角色.但由于无线传感技术是以大量的静止的或移动的传感器以自组织或者多跳的方式构成的无线网络作为工作的基础,因此很容易受到外部环境的影响而无法正常地工作.因此,如何设计出一种高效节能且安全系数较高的无线传感网络安全协议成为当今信息技术领域的重要课题,也是难题.本文试从无线传感网络协议的工作模式以及网络密钥管理的角度出发,阐述基于相邻节点协作的无线传感器网络密钥管理方案的优势并进行安全性分析,希望能实现无线传感网络安全协议的突破.     

高功率半导体开关DSRD的物理特性及应用

超宽带（UWB）脉冲具有反隐身和较强抗干扰能力，因其在目标识别与探测、高分辨率成像中而显出的优点成为国内外多年来研究的热门课题。如何使设计的超宽带脉冲源具有输出功率大、体积小、重量轻、长寿命、高可靠等优点，成为其重要的研究方向和研究内容。在超宽带脉冲源中，产生从皮秒到纳秒超宽带脉冲的关键电子元件是开关。半导体开关具有体积小、重量轻、长寿命、高可靠等特点。目前快速发展中的基于雪崩效应的雪崩晶体管组件在短时间小于10^-8S内不仅能实现几十到几百千伏的高电压输出，而且能实现兆瓦（MW）量级的高功率输出，因此这种发展中的新型高功率、高电压半导体开关DSRD在超宽带雷达中具有广泛的发展空间和应用前景。     

超宽带脉冲渐变式同轴到平板过渡结构研究

由于纳秒级的脉冲信号在平板结构传输中，辐射损较大，因此对于瞬态脉冲信号的传输一般采用同轴结构。超宽带脉冲信号的辐射较常采用TEM喇叭天线，由两片三角形的平面极板构成。对于应用TEM喇叭（或将其作为抛物面天线馈源）辐射高功率超宽带脉冲信号，一个重要的问题是如何将高功率脉冲信号由同轴传输线过渡到平板结构天线。     

电-磁振子组合型超宽带天线数值分析

 采用CST MICROWAVE STUDIO电磁场数值计算软件,对电-磁振子组合型超宽带（UWB）天线结构参数与天线性能之间的物理关系进行了分析。电磁组合型天线的物理结构包括三部分：天线的馈电系统、TEM喇叭辐射单元和电流环辐射单元。激励源采用高斯脉冲，边界为6层理想吸收边界（PML6）。仿真结果表明：组合天线的外导体屏蔽和电流环分别改善了不同频带内的端口参数；当电流环周长(105 cm)约等于天线尺寸(50 cm)的2倍时，天线的反射能量较小，端口参数曲线平坦；天线的物理尺寸决定其辐射带宽，尺寸越大，低频辐射特性越好。     

超宽带微功率脉冲雷达（MIR）探测机理

所谓“超宽带（UWB)”，即相对其中心频率有高比例的带宽。1990年，由美国“国防先进技术研究局”召集有关科学家讨论后认为，任何波形，只要带宽大于中心频率的25％，就可认为是“超宽带”。超宽带使用脉宽很窄的基带脉冲，典型为纳秒量级，能量稀薄地扩散在整个使用的带宽里。     

不同渐变方式的喇叭结构对电-磁振子组合型超宽带天线特性的影响

 电-磁振子组合型超宽带（UWB）天线的物理结构包括3部分：天线的馈电系统、TEM喇叭辐射单元和电流环辐射单元。采用CST MICROWAVE STUDIO电磁场数值计算软件,对该组合型天线的结构与端口S参数和时域辐射特性的关系进行了分析。仿真结果表明：当TEM喇叭辐射单元和电流环辐射单元由3段金属板构成时，天线的端口S参数较小，主轴辐射功率较大，方向性较好。     

《网络新技术系列丛书》(影印版)评介

目前，我国广大科技工作者正面临着网络技术飞速发展的挑战，为此，我们针对网络移动性、网络智能和业务量管理、交换式高速网络结构、新的高效的网络协议、综合接入网等领域精选了一些最新且有权威性的图书，组成“网络新技术系列丛书（影印版）”，力求快速、准确地为我国广大科技工作者提供充分的技术支持． 虽然固定网络的规模和服务范围在迅速扩大，但仍远不能满足人们的需求，为了实现随时随地的ＩＰ通信，就需要ＩＰ编址与地理位置无关，即移动ＩＰ．《移动ＩＰ》一书是专门介绍移动ＩＰ原理和技术的权威著作．其内容分为四大部分：…     

无线传感网节点群的远程控制研究

随着通信技术、嵌入式技术和传感器技术的飞速发展,传感器网络由于具备自组织性、协作性和动态组网变化等特点,在经济生活各方面应用广泛;但目前商用传感网络多为有线的局域网连接,对一些离散型的节点适用性不强,特别是在一些需要远程接入的控制场合就很难实现;针对上述不足,提出了一种基于无线网络与GPRS网络相结合的无线传感网络节点群远程控制方式;离散型终端节点通过433 MHz频点组成无线传感网络,经过本地嵌入式中心节点实现与GPRS网络的异网连接,进而通过手持式终端实现远程监控;实验系统比较了节点群在不同气候条件下数据传输的距离与可靠性,结果表明系统能实现上述两种无线网络的异网数据交换,有效地解决了传感网节点群的远程控制等问题。     

无线/水声通信浮标技术研究及其实现

本文研究并设计实现了一种用于浅海水声信道多速率通信的无线/水声通信(racom)浮标,介绍了其水声通信和无线通信技术方案和工程设计与实现。本文设计的浮标综合了水声通信、DSP信号处理和无线电通信等技术,也可以用作水声通信/传感网络中的无线/水声通信(racom)网关节点。海上试验验证了本浮标总体设计方案的可行性。海上试验中,浮标无线通信距离达到15.2 km,误码率不大于10 6;除2 kbps速率外,浮标各种速率的水声通信数据传输误码率都小于1%,最大通信作用距离达到9.6 km;同时,试验也验证了浮标与水下运动平台之间的通信功能。     

卫星内无线光网络通信技术及其实现

卫星内无线光网络通信的基础在于卫星内无线光通信链路. 为保障链路质量, 必须解决适合卫星内环境的抗噪和抗多径损害等技术问题, 以及相关设备的适当重量、体积和功耗等实现问题. 其关键是结合载波和卫星环境的特性, 并配合其它卫星技术研究无线光网络通信技术. 实验表明, 在卫星内实现适应编码调制和脉冲波形技术, 无线光噪声复合消除技术、后验均衡技术和有序捆绑解调解码技术等, 点对点和点对多点高速光链路误码率达到了正常通信要求. 为进一步利用无线光属性组建高服务质量（QoS）网络, 获得高的整体通信效率奠定坚实根基.     

重频超宽带电磁脉冲对GPS导航接收机的效应研究

全球定位系统（GPS）在被广泛应用的同时,也容易受到外界的干扰,因此研究GPS导航接收机的可靠性具有重要意义。超宽带（UWB）电磁脉冲具有陡峭的上升沿和宽频谱,能够对GPS进行干扰,是一种新型导航干扰手段。通过分析重频超宽带电磁脉冲的能量谱线分布情况探究了其对GPS导航接收机的干扰机理,对重频UWB电磁脉冲对GPS接收机干扰效果与脉冲参数之间的关系进行了研究。结果表明：重频UWB电磁脉冲可以对导航接收机射频前端电路造成非线性干扰,降低接收机的捕获性能,提高脉冲场强或者重频可以增强干扰效果,甚至导致接收机失去捕获能力。     

光纤光栅传感系统信号解调技术的研究

波长编码信号的解调是光纤光栅传感系统进入实用化的关键技术之一。本文讨论了光纤光栅传感信号解调的基本原理，分析了国内外提出的常用解调方法的工作机理和特点，并总结了信号解调过程中存在的主要技术难点，指出其发展方向，为光纤光栅传感系统解调部分的设计提供了依据。     

电磁脉冲作用下自由空间线缆的感应开路电压

 运用时域有限差分法结合基于Kirchhoff积分的近／远场变换，计算了高功率微波（HPM）和超宽带（UWB）电磁脉冲作用下自由空间不同长度线缆上感应的开路电压，分析了感应电压峰值和线缆长度之间的变化关系以及入射波波形参数对其影响。计算结果表明，辐射场电场强度为50 kV·m^-1的HPM和UWB作用在线缆上可以感应出几百V到数十kV的脉冲电压；感应电压的峰值与线缆长度之间并不是单调线性增加的关系；HPM的载频越高，感应电压峰值越小；UWB的脉冲宽度越宽，感应电压峰值越大。     

基于注入半导体激光器的微波副载波相位调制信号产生

光载无线技术是解决终端超宽带无线通信的重要方法,光信号与微波/毫米波信号的融合处理技术在光-无线的数据格式转换中至关重要.提出了一种基于相位调制信号光注入Fabry-Perot型半导体激光器实现微波副载波相位调制信号产生的方法.光学注入半导体激光器的输出光场会产生一周期(P1)振荡效应, P1振荡产生的边带实现了相位调制信号光的调制分量的放大,被放大的调制分量与注入光载波在激光器腔内拍频形成微波副载波.注入光相位的变化导致新产生的微波副载波相位变化, 实现了注入信号光相位信息转化为微波副载波相位信息.本系统完成1.3 Gb/s, 2.7 Gb/s, 2 Gb/s光相位调制信号到微波副载波相位调制信号的转换,并测量了微波的单边带相位噪声. 通过光电转换和电域混频将还原出的光基带信号与原信号进行逻辑对比,证明了数据信息转换的正确性.     

超宽带散射信号的时域测量及处理

 叙述了在超宽带电磁脉冲照射下良导电散射体散射信号的时域测量技术及数据处理方法。描述了产生散射信号的物理过程,散射信号的时域测量步骤、提取方法以及散射体冲激响应的计算方法。通过对铝金属球体散射信号的测量及处理,说明了上述测量技术和数据处理方法是有效的,基本满足逆散射成像的要求。