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大数据时代光电共封技术的机遇与挑战

激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 65-76页

作者：卞玲艳曾燕萍蔡莹陆霄周倩蓉唐清林顾廷炜王辂中国电子科技集团公司第五十八研究所江苏无锡214072

人工智能和大数据时代对数据存储、传输和处理能力的需求日益增加,数据传输所需带宽和通信速率也随之增加。然而系统级封装中的电互连受到介质材料、传输速率的影响,表现出强烈的损耗、反射、延迟和串扰等现象,无法满足日益增加的带宽... 详细信息

人工智能和大数据时代对数据存储、传输和处理能力的需求日益增加,数据传输所需带宽和通信速率也随之增加。然而系统级封装中的电互连受到介质材料、传输速率的影响,表现出强烈的损耗、反射、延迟和串扰等现象,无法满足日益增加的带宽和通信速率的需求。光电共封装技术基于先进封装技术将光模块和电芯片共同封装在同一封装体内,缩短了光模块和电芯片之间的互连长度,减小了寄生效应,具有宽频带、抗电磁干扰、低传输损耗和小功耗等明显优势,成为了近年来的研究热点。本文论述了光电共封装的基本概念、优势特性,梳理了基于2D、2.5D和3D封装的典型技术和国内外最新进展,分析了作为新一代封装技术所面临的挑战。

关键词：光电共封装 2.5D/3D集成光通信光电集成先进封装

Sm/Gd-Nd协同置换对高介电常数石榴石微波铁氧体性能的影响

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材料科学与工程学报 2024年第2期42卷 232-237,253页

作者：谢斌杨菲任仕晶中国电子科技集团公司第九研究所第四事业部四川绵阳621000

采用固相法陶瓷制备工艺,利用Bi^(3+)与稀土离子Gd^(3+)-Nd^(3+)、Sm^(3+)-Nd^(3+)协同置换对石榴石铁氧体进行高介电常数和高功率性能的复合,开发了新型高介电常数高功率石榴石铁氧体,研究不同烧结温度下制备的铁氧体的电磁性能。利用... 详细信息

采用固相法陶瓷制备工艺,利用Bi^(3+)与稀土离子Gd^(3+)-Nd^(3+)、Sm^(3+)-Nd^(3+)协同置换对石榴石铁氧体进行高介电常数和高功率性能的复合,开发了新型高介电常数高功率石榴石铁氧体,研究不同烧结温度下制备的铁氧体的电磁性能。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对铁氧体的物相组成和微观形貌进行了表征,确认均为单一的石榴石相结构。该铁氧体良好地复合了高介电常数与高功率特性,且具有tan δ260℃等良好性能。两种高介电常数高功率铁氧体具有不同的烧结特性,在1 090℃、1 100℃烧结的Sm-Nd协同置换的铁氧体出现过烧,电磁性能恶化;而Gd-Nd协同置换的铁氧体则在整个烧结温度内均有较稳定的性能。

关键词：高介电常数高功率石榴石铁氧体电磁性能烧结温度

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一种计算ARX密码差分—线性偏差的新方法

西安电子科技大学学报 2024年第2期51卷 211-223页

作者：张峰刘正斌张晶张文政保密通信重点实验室四川成都610041 中国电子科技集团公司电子科学研究院北京100041

ARX密码由模加、循环移位和异或这3种基本运算组成。目前ARX密码差分—线性区分器偏差的计算大多采用统计分析的方法。在2022年美密会上,NIU等给出了一种计算ARX密码差分—线性区分器相关度的非统计分析的方法,并给出了SPECK32/64的10... 详细信息

ARX密码由模加、循环移位和异或这3种基本运算组成。目前ARX密码差分—线性区分器偏差的计算大多采用统计分析的方法。在2022年美密会上,NIU等给出了一种计算ARX密码差分—线性区分器相关度的非统计分析的方法,并给出了SPECK32/64的10轮差分—线性区分器。基于BLONDEAU等和BAR-ON等的方法,给出了差分—线性特征的定义,并首次提出了用差分—线性特征计算差分—线性区分器偏差的方法。同时,提出了一种基于布尔可满足性问题(SAT)自动化技术搜索差分—线性特征的方法,给出了计算ARX密码差分—线性区分器偏差的非统计分析的新方法。作为应用,对NIU等给出的SPECK32/64的10轮差分—线性区分器偏差进行计算,得到的理论值为2-15.00,非常接近统计分析的实验值2-14.90,且优于NIU等给出的理论值2-16.23。同时,首次给出了SIMON32/64的9轮差分—线性区分器偏差的理论值2-8.41,接近统计分析得到的实验值2-7.12。实验结果说明了这种方法的有效性。

关键词：差分—线性区分器 ARX密码 SAT/SMT SPECK SIMON

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高功率S波段注入锁定频控功率源研究

强激光与粒子束 2024年第9期36卷 31-36页

作者：刘臻龙中国电子科技集团公司第十研究所成都610036

针对高功率微波源在深空通信、空间无线能量传输和高功率超导线性加速器等应用中的实时功率控制难题,提出了一种利用注入锁定频率控制输出功率的方法。从理论上分析了注入锁定频控功率源的可行性,并基于双路S波段20 kW高功率磁控管完成... 详细信息

针对高功率微波源在深空通信、空间无线能量传输和高功率超导线性加速器等应用中的实时功率控制难题,提出了一种利用注入锁定频率控制输出功率的方法。从理论上分析了注入锁定频控功率源的可行性,并基于双路S波段20 kW高功率磁控管完成了注入锁定频率控制输出功率的实验。实验结果表明,当双路20 kW磁控管的自由振荡频率或注入功率不同时,双管合成的输出功率可通过注入频率实现有效控制,功率控制的范围达到了3 dB,注入锁定的带宽达到了4.0 MHz,输出频谱尖锐,无啁啾颤噪,杂散抑制比为-65.0 dBc@500 kHz。该系统合成输出功率达到了33.9 kW,系统效率约为86.6%。上述研究结果为磁控管在高功率微波领域的应用起到了重大推动作用。

关键词：磁控管功率合成高功率效率功率控制

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金刚石基GaN界面热阻控制研究进展

人工晶体学报 2024年第6期53卷 913-921页

作者：兰飞飞刘莎莎房诗舒王英民程红娟中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220

GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在雷达、5G通信、航空航天等领域发挥了重要作用,随着GaN HEMT功率密度的提升,器件热效应显著,散热成为了GaN HEMT性能提升的瓶颈。解决GaN HEMT器件散热问题的有效途径是采用高导热的衬底材料取代现役的SiC... 详细信息

GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在雷达、5G通信、航空航天等领域发挥了重要作用,随着GaN HEMT功率密度的提升,器件热效应显著,散热成为了GaN HEMT性能提升的瓶颈。解决GaN HEMT器件散热问题的有效途径是采用高导热的衬底材料取代现役的SiC、Si衬底。金刚石是目前已知热导率(>2000 W·m^(-1)·K^(-1))最高的材料,高导热金刚石衬底能够全面解决GaN HEMT器件的热效应,成倍提升GaN器件的功率密度。本文阐述了金刚石基GaN的技术优势、主要实现途径,以及界面热阻对金刚石上GaN器件性能的影响。综述了国内外金刚石基GaN界面热阻控制的最新研究进展,分析了金刚石上GaN界面热阻研究过程中面临的主要问题和发展趋势。明确了在介质层材料选择有限的条件下,需要从GaN和金刚石的界面质量入手进一步降低界面热阻,提升GaN器件的性能。

关键词：氮化镓金刚石基GaN 界面热阻介质层功率密度 HEMT

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硅基钽酸锂异质晶圆键合工艺研究

人工晶体学报 2024年第4期53卷 634-640页

作者：陈哲明丁雨憧邹少红龙勇石自彬马晋毅中国电子科技集团公司第二十六研究所重庆400060

5G移动通信的发展对声表面波滤波器提出了高频、小型化、集成化的要求。相较于传统压电体单晶材料,采用硅基压电单晶薄膜材料制备的声表面波滤波器具有高频、低插入损耗、高温稳定性等优势,是高性能声表面波器件发展的核心基础材料。Sma... 详细信息

5G移动通信的发展对声表面波滤波器提出了高频、小型化、集成化的要求。相较于传统压电体单晶材料,采用硅基压电单晶薄膜材料制备的声表面波滤波器具有高频、低插入损耗、高温稳定性等优势,是高性能声表面波器件发展的核心基础材料。Smart-Cut^(TM)是制备硅基压电单晶薄膜材料的主要方法,键合工艺是其中的核心工序,键合质量决定了硅基压电单晶薄膜晶圆材料的质量,并影响器件性能。本文通过低温直接键合工艺,对等离子活化、兆声清洗、预键合、键合加固四道工序展开优化,最终实现了键合强度高达1.84 J/m^(2)、键合面积超过99.9%的高质量硅基钽酸锂异质晶圆键合。

关键词：硅基钽酸锂低温直接键合等离子活化兆声清洗预键合键合加固声表面波滤波器

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信息收集中无人机节能轨迹设计与资源优化

哈尔滨工业大学学报 2024年第9期56卷 48-55页

作者：郭少雄宋志群李勇刘丽哲王斌先进通信网全国重点实验室(中国电子科技集团公司第五十四研究所) 石家庄050081

为优化无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)中无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)辅助信息收集系统的能量消耗,在综合考虑无人机飞行能耗和传感器节点上行数据传输能耗的基础上,提出了一种考虑链路间干扰的无人机轨迹和传... 详细信息

为优化无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)中无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)辅助信息收集系统的能量消耗,在综合考虑无人机飞行能耗和传感器节点上行数据传输能耗的基础上,提出了一种考虑链路间干扰的无人机轨迹和传感器功率分配联合优化算法。首先,基于实际约束构建了系统能耗最小化问题模型;然后,针对多约束优化问题的非凸性特征,采用块坐标下降法(block coordinate descent,BCD)将系统能耗最小化问题分解为固定无人机轨迹下的功率分配和固定功率分配下的无人机轨迹优化两个子问题,根据子问题的数学特征,采用凸近似法将非凸问题转化成可以求解的近似凸优化问题,通过对两个子问题的交替迭代优化,得到原非凸问题的近似次优解;最后,通过仿真实验验证了所提算法的可行性和有效性。结果表明:所提算法最大可使系统能量消耗降低22%,明显优于对比算法;且随着传感器节点数量的增加,所提算法的优势更加明显。研究结果为WSN中的信息收集提供了一种系统能耗优化思路,即在有限提高无人机飞行能耗的基础上,有效降低系统的能量消耗。

关键词：无线通信无线传感器网络无人机信息收集轨迹设计块坐标下降节能

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OLSR路由协议MPR机制研究与改进

无线电通信技术 2024年

作者：向展鹏李鉴谢卫吴海涛中国电子科技集团公司第三十研究所

OLSR（Optimized Link State Routing）协议采用MPR（Multi Point Relays）机制以减轻网络负载。然而，当传统MPR算法的最大覆盖度原则出现遗漏时，所选出的MPR集合并非最佳，无法达到最大程度的资源优化。为了提升协议在大规模网络中... 详细信息

OLSR（Optimized Link State Routing）协议采用MPR（Multi Point Relays）机制以减轻网络负载。然而，当传统MPR算法的最大覆盖度原则出现遗漏时，所选出的MPR集合并非最佳，无法达到最大程度的资源优化。为了提升协议在大规模网络中的表现，本文提出了两种改进方案来优化传统MPR算法：一种是基于果蝇优化思想的改进方案FF-MPR，另一种是基于逆向贪心策略的改进方案BG-MPR。MATLAB仿真结果显示，这两种方案都有效规避了传统MPR算法的冗余问题。但是，FF-MPR因其固有的随机性和较长的计算时间而不适合节点多、移动性强的网络环境；BG-MPR在某些情况下可能会产生新的冗余问题。针对此，本文对BG-MPR中新产生的冗余进行了深入研究，并提出了相应的解决措施，发展出新方案RG-MPR。以此为基础，设计RG-OLSR协议，并使用OPNET仿真平台对其进行了测试。仿真结果证明，RG-OLSR在控制消息开销、端到端时延和时延抖动等关键性能指标上均优于传统OLSR协议。

关键词： OLSR路由协议 MPR算法大规模组网果蝇思想逆向贪心策略

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基于作战环的体系对抗仿真方法研究

系统仿真学报 2024年第9期36卷 2219-2230页

作者：钟山朱叶盛周梦璐中国电子科技集团公司第二十八研究所第一研究部江苏南京210001

在作战体系能力的建模与分析领域,传统的结构化能力评估模型缺乏对对抗双方以及体系中不同角色的部队之间相互作用的分析,而基于作战环理论的体系模型虽然可以结合传感、决策、影响、目标类节点间的关系进行体系能力计算,但通常只适用... 详细信息

在作战体系能力的建模与分析领域,传统的结构化能力评估模型缺乏对对抗双方以及体系中不同角色的部队之间相互作用的分析,而基于作战环理论的体系模型虽然可以结合传感、决策、影响、目标类节点间的关系进行体系能力计算,但通常只适用于静态分析,不能用于体系对抗的动态仿真。提出一种基于作战环的体系对抗仿真方法,将双方作战体系抽象为体系对抗网络模型,通过设定作战策略,抽取每个策略步骤将要实施的作战环。经过作战边的分解与调度算法生成作战边执行序列,再引入自信息量的概念逐个执行作战边,计算作战环的打击效能与毁伤效果,推动双方作战体系的演化。结合根据战略战役目的选取的收益函数求解收益,总结双方的胜负和作战损失。仿真结果表明:该方法能够依托策略和作战体系模拟对抗的过程并推导出对抗结果,具备用于体系对抗仿真的有效与可行性。

关键词：体系对抗作战环作战边执行序列作战策略自信息量