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RIS辅助多用户波束跟踪系统与硬件试验

电信科学 2024年第7期40卷 13-24页

作者：丁陈龙许文俊张鸿涛北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室北京100876

可重构智能表面(reconfigurable intelligent surface,RIS,也称智能超表面)通过智能调控电磁传播路径,有效提高了6G通信系统的性能。然而,RIS集成大量反射单元使得多波束调控复杂度高、码本搜索空间大,导致实时调控能力不足,难以应用于... 详细信息

可重构智能表面(reconfigurable intelligent surface,RIS,也称智能超表面)通过智能调控电磁传播路径,有效提高了6G通信系统的性能。然而,RIS集成大量反射单元使得多波束调控复杂度高、码本搜索空间大,导致实时调控能力不足,难以应用于多用户波束跟踪。为提升RIS在多用户移动场景的适用性,创新基于逆衍射的场源迭代模型,快速生成近远场多用户调控码本,设计RIS辅助单基站定位方案,感知用户移动位置实时切换波束。研制RIS辅助多用户波束跟踪系统原型,实现多用户移动过程中快速波束对准。试验结果表明,毫秒级波束切换可实现移动多用户的实时信息传输。

关键词：智能超表面多波束生成波束跟踪硬件试验

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利用脉冲星计时阵列限制标量诱导的随机引力波背景

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科学通报 2024年第12期69卷 1517-1519页

作者：周柄辰宇宙线教育部重点实验室(西藏大学) 拉萨850000 西藏大学理学院物理系拉萨850000 中国科学技术大学天文与空间科学学院合肥230026 中国科学技术大学物理学院深空探测实验室/天文学系合肥230026

引力波是由爱因斯坦广义相对论预言的一种天文现象,已经在双脉冲星系统和黑洞合并事件中被观测到,也是我们研究早期宇宙的一种特殊探针.与受各种天体物理过程影响的电磁波不同,引力波可以捕捉到原初宇宙的纯净信息.在针对原初宇宙的研究... 详细信息

引力波是由爱因斯坦广义相对论预言的一种天文现象,已经在双脉冲星系统和黑洞合并事件中被观测到,也是我们研究早期宇宙的一种特殊探针.与受各种天体物理过程影响的电磁波不同,引力波可以捕捉到原初宇宙的纯净信息.在针对原初宇宙的研究中,暴胀宇宙学[1]是一种被广泛接受的理论,解释了宇宙微波背景辐射中观察到的各向异性.在暴胀期间,量子涨落通过时空的膨胀迅速延伸到宇宙尺度,随后缓慢演化,最终形成了我们今天看到的大尺度结构.这些扰动的统计性质可以提供关于宇宙膨胀早期阶段的信息,涵盖了大约e 7倍的开始阶段.然而,为了解释我们今天所看到的宇宙,需要大约e 60倍的膨胀过程,其中仍然有约e 50倍的阶段是不确定的.在暴胀后期阶段,退出哈勃半径的涨落对我们宇宙中的小尺度各向异性贡献至关重要,这些涨落会受到非线性天体物理过程的影响.另一方面,在热大爆炸阶段之前产生的引力波信号可以为我们提供关于小尺度的现象学信息.

关键词：大尺度结构天文现象暴胀宇宙宇宙膨胀引力波哈勃早期宇宙量子涨落

基于SABER/TIMED温度数据的全球平流层顶与重力波活动的气候学特征的观测研究

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武汉大学学报(理学版) 2024年第4期70卷 507-514页

作者：帅晶黄开明孙宝林宋莺湖北经济学院信息工程学院武汉大学电子信息学院地球空间环境与大气测量教育部重点实验室

利用2002年1月25日—2012年12月31日的SABER/TIMED温度数据，统计分析了平流层顶的变化特征及其与平流层顶区域重力波和背景纬向风场的相关性。在南、北半球0°～30°的低纬区域，平流层顶高度呈现冬夏季较高的半年变化，此时重力波活... 详细信息

利用2002年1月25日—2012年12月31日的SABER/TIMED温度数据，统计分析了平流层顶的变化特征及其与平流层顶区域重力波和背景纬向风场的相关性。在南、北半球0°～30°的低纬区域，平流层顶高度呈现冬夏季较高的半年变化，此时重力波活动较强，而平流层顶温度呈现春秋较大的半年变化；在南北半球40°～50°的中纬区域，平流层顶的高度、温度与重力波活动都呈现年变化，其中平流层顶高度与重力波活动的极大值出现在冬季，而平流层顶温度的极大值出现在夏季。相关性分析显示，平流层顶高度与重力波活动强度主要呈正相关，而平流层顶温度与重力波活动强度主要呈反相关；低纬的背景纬向风在春分秋分较大，与平流层顶温度呈正相关，而中纬的背景纬向风则在冬季较强，与平流层顶温度呈反相关；平流层顶的高度、温度与重力波活动强度、纬向风间相关系数都具有南北半球不对称性。并且，平流层顶高度和温度的峰值都随纬度增大，同时，重力波活动和背景风场也随纬度增强，表明平流层顶与重力波活动和背景风场间的相互影响。

关键词：平流层顶重力波纬向风 SABER/TIMED

高效率连续波Nd∶YVO_(4)/KGW内腔拉曼激光器

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中国激光 2024年第5期51卷 19-23页

作者：盛泉耿婧旎李锦辉付士杰史伟姚建铨天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津大学光电信息技术教育部重点实验室天津300072 东南大学成贤学院江苏南京210088

报道了基于Nd∶YVO_(4)激光晶体和钨酸钆钾(KGW)拉曼晶体的端面泵浦连续波内腔拉曼激光器,实验研究了基频激光偏振方向对KGW拉曼激光器输出功率、光谱和模式特性的影响。当基频光偏振方向平行于KGW晶体的Nm轴时,901 cm^(-1)拉曼频移增... 详细信息

报道了基于Nd∶YVO_(4)激光晶体和钨酸钆钾(KGW)拉曼晶体的端面泵浦连续波内腔拉曼激光器,实验研究了基频激光偏振方向对KGW拉曼激光器输出功率、光谱和模式特性的影响。当基频光偏振方向平行于KGW晶体的Nm轴时,901 cm^(-1)拉曼频移增益较高,在36.6 W半导体激光泵浦功率下获得了6.63 W的1177.3 nm连续波斯托克斯光输出,光光效率和斜效率分别为18.1%和24.7%;而当基频光沿KGW晶体Ng轴偏振时,由于768 cm^(-1)和901 cm^(-1)两条拉曼谱线的竞争以及对应89 cm^(-1)小波数拉曼峰的级联拉曼斯托克斯光起振,拉曼激光器的光谱和功率特性均发生劣化。在实验中还观察到KGW像散的热透镜效应对激光模式产生的影响。

关键词：激光器受激拉曼散射连续波拉曼激光器内腔拉曼激光器钨酸钆钾晶体

基于光子混频的140∼220 GHz噪声发生器

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中国科学：信息科学 2024年第6期54卷 1533-1540页

作者：赵泽宇田雨欣秦菲菲刘丽娟熊兵孙长征王健王云才罗毅通感融合光子技术教育部重点实验室广东工业大学信息工程学院广州510006 南方海洋科学与工程广东省实验室珠海519082 北京信息科学与技术国家研究中心/清华大学电子工程系北京100084

本文提出并实现了一种利用超宽带光探测器进行光子混频的太赫兹噪声发生器.通过改进外延结构和电极结构,首次在国内实现3 dB带宽超过200 GHz的单行载流子光电探测器(uni-travelingcarrier photodiode,UTC-PD).封装后的UTC-PD模块可在140... 详细信息

本文提出并实现了一种利用超宽带光探测器进行光子混频的太赫兹噪声发生器.通过改进外延结构和电极结构,首次在国内实现3 dB带宽超过200 GHz的单行载流子光电探测器(uni-travelingcarrier photodiode,UTC-PD).封装后的UTC-PD模块可在140∼220 GHz频段内实现平坦的太赫兹波输出.利用该探测器模块作为光混频器制作了光子噪声发生器,产生了频率范围为140∼220 GHz,超噪比(excess noise ratio,ENR)大于35 dB,平坦度小于±4.6 dB的太赫兹噪声,并且可以通过调节输入光功率实现超噪比的调谐.

关键词：噪声发生器太赫兹噪声光子混频单行载流子光电探测器光电转换

基于深度学习的小目标检测技术研究进展(特邀)

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红外与激光工程 2024年第09期 1-33页

作者：刘耿焕曾祥津豆嘉真任振波钟丽云邸江磊秦玉文广东工业大学信息工程学院先进光子技术研究院通感融合光子技术教育部重点实验室广东省信息光子技术重点实验室西北工业大学物理科学与技术学院

小目标检测在自动驾驶、安防等领域具有重要的应用价值。然而，由于小目标自身视觉特征不明显、复杂背景干扰以及信噪比低等因素，使得小目标检测一直以来都是一个极具挑战性的难题。笔者系统回顾了当前基于深度学习方法的小目标检测技... 详细信息

小目标检测在自动驾驶、安防等领域具有重要的应用价值。然而，由于小目标自身视觉特征不明显、复杂背景干扰以及信噪比低等因素，使得小目标检测一直以来都是一个极具挑战性的难题。笔者系统回顾了当前基于深度学习方法的小目标检测技术，对现有算法进行了系统地归类、分析和比较：界定了小目标检测的概念，总结了小目标检测所面临的主要挑战；着重讨论了几种主要的网络优化策略，如利用数据增强技术提高模型的泛化能力，通过超分辨率技术改善小目标可视性，采用多尺度信息融合技术提升检测精度，以及基于上下文信息学习和大核卷积策略改进特征表达能力、无锚框检测机制、DETR技术和针对特定应用场景的多模态小目标检测等方法并详细分析了其优缺点；全面介绍了现有小目标数据集，并在常用公共数据集上对目前经典的小目标检测算法进行了测试和性能评估；对小目标检测领域未来的研究方向进行了展望，旨在推动小目标检测技术的进一步发展和应用拓展。

关键词：深度学习小目标目标检测双模态大核卷积

若干层析SAR成像方法在解叠掩性能上的对比分析

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雷达学报（中英文） 2022年第1期11卷 71-82页

作者：任烨仙徐丰复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433

层析技术因具有解译城区SAR影像上复杂叠掩场景的能力而备受关注。层析成像包含两个部分:估计散射体在高程向的分布和确定散射体在混叠像元内的真实数目。该文以中科院空天院峨眉数据的机载阵列干涉系统参数为基础,选取了若干代表性的方... 详细信息

层析技术因具有解译城区SAR影像上复杂叠掩场景的能力而备受关注。层析成像包含两个部分:估计散射体在高程向的分布和确定散射体在混叠像元内的真实数目。该文以中科院空天院峨眉数据的机载阵列干涉系统参数为基础,选取了若干代表性的方法,包括OMP,SLIM和MUSIC等层析谱估计方法以及BIC和GLRT等模型定阶方法,进行了模拟叠掩目标的层析反演实验,使用了克拉默-拉奥界和重建成功率来评估实验结果。实验表明:在机载阵列数很有限的条件下,(1)使用2阶统计量反演的高程估计量的方差比单个观测矢量反演结果的方差更小;(2)叠掩散射体间的幅度比、相位差和散射间距会影响层析算法解叠掩的成功率;(3)叠掩散射体间的相位差会使层析算法的高程估计发生偏差。

关键词：阵列干涉SAR SAR层析成像解叠掩克拉默-拉奥界重建成功率

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基于空芯光纤的新型化学发光传感系统

光学学报 2014年第9期34卷 265-272页

作者：盛小夏陈国平石艺尉复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433

结合溶胶-凝胶固定酶的方法和介质膜金属空芯光纤,提出了一种新型空芯光纤结构的化学发光传感腔。研究了将溶胶-凝胶敏感膜镀制在空芯光纤内壁的工艺,并对此种新型传感器件的发光和导光模式进行了仿真计算,讨论了传感腔各项参数的优化... 详细信息

结合溶胶-凝胶固定酶的方法和介质膜金属空芯光纤,提出了一种新型空芯光纤结构的化学发光传感腔。研究了将溶胶-凝胶敏感膜镀制在空芯光纤内壁的工艺,并对此种新型传感器件的发光和导光模式进行了仿真计算,讨论了传感腔各项参数的优化。设计和搭建了基于新型空芯光纤化学发光腔的传感系统,对隐形眼镜液中双氧水含量的实际测量表明,系统具有较高的检测灵敏度(10μM)和良好的重复性。传感系统操作简单、响应快速、可小型化,在生化研究、环境监测以及食品工业等领域有广阔的应用前景。

关键词：光纤光学传感系统空芯光纤化学发光溶胶-凝胶法

基于月表面赤道区域实时辐射亮度温度的风云4号毫米波热辐射定标

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科学通报 2020年第2期65卷 185-193页

作者：柳钮滔金亚秋复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433

中国计划发射的地球同步卫星风云4号微波星(FY-4M)将搭载多通道的毫米波辐射计.工作频率从50~430 GHz,能实现区域高频重访气象观测,极大地提高了天气变化的监测与预报能力.在轨辐射定标是FY-4M辐射数据定量化应用的关键因素,由于月球表... 详细信息

中国计划发射的地球同步卫星风云4号微波星(FY-4M)将搭载多通道的毫米波辐射计.工作频率从50~430 GHz,能实现区域高频重访气象观测,极大地提高了天气变化的监测与预报能力.在轨辐射定标是FY-4M辐射数据定量化应用的关键因素,由于月球表面物理与化学性质长期稳定,没有大气层等环境变化的影响,是FY-4M毫米波辐射计一个理想的定标源.本研究提出根据实时的日下点位置和日地距离,建立实时的太阳辐射强度模型;依据由克莱门汀750 nm数据得到月表面太阳反射率,以及月壤热物理参数廓线分布,求解一维热传导方程,推算月壤层物理温度廓线;用嫦娥2号37 GHz微波辐射亮度温度拟合,得到月表面正切损耗参数;用起伏逸散定理,计算FY-4M各毫米波频段的月表面辐射亮度温度.以此,给出月球赤道中心区域(0°N,0°E)的表面物理温度和毫米波辐射亮度温度在2010年间随时间变化的关系,也比较了近日点和远日点附近月表面毫米波辐射亮度温度的差别.本研究提出的月表面实时毫米波辐射模型,可用于FY-4M毫米波辐射计数据的定标研究与应用.

关键词：风云4号微波星定标月球毫米波亮温热传导方程实时月表温度