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一种双频高增益共口径天线设计

电波科学学报 2024年

作者：高帅黄衡香港城市大学电机工程系太赫兹与毫米波国家重点实验室

为满足无线系统对双频高增益天线的需求，本文提出了一种双频高增益共口径天线的设计方法。通过将工作于X波段的法布里-佩罗天线和工作于Ka波段的折叠透射阵天线融合于同一结构中，在两个频段都产生高定向波束的同时也实现了100%的口径... 详细信息

为满足无线系统对双频高增益天线的需求，本文提出了一种双频高增益共口径天线的设计方法。通过将工作于X波段的法布里-佩罗天线和工作于Ka波段的折叠透射阵天线融合于同一结构中，在两个频段都产生高定向波束的同时也实现了100%的口径复用效率；设计了两种单元用于组成天线的口径层和地板层，并且这两种单元在X波段和Ka波段下对电磁波有着不同的特性，以满足法布里-佩罗天线和折叠透射阵天线的需求。为了对所提出的方法进行验证，进行了加工实验，实验显示实测结果和仿真结果有着较好的吻合性。所提出的共口径天线在低频段和高频段分别实现了8.62～9.35 GHz和24～34 GHz的有效带宽(反射系数≤-10 dB，增益变化≤3 dB)，且都有着良好的定向辐射特性，峰值增益分别为15.5 dBi和23.1 dBi。由于宽带高增益的优点以及100%的口径复用效率，本文所提出的天线在未来的无线系统中有着很好的应用前景。

关键词：双频共口径法布里-佩罗天线折叠透射阵天线高增益

Pd-Si金属玻璃液-液相变过程的短程-中程序结构演变规律

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金属学报 2024年第8期60卷 1119-1129页

作者：董蔚霞姚忠正刘思楠陈国星王循理吴桢舵兰司南京理工大学材料科学与工程学院/格莱特研究院南京210094 香港城市大学物理系中国香港999077 香港城市大学(东莞)中子散射应用物理研究中心东莞523000 香港城市大学深圳研究院中子散射研究中心深圳518057

液-液相变(liquid-liquid phase transition,LLPT)通常发生在多组元金属玻璃超过冷液相区。由于二元合金体系玻璃形成能力有限,LLPT易受结晶干扰,所以二元金属玻璃LLPT的研究鲜有报道。为了揭示二元金属玻璃的液-液相变机制,本工作通过... 详细信息

液-液相变(liquid-liquid phase transition,LLPT)通常发生在多组元金属玻璃超过冷液相区。由于二元合金体系玻璃形成能力有限,LLPT易受结晶干扰,所以二元金属玻璃LLPT的研究鲜有报道。为了揭示二元金属玻璃的液-液相变机制,本工作通过原位同步辐射X射线和透射电子显微镜(TEM)研究了Pd_(82)Si_(18)金属玻璃在超过冷液相区的相变问题。研究发现,在等温退火的初始阶段发生了LLPT,散射结果表明LLPT会降低过冷液体密度,而且使原子结构的关联长度减小。对分布函数结果显示在LLPT过程中,中程尺度上类似于fcc结构的原子-原子连接得到了增强,但短程尺度结构则变得更加无序。TEM结果进一步表明,在LLPT过程中存在纳米尺度的结构不均匀性,印证了LLPT过程的两相共存状态。研究结果为二元合金超过冷液体发生LLPT提供了新的证据,也为揭示金属玻璃中局域结构演变和相变过程提供了新模型。

关键词：金属玻璃超过冷液相区液-液相变结晶同步辐射X射线散射透射电子显微镜

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紧凑型差分三端口介质去耦

紧凑型差分三端口介质去耦

增材制造异构组织TiAl合金热压缩过程中的显微组织演变及动态再结晶机制（英文）

2024年全国微波毫米波会议（中国微波年会）

作者：郑显颖陆凯杨楠梁国华中山大学电子与信息工程学院广东省光电信息处理芯片与系统重点实验室香港城市大学电子工程系太赫兹和毫米波国家重点实验室

去耦是多输入多输出（MIMO）天线系统中的一个重要研究课题。过强的互耦会引起辐射方向图偏转、工作带宽减小、效率降低等问题,从而降低分级通信的可靠性和复用系统的信道容量。为了减小互耦,学者们已经提出多样有效的去耦方案,如缺陷... 详细信息

去耦是多输入多输出（MIMO）天线系统中的一个重要研究课题。过强的互耦会引起辐射方向图偏转、工作带宽减小、效率降低等问题,从而降低分级通信的可靠性和复用系统的信道容量。为了减小互耦,学者们已经提出多样有效的去耦方案,如缺陷地结构（DGS）[1]、电磁带隙（EBG）结构[2]、寄生元件[3]以及中和线[4]等。在各种去耦方案中,以中和抵消为基础的介质去耦方法在近年来逐渐受到学者们的关注。这种去耦方法一般有结构简单、去耦有效、通用性好的特点[5],在天线单元间距较小时仍能适用,适合MIMO应用中的去耦。本次报告将介绍一种使用六角星介质对六个排列紧密的单极子天线进行去耦的方法。通过将单极子天线放置在电场较弱区域（报告中为六角星靠近角的位置）的方法,实现紧凑型天线的高隔离度。报告将先按照两种分类介绍当前介质去耦方向的研究,分别是顶置介质板[5]-[7]和用介质块包围天线单元[8]-[13]。前者除了有效提高隔离度之外,还可以在介质板上开槽,同时实现去耦和降低交叉极化的效果[7]。而第二类方案可以通过改变介质块形状实现紧凑型天线的去耦。目前已有实现双端口[8],[9],[10],[12]、三端口,甚至扩展到多端口的相关研究[13],但仍然存在方向图偏转的问题,辐射最大点有约20°偏移。因此,在我们设计的介质去耦器中,将引入差分馈电来解决方向图的不对称性,使最大辐射方向出现在正天顶。为了便于仿真设计,报告还将演示从单端S参数到差分S参数的推导过程。此前许多论文中演示的都是从四端口推导到差分双端口,而我们则将其推广到差分三端口。另外,出于实际测试的需要,我们还为该天线系统设计了三端口的差分馈电网络。报告中将展示该六角星介质去耦器的去耦机理:将源点放置在六角星介质块中,观察其电场分布。可以发现,原点在角附近时,与之旋转对称的角周围会出现弱场区,这是由介质中的散射场和源点的入射场相互叠加抵消而形成的。根据弱场的位置排布单极子天线,并施加差分馈电,即可获得良好的隔离效果及辐射特性。具有六角星介质去耦器的天线系统添加了馈电网络的仿真结果显示,该天线系统的10-dB阻抗带宽和20-dB隔离带宽覆盖了3.38—3.56 GHz（5.2%）频段,有效实现了近距离（0.3λ）单极子天线的去耦。此外,隔离度在3.46 GHz处获得最大值,高达48.9 dB,实现了深度隔离。

关键词：三端口天线系统差分馈电

来源： cnki会议评论

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第10期 3208-3220页

作者：陶慧李慧中李佳慧王丽贺卫卫谭孝芬周睿梁霄鹏中南大学材料科学与工程学院中南大学粉末冶金国家重点实验室中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室西安赛隆增材技术股份有限公司香港城市大学材料科学与工程系香港高等研究院

采用热压缩实验、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）和透射电镜（TEM）研究了电子束选区熔化（SEBM）制备的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金（摩尔分数，%）在1150℃和0.1 s-1条件下热变形过程中的显微组织演变和动态再... 详细信息

采用热压缩实验、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）和透射电镜（TEM）研究了电子束选区熔化（SEBM）制备的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金（摩尔分数，%）在1150℃和0.1 s-1条件下热变形过程中的显微组织演变和动态再结晶（DRX）机制。结果表明：合金的初始显微组织为沿打印方向交替分布的γ粗晶层和γ+α2+（α2/γ）细晶层。热变形初期，粗晶中形成有利于后续变形的变形孪晶，细晶区域发生少量动态再结晶（DRX）。随着应变的增加，粗晶区和细晶区通过不同的再结晶机制形成大量的DRX晶粒。其中，细晶区的DRX机制为不连续动态再结晶（DDRX），粗晶区的DRX机制包括DDRX和连续动态再结晶（CDRX）。

关键词： TiAl合金电子束选区熔化异构组织不连续动态再结晶连续动态再结晶

基于二维JanusGeS双层铁电隧道结的电子输运

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物理学进展 2024年第4期44卷 197-207页

作者：孙康别洁吕洋洋陈爽法伟南京大学固体微结构物理国家重点实验室物理学院和人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093 南京大学匡亚明学院南京210023 香港城市大学材料科学与工程学系中国香港999077 南京大学材料科学与工程学院固体微结构物理国家重点实验室南京210093 东南大学量子材料与器件教育部重点实验室南京211189

二维范德华Janus材料两侧为不同原子,使得其具有内禀的结构不对称性和面外极化。一类新型的二维Janus材料GeS被发现可用于制备低能耗、高响应速度的铁电隧道结。基于第一性原理计算,我们发现JanusGeS双层有三种堆叠模式,它们的横向滑动... 详细信息

二维范德华Janus材料两侧为不同原子,使得其具有内禀的结构不对称性和面外极化。一类新型的二维Janus材料GeS被发现可用于制备低能耗、高响应速度的铁电隧道结。基于第一性原理计算,我们发现JanusGeS双层有三种堆叠模式,它们的横向滑动和垂直位移都可以调节隧道结中的电子输运。此外,基于GeGe接触的GeS双层的铁电隧道结表现出最高的开/关比。我们的研究将滑移铁电的概念扩展到一类新型的二维范德华Janus材料,并揭示了这些材料在实际器件中可能的电阻开关机制。我们的工作为基于二维范德华Janus材料的低能耗、快速开关纳米器件的设计提供了理论指导。

关键词：二维范德华Janus材料滑移铁电性铁电隧道结阻态开关

基于分布式联邦学习的毫米波通信系统波束配置方法

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电子与信息学报 2024年第1期46卷 138-145页

作者：薛青来东徐勇军闫莉重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 澳门大学智慧城市物联网国家重点实验室中国澳门999078 西南交通大学信息科学与技术学院成都610031

针对超密集组网中毫米波通信系统复杂的波束配置问题,该文提出一种基于分布式联邦学习(DFL)的波束配置算法(BMDFL),旨在利用有限的波束资源实现用户覆盖率最大化。考虑到传统集中式学习存在用户数据安全问题,基于分布式联邦学习框架构... 详细信息

针对超密集组网中毫米波通信系统复杂的波束配置问题,该文提出一种基于分布式联邦学习(DFL)的波束配置算法(BMDFL),旨在利用有限的波束资源实现用户覆盖率最大化。考虑到传统集中式学习存在用户数据安全问题,基于分布式联邦学习框架构建系统模型,从而减少用户隐私信息的泄露。为了实现波束的智能化配置,引入双深度Q学习算法(DDQN)训练系统模型,并通过马尔可夫决策过程将长期的动态优化问题转化为相应的数学模型进行求解。仿真结果从系统的网络吞吐量和用户覆盖率方面验证了该方法的有效性和鲁棒性。

关键词：毫米波通信波束配置超密集组网分布式联邦学习强化学习

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一种新型毫米波磁电偶极子天线阵列设计

电子与信息学报 2015年第10期37卷 2517-2520页

作者：陆贵文李明鉴香港城市大学毫米波国家重点实验室

该文将磁电偶极子天线作为辐射阵子,并应用一种共面波导馈电网络,研究并设计了一种新型4×4毫米波天线阵列。这种设计不仅具有很宽的阻抗带宽和增益带宽,而且价格低廉易于生产。仿真和测试结果表明,此天线阵列的相对阻抗带宽为54.5%,3 d... 详细信息

该文将磁电偶极子天线作为辐射阵子,并应用一种共面波导馈电网络,研究并设计了一种新型4×4毫米波天线阵列。这种设计不仅具有很宽的阻抗带宽和增益带宽,而且价格低廉易于生产。仿真和测试结果表明,此天线阵列的相对阻抗带宽为54.5%,3 dB增益带宽为37.1%,在工作频带内（40.2-70.0 GHz）,最大增益为18.1 dBi。而基于其他技术设计的4×4毫米波天线阵列（如微带天线、偶极子天线）工作频带宽度一般在20%左右,增益一般在16-17 dBi。所以该文提出的天线阵列设计具有明显的优势。另外,仿真设计结果和实测的电参数数据有较好的一致性。

关键词：毫米波天线阵列磁电偶极子天线宽带天线

磁电偶极子天线的极化可重构研究(特邀文章)

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电波科学学报 2018年第3期33卷 287-292页

作者：吴凡陆贵文香港城市大学电子工程系毫米波国家重点实验室

磁电偶极子天线有着宽带、对称方向图、低后瓣和稳定增益等优越性能,在诸如基站天线设计等应用场合颇受青睐.另一方面,随着通信系统朝着大容量、高可靠性和智能化等方向发展,可重构天线因其可重配置的天线特性受到广泛关注.该文总结回... 详细信息

磁电偶极子天线有着宽带、对称方向图、低后瓣和稳定增益等优越性能,在诸如基站天线设计等应用场合颇受青睐.另一方面,随着通信系统朝着大容量、高可靠性和智能化等方向发展,可重构天线因其可重配置的天线特性受到广泛关注.该文总结回顾了极化可重构磁电偶极子天线的研究进展,着重介绍了一种高天线效率、三种极化选择和一种单端口、四种极化选择的磁电偶极子天线的设计和分析.相对于传统的基于微带天线的极化可重构设计,提出的基于磁电偶极子天线的极化可重构天线,具有交叠带宽宽,方向图对称,增益稳定等优点;并且通过采用如低损耗的可重构微扰结构和交叉阵子结构馈电等技术,可以实现较高的天线效率或是更少的馈电端口和不复杂的直流偏压电路.其在未来高度集成化、绿色和智能化的无线通信系统中有着一定的应用前景.

关键词：可重构天线磁电偶极子天线极化可重构宽带高效率

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基于光场成像的多物理场测试技术研究进展

气体物理 2024年第3期9卷 1-34页

作者：嵇煜赵洲许晟明姚春惠何钰伦方华吴沛林曾飞陈沐谷施圣贤上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 中国航发湖南动力机械研究所发动机涡轮研究部湖南株洲412002 湖南长步道光学科技有限公司湖南长沙410116 中国航发湖南动力机械研究所中小型航空发动机叶轮机械湖南省重点实验室湖南株洲412002 香港城市大学电机工程系中国香港999077 香港城市大学生物系统、神经科学和纳米技术中心中国香港999077 香港城市大学太赫兹及毫米波国家重点实验室中国香港999077

光场成像原理的发展为多物理场测试提供了新的思路与方向。光场相机基于光场成像原理,在主镜头与感光芯片之间增加了微透镜阵列,实现了对入射光线角度信息的捕获。研究人员发展了基于光场成像原理的多物理场测试技术。首先,介绍了光场... 详细信息

光场成像原理的发展为多物理场测试提供了新的思路与方向。光场相机基于光场成像原理,在主镜头与感光芯片之间增加了微透镜阵列,实现了对入射光线角度信息的捕获。研究人员发展了基于光场成像原理的多物理场测试技术。首先,介绍了光场粒子图像测速技术,使用光场相机拍摄复杂三维流场的粒子图像,随后采用一系列三维体校准、重构和互相关算法获得三维速度场。该技术在保证测量精度的同时实现对三维三分量速度场的捕获,并且能够有效减少相机数量和光学窗口的要求,实现对受限空间内部进行速度场测量。其次,介绍了将光场相机在形貌测量领域中的应用。光场相机通过单个相机、单次拍摄可以获取物体表面的三维点云信息,在极大程度上缩短测量时间的同时,简化成像设备,实现对叶片气膜孔的三维形貌测量。然后,将光场相机应用于温度测量领域,可以简化分光手段,从而完成测温系统的精简,实现单个传感器对光谱强度和角度信息的同时记录。最后,对光场多物理场测试技术进行了总结,并对基于内窥光场成像与超透镜的光场测试技术进行了展望。

关键词：光场成像三维测量粒子图像测速多光谱测温形貌测量