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基于多区域面积分方程的电大非均匀等离子体电磁特性高效计算方法

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电波科学学报 2024年第1期39卷 26-38页

作者：张慧雯陈宇浩黄晓伟盛新庆北京理工大学集成电路与电子学院射频技术与软件研究所

针对临近空间等离子体包覆目标的电磁特性快速准确评估这一迫切需求，本文运用基于多区域面积分方程(multi-region surface integral equation, MR-SIE)的全波数值计算方法，展现电大尺度、非均匀、高负介电常数等离子体的电磁散射与辐... 详细信息

针对临近空间等离子体包覆目标的电磁特性快速准确评估这一迫切需求，本文运用基于多区域面积分方程(multi-region surface integral equation, MR-SIE)的全波数值计算方法，展现电大尺度、非均匀、高负介电常数等离子体的电磁散射与辐射问题的仿真能力。首先，推导了非均匀等离子体的MR-SIE，使用间断伽辽金(discontinuous Galerkin, DG)方法提高对多区域复杂等离子体目标的建模与计算效率，研究了不同方程的数值性能；随后针对电子密度较大的高负介电常数区等离子体，运用一种简洁高效的截断策略，进一步提升了多层快速多极子算法的鲁棒性，避免了SIE计算高损耗介质内问题面临的数值不稳定性。数值实验表明，该方法在计算多种分割方式的多区域等离子体鞘套模型时具有良好的精度和效率，可用于大尺度复杂等离子体目标电磁辐射与散射特性的快速精确评估。

关键词：多区域目标面积分方程(MR-SIE) 等离子体鞘套负介电常数多层快速多极子算法(MLFMA) 间断伽辽金(DG)

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电磁波极化转换虚拟仿真实验教学探究

实验室研究与探索 2024年第4期43卷 104-108,113页

作者：司黎明徐浩阳薛正辉丁军北京理工大学集成电路与电子学院北京100081 华东师范大学通信与电子工程学院上海200241

利用全波电磁仿真软件(CST)对电磁波极化转换进行虚拟仿真实验教学。相较于传统的双折射率各向异性材料电磁波极化转换器,基于超表面的电磁波极化转换器具有设计灵活、厚度薄和带宽宽等优点。通过系统介绍电磁波极化转换原理、超表面单... 详细信息

利用全波电磁仿真软件(CST)对电磁波极化转换进行虚拟仿真实验教学。相较于传统的双折射率各向异性材料电磁波极化转换器,基于超表面的电磁波极化转换器具有设计灵活、厚度薄和带宽宽等优点。通过系统介绍电磁波极化转换原理、超表面单元与阵列设计、电磁波极化转换中电场与电流分布,使得学生能够形象直观理解电磁波极化的概念,掌握电磁全波仿真的基本方法与流程。

关键词：电磁场与电磁波极化转换超表面虚拟仿真

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多尺度非均匀背景散射中心参数化建模

电波科学学报 2024年

作者：张尊刘超牟媛郭琨毅盛新庆中国人民解放军军事科学院系统工程研究院北京理工大学集成电路与电子学院清华大学电子系

多尺度非均匀背景为不同尺度和形状、且在空间上分布不均匀的粗糙结构。本文针对多尺度非均匀粗糙背景散射特性快速计算问题，提出基于散射中心方法的参数化表征模型。多尺度非均匀背景的散射场一般由地表大尺度表面所产生的镜反射分量... 详细信息

多尺度非均匀背景为不同尺度和形状、且在空间上分布不均匀的粗糙结构。本文针对多尺度非均匀粗糙背景散射特性快速计算问题，提出基于散射中心方法的参数化表征模型。多尺度非均匀背景的散射场一般由地表大尺度表面所产生的镜反射分量、大尺度表面几何不连续处所产生的绕射分量和地表小尺度粗糙面引起的漫散射分量共同组成。传统雷达目标散射中心建模采用分布型散射中心、局部型散射中心和滑动型散射中心模型(scattering center model， SCM)表征目标的反射和绕射散射；但是，传统散射中心表征形式仅能描述大尺度光滑表面、几何不连续处的散射场，无法描述小尺度粗糙面的散射效应。本文结合粗糙面的相干-非相干散射理论，在大尺度地形散射中心表征模型的基础上，利用相干模型修正小尺度粗糙面对大尺度表面的散射场幅度的影响；利用双向反射分布函数(bidirectional reflectance distribution function， BRDF)建立非相干散射的参数化表征形式。本文对两种非均匀多尺度背景的散射特性进行参数化表征，并采用商业软件高频求解器对计算结果的精度和效率进行了校验，证明了粗糙背景散射中心参数化建模方法的可行性。

关键词：粗糙背景散射中心模型(SCM) 相干-非相干理论双向反射分布函数(BRDF) 散射机理

一种共址平台装备的射频干扰抑制系统设计方法

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电讯技术 2024年第4期64卷 553-558页

作者：唐聪高昕朱宏权张金荣张中山郑东昊北京跟踪与通信技术研究所北京100095 北京理工大学网络空间安全学院北京100081 中国西南电子技术研究所成都610036

在共址平台场景下,大功率发射装备工作时辐射的信号会对其附近的高灵敏度接收机造成严重干扰。针对这一问题,采用一种多抽头射频干扰对消系统,通过控制系统中的时延、幅度和衰减的权值,使得产生的参考信号与干扰信号等幅反向,从而实现... 详细信息

在共址平台场景下,大功率发射装备工作时辐射的信号会对其附近的高灵敏度接收机造成严重干扰。针对这一问题,采用一种多抽头射频干扰对消系统,通过控制系统中的时延、幅度和衰减的权值,使得产生的参考信号与干扰信号等幅反向,从而实现干扰信号的对消。为了获得最优的干扰对消性能,提出了一种基于优化算法获取多抽头最优控制权值的方法。与传统获取控制权值的方法相比,所提方法具有抽头支路少、干扰抑制性能高和对数字控制电路要求低等优点。

关键词：共址平台射频抗干扰抑制多抽头优化算法

低半波电压薄膜铌酸锂交叉波导相位调制器研究

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激光与光电子学进展 2024年

作者：常自远张皓轩占必炎宋林刘贤文北京理工大学光电学院北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心

低半波电压的电光相位调制器有利于降低系统的功耗和驱动电路的复杂性，在光学信号处理中具有重要的意义。本论文基于X切薄膜铌酸锂（TFLN）光子平台和射频相位延迟调制原理，优化了地-信号-地（GSG）电极结构的交叉波导相位调制器的光... 详细信息

低半波电压的电光相位调制器有利于降低系统的功耗和驱动电路的复杂性，在光学信号处理中具有重要的意义。本论文基于X切薄膜铌酸锂（TFLN）光子平台和射频相位延迟调制原理，优化了地-信号-地（GSG）电极结构的交叉波导相位调制器的光学和电学参数，并通过实验进行了初步验证。在同相调制频率17.5 GHz和调制区总长度10 mm时，实验测到射频压长积为7.5 V?cm，与设计结果基本相符。将调制区总长度增加至40 mm，半波电压可进一步降低至1.9 V。通过制备微环腔与交叉波导相位调制器相互级联的结构，我们测得无源波导传输损耗约为0.4 dB/cm。在高射频驱动功率（29 dBm）下，我们验证了交叉波导相位调制器还可以工作在30 GHz的高频区域。本研究可以为低半波电压的片上电光调制器件的设计及分析提供参考。

关键词：半波电压交叉波导薄膜铌酸锂相位调制器

高速飞行等离子体包覆目标的天线辐射性能分析

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空天技术 2023年第1期2023卷 107-114+149页

作者：张跃刘金钢靳永立黄晓伟盛新庆北京理工大学集成电路与电子学院射频技术与软件研究所

临近空间高速飞行器的等离子体鞘套具有非均匀、负介电常数和电大尺寸等特点,给现有的电磁数值模拟方法带来了严峻挑战。利用混合有限元-边界元-多层快速多极子算法(FE-BIMLFMA,合元极),对高速飞行等离子体包覆目标的天线辐射性能进行... 详细信息

临近空间高速飞行器的等离子体鞘套具有非均匀、负介电常数和电大尺寸等特点,给现有的电磁数值模拟方法带来了严峻挑战。利用混合有限元-边界元-多层快速多极子算法(FE-BIMLFMA,合元极),对高速飞行等离子体包覆目标的天线辐射性能进行了全波数值仿真。针对非均匀特征和由于磁化导致的各向异性,推导了介电常数为张量形式下的合元极公式,并对系统矩阵进行了预处理以加速迭代。针对不同高度、速度下的等离子体包覆球头锥和天线一体化模型,计算了不同频率、天线位置的辐射方向图,数据表明:增大天线工作频率、将天线部署于电子密度较小的飞行器尾部均可降低等离子体对天线性能的影响;通过添加静态强磁场,可以改善天线在高电子密度分布区的辐射性能;部分计算状态还可以观察到辐射增强、方向图反转、偏移等现象,可以为高速飞行器天线设计、中继通信等研究提供数据支撑。

关键词：超高声速飞行器等离子体电磁计算合元极天线辐射

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针对时空统计特性的箔条云半实物射频仿真

电子学报 2023年第4期51卷 843-849页

作者：唐波鲁嘉淇郭琨毅盛新庆北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 北京理工大学集成电路与电子学院射频技术与软件研究所北京100081

本文针对箔条云半实物射频仿真(Radio Frequency Simulation System,RFSS)中的关键问题进行研究,给出了对箔条云进行半实物射频仿真时的三元组的馈电系数的计算公式.与对点目标的仿真不同,对箔条云的仿真更注重其散射场统计特性的复现.... 详细信息

本文针对箔条云半实物射频仿真(Radio Frequency Simulation System,RFSS)中的关键问题进行研究,给出了对箔条云进行半实物射频仿真时的三元组的馈电系数的计算公式.与对点目标的仿真不同,对箔条云的仿真更注重其散射场统计特性的复现.箔条云的空间随机分布和随机运动特性,表现为其回波的空间相关性和时间相关性.本文通过三元组馈电系数之间的相关性来仿真箔条云散射回波的空间相关性;通过差分重心公式的横向平移、径向相移以及时域滤波来仿真箔条云散射回波的时间相关性.数值模拟结果验证了所给出的箔条云射频仿真方法的有效性.这些工作为箔条云的半实物射频仿真提供了理论基础和分析框架.

关键词：射频仿真箔条云三元组

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卫星导航中电离层误差校正技术现状与发展

全球定位系统 2024年第2期49卷 111-126页

作者：韩喜豪郑帅勇杨建雷靳晓伟高孟志黄智刚李琨杨鹏天津理工大学集成电路科学与工程学院天津300384 中国电子科技集团第五十四研究所石家庄050081 卫星导航系统与装备技术国家重点实验室石家庄050081 辽宁工程技术大学软件学院辽宁阜新125105 北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191 天津理工大学计算机科学与工程学院天津300384

电离层误差严重影响着GNSS的定位精度,GPS、BDS、Galileo、GLONASS有不同的电离层误差校正方法.全文概述了电离层误差校正方法,综述了单频电离层误差校正、双频电离层误差校正及多频电离层误差校正等技术的原理与发展现状.在单频电离层... 详细信息

电离层误差严重影响着GNSS的定位精度,GPS、BDS、Galileo、GLONASS有不同的电离层误差校正方法.全文概述了电离层误差校正方法,综述了单频电离层误差校正、双频电离层误差校正及多频电离层误差校正等技术的原理与发展现状.在单频电离层误差校正技术中总结了增强系统中的电离层误差校正技术、北斗全球电离层延迟修正模型(BeiDou global ionospheric delay correction model,BDGIM)、Klobuchar模型、单频电离层误差校正技术的优化—附加国际参考电离层(international reference ionosphere,IRI)约束模型和NeQuick-G模型;在双频电离层误差校正技术中重点总结了双频消电离层误差、无电离层组合模型及PPP-RTK技术中电离层误差校正方法;在多频电离层误差校正技术中介绍了高阶项改正和地磁场建模对电离层误差校正技术的优化与改进.最后,对电离层误差校正技术及其改进方法进行了分析,总结了其发展趋势与方向.

关键词：卫星导航电离层误差校正北斗全球电离层延迟修正模型(BDGIM) Kriging插值法无电离层组合模型地磁场建模

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通信感知一体化硬件设计——现状与展望

电子与信息学报 2024年

作者：林粤伟张奇勋尉志青李兴旺刘凡范绍帅王溢青岛科技大学信息科学技术学院北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室河南理工大学物理与电子信息学院南方科技大学电子与电气工程系

通信感知一体化(ISAC)需要通信和感知共用无线电频段和硬件资源。多频段、大带宽、通信感知对硬件的要求不同等特点对通信感知一体化硬件设计提出更高要求。该文对后5G, 6G, WiFi等通信感知一体化的硬件设计、验证技术，以及硬件系统性... 详细信息

通信感知一体化(ISAC)需要通信和感知共用无线电频段和硬件资源。多频段、大带宽、通信感知对硬件的要求不同等特点对通信感知一体化硬件设计提出更高要求。该文对后5G, 6G, WiFi等通信感知一体化的硬件设计、验证技术，以及硬件系统性验证平台进行归纳，对国内外近年相关硬件设计研究及其验证情况进行综述，关注通信感知两种系统对硬件的需求矛盾、带内全双工(IBFD)自干扰消除(SIC)、功放(PA)效率、电路性能对建模要求更高等硬件设计挑战。首先，总结、比较已有研究中通信感知一体化收发信机架构设计。然后，介绍、分析现有通信感知一体化带内全双工自干扰抑制方案、低峰均功率比(PAPR)波形与高性能PA设计、器件高精度建模方法以及硬件系统性验证平台。最后，总结全文并对未来通信感知一体化硬件设计所面临的开放性问题进行展望。

关键词：第6代移动通信通信感知一体化带内全双工软件无线电雷达