基于参考阵元的TDM MIMO FMCW雷达运动补偿方法

针对时分复用（time division multiplexing,TDM）多输入多输出（multiple-input multiple-output,MIMO）调频连续波（frequency modulated continuous wave,FMCW）雷达的速度-角度耦合问题,提出一种基于参考阵元的运动补偿方法.把MIMO阵列组合阵元T₁/R₁等效的虚拟阵元1选定为参考阵元,通过对参考阵元接收的2个调制周期信号进行处理,提取运动引入的相邻阵元相位差,利用该相位差构建相位补偿因子消除运动引入的相位,实现运动目标的精确角度估计.该方法采用固定的基于参考阵元的TDM时序,无需根据工作场景调整TDM时序,且不需要估计目标的速度,避免了模糊速度估计问题.仿真结果和实验结果验证了该方法的有效性.     

基于里德堡原子的无线电技术

里德堡原子是一种处于高能态的原子，拥有较大的跃迁偶极矩. 利用原子的电磁感应透明和Autler-Townes分裂效应可实现微波频段电磁场的测量和接收. 近年来，基于里德堡原子的无线电技术在通信、雷达等电子信息技术领域崭露头角，基于里德堡原子的无线电接收机实现了对调幅信号、调频信号的解调；同时，具备对脉冲信号及微波场相位信息的测量能力. 文中主要综述基于里德堡原子的无线电技术研究，详细介绍了里德堡原子接收机的基本原理与研究进展，并简单讨论了其未来发展方向.     

基于氧化铟锡的空间光相位调控超表面设计

空间光的相位调控对于光学相控阵以及焦距可调透镜等的应用具有重要意义。氧化铟锡(ITO)是一种透明金属材料,其介电常数可以通过外部电压进行高速调制,因此被广泛应用于电光调控设备。本课题组基于ITO薄膜和金属谐振器设计了一种谐振增强结构,通过静电调控ITO的载流子浓度,使入射光与超表面发生临界耦合,显著提升了结构对电磁特性的调控能力,实现了高于330°的相位调制范围。利用相位调控单元构建光学相控阵,实现了波束的动态偏转;同时设计了焦距可调透镜,通过仿真实现了焦距为10,15,20μm的可调聚焦效果。所设计的相位调控超表面在光学探测、传感、成像等领域具有重要的应用价值。     

Wideband Rydberg atom-based receiver for amplitude modulation radio frequency communication

Based on Autler–Townes splitting and AC Stark shifts, we present a Rydberg atom-based receiver for determining the amplitude modulation(AM) frequency among a wideband carrier range utilizing a cesium atomic vapor cell. To verify this approach, we measured the signal-to-noise ratio and the data capacity with a 10 k Hz AM frequency in the carrier range from 2 GHz to 18 GHz. Without changing the lasers, the working band can be easily extended to a higher range by optimizing the feed antenna and exp...     

基于平行板谐振器的量子微波电场测量技术

基于Rydberg原子的量子微波测量技术具有自校准、可溯源、高灵敏度的显著优点,针对如何提高量子微波测量灵敏度的问题,本文从经典电磁理论出发,提出一种终端短路的1/4波长平行板传输线谐振器电场局域增强结构.运用场路结合的分析方法以及等效电路方法,求解平行板传输线谐振器结构端口的反射系数为0.91;利用场的分析方法推导出端口电场强度随时间变化的解析表达式,进行时域分析,绘制了平行板传输线谐振器端口的电场强度瞬态响应曲线,得出平行板传输线谐振器建立稳态的时间为10 ns.研究表明,随着平行板间距的减小,电场强度增强倍数迅速升高,功率密度压缩能力大幅提升.利用|69D_5/2>实验验证了该结构在2.1 GHz可实现25 dB的电场强度增强.本文的研究工作有望在原子测量能力基础上进一步提高测量灵敏度,推动量子微波测量技术的实用化发展.     

单通道调频连续波雷达动目标探测技术研究

单通道调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)雷达体积小、成本低,近年来是近距离目标探测领域的一个研究热点.然而,动目标的速度-方位耦合问题会导致波束形成时测角模糊.针对这一问题,提出了一种动目标补偿方法.依据此方法给出一种单通道FMCW雷达信号处理流程,并进行了仿...     

里德伯原子的射频脉冲响应特性

里德伯原子是一种高主量子数原子,利用其量子相干效应可以实现对空间中射频电场的测量.本文对基于里德伯原子的射频接收系统在不同脉宽和强度下的射频脉冲响应能力进行了研究.实验采用波长为852 nm和510 nm的激光实现Cs原子的激发,并利用射频信号源发射不同参数的脉冲信号照射里德伯原子,从原子气室中透射的探测光信号输入至光电探测器,经过光电转换得到的电信号由示波器进行记录.此外,利用不同延迟时间的脉冲信号进行模拟测距,初步证明基于里德伯原子的射频接收系统具备脉冲测距功能.     

基于强化学习的定向无线通信网络抗干扰资源调度算法

为了在无线网络中进行高效的链路资源调度、减小网络干扰、提高网络容量,提出了一种利用回溯天线并考虑干扰环境的链路资源分布式智能调度算法.首先,结合通信的路径损耗模型设计卷积核,对节点密度矩阵进行卷积来衡量干扰链路强度,从而避免对所有干扰链路进行信道估计产生巨大的计算代价;然后,结合强化学习的思想设计了与通信环境交互的链路调度学习模型,每个链路利用神经网络进行独立的训练,将训练所得的决策结果反馈到环境中进行状态更新,模型在不断更新的环境中迭代来学习最优的调度策略.该方法能分布式的运行,可有效衡量无线网络中的链路干扰强度,结合衡量结果进行高效的链路资源分布式调度,从而最大化网络容量.仿真结果验证了该调度算法无论是在算法迭代收敛还是网络容量性能上都能很好地逼近全局的调度算法,达到全局算法最优结果的92%~100%.     

基于海表耀斑中红外基准NPP/VIIRS反射通道在轨验证

将美国NPP卫星可见光红外成像辐射仪(Visible Infrared Imaging Radiometer,VIIRS)的中红外通道(中心波长3.697μm)作为检验基准,使用菲涅尔反射定理建立中红外和被验证通道的海表反射率关系,对四个太阳反射通道(中心波长位于0.672、0.862、1.238和1.602μm)进行了基于海水表面耀斑区反射率精度验证并深入分析该方法的不确定度.结果表明:VIIRS四个通道的验证不确定度分别为3.8%、3.9%、4.1%和4.1%,这一方法可实现VIIRS部分光学通道的在轨较高精度验证.     

光学超表面集成原子气室仿真设计

碱金属原子气室是原子电场计、原子陀螺仪、磁力计、原子钟等原子传感器的基础核心部件,在气室玻壳上进行光路集成是实现原子传感器小型化的有效途径之一。本文针对原子传感器中光学元器件分立、光利用率不高的问题,基于广义斯涅耳定律和等效介质理论,设计了一种超表面结构,可实现不同波长激光的光束分离和高效透过,与原子气室集成,便于透过原子气室的光信号检测和后续处理,提高原子传感器的集成度和便携性,为其小型化提供可行性方案。以双光子激发制备铯里德堡原子为例,使用FDTD软件进行仿真分析,结果表明,超表面结构对510 nm耦合光偏折角约为6°,对852 nm探测光基本不产生影响,两束激光的透过率均在96.3%以上。