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基于光子学的微波移频方法研究

电子与信息学报 2023年第6期45卷 2123-2133页

作者：高永胜谭佳俊王瑞琼西北工业大学电子信息学院西安710129

微波移频技术(MFS)广泛应用于电子对抗、卫星通信、频控阵雷达等系统。基于光子学的微波移频方法具有带宽大、频谱纯净等优点。为了探索基于光子学的微波移频性能,该文对比研究了基于声光移频(AOFS)、锯齿波相位调制(SPM)和I/Q调制3种... 详细信息

微波移频技术(MFS)广泛应用于电子对抗、卫星通信、频控阵雷达等系统。基于光子学的微波移频方法具有带宽大、频谱纯净等优点。为了探索基于光子学的微波移频性能,该文对比研究了基于声光移频(AOFS)、锯齿波相位调制(SPM)和I/Q调制3种微波光子移频方法,阐释了3种方法的原理,搭建了对应的原理验证系统,对不同的移频方法进行了实验与分析。结果表明,3种移频方法都可以实现精准的微波信号移频,实现大于30 dB的杂散抑制比。但3种移频方法也存在各自的局限性:AOFS的工作频率、带宽和移频方向较为固定,可调谐性低;SPM移频与I/Q调制对输入驱动信号要求严格,系统稳定性较差。

关键词：微波信号移频光子学声光移频锯齿波相位调制 I/Q调制

基于散粒噪声方差实时监测的连续变量量子密钥分发系统的设计与实现

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物理学报 2017年第2期66卷 39-45页

作者：曹正文张爽浩冯晓毅赵光柴庚李东伟西北大学信息科学与技术学院西安710127 西北工业大学电子信息学院西安710072

为了有效抵御窃听者对本振光的攻击,提高连续变量量子密钥分发(continuous-variable quantum key distribution,CVQKD)系统的安全性,提出了一种基于散粒噪声方差实时监测的CVQKD系统.该系统采用散粒噪声方差标定技术,在原有的CVQKD系统... 详细信息

为了有效抵御窃听者对本振光的攻击,提高连续变量量子密钥分发(continuous-variable quantum key distribution,CVQKD)系统的安全性,提出了一种基于散粒噪声方差实时监测的CVQKD系统.该系统采用散粒噪声方差标定技术,在原有的CVQKD系统中加入散粒噪声方差实时监测模块,通过本振光强和散粒噪声方差的线性关系评估出实时的散粒噪声方差,再计算系统准确实时的密钥率来判断当前系统是否处于安全状态.实验上也表明了该系统能够有效抵御Eve对本振光的攻击,提高CVQKD系统的安全性.

关键词：连续变量量子密钥分发系统散粒噪声方差标度技术本振光实时散粒噪声方差

改善误码性能的索引调制正交频分复用混合映射方案

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电子与信息学报 2023年第5期45卷 1660-1668页

作者：朱永佳贺昱曜姚如贵樊晔西北工业大学航海学院西安710072 西北工业大学电子信息学院西安710129

为进一步提升索引调制正交频分复用(OFDM-IM)系统在高信噪比(SNR)条件下的误比特率(BER),该文提出一种混合映射方案。该方案利用高信噪比时索引比特比数据比特错误率更低的特性,混合使用两种不同位数的索引比特分配策略,提高了索引比特... 详细信息

为进一步提升索引调制正交频分复用(OFDM-IM)系统在高信噪比(SNR)条件下的误比特率(BER),该文提出一种混合映射方案。该方案利用高信噪比时索引比特比数据比特错误率更低的特性,混合使用两种不同位数的索引比特分配策略,提高了索引比特的占比。相应地,将子载波激活模式(SAPs)分为超级SAPs和普通SAPs,相比于普通SAPs,超级SAPs对应的索引比特和数据比特分别增加1 bit和减少1 bit。将超级SAP对应的数据比特采用奇偶校验的方式补齐,然后映射为数据符号,提高了系统的分集度,增大了数据符号间的最小欧氏距离。仿真结果表明,相比于以往的映射方案,混合映射方案在误比特率为10^(-4)时可取得1~3 dB的性能增益,有效改善索引调制OFDM系统的误码性能。

关键词：索引调制正交频分复用映射方案分集度欧氏距离

一种基于开口谐振环的高增益宽带双极化天线设计

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电子与信息学报 2017年第11期39卷 2790-2794页

作者：任宇辉丁君郭陈江西北工业大学电子信息学院西安710129 西北大学信息科学与技术学院西安710069

该文设计并制作了一种基于超材料的高增益宽带双极化天线,该天线由两个正交放置的印刷振子单元、馈电巴伦及金属接地板构成。为了进一步展宽带宽、提高增益,在天线上了加载开口谐振环、互补开口谐振环等超材料结构。测试结果表明,该天... 详细信息

该文设计并制作了一种基于超材料的高增益宽带双极化天线,该天线由两个正交放置的印刷振子单元、馈电巴伦及金属接地板构成。为了进一步展宽带宽、提高增益,在天线上了加载开口谐振环、互补开口谐振环等超材料结构。测试结果表明,该天线回波损耗小于-10 d B的带宽约为69%(0.98~2.01 GHz),在相同的频带内隔离度大于20 d B。由于开口谐振环的引向作用,天线的辐射特性得到改善,增益最大提高了4.1 d B左右。和已有设计相比,该天线的总体高度减小了约12%。其可以当作独立天线使用,也可用作反射面天线的双极化馈源。

关键词：开口谐振环互补开口谐振环双极化天线

基于Bell态粒子和单光子混合的量子安全直接通信方案

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物理学报 2016年第23期65卷 37-43页

作者：曹正文赵光张爽浩冯晓毅彭进业西北大学信息科学与技术学院西安710127 西北工业大学电子信息学院西安710072

为了提高量子安全直接通信的效率,本文提出了一种基于Bell态粒子和单光子混合的量子安全直接通信方案.该方案中Alice将所有Bell态粒子划分为两个序列S_A和S_B,先将S_B发给Bob进行第一次窃听检测,检测结果表示量子信道安全后再将信息序... 详细信息

为了提高量子安全直接通信的效率,本文提出了一种基于Bell态粒子和单光子混合的量子安全直接通信方案.该方案中Alice将所有Bell态粒子划分为两个序列S_A和S_B,先将S_B发给Bob进行第一次窃听检测,检测结果表示量子信道安全后再将信息序列编码在序列S_A和单光子序列S_S混合的量子态序列上;然后将已编码序列经过顺序重排和添加单光子检测粒子后发给合法接收方Bob.该方案避免了复杂的U变换,简化了方案的实现过程.同时顺序重排和检测粒子的结合保证了方案的安全性.另外3 bits经典信息加载在一个态上的编码规则大大提高了编码容量,从而使信息传输效率也得到提高.

关键词：单光子 Bell态量子安全直接通信传输效率

具有噪声信息与状态模型不确定系统的IMM自适应滤波

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控制与决策 2024年第5期39卷 1604-1611页

作者：马天力张扬高嵩刘盼陈超波西安工业大学电子信息工程学院西安710021

卡尔曼滤波器广泛用于解决线性高斯系统的状态估计问题.然而,在实际应用中过程噪声和系统模型参数先验信息未知,且量测受到异常值干扰,给准确估计系统状态带来极大困难.针对具有噪声信息和状态模型不确定的动态系统,提出一种广义交互式... 详细信息

卡尔曼滤波器广泛用于解决线性高斯系统的状态估计问题.然而,在实际应用中过程噪声和系统模型参数先验信息未知,且量测受到异常值干扰,给准确估计系统状态带来极大困难.针对具有噪声信息和状态模型不确定的动态系统,提出一种广义交互式多模型自适应滤波算法.该算法设计多个模型并行的方式对系统不确定进行处理,对于每个模型,建立Skew-T分布非对称重尾噪声表示模型,为了解决过程噪声与系统协方差相互耦合难以求解的问题,利用逆威沙特分布对系统预测协方差矩阵进行描述,并通过变分贝叶斯推理递归计算系统状态的后验分布.仿真结果和实验验证表明,在噪声信息和状态模型不确定条件下,所提出算法具有较高的估计精度.

关键词：交互式多模型过程噪声 Skew-T分布变分贝叶斯自适应滤波时变噪声

基于组合索引与欧氏距离相结合的OFDM-IM可见光通信系统研究

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电子与信息学报 2022年第8期44卷 2710-2716页

作者：赵黎何欢洁孟祥艳王宁西安工业大学电子信息工程学院西安710021

直流偏置光正交频分复用系统(DCO-OFDM)存在较高的峰均比(PAPR)、易受多径干扰和噪声频偏等影响。因此该文将载波索引调制(IM)引入DCO-OFDM中,提出适合可见光通信(VLC)的DCO-OFDM-IM调制方案。该方案采用基于组合索引与欧氏距离相结合... 详细信息

直流偏置光正交频分复用系统(DCO-OFDM)存在较高的峰均比(PAPR)、易受多径干扰和噪声频偏等影响。因此该文将载波索引调制(IM)引入DCO-OFDM中,提出适合可见光通信(VLC)的DCO-OFDM-IM调制方案。该方案采用基于组合索引与欧氏距离相结合的信号映射约束模型对子载波进行分块组合索引,不仅可在信号域使用传统星座调制传递信息,还可通过频率域利用载波索引额外携带信息,有效改善了系统峰均比及误码率性能。推导了DCO-OFDM-IM系统的理论误码率(BER),利用蒙特卡罗方法对其进行仿真验证。结果表明:相对传统DCO-OFDM系统,当子载波数为256,调制阶数为4,系统误码率为10^(–3)时,DCO-OFDM-IM系统所需信噪比平均改善了约2 dB;当误码率为10^(–3)时,采用组合索引与欧氏距离相结合的算法较随机选取载波组合系统所需信噪比平均改善约2 dB;当系统互补累计分布函数(CCDF)为10^(–1)时,DCO-OFDM-IM原始信号峰均比比DCO-OFDM下降了约2.4 dB。

关键词：可见光通信正交频分复用索引调制误码率峰均比

一种改进的知识辅助MIMO雷达空时自适应处理方法

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电子与信息学报 2019年第4期41卷 795-800页

作者：侯静胡孟凯王子微西北工业大学电子信息学院西安710072 北京大学信息科学技术学院北京100871

针对机载多输入多输出(MIMO)雷达杂波抑制问题,该文提出一种改进的基于知识辅助的空时自适应信号处理算法(KA-STAP)。根据杂波在空时2维平面的先验分布离线构造杂波子空间,以此替代基于扁长椭球波函数(PSWF)估计的杂波子空间,避免了复... 详细信息

针对机载多输入多输出(MIMO)雷达杂波抑制问题,该文提出一种改进的基于知识辅助的空时自适应信号处理算法(KA-STAP)。根据杂波在空时2维平面的先验分布离线构造杂波子空间,以此替代基于扁长椭球波函数(PSWF)估计的杂波子空间,避免了复杂运算。仿真结果表明,所提方法不仅能减小运算量,还能获得更深的零陷以及更优的旁瓣性能。

关键词： MIMO雷达知识辅助空时自适应处理杂波子空间

结晶动力学策略在非富勒烯体系太阳能电池形貌调控领域的应用

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物理化学学报 2023年第7期39卷 8-28页

作者：梁秋菊常银霞梁朝伟祝浩雷郭子宾刘剑刚西北工业大学微电子学院西安710072 西北工业大学电子信息学院西安710072

非富勒烯体系太阳能电池具有吸收范围宽、半透明及可大面积溶液加工等优势,已在清洁能源领域占据重要地位。在高性能材料开发、活性层形貌及器件工艺优化的推动下,器件能量转换效率已经突破19%。非富勒烯体系太阳能电池的基本结构包括... 详细信息

非富勒烯体系太阳能电池具有吸收范围宽、半透明及可大面积溶液加工等优势,已在清洁能源领域占据重要地位。在高性能材料开发、活性层形貌及器件工艺优化的推动下,器件能量转换效率已经突破19%。非富勒烯体系太阳能电池的基本结构包括阴极、阳极、相应的界面层及活性层,其中活性层形貌对器件性能有着重要影响。然而,由于活性层中给体与受体分子均为半晶性分子,在成膜过程中两者结晶存在竞争耦合;此外,活性层的结晶和相分离往往同时发生,导致形貌可控性差。针对上述问题,本专论系统总结了通过控制共混体系结晶动力学,精细调控活性层形貌的相关进展,详细介绍了共混体系中分子扩散速率、成核与晶粒生长相对速率、结晶顺序等动力学行为对活性层相分离结构、相区尺寸、结晶度及分子取向等的影响,建立了活性层多层次结构与器件光物理过程间的构效关系,为制备高性能有机太阳能电池器件奠定了基础。

关键词：有机太阳能电池形貌互穿网络结构结晶速率结晶顺序扩散速率