21 km，5 Gbps，0.14 THz无线通信系统设计与试验

设计了工作在太赫兹频段的无线通信系统,基带部分采用16QAM调制体制,射频部分采用混频器实现两级上下变频,功放部分采用固态功率放大+电真空器件放大级联的功率放大技术,实现了0.14 THz频段W量级的功率输出。接收端采用全固态常温接收技术,接收机等效噪声温度为1100 K,接收灵敏度达到-57 dBm。采用两个增益50 dBi的卡塞格伦天线,在成都市双流区与新津县之间开展了距离21 km的无线通信试验,单路实时通信速率达到5 Gbps,误码率低于10-6。并成功同时实时传输了两路符合HD-SDI标准的无压缩高清视频数据流,每一路的标准有效速率达到1.485 Gbps。     

2.7～3.0μm波段高反镜反射率测量研究

中红外激光领域广泛使用高性能高反射光学元件,高反射率高精度测试技术是制备高性能反射光学元件的基础。针对2.7～3.0μm波段光学元件高反射率测量的实际需求,基于量子级联激光器建立了连续光腔衰荡反射率测试实验装置,通过优选2.7～3.0μm波段反射带内水汽吸收较弱的测试波长,分析空气中水汽吸收对衰荡时间和反射率测量的影响,并比较空气和氮气环境下反射率测量结果,实现了2.7～3.0μm波段高反镜反射率的准确测量,在反射率约99.95%时绝对测量精度优于2×10-5。实验结果显示,采用测试波长2.9μm并在测量时保证初始腔和测试腔腔长相同,无需使用氮气环境,直接在实验室空气环境可实现高反射率的精确测量。     

锂离子电池的电化学阻抗谱分析研究进展

锂离子电池的电化学阻抗谱（EIS）是研究电化学系统最有力的实验方法之一,在过去的20多年中,EIS 被广泛应用于锂离子电池研究和生产领域,包括研究电极界面反应机理和容量衰减机制,测定相关电极过程动力学参数和电池的健康状态、荷电状态以及电池的内阻。本文分析了锂离子电池中电极极化过程包含的3 个基本物理化学过程———电子输运、离子输运和电化学反应过程,探讨了每一基本物理化学过程包含的步骤及其EIS 谱特征,详细论述了与电子输运相关的基本物理化学过程———接触阻抗和感抗产生的机制;介绍了多孔电极理论及其在锂离子电池中的应用,阐述了基于多孔电极理论进行阻抗谱数值模拟的建模原理与方法。 综述了石墨、硅、二元3d 过渡金属氧化物、LiCoO₂、尖晶石LiMn2O4、LiFePO4、尖晶石Li4Ti5O12、过渡金属氟化物材料等电极的典型阻抗谱特征和各时间常数的归属问题。最后讨论了EIS现存的问题及未来的发展方向。     

三路太赫兹光导天线的功率合成技术

针对单个光导天线功率容量有限的问题,采用光导天线功率合成技术研究高功率、超宽带的太赫兹辐射方法。通过构建三路光导天线功率合成系统,以500μm孔径的偶极子光导天线为对象,进行了功率合成技术研究。结果表明:当三路500μm孔径的偶极子光导天线产生太赫兹的光程差一致时,合成后的时域光谱峰值最大,时域相干度达90.6%,提高了太赫兹输出的功率。     

温度及深度对钛中氦泡释放过程影响的分子动力学研究

利用分子动力学模拟方法对温度及He泡深度给金属Ti内He泡的体积、压强和释放过程等带来的影响进行了研究. 首先, 通过研究室温下He泡在金属Ti内不同深度处的状态, 得到He泡的形状、压强、体积等物理量随其深度的变化规律. 发现He泡压强随其深度增加逐渐变大, 体积则逐渐减小, 但当He泡深度增大到2.6 nm时, 二者均维持在某个固定值附近. 然后对包含有He泡的Ti体系在温度作用下的演化过程进行了模拟, 发现不同深度处He泡从金属Ti内释放出来所需要的临界温度有很大差别, 总体来看He泡越深, 释放所需的临界温度越高. 但不同温度下He原子的释放速率没有明显差别, 释放过程几乎均为瞬间完成. 最后通过对He泡内部压强和其上方金属Ti薄层的抗张强度进行统计对比, 阐述了金属Ti 体内He泡的释放机制: 当He泡内部压强大于其上方Ti薄层抗张强度时, He泡就会将Ti 薄层撕裂, 从而使He原子得到释放.     

0.14THz折叠波导慢波结构的损耗特性

分析了两种常用来计算等效电导率的理论公式,并加工了折叠波导慢波结构进行冷测实验验证。在粗糙度为0.3μm时,0.14THz电磁波在无氧铜中传播的等效电导率约为4×107 S/m,这与已有理论公式的计算结果并不一致。最后初步讨论了这种不一致产生的原因,并提出了修正相关理论公式的想法。     

薄膜体声波谐振器的力敏特性研究（英文）

薄膜体声波谐振器(FBAR)力传感器作为一种新型的谐振式传感器,力敏特性是其设计原理。以FBAR微加速度计为例研究了工作在纵波模式,采用具有纤锌矿结构的AlN作为压电薄膜的FBAR,施加应力载荷后,其弹性常数改变导致FBAR谐振频率偏移的力敏特性。首先,采用有限元(FEA)静力学仿真,得到惯性力载荷作用下集成在硅微悬臂梁上的压电薄膜的应力分布;选取最大应力值作为载荷,基于第一性原理计算纤锌矿AlN的弹性系数与应力的关系式,预测惯性力载荷作用下AlN弹性系数的最大变化量。其次,采用谐响应分析,对比空载和不同惯性力载荷作用下FBAR微加速度计的谐振频率和偏移特性,预测FBAR微加速度计的加速度-谐振频率偏移特性。最后仿真分析得到:惯性力载荷作用下,FBAR微加速度计的谐振频率向高频偏移,灵敏度约为数kHz/g;其加速度增量-谐振频率偏移特性曲线具有良好的线性度。     

同轴线直馈的T2模四臂螺旋全向圆极化天线

基于T2模四臂螺旋,提出一种新型的全向圆极化天线。T2模全向圆极化天线无需采用复杂的馈电网络,而采用同轴线直接馈电,即同轴电缆的内、外导体依次交替馈电至天线的四个螺旋臂,巧妙实现了T2模四臂螺旋的馈电相位要求(0°-180°-0°-180°);为了提高天线的辐射效率,螺旋线采用线宽捷变技术(即螺旋臂的前面部分窄、后面部分宽);为了保持天线的圆极化特性,螺旋线末端加载吸收导线。对天线进行了仿真和测试,两者结果吻合好,天线的实测增益为10.5dBi、轴比为1.3dB,水平圆度为2.3dB。     

电子学系统强电磁脉冲干扰场路结合仿真

对设备机箱内部某串口电路受外界强电磁脉冲干扰所引起的信号完整性问题进行了研究,基于场路结合的仿真分析方法,从空间电磁耦合现象和电路信号干扰效应这两个方面对强电磁脉冲干扰进行了完整的系统分析,发现电磁干扰可导致内部电路出现逻辑电平翻转等扰乱效果,并提出了有效避免电磁干扰的措施。     

亚ns激光脉冲电取样方法

 针对亚ns激光脉冲,提出一种基于ps脉冲传输线和高速电子电路的电快脉冲取样方法,设计了选通脉冲产生电路和高速取样保持电路,给出一种提高实时采样速率的交叉采样方法,该方法由并联结构的多组取样门阵列实现。可应用于多路激光脉冲的精密测量。