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Analysis and design of novel wideband and high efficiency millimeter-wave antenna arrays for 60-GHz applications

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Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering 2020年第1期21卷 128-143页

作者： Kai-lai WU Yuan YAO Xiao-he CHENG Jun-sheng YU Tao YU Xiao-dong CHEN Beijing Key Laboratory of Work Safety Intelligent Monitoring School of Electronic EngineeringBeijing University of Posts and TelecommunicationsBeijing 100876China Department of Electrical and Electronic Engineering Tokyo Institute of TechnologyTokyo 152-8552Japan School of Electronic Engineering and Computer Science Queen Mary University of LondonLondon E14NSUK

A type of millimeter-wave antenna array with flexible design is proposed for a variety of applications at 60 GHz.The antenna array can be adjusted to be linearly or circularly polarized by simply changing the radiation part of the antenna array.High gain,wideband,and high radiation efficiency characteristics can be achieved by adopting a low insertion loss feeding network and broadband antenna elements.For the linearly polarized antenna array,simulation results show that the impedance bandwidth of the 2×2 antenna subarray reaches 21.6%,while the maximum gain achieves 15.1 dBi and has a fluctuation of less than 0.4 dBi within the working bandwidth.Simulation results of the 8×8 linearly polarized antenna array show a bandwidth of 21.6%and a gain of(26.1±1)dBi with an antenna efficiency of more than 80%.For the 8×8 circularly polarized antenna array,simulation results show that an impedance bandwidth of 18.2%and an axial ratio(AR)bandwidth of 13.3%are obtained.Gain and efficiency of up to 27.6 dBi and 80%are achieved,respectively.A prototype of antenna array is fabricated,and results are compared and analyzed.

关键词： 60 GHz Antenna array Linearly polarized Circularly polarized Millimeter-wave

Integrated 60-GHz miniaturized wideband metasurface antenna in a GIPD process

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Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering 2020年第1期21卷 174-181页

作者： Hai-yang XIA Jin-can HU Tao ZHANG Lian-ming LI Fu-chun ZHENG National Mobile Communications Research Laboratory Department of Radio EngineeringSchool of Information Science and EngineeringSoutheast UniversityNanjing 210096China Purple Mountain Laboratories Nanjing 211111China School of Microelectronics Xidian UniversityXi'an 710071China

We propose a miniaturized wideband metasurface antenna for 60-GHz antenna-in-package applications.With the glass integrated passive device manufacturing technology,we introduce a coplanar-waveguide-fed(CPW-fed)ring resonator to characterize the material properties of the glass substrate.The proposed antenna is designed on a high dielectric constant glass substrate to achieve antenna miniaturization.Because of the existence of gaps between patch units compared with the conventional rectangular patch in the TM10 mode,the radiation aperture of this proposed antenna is reduced.Located right above the center feeding CPW-fed bow-tie slot,the metasurface patch is realized,supporting the TM10 mode and antiphase TM20 mode simultaneously to improve the bandwidth performance.Using a probe-based antenna measurement setup,the antenna prototype is measured,demonstrating a 10-dB impedance bandwidth from 53.3 to 67 GHz.At 60 GHz,the antenna gain measured is about 5 dBi in the boresight direction with a compact radiation aperture of 0.31λ0×0.31λ0 and a thickness of 0.06λ0.

关键词： 60 GHz Antenna-in-package(AiP) Coplanar-waveguide-fed(CPW-fed)ring resonators Glass integrated passive device(GIPD) Metasurface antenna Miniaturized antenna

60 GHz毫米波通信中贪婪迭代的波束成形方法

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信号处理 2017年第5期33卷 669-675页

作者：唐俊林曾媛岳光荣李少谦电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室四川成都611731 中国电子科技集团公司第54研究所通信网信息传输与分发技术重点实验室河北石家庄050081 上海宇航系统工程研究所上海201108

目前,60 GHz毫米波通信标准(802.***.ad,802.15.3c)中采用基于码本的波束成形技术,其性能仍有提升空间且在天线数较大时,搜索复杂度较高。该文基于以上两点提出了一种贪婪迭代的波束成形方法。首先寻找最佳分区中的中心波束作为初值,然... 详细信息

目前,60 GHz毫米波通信标准(802.***.ad,802.15.3c)中采用基于码本的波束成形技术,其性能仍有提升空间且在天线数较大时,搜索复杂度较高。该文基于以上两点提出了一种贪婪迭代的波束成形方法。首先寻找最佳分区中的中心波束作为初值,然后逐次在每根天线上选取移相器可能取值(1,-1,i,-i)中的最优值作为权重值,最后在收发端进行迭代,直至算法收敛。仿真表明,该方法不仅能够获得更高的频谱效率,同时具有线性复杂度,在毫米波阵列天线数较多时具有较大的优势。

关键词： 60 GHz 波束成形码本贪婪迭代

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放射源60Coγ射线的利用效率研究

原子能科学技术 2015年第11期49卷 2076-2082页

作者：陈明利夏和舟程薇熊光权廖涛耿胜荣鉏晓艳史德芳邱建辉陈洪国非动力核技术湖北省协同创新中心湖北科技学院核技术与化学生物学院湖北咸宁437100 湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所湖北省农产品辐照工程技术中心湖北武汉430064

应用60 Coγ射线照射量率计算法分析比较了4种放射源排列方法和3种辐照操作方式的γ射线利用效率。结果表明,3种操作方式中,换层操作的效率最高,利用率为1.78,其次是分区操作方式,为1.45,源超界的不换层方式最低,为0.85。实行换层操作时... 详细信息

应用60 Coγ射线照射量率计算法分析比较了4种放射源排列方法和3种辐照操作方式的γ射线利用效率。结果表明,3种操作方式中,换层操作的效率最高,利用率为1.78,其次是分区操作方式,为1.45,源超界的不换层方式最低,为0.85。实行换层操作时,当吊篮高度在1.2m之内时以3层高度收敛排列法(各层间活度比为0.6∶1.8∶0.6)的60 Coγ射线利用率最高,为1.60;当吊篮高度为1.4 m时,3层轻度收敛排列法(0.9∶1.2∶0.9)的60 Coγ射线利用率最高,为1.72;当吊篮高度达到1.6 m时,3层均匀排列法(1∶1∶1)的射线利用率最高,为1.78。

关键词： 60 Co 放射源排列辐照利用率

变温恒剂量率辐照加速评估方法在双极线性稳压器LM317上的应用

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原子能科学技术 2014年第4期48卷 727-733页

作者：邓伟陆妩郭旗何承发吴雪王信张晋新张孝富郑齐文马武英中国科学院新疆理化技术研究所新疆电子信息材料与器件重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

对3个公司生产的同一型号双极线性稳压器LM317进行了工作和零偏偏置下高、低剂量率辐照,变温恒剂量率辐照及美军标恒高温恒剂量率辐照的对比实验。结果表明,与恒高温恒剂量率辐照相比,变温恒剂量率辐照不仅能非常准确、快速地评估出在... 详细信息

对3个公司生产的同一型号双极线性稳压器LM317进行了工作和零偏偏置下高、低剂量率辐照,变温恒剂量率辐照及美军标恒高温恒剂量率辐照的对比实验。结果表明,与恒高温恒剂量率辐照相比,变温恒剂量率辐照不仅能非常准确、快速地评估出在不同偏置条件下3款双极线性稳压器的剂量率效应,还可较好地模拟双极线性稳压器在低剂量率辐照下的损伤。实验结果验证了变温恒剂量率辐照加速评估方法在双极线性稳压器上应用的可行性。

关键词：双极线性稳压器低剂量率损伤增强效应 60 Coγ辐照变温恒剂量率辐照加速评估方法

60GHz毫米波无线网络中基于归一化分阶效用函数功率控制算法

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电子与信息学报 2013年第2期35卷 291-296页

作者：张芳邹卫霞杜光龙周正北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876

由于基于SINR(Singal-to-Interference plus Noise Ratio)硬判决的分布式功率控制算法往往导致不收敛,所以该文将非合作博弈论应用在60 GHz毫米波系统的功率方案中。结合60 GHz毫米波系统多SINR门限值的特点,该文设计了一种新的基于归... 详细信息

由于基于SINR(Singal-to-Interference plus Noise Ratio)硬判决的分布式功率控制算法往往导致不收敛,所以该文将非合作博弈论应用在60 GHz毫米波系统的功率方案中。结合60 GHz毫米波系统多SINR门限值的特点,该文设计了一种新的基于归一化效用函数的功率控制算法。文中证明了纳什均衡点的存在性和唯一性。通过数值仿真分析验证了该算法简单易行,并能以低发射功率获得较高传输速率。同时,该文分析了不同平滑因子和代价因子对仿真结果的影响。

关键词： 60 GHz毫米波通信非合作博弈论功率控制归一化分阶效用函数

60K大冷量同轴型脉冲管制冷机的设计与优化

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工程热物理学报 2014年第9期35卷 1698-1701页

作者：刘欣彤全加刘彦杰赵密广梁惊涛中国科学院大学北京100190 中国科学院理化技术研究所北京100190

针对红外、超导应用的迫切需求,本文对工作温度为60 K的同轴型脉冲管制冷机进行优化设计。对调相机构的不同组合进行实验研究,获得了该脉冲管制冷机的最佳调相方式;对蓄冷器内丝网的填充方式进行研究,确定了60 K制冷机中蓄冷器丝网的填... 详细信息

针对红外、超导应用的迫切需求,本文对工作温度为60 K的同轴型脉冲管制冷机进行优化设计。对调相机构的不同组合进行实验研究,获得了该脉冲管制冷机的最佳调相方式;对蓄冷器内丝网的填充方式进行研究,确定了60 K制冷机中蓄冷器丝网的填充方式。制冷机在输入功率250 W,热端温度310 K时,在60 K可以获得5.71 W的冷量,相对卡诺效率达到9.52%。

关键词： 60 K 脉冲管制冷机设计与优化同轴型

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小张角双锥厚针孔关键参数的测量方法

原子能科学技术 2015年第9期49卷 1700-1704页

作者：章法强赵学水张建华李林波陈定阳祁建敏陈进川中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900

针对小张角双锥厚针孔等效直径和视场直径的检测需求,利用60Co γ辐射源设计了厚针孔关键参数测量实验,获得了与计算较为一致的结果。本文所建立的实验方法为厚针孔设计的可靠性与部分加工参数的准确性提供了高精度的验证途径。

关键词：厚针孔等效直径视场直径 60 Co γ 源

60tLF精炼终点GCr15轴承钢中氧化物夹杂特性的研究

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特殊钢 2018年第1期39卷 18-23页

作者：沈万林张志成罗小燕焦作金鑫恒拓新材料股份有限公司焦作454450 大冶特殊钢股份有限公司高品质特殊钢湖北省重点实验室黄石435001 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081

通过电弧炉出钢加铝铁、硅铁脱氧,LF精炼初渣的组分为(/%:27.39~37.34Al_2O_3,38.42~38.68CaO,14.20~18.38SiO_2,8.50~10.72MgO,0.82~0.89FeO,0.27~0.33MnO,0.69~0.74S,0.66~0.75TiO_2,(CaO)/(SiO_2)=2.09~2.72,(CaO)/(Al_2O_3)=1.04~1.40),LF终点T[O]为0.001 2%~0.0019%,T[N]为0.004 3%~0.005 0%,[Ti]0.002%和[Ca]0.006%~0.009%。GCr15轴承钢LF精炼终点氧化物夹杂分析结果表明,钢中主要氧化物夹杂为镁铝尖晶石(MgO·Al_2O_3)和钙镁铝尖晶石氧化物(CaO·MgO·Al_2O_3)。镁铝尖晶石平均尺寸低于0.5μm,当有MnS、TiN等在其上析出后平均尺寸增大。钙镁铝尖晶石平均尺寸通常在2μm以上,在精炼温度下呈液态,易在钢中聚集长大,其尺寸(1.39~2.12μm)比固态的钙镁铝尖晶石-MnS夹杂物大,且更被精炼渣吸收并上浮去除。随着精炼过程钢液中的硫含量降低,以这两类尖晶石为核心的含MnS的复合夹杂物的平均尺寸降低。适当降低精炼终点渣中MgO的含量、光学碱度和黏度可以减少钢中夹杂物的数量并降低其平均尺寸。

关键词： GCr15轴承钢 60 t LF 精炼渣氧化物夹杂析出行为