CDMA2000系统用高温超导线性相位滤波器的研制

针对第3代移动通信CDMA2000标准对高温超导滤波器提出的技术要求,设计了一种自均衡特性的高温超导线性相位滤波器,给出了线性相位滤波器的设计原理、拓扑结构、理论计算结果、耦合矩阵、等效电路、滤波器模拟仿真结果以及实际制作的高温超导滤波器测试曲线.设计的线性相位滤波器中心频率为830MHz,滤波器阶数为12阶,引入2个交叉耦合,滤波器实际测试曲线、模拟仿真结果、理论计算三者有很好的吻合,滤波器的带边陡度达37dB/MHz,60%带宽内的群时延波动小于±10ns.     

用于下一代移动通信系统上的高温超导滤波器子系统

对研制的高温超导滤波器子系统进行了介绍，它由一个相位自均衡的10阶高温超导滤波器、一个低温专用的低噪声放大器和制冷装置组成，高温超导滤波器的中心频率为1955MHz，相对带宽为0．51％，采用Sonnet仿真，并由双面Tl2Ba2CaCu208超导薄膜制作而成，衬底材料为O．5mm厚的LaAlO3,测试结果表明滤波器的最小插入损耗约为0．16dB，带外抑制好于75dB，下边带陡峭度为27dBMHz^-1，上边带陡峭度为22dBMHz^-1,滤波器子系统的增益为19．3dB，噪声系数为0．8dB，此外，还对高温超导滤波器的群时延失真进行讨论，并介绍了一种设计自均衡线性相位高温超导滤波器的有效方法。     

约瑟夫森结的电感效应及新型可调谐滤波器

通过WINS软件模拟，我们研究了处于直流零电压状态的约瑟夫森结的电感效应。对于Ic=0．1mA的约瑟夫森结，当把它偏置在0．08mA时，相当于一个5．46pH的电感。同时我们模拟出约瑟夫森结等效电感值随偏置电流变化的关系曲线。利用这一效应，设计并模拟了一种新型的5阶超导可调谐滤波器，其中心频率从600MHz到750MHz连续可调，带宽为50MHz，插入损耗小于0．3dB，带外抑制大于40dB，矩形系数优于0．5。这种滤波器适于集成化，在通信系统中具有重要的应用价值。     

适用于GSM1800移动通信基站前端的高温超导滤波器和子系统原理样机

研制成功可用于移动通信基站接收机前端的高温超导子系统原理样机. 该子系统以GSM1800移动通信基站系统为应用背景. 它由高温超导滤波器、低噪声放大器、脉冲管制冷机和相关电路组成. 工作频段1710~1785 MHz, 增益18 dB, 工作温度70 K.     

利用啁啾光纤光栅色散补偿实现4´10 GHz在800 km普通单模光纤上的传输系统

利用啁啾光纤光栅, 补偿了4×10 Gb/s, 800 km G.652光纤的色散. 由于在制作过程中, 对光栅的性能进行了优化设计, 光纤光栅的功率谱十分平坦, 波动小于 0.9 dB, 时延曲线纹波小于30 ps, 在误码率为10-10时, 传输部分的无误码功率代价分别为1.36, 0.89, 1.67和1.32 dB.     

用于光通信与互连、集成差分光电探测器的标准CMOS全差分跨阻放大器

基于标准CMOS技术,提出和研究了一种用于光通信与光互连、集成差分光电探测器的全差分跨阻放大器(TIA).为实现全差分特性,提出了一种新型全差分光电探测器,其作用是将入射光信号转换成一对全差分光生电流信号,并保证电路结构和模型的全差分对称性.理论分析和仿真结果均表明:与常规的、集成光电探测器的差分跨阻放大器相比,该全差分跨阻放大器的带宽更高,灵敏度也同时被提高一倍.基于该集成差分光电探测器的全差分跨阻放大器,采用特许3.3V,0.35μm标准CMOS工艺设计和制造了一种单片全差分光电集成接收机.其跨阻增益为98.75dBΩ,从1Hz至-3dB频率点间的等效输入积分噪声电流为0.334μA.该光接收机采用了单一的3.3V电源;跨阻放大器与限幅放大器的总功耗为100mW;50Ω输出缓冲器的功耗为138mW.对于850nm的入射光、-12.2dBm的峰峰光功率和231–1位伪随机二进制序列输入信号,该光接收机达到了1.1GHz的3dB带宽和1.6Gbit/s的数据率.     

非球头刀宽行五轴数控加工自由曲面的三阶切触法(Ⅱ):刀位规划算法

基于单个刀位下刀具包络曲面的三阶近似模型,提出了非球头刀宽行五轴数控加工自由曲面的刀位规划新方法.该方法通过优化刀具的前倾角和侧倾角使得在刀触点处刀具包络曲面与设计曲面达到三阶切触,适用于任意的回转刀具,并且可以自然地处理无干涉约束、机床工作空间约束以及刀具路径光顺性约束.圆环刀加工螺旋面的仿真实例表明该方法可以显著增大加工带宽,提高加工效率.     

基于显式矩阵表示和多项式逼近论的NURBS曲线降多阶

利用NURBS曲线的显式矩阵表示和Chebyshev多项式最佳一致逼近理论, 得到了以显式表达的NURBS曲线可退化的充要条件, 给出了NURBS曲线降阶的一种新方法, 包括一段和一整条NURBS曲线的降多阶. 此法易于实现, 计算便捷, 精度相当高, 为NURBS曲线降阶提供了一种新工具, 可望在图形和工业设计中获得广泛应用.     

无线通讯用硅基微小天线

采用微电子加工工艺在高电阻率硅片上设计和制备了微小天线，并对其进行了仿真和测试，模拟和测试结果比较吻合，测试得到天线为水平和垂直双向辐射，天线的增益约为2.5 dBi，谐振频率约为3GHz，能够满足通讯系统中天线系统的要求，并且文章对天线的制作工艺进行了详细的介绍，此天线有利于天线集成和与CMOS工艺等的兼容．     

改进的CMOS工艺功率放大器设计

本文提出了一种改进的二阶功率放大器的设计,改进的措施主要包括设计无源螺旋形电感、合理运用Cascode电感接入、改进偏置电路的设计.仿真结果为：在P1 dB点,Pout为18 dBm,输入输出匹配的情况下,5.2 GHz的功率增益为30 dB,1 dB压缩点的PAE为16%,输出三阶交调点IP3是26.8 dBm,静态工作电流为252 mA.上述结果表明,改进的功率放大器各项性能指标达到设计的要求.采用TSMC 0.18μm CMOS工艺元件库,应用Cadence软件画出功率放大器电路的版图.上述工作对射频电路的设计有一定的参考价值.     

高速脉冲超宽带系统和芯片设计

脉冲超宽带无线通信系统功耗低、复杂度低,但传输速率一般不高.本文提出高速脉冲超宽带无线通信系统方案,方案采用高速采样、低阶量化和数字处理技术,在保持较低的系统功耗和复杂度的条件下,实现了超过100 Mbps的脉冲超宽带无线信息传输.论文给出了系统方案、核心算法、芯片设计中的关键技术以及仿真结果.作为核心算法,提出的联合同步和信道估计算法具有低的复杂度,并易于实时实现.论文介绍了芯片设计中的数字基带芯片结构、接收机的状态转移和联合同步和信道估计算法的实现等关键技术.基于提出的方案,研制了数字基带芯片,其内核功耗小于100mW.采用研制的芯片,开发了试验系统,能够进行实时无线高清视频传输.对试验系统进行了实际测试,实测结果验证了该高速脉冲超宽带方案的有效性.     

高温超导带材临界电流和n值指数非接触测量技术

近十几年来,随着高温超导材料制备技术日益成熟,实用长度Bi系和Y系高温超导线材已经实现了商业化生产,在高温超导电力技术领域研发取得了重要进展,相应的各种超导电力装置实现了示范运行,为实现其商业化运行奠定了技术基础.但是,由于高温超导材料本身具有弱连接、晶粒特性、次相、缺陷等内禀特性,实用长度高温超导带材的临界电流和n值指数不可能做到完全相同.高温超导线材的临界电流和n值指数对超导电力装置的安全运行、稳定性、运行效率等具有重要影响,因此临界电流和n值是描述高温超导带材均匀性的2个重要参量,也是衡量实用高温超导带材质量的重要参数指标.重点介绍实用高温超导线材临界电流和n值指数非接触测量技术的技术进展,提出评价实用高温超导带材临界电流和n值指数均匀性的统计分析方法,为高温超导电力装置的设计、运行提供重要参考依据.     

交叉敏感情况下多传感器系统的动态特性研究

讨论了具有交叉敏感的传感器组成的多传感器系统的动态特性及其对系统检测精度的影响. 提出了将该多传感器系统看作一个线性滤波器与一个无记忆非线性函数的串联系统, 即Wiener系统, 把后续的信息融合系统看作一个无记忆非线性函数与一个线性滤波器的串连, 即Hammerstein系统. 在静态标定的基础上, 用盲解卷积技术求得Hammerstein的线性滤波器系数矩阵. 针对盲解卷积技术复现信号幅值不确定性的缺点, 提出了一种根据逆滤波器系数矩阵与静态标定的线性矩阵的同一性校正滤波器系数矩阵的方法, 以获得多传感器系统的近似逆向动态模型, 提高了多传感器系统在实际检测过程中的检测精度, 降低了动态检测结果失真度, 满足了实际情况的需要. 最后的仿真结果表明, 输入信号频率接近采样频率1/10时, 用盲解卷积技术获得的幅值复现误差是未经过动态补偿的幅值复现误差的1/20, 是各传感器单独动态补偿后幅值复现误差的1/2, 快速性提高了2倍. 金属氧化物半导体甲烷传感器的动态补偿结果表明, 在温度阶跃响应下, 补偿后的甲烷检测误差小于补偿前的1/2, 因此这种方法拓宽了多传感器系统的带宽.     

二阶锥规划方法对于时空域滤波器的优化设计与验证

时域滤波器和空域滤波器在信号处理领域具有广泛的应用．到目前为止已经有针对这些问题的大量优化设计准则，求解方法也各不相同，这些方法还存在缺点与不足，值得改进．提出了时域和空域滤波器优化设计的通用优化准则框架，将现有的大多数FIR滤波器优化设计问题、波束形成器优化设计问题纳入该统一的优化框架体系．研究发现，这些优化设计问题都可以转化成二阶锥规划的形式，然后利用已有的内点方法求解．该二阶锥规划方法具有非常大的灵活性，除了能实现现有文献中方法的功能外，还能克服它们对多个性能指标之问不能同时兼顾的缺点．还进一步运用二阶锥规划方法进行时、空域二维滤波器优化设计与矩阵空域滤波器设计．仿真实验结果验证了二阶锥规划方法的有效性．     

三角曲面显式最佳降多阶的一个新颖算法

计算机辅助设计（CAD）系统中的数据通讯和数据压缩经常需要把参数曲面近似地降阶．而其中对三角曲面一次性降多阶是一个悬而未决的技术难题．文中把三角Jacobi基正交的代数性质应用到几何逼近，借助三角Bemstein基和三角Jacobi基相互转换的最新成果，自然地诱导出三角B6zier曲面一次性降多阶的一个新颖算法．此算法具有误差预测、显式表达、机时最少、精度最佳的4个特点：第一，降阶前可迅速判断是否存在满足给定公差的降多阶曲面；第二，全部降多阶运算仅需对曲面的控制顶点序列按词典顺序排序所写成的列向量执行一个矩阵乘法；第三，此矩阵无需临时计算而是从数据库中直接调用；第四，这张降多阶曲面在L2范数意义下达到最佳逼近效果．数值实验证实了理论推导的正确性，表明此算法对CAD系统的产品信息处理将会带来显著的应用效益。     

加性噪声条件下的UKF算法

UKF算法是广泛应用的非线性滤波方法之一,在加性噪声条件下,根据是否状态扩展和是否重采样有四种实现方式.从算法精度、适应性和计算效率等方面进行了理论分析和仿真计算,证明适当选择滤波器参数,常用采样策略下,状态扩展与非扩展的UT变换结果相同,但后者的计算效率较高;加性测量噪声条件下,扩展与非扩展UKF可获得相同的滤波结果;加性过程噪声条件下,扩展与非扩展UKF仅能获得相同的状态预测结果;重采样不总是构建滤波器的必要环节,但理论分析和仿真计算发现了重采样对滤波器增益的自适应调节能力,指出其在状态偏差或未知机动模式较大时对改善滤波器收敛性和精度有重要贡献.在此基础上,给出了实际应用中的滤波器设计准则:对于加性测量噪声宜采用非扩展方式;对于加性过程噪声,状态偏差或机动较小时宜采用扩展或非扩展的非重采样方式,系统状态偏差或机动较大时宜采用非扩展的重采样方式.性能分析方法和系统设计准则对研究其它的滤波器同样有参考价值.     

岩石普通三轴压力室的改进研究

所研制的GJ型压力室，其性能和技术创新点是：体积小、重量轻、试件安装非常简单，试验时省时省力，具有清洁的卫生环境。克服了町型压力室存在的不足。采用ISRM要求的Ф50mm×100mm两组标准试件，通过试验，对比两个类型的岩石三轴压力室测得的主应力差一围压的关系曲线、主应力差一纵、横向应变曲线基本一致。经误差分析，所测抗剪强度参数指标误差小于6％，压缩变形参数指标误差不超过5％。证实了新研制的GJ型压力室达到了预期设计的要求，满足岩石三轴试验的技术条件。为岩石普通三轴试验提供了快速、方便的方法。指出研制的GJ型压力室橡胶护套厚度和试件两端复杂的约束是产生误差的主要原因，提出了有待研究的问题。     

柔性机械臂正则化逆动力学的有理分式模型

提出了柔性机械臂正则化逆动力学的有理分式模型,论证了该模型了对计算机力矩病态行为的抑制作用,并讨论了正则化参数选取实现轨迹跟踪精度与计算力矩频率带宽之间折衷的含义。计算机数值仿真结果印 该方法有效性。     

MRI低噪声前置放大器设计研究

本文研究、设计了一个可用于MRI的低噪声前置放大器．提出了一个3元件的噪声匹配网络方案，用以变换50Q信号源阻抗为FET的最佳源阻抗，以使前置放大器的噪声系数达到最小，并具有可观的增益．实验证明前置放大器输入端在阻抗匹配条件下可获得最大增益但噪声系数不小．用砷化镓场效应管（AsGa-FET）ATF33143作为放大管制作的单级低噪声前置放大器在128MHz（3T）频率上用网络分析仪（HP8712C）测量增益可以达到25dB，用噪声系数分析仪（8970B）测量的噪声系数为0．43dB．     

平面分离双栅金属氧化物半导体场效应晶体管

首次提出并制作了一种全新的平面分离双栅金属氧化物半导体场效应晶体管，该器件垂直于沟道方向的电场Ez为一非均匀场。理论计算，TCAD三维器件仿真以及实验结果均表明，通过改变该器件其中任何一个栅极偏置电压，能够得到可以调节的输出特性（增益系数）及转移特性曲线，可以很方便地调节器件的阈值电压及亚阈值摆幅，并具备低功耗特点。这为电路的设计及器件制作提供了更多的灵活性，既可以简化电路的设计，又可以降低MOS集成电路制造工艺的复杂程度。平面分离双栅金属氧化物半导体场效应晶体管制作工艺与目前常规的CMOS工艺完全兼容。