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任意凸目标测地线自适应高效算法

电波科学学报 2024年第3期39卷 502-509页

作者：李顾凯吴语茂窦玉莹刘鹏复旦大学信息科学与工程学院电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433

高频表面波从任意曲面目标表面阴影边界沿测地线路径传播,其绕射场由沿测地线对爬行波Fock电流进行积分获得。本文改进了传统的阴影边界算法并提出一种基于投影夹角法(projection angle method,PAM)的测地线循迹改进算法。首先提出面元... 详细信息

高频表面波从任意曲面目标表面阴影边界沿测地线路径传播,其绕射场由沿测地线对爬行波Fock电流进行积分获得。本文改进了传统的阴影边界算法并提出一种基于投影夹角法(projection angle method,PAM)的测地线循迹改进算法。首先提出面元自适应重构对三角网格的阴影边界优化,判定目标表面精确的阴影边界和亮暗区面元。然后在精确阴影边界的基础上,进一步提出一种基于PAM的测地线循迹改进方法,准确辨别测地线的传播面元。本文算法在方向和距离两要素的基础上应用重心坐标法优化传播点,从而形成任意曲面上的测地线循迹路径。数值算例表明,该方法能够计算典型球、飞机机身、导弹等任意闭合曲面目标的测地线,测地曲率在10-3量级,能够满足爬行波散射场计算的工程需求。

关键词：三角网格阴影边界优化面元自适应重构投影夹角法(PAM) 测地线循迹

基于波前整形和自适应光学的水下可见光通信系统

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2024年第1期36卷 166-171页

作者：陈超旭徐迟施剑阳迟楠复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433

为了解决水下可见光通信中复杂的水下湍流、散射环境对光束造成的畸变而导致信号传输失败的问题,使用随机相位屏方法模拟了水下湍流信道,在发射端对光束进行波前整形实现远距离聚焦,接收端使用自适应相位恢复算法对接收端光斑进行恢复。... 详细信息

为了解决水下可见光通信中复杂的水下湍流、散射环境对光束造成的畸变而导致信号传输失败的问题,使用随机相位屏方法模拟了水下湍流信道,在发射端对光束进行波前整形实现远距离聚焦,接收端使用自适应相位恢复算法对接收端光斑进行恢复。在1.2 m水下实验平台使用比特功率加载技术发射离散多音信号(discrete multi-tone, DMT)信号测量接收光功率与数据传输速率的对应关系,基于此,预测了100 m湍流环境下可见光信号的传输速率,与经过波前整形以及自适应相位恢复后的结果对比得到,所提出的方法可以使得水下可见光系统的传输速率得到极大提升。

关键词：水下可见光通信波前整形随机相位屏湍流自适应光学

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面向5G/6G移动前传网络的关键技术

光通信研究 2024年

作者：朱一鸣林显浩迟楠施剑阳复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室通信科学与工程系

随着5G移动通信技术向着6G演进，作为其重要组成部分的移动前传网络，面临着更高速度更大容量的全新要求。现阶段，构建移动前传网络有多种方式，如有线的CPRI（通用公共无线电接口协议），eCPRI（演进通用公共无线电接口协议）和RoF（... 详细信息

随着5G移动通信技术向着6G演进，作为其重要组成部分的移动前传网络，面临着更高速度更大容量的全新要求。现阶段，构建移动前传网络有多种方式，如有线的CPRI（通用公共无线电接口协议），eCPRI（演进通用公共无线电接口协议）和RoF（光载射频通信），无线的FSO（自由空间光通信），以及面向6G的全频带接入和AI技术。本文着重介绍了移动前传网络的基本架构，以及各种前传网络构建技术，分析其优劣和解决办法，为未来5G/6G的高速大容量移动前传网络研究提供参考。

关键词：前传网络光载射频自由空间光通信全频带接入通用公共无线电接口云/集中式无线接入网络

计算电大尺寸目标的新型多层快速物理光学高效算法

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电波科学学报 2024年

作者：李潜龙吴语茂窦玉莹复旦大学信息科学与工程学院电磁波信息科学教育部重点实验室

为了快速准确地计算电大尺寸目标高频散射场，降低计算代价，本文提出了一种基于八叉树多层结构与二次曲面离散技术的多层快速物理光学(multilevel fast physical optics, MLFPO)算法。八叉树多层结构的引入能够充分利用并行技术对计算... 详细信息

为了快速准确地计算电大尺寸目标高频散射场，降低计算代价，本文提出了一种基于八叉树多层结构与二次曲面离散技术的多层快速物理光学(multilevel fast physical optics, MLFPO)算法。八叉树多层结构的引入能够充分利用并行技术对计算加速。此外，二次曲面离散技术可以更好地拟合凸散射体的表面，相较于平面三角形面片能有效降低未知量数目。在此基础上,本文将MLFPO算法应用目标拓展到复杂的多层涂覆目标。数值算例表明，与商业软件FEKO中的PO算法相比，MLFPO算法在S、C、X、Ku四个波段的计算双站散射场误差在1.54d B以内，计算速度随着频率增加可以提升8倍以上，计算存储度降低98%。MLFPO算法在确保物理光学散射场计算精度的同时能够降低计算代价，是分析电大尺寸目标高频电磁散射问题的有效方法。

关键词：物理光学(PO) 多层加速技术八叉树结构二次曲面多层涂覆反射系数电大尺寸散射体

面向6G的高速太赫兹无线通信系统与关键技术验证

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无线电通信技术 2024年第1期50卷 34-40页

作者：董博宇冯叶青李国强贾俊连张俊文付杰尉迟楠朱伏生复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433 广东省新一代通信与网络创新研究院广东广州510663

太赫兹通信以其可提供更高速、更大容量和更安全的数据传输的独特优势,在未来6G中成为重要的关键技术之一。基于固态电子的太赫兹通信系统存在带宽受限、频谱响应不平坦等问题,需要先进的信号形式结合灵活高效的处理方法来提升系统性能... 详细信息

太赫兹通信以其可提供更高速、更大容量和更安全的数据传输的独特优势,在未来6G中成为重要的关键技术之一。基于固态电子的太赫兹通信系统存在带宽受限、频谱响应不平坦等问题,需要先进的信号形式结合灵活高效的处理方法来提升系统性能。搭建了基于固态电子的G波段太赫兹无线通信系统,通过采用比特-功率加载的离散多音(Bit and Power Loading-Discrete Multitone, BPL-DM)调制技术,实现了对系统频谱资源的有效利用;通过对通信速率的灵活调整、自适应削波和基于三阶多项式的后均衡技术,解决了峰值功率约束带来的挑战,提升了整体传输性能,实现了在195 GHz中心频率下,单通道130 Gbit/s的通信线路速率。基于以上技术,为进一步提升系统容量,搭建了4×4的多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)太赫兹通信系统,总线路速率超过399 Gbit/s。

关键词：太赫兹无线通信多输入多输出离散多音调制比特-功率加载自适应削波

基于GPU加速弹跳射线法的复杂目标散射特性快速分析

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微波学报 2024年

作者：陈炯名杨鹏举吴瑞延安大学物理与电子信息学院复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室北京理工大学集成电路与电子学院

针对电大尺寸复杂目标的雷达散射特性分析问题，采用GPU加速并结合BVH(Bounding Volume Hierarchies)树结构的弹跳射线法（SBR）计算了复杂目标雷达散射截面的角分布特性。利用C++AMP实现了GPU加速弹跳射线法，加速了射线追踪部分，提... 详细信息

针对电大尺寸复杂目标的雷达散射特性分析问题，采用GPU加速并结合BVH(Bounding Volume Hierarchies)树结构的弹跳射线法（SBR）计算了复杂目标雷达散射截面的角分布特性。利用C++AMP实现了GPU加速弹跳射线法，加速了射线追踪部分，提高了弹跳射线法的射线追踪效率。利用BVH树结构加速了射线求交速率，并引入了SAH（Surface Area Heuristic）划分法来划分场景中的面元，避免了包围盒重叠，提升了BVH树构建的准确度和效率。通过与商业电磁软件FEKO中的矩量法（MoM）和射线追踪法（RL-GO）进行对比，说明了本文GPU加速弹跳射线法的正确性，且在计算耗时和内存占用方面具有优势。分析了载弹和不载弹情形下，复杂飞机目标雷达散射截面的角分布特性，数值结果表明了本文算法能够处理电大尺寸复杂目标的雷达散射特性，比传统弹跳射线法更具有效性和高效性。

关键词：雷达散射截面弹跳射线法 BVH树 GPU加速复杂目标

海面转向舰船尾迹的电磁散射建模与SAR成像模拟

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电波科学学报 2024年

作者：杨鹏举贾浩文吴瑞北京理工大学集成电路与电子学院延安大学物理与电子信息学院复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室

针对海面转向舰船尾迹的电磁散射建模和合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)成像模拟问题，基于开尔文舰船尾迹生成理论和线性海面构建了海面与转向舰船尾迹复合模型。采用面元化双尺度思想，借助基尔霍夫近似和微扰法分别计... 详细信息

针对海面转向舰船尾迹的电磁散射建模和合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)成像模拟问题，基于开尔文舰船尾迹生成理论和线性海面构建了海面与转向舰船尾迹复合模型。采用面元化双尺度思想，借助基尔霍夫近似和微扰法分别计算面元的相干与非相干散射分量，获得了成像场景分辨单元的散射系数。将散射系数和SAR系统冲激响应函数卷积得到了波束照射区域的回波信号，利用ωK成像算法对SAR原始回波信号进行聚焦处理，获得了场景的二维SAR图像。将仿真尾迹SAR图像与TerraSAR-X实测SAR图像进行对比，结果表明二者之间具有较好的相似性，验证了本文基于面元双尺度电磁散射建模和SAR成像模拟的有效性。

关键词：舰船尾迹面元双尺度模型合成孔径雷达成像 SAR聚焦成像

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基于透镜的大规模MIMO数字波束形成阵列

基于透镜的大规模MIMO数字波束形成阵列

2024年全国微波毫米波会议（中国微波年会）

作者：贾其申杨国敏复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室

随着无线通信技术朝着更高的数据速率和连接可靠性迈进,大规模MIMO系统成为实现5G和未来通信标准的关键技术。在传统的MIMO系统中,由于天线孔径和通道数量的限制,增加波束增益很具有挑性战。为解决这一问题,本文将数字波束成形阵列与透... 详细信息

随着无线通信技术朝着更高的数据速率和连接可靠性迈进,大规模MIMO系统成为实现5G和未来通信标准的关键技术。在传统的MIMO系统中,由于天线孔径和通道数量的限制,增加波束增益很具有挑性战。为解决这一问题,本文将数字波束成形阵列与透镜相结合,从而显著增强系统的波束增益。实验结果证明,透镜馈电数字波束成形阵列作为大规模多输入多输出实现的有效方案,在实际应用中具有巨大潜力。

关键词：超表面 MIMO天线优化晶胞

来源： cnki会议评论

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超高速星载可见光激光通信技术研究(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第7期61卷 30-36页

作者：迟楠林显浩罗志腾徐增熠陈慧贺志学余少华复旦大学信息学院电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433 鹏城实验室广东深圳518055 上海低轨卫星通信与应用工程技术研究中心上海200433 上海市低轨卫星通信技术协同创新中心上海200433

可见光通信因其显著优势逐渐成为星间通信的研究热点。可见光通信能够提供丰富且无需授权的频谱资源,传输速率高,保密性强以及抗电磁干扰等。可见光激光通信器件发射功率较高、抗辐照能力强、激光束散角小,有望应用于星间大容量长距离... 详细信息

可见光通信因其显著优势逐渐成为星间通信的研究热点。可见光通信能够提供丰富且无需授权的频谱资源,传输速率高,保密性强以及抗电磁干扰等。可见光激光通信器件发射功率较高、抗辐照能力强、激光束散角小,有望应用于星间大容量长距离通信链路传输。实现了集成的40路波分复用可见光激光通信系统,复用29个可见光波长,采用离散多音比特加载调制和Levin-Campello算法,达到了418.3 Gbit/s的总传输数据。针对可见光激光通信系统中的带宽受限和高频衰落的问题,该系统采用了数字预均衡技术,根据该系统的信号特点,设计了相应的佐贝尔网络,通过增强高频信号能量和减小低频信号能量实现整体通信性能的提升。实验表明,数字预均衡可显著提升可见光激光通信性能。该系统证明了可见光激光通信在星间大容量通信中的巨大潜力。

关键词：波分复用激光通信可见光通信卫星通信