一种基于基片集成波导的基片介电常数测量方法

设计制造微波毫米波微带集成电路必须首先获知介质基片的相对介电常数。然而传统基于介质填充波导的测量方法由于存在介质同波导壁之间的空气间隙和需要制作精确的介质样片，从而导致测量过程复杂，测量结果精度不高。利用基片集成波导的类波导特性及其导体介质之间的无缝隙特性，提出了一种快速准确地测量介质基片介电常数的方法。仿真和实际测试的结果验证了该方法的准确性和有效性。     

网络故障及自愈路由模型和算法

网络故障频繁发生,现有路由的自愈性难以确保发生网络故障后路由自动快速恢复或快速重建以保证分组的正常转发.在路由自愈过程中,网络路由可能是错误的,甚至会出现路由黑洞或路由回路,导致分组丢失,影响网络应用.为了解决这些问题,研究者设计了很多路由改进方案.文中在分析路由故障的基础上,提出了自愈路由的概念、模型和评价指标,总结分析了当前域内和域间自愈路由的方法.按照不同的自愈路由设计思路,将这些方案分成快速恢复方案和路由保护方案,详细分析了各类算法的有效性.最后探讨了自愈路由研究中需要进一步考虑的关键问题,并提出了综合路由快速恢复和路由保护的自愈路由方案.     

SOI光波导器件和集成光开关矩阵的研究进展

SOI(Silicon-on-insulator, 绝缘衬底上的硅)是一种折射率差大、波导传输损耗小的新型材料, SOI基光电子器件具有与微电子工艺兼容、能够实现OEIC单片集成等优点, 近年来受到越来越多的重视. 文中重点研究了SOI波导器件的新进展, 采用高效数值模拟方法研究得出了精确的SOI矩形和梯形大截面脊形波导的单模条件, 设计和制作了单模脊形光波导、多模干涉耦合器(MMI)、可变光衰减器(VOA)、马赫-曾德尔干涉型2×2热光波导光开关, 在此基础上首次研制出4×4和8×8 SOI平面集成波导光开关矩阵.     

改进的三维全矢量有限差分虚位移束传播法

提出了一种改进的三维全矢量有限差分虚位移束传播法，用以分析光波导承载的全矢量本征模．在纵向（z向）离散上，第一个子步采用半矢量公式，而第二个子步采用全矢量公式，但交叉项双倍计算．每个横向电场分量在两个子步中的次序交换，交叉项用隐式形式表示，计算效率高且稳定．在横向x和y向）离散上，基于多项式插值法，建立了一种统一的差分格式，考虑了电场法向分量在芯包分界处的不连续性，可应用于均匀和非均匀网格，差分系数引入了更多邻近节点的折射率分布，且交叉项采用六点差分格式，计算精度高，程序通用性强．首先分析了高折射率分布差的矩形、GaAs／GaAlAs双异质结脊形光波导，给出了全矢量基模及次高阶模（矩形波导）的电场分布及其归一化传播常数，揭示了全矢量本征模的混合特性，验证了该方法的有效性．接着分析了InP基InGaAsP／hGaAsP应变多量子阱脊形光波导，考虑了深刻蚀和浅刻蚀两种情形，讨论了其全矢量基模的模式特性，为设计以此为基础的光子集成回路奠定基础．     

等离子体圆柱波导的传播特性

分析了等离子体圆柱波导中存在的一般模式 .重点讨论了波导的传播特性随等离子体参数、介质参数、波导尺寸、工作频率的变化 .导出了各种模式的模方程 ,并给出了相应的近似解的解析表达式 .在极限条件下 ,导出的结果与文献所给的结果相一致 .计算的结果表明 ,这种结构波导的传播特性可以通过选择适当的等离子体参数、介质参数以及波导的尺寸来控制 .     

适于光子集成及光互连的回音壁微腔半导体激光器

介绍了正三角形和正方形微腔的类回音壁型模式特性,以及与输出波导连接的正三角形和正方形定向输出微腔激光器.实验表明正三角形微腔激光器作为光探测器应用具有共振增强的响应特性.提出了采用两个定向输出微腔激光器与硅上光波导连接实现芯片上的光互连的设想.     

字典乘积图的点转发指数

路由选择的优劣直接影响网络通信性能的有效性.在大规模超级计算机系统中,某些元件和连线发生故障是不可避免的,故障的出现势必会对路由的选择产生影响.由于路由选择的点转发指数是用来度量网络节点的负载情况,因而它是衡量路由选择优劣的一个重要参数.本文利用图的字典乘积方法,用若干已有的小网络来构造规模较大的网络,通过分析这些小网络与所得大网络拓扑参数之间的联系,首次得到字典乘积网络点转发指数的一个紧的上界和紧的下界.     

等离子体圆柱波导的传播持性

分析了等离子体圆柱波导中存在的一般模式，重点讨论了波导的传播特性随等离子体参数，介质参数，波导尺寸，工作频率的变化，导出了各种模式的模方程，并给出了相应的近似解的解析表达式。在极限条件下，导出的结果与文献所给的结果相一致。计算的结果表明，这种结构波导的传播特性可以通过选择适当的等离子体参数，介质参数以及波导的尺寸来控制。     

矩形-圆形槽波导结的研究

在圆形槽波导微波、毫米波器件中, 常遇到矩形-圆形槽波导结的问题. 应用模式匹配法, 分析了矩形-圆形槽波导结的散射特性, 讨论了圆形槽波导中放置带有矩形窗的膜片问题, 进行了实验测量. 理论分析结果与测量数据吻合.     

基于干扰动态性建模的MHWN多路径路由协议

作为无线网络实现普适性的有效架构,多跳无线网络（MHWN）逐渐成为一个研究热点．但MHWN固有的媒质开放性、多跳性,干扰威胁也更加严峻．如何实现干扰条件下的可靠组网,成为MHWN研究的棘手课题．传统的方法多是基于干扰存在二元性来实现路由的优化选择,但这忽略了实际无线网络中,干扰往往是动态的．为此,本文提出了一种基于干扰动态性建模并融合多路径的路由算法．协议通过网络干扰动态性检测,利用干扰活跃度值获取遭受干扰最小路径,从而可有效提高网络抗干扰能力并极大降低源重路由次数．文中对协议的实现方法给出了详细的阐述,并基于网络仿真软件NS2对协议进行了较全面仿真比较,结果表明该方法相比已有协议不仅具有更好的路由抗干扰性能,同时在多业务流的冲突碰撞中也有很好路由优化能力．     

基于OPNET仿真平台的DSR协议性能研究

Ad Hoc网络的路由算法是在网络拓扑高度变化的情况下,无线自组网能否实现网络自组的关技术.本文介绍了AdHoc网络的基于源驱动的按需路由选择协议DSR,重点分析了基于OPNET的DSR模型的节点及其所支持的特性,并基于OPNET对全部采用固定节点的Ad Hoc网络,利用DSR作为其路由协议,分设场景进行仿真,对DSR协议随着节点数增多所表现出来的性能进行了比较和分析,最后总结了目前DSR协议存在的问题并提出了适当的改进建议.     

能够实现芯区均匀场的几种三层平板波导结构

通过对非线性包层三层平板波导典型实例的理论研究和数值计算，发现存在5种波导结构，当光功率合适时，芯区场能够实现均匀分布，此时包层场分布呈指数衰减. 分别给出5种结构的场分布曲线. 波导芯区中存在均匀场分布，对于波导、光电子及光子器件具有潜在的应用前景.     

基于多特征的域间路由节点安全状态评估方法

域间路由节点安全状态评估能够实现对BGP节点安全状态的直观、实时描述,可为制定合理的安全策略,及时定位、抑制异常路由事件提供数据参考.然而由于完整的异常域间路由集难以获取,使得传统基于数据融合的状态评估方法不再适用.分析BGP节点间交互路由过程中存在的统计特征以及这些特征与域间路由节点安全状态的关系,进而提出一种基于多特征的安全状态评估方法.以平均路径长度和路由事件发生频率等属性为安全特征,并借鉴云模型理论转换定量特征为定性概念的思想,构建域间路由安全特征云,将正常态下的多属性综合安全特征转换为安全正常态,然后通过度量安全特征偏离正常态的程度来计算节点偏离正常态的程度,由此得到域间路由节点面临安全威胁的概率.实验结果表明,该方法能够实现对域间路由节点安全状态的评估,准确性高、实时性强,可为域间路由系统的安全稳定运行提供有力支撑.     

能够实现芯区均匀场的几种三层平板波层结构

通过对非线性包层三层平板波导典型实例的理论研究和数值计算，发现存在5种波导结构，当光功率合适时，芯区场能够实现均匀分布，此时包层分布呈指标衰减，分别给出5种结构的场分布曲线。波导芯中存在均匀场分布，对于波导、光电子及光子器件具有潜在的应用前景。     

一种集成通用高超声速飞行器气动工程预测系统

本文建立了一种面向高超声速飞行器的集成通用气动预测系统.通过引入CAD/CG建模技术实现了复杂飞行器3D几何模型的快速准确建模,并可以利用网络上的共享模型资源直接计算.引入FEM技术和自由网格生成算法,实现了复杂飞行器模型的快速网格生成.设计并开发了通用面元几何分析程序,建立了外法线快速矫正方法.基于面元气动分析理论开发了面元气动分析求解器,实现了面元气动计算和整机气动参数整合,能计算飞行器的气动力、力矩和气动导数.通过软件集成调用技术,将几何建模、面元划分、面元分析、面元气动计算以及后处理集成在统一的软件系统中,实现了高超声速飞行器气动参数的全自动计算与分析.HTV-2和航天飞机的仿真计算结果表明了该系统的有效性.     

网构软件的研究与进展

随着Internet的快速发展与普及，如何在开放、动态、难控的网络环境下实现各类资源的共享和集成已经成为计算机软件技术面临的重要挑战之一，为了应对挑战，许多新理念、新概念、新模型、新方法和新技术应运而生，在系统分析以面向对象方法与技术为代表的经典软件方法与技术体系不足的基础上，从软件方法学及其技术支撑的角度，通过对软件技术发展趋势与挑战的思考与分析，初步凝练出了网构软件的概念框架、基本特征、逻辑内涵与关键技术，然后，在此总体构架之下，对近年来出现的各种相关的软件新概念、新模型、新方法和新技术从基本理念开放化、软件实体主体化、软件协同分离化、运行机制自适应、开发方法群体化、外部环境显式化、安全保障可信化、系统管理自治化、技术体系系统化等多个侧面加以系统的综述与介绍；最后，在综合分析的基础上提炼出进一步的研究问题，     

离子交换过程中掺铒磷酸盐玻璃波导表面保护的研究

对离子交换过程中掺铒磷酸盐玻璃波导表面的侵蚀现象进行了机理分析和实验研究,得出磷酸盐玻璃结构的弱稳定性、亲水性及磷酸根的弱酸性是造成其表面侵蚀的主要原因.提出镀K9玻璃薄膜的方法对其表面进行保护,实验研究表明K9玻璃薄膜不仅能够对掺铒磷酸盐玻璃起到保护作用,而且允许交换离子透过进入磷酸盐玻璃形成波导层.通过对不同K9玻璃薄膜厚度下离子交换波导的研究,得出其厚度在60～80nm的范围内保护效果最佳为下一步制备掺铒有源玻璃波导器件提供了良好的实验基础.     

掺铒波导环形腔激光器特性研究

根据掺铒波导光放大理论和耦合器传输矩阵,建立了描述掺铒波导环形腔激光器的理论模型,在此基础上分析了环形腔弯曲半径、耦合器耦合系数和掺铒离子浓度等因素对泵浦阈值和激射光输出特性的影响.结果表明由于受到波导弯曲损耗和其他机制损耗的共同作用,存在一优化弯曲半径使得波导环形腔激光器在较低阈值泵浦功率下实现较高的斜率效率;激射光输出耦合器作为激光谐振腔损耗的一部分,其耦合系数的大小影响到激光器的特性,在耦合系数为0.2附近处可获得较高的激射光输出功率;铒离子掺杂浓度在0.85×1026m？3时具有最低的阈值泵浦功率,在不引起明显上转换效应的条件下,适当的增加铒离子浓度可以提高激射光波的输出功率.研究结果为掺铒波导环形腔激光器的设计和制作提供了理论依据.     

基于人工免疫响应的线性系统逼近

提出一种基于人工免疫响应的线性系统逼近算法．给出了人工免疫响应的四元组模型，为免疫响应过程建立了一个可用于工程计算的数学模型；设计了克隆选择、免疫记忆和免疫调节等具体操作，模拟了抗体克隆选择、免疫记忆、基因免疫、免疫耐受等现象，实现了人工免疫响应的记忆学习，基于抗体群的随机状态转移过程，证明了新算法具有全局收敛性．基于两个典型的稳定或非稳定线性系统逼近问题的数值试验表明，无论在固定的区间内搜索还是在动态扩展的区间内搜索，人工免疫响应算法都能得到线性系统的最优逼近模型，算法是有效的。     

基于Markov链的最优多播机会路由算法

如何提高网络容量是无线网络领域的重要研究内容之一.无线信道固有的时变与广播特性在传统路由中未被有效应用,机会路由（opportunistic routing）可以利用这些特性,实现分集.另一方面,多播（multicast）可以利用网络中广泛存在的一对多业务,通过单次传输将数据送达多个目标节点,提高传输效率.本文中提出从Markov状态转移的角度研究多播机会路由问题,采用estimated transmission count（ETX）作为度量,设计了最优多播路由算法least ETX multicast opportunistic routing（LEMOR）,证明了利用LEMOR可得到最小的端到端ETX.仿真结果表明,与仅使用机会路由和仅使用多播相比,同时使用机会路由和多播的LEMOR算法能够显著提高网络的吞吐率.