“碳化硅功率半导体技术”专题前言

半导体功率器件(即电力电子器件)是电力电子技术的三大核心基础之一,被比作电力电子装置的“CPU”。现有功率器件多采用Si基或SOI基,但是受限于自身材料特性的影响,在节能与转换效率方面越来越显示出他们的局限性。为解决上述问题,半导体功率器件除了继续对传统器件进行新理论和新结构的创新研究外,也正在遵循“一代材料、一代器件、一代装置、一代应用”的发展趋势,从传统的Si基和SOI基向宽禁带半导体SiC和GaN基进行扩展和延伸。     

超宽带大功率合成器设计北大核心CSCD

在80 MHz~1 GHz频段,单个功率管输出功率能达到100 W以上,为研制输出功率400 W的功率放大器,文中设计了四路功率合成器。该合成器需要实现功率容量大、工作频带宽、体积小的设计目标。在功率容量方面,文中采用悬置带状线结构,其功率容量远远大于微带线结构;在工作频带方面,采用切比雪夫九节阻抗变换器,将工作带宽拓宽为80 MHz~1 GHz;在体积方面,文中合成器的功率合成部分采用Y型节级联实现四路功率合成,阻抗变换部分采用切比雪夫阻抗变换器进行阻抗变换,该结构相较于磁环巴伦功率合成器,不但具有损耗小、平坦度高的优点,而且通过将阻抗变换器设计成曲折的形状,进一步缩小了合成器体积。仿真与实测结果显示该合成器在80 MHz~1 GHz范围内还具有较高的平坦度,合成效率可达90%以上。     

S频段800W室外型连续波固态功率放大器设计

针对现有室内固态功放体积大,馈线系统设计复杂的问题,提出了一种新型结构形式的高功率、高效率和小体积固态功率放大器。给出了高密度、大功率径向合成的原理及设计方法,对径向合成网络进行了建模仿真,通过优化达到了功放设计所需的性能指标。基于8个功放模块和8路径向合成网络,设计了一种室外型固态功率放大器,在所需频段实现了大于800 W的输出功率,整机效率高于40%。     

粒子流粒子滤波检测前跟踪方法

检测前跟踪通过在连续多帧观测中对目标信号进行非相参积累以检测和跟踪微弱目标。积累的关键在于对目标轨迹的准确估计和多帧迭代滤波。传统粒子滤波器过于依赖建议分布，对目标轨迹的估计不够准确。新提出的粒子流滤波器是一种很好的替代方法，但其过于依赖当前时刻的量测而弱化多帧迭代滤波。本文提出一种在粒子滤波框架下采用粒子流的检测前跟踪方法:采用粒子滤波器进行多帧迭代滤波，但在每一帧内，采用Localized Exact Daum-Huang粒子流进行滤波。为了应对目标量测的不确定性，本文改造了Localized Exact Daum-Huang滤波器，为每个粒子在其邻域内寻找最大似然量测，并利用该量测更新粒子状态。Rayleigh分布杂波下Swerling1型起伏目标的检测和跟踪实验证明了所提算法的性能。      

韦伯分布布谷鸟搜索算法颗粒粒径分布反演

韦伯分布在非线性寻优问题中具有较好的寻优精度和全局搜索能力,为此提出一种基于韦伯分布的布谷鸟搜索（WCS）算法来解决颗粒粒径分布反演的问题。使用WCS算法对服从Johnson’s S_B分布、Rosin-Rammler分布和正态分布的单峰颗粒系和双峰颗粒系进行颗粒粒径分布的反演,并分别与其他传统算法的处理结果进行比较。结果表明,WCS算法的整体效果优于人工鱼群算法和人工蜂群算法,且改进后的4种重尾分布CS算法的标准差比原CS算法提升2～3个数量级。目标函数散射光能加入噪声后,WCS算法比其他三种重尾分布的相对均方根误差值至少可降低1/2。使用小角前向散射测量系统对单峰颗粒系和双峰混合颗粒系进行实验研究,发现WCS算法的相对均方根误差比原CS算法降低约为40%。     

劳伦斯利弗莫尔实验室开发的波长转换器获奖

美伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）因其开发一种高平均功率的波长转换器而获得了“R＆D100”奖项。 照片显示了一个固定在光学支架上的YCOB晶体盘。不可见红外光从右边进入并通过YCOB晶体。红外光经频率变换到可见光（绿光）、二次谐波或绿光出现在YCOB晶体盘左边。     

美国三大公司激光二极管的最新进展

在美国西部光电博览会高功率二极管激光器会议上，美国的Alfalight公司公布了25℃，22W，970nm连续输出的单发激光二极管。该公司同时报道了他们在美国国防部高级计划研究署（DARPA）超高效率二极管发射源计划中的功率转换效率（PCE）为80％的目标计划进展。他们的最新结果是，带1mm长腔的占空比为20％的半导体条在25℃时的功率转换效率达到71％。     

安森美推出适用于中功率便携式应用的LED驱动器

安森美半导体推出NCP5603——新型白光LED驱动器，专用于驱动拍照手机和其他便携式消费电子产品中手电筒或闪光灯应用中的高亮度LED。     

多带OFDM-UWB系统峰均功率比降低方法研究

针对多带OFDM—UWB信号存在高峰均功率比的问题，提出了利用扩展与交织降低系统信号峰均功率比的方法。该方法通过对传输数据进行正交扩展与交织，使得进入多载波调制的数据趋于高斯分布，减小了传输数据自相关函数的旁瓣峰值，降低了OFDM-UWB信号的峰均功率比。由于采用正交矩阵进行扩展，扩展前后的数据传输速率保持不变。仿真结果表明，扩展与交织可以有效地降低信号峰均功率比2-5dB左右。同时该方法还具有抗窄带干扰的鲁棒性。