1 西南科技大学 信息工程学院, 四川 绵阳 621010
2 特殊环境机器人技术 四川省重点实验室, 四川 绵阳 621010
3 西南科技大学 微系统中心, 四川 绵阳 621010
基于时空调制(STM)的单端环行器因其输入信号和调制信号的混合, 在接近所需频带处将受到互调产物(IMP)的影响, 这些IMP不仅会对相邻通道造成干扰, 还会限制调制参数。差分环行器通过匹配两个单端环行器, 以180°相位差的调制信号分别调制两个单端环行器, 从而消除IMP, 有效地改善了环行器的插入损耗、带宽及功率容量等指标, 提高了环行器的性能, 并降低了对调制信号的要求。该文描述了差分环行器的基本原理, 对差分环行器的电路结构、调制方式及测试方法进行了总结。对比分析表明, 差分体声波(BAW)环行器在插入损耗、隔离度及功耗等方面表现出优异的性能, 有望取代大多数商业系统中的铁氧体环行器。
环行器 体声波谐振器(BAWR) 差分结构 非互易性 无线通信 circulator film bulk acoustic resonator(BAWR) differential structure non-reciprocity wireless communication
1 华东理工大学物理学院, 上海 200237
2 华东理工大学材料科学与工程学院, 上海 200237
3 福建师范大学物理与能源学院, 福建省量子调控与新能源材料重点实验室, 福建 福州 350108
根据洛伦兹互易定理,在通常的光学系统中,交换信号源和探测器的位置后接收到的光信号不变。这为光路设计和分析带来了方便。在全光通信和量子网络中,需要有效地控制光信号的定向传输以避免反射光对信号的干扰、分离相向传输的光信号等,因此需要只允许光单向传输的非互易器件。以磁光隔离器为背景切入,简单介绍磁光领域的研究现状。重点从有源和无源两个方面对无磁非互易领域的发展进行综述,以展现量子光学在无磁非互易领域的重要应用。
量子光学 洛伦兹互易 磁光非互易 无磁非互易 有源器件 无源器件
1 西南科技大学 信息工程学院, 四川 绵阳 621010
2 特殊环境机器人技术四川省重点实验室, 四川 绵阳 621010
3 西南科技大学 微系统中心, 四川 绵阳 621010
针对亚波长超声环行器无法快速准确地确定一个更优的调制参数的问题, 该文提出了一种自动寻找更优调制参数的方法。以隔离度、插入损耗、反射系数和交调积作为约束条件, 定义一个目标函数, 并通过这个目标函数确定更优的调制参数。此目标函数可自行根据需要进行适当修改, 从而自动确定所需调制参数。利用定义的目标函数, 通过Matlab绘制环行器的性能指标与调制参数关系图。结果表明, 根据此方法确定的调制参数下, 亚波长超声环行器隔离度高达37 dB, 插入损耗低至0.3 dB,实现了快速准确地确定更优的调制参数, 从而验证了所提出方法的可行性。
环行器 时空调制 互易性 调制参数 目标函数 circulator spatiotemporal modulation reciprocity modulation parameter objective function
1 西南科技大学 信息工程学院, 四川 绵阳 621010
2 西南科技大学 微系统中心, 四川 绵阳 621010
3 特殊环境机器人技术四川省重点实验室, 四川 绵阳 621010
体声波(BAW)环行器是基于角动量偏置的一类新型无磁环行器, 为了能准确地预测BAW环行器的性能, 该文给出了一种基于耦合模理论(CMT)的设计方法。首先由CMT推导出BAW环行器的解析模型; 然后利用Matlab绘制出归一化调制参数与环行器性能指标之间的关系图, 并从图中选择环行器综合性能较好的调制参数点; 接着以串联谐振频率1.752 GHz、品质因数1 593的体声波谐振器(BAWR)为例, 计算出解析模型中的系数, 同时确定调制信号频率和调制深度; 再利用Matlab编程绘制出BAW环行器的S参数完成设计; 最后将基于CMT计算的结果和基于ADS软件谐波平衡(HB)仿真结果进行对比。对比分析结果表明, 基于CMT设计的BAW环行器插入损耗、端口隔离度、回波损耗与HB仿真结果基本吻合, 验证了CMT设计方法的可行性。
环行器 耦合模理论(CMT) 体声波谐振器(BAWR) 时空调制 非互易性 circulator coupled-mode theory(CMT) BAW resonator spatiotemporal modulation non-reciprocity
1 常州博瑞电力自动化设备有限公司,江苏 常州 213025
2 南京南瑞继保电气有限公司,江苏 南京 211100
针对传统有源电磁式互感器易饱和、稳定性与抗干扰能力差、安装受限等问题,本文基于Faraday磁光效应,设计了一种无源全光纤电流互感器,通过旋光角来测量被测电流;设计互感器以HB Spun光纤作为传感元件,无饱和现象,可用于大电流测量;利用光学互易回路,消除光路中温度、光纤缺陷等因素对旋光角测量的干扰;采用反射式光路将电场引起的旋光角放大4倍,实现小电流的精确测量;传感元件采用柔性传感光纤环结构,形状可变,适应复杂空间内电流的测量。对比了不同圈数的柔性光纤传感环与标准电流互感器的测量精度,结果表明,本文设计的光学互易回路可以消除温度对电流测量的影响,全光纤电流互感器在-5 ℃~70 ℃全温度范围内精度为0.5,可实现小电流的精确测量。
光学互易回路 温度 旋光角 小电流测量 柔性光纤传感环 optical reciprocity loop temperature optical rotation angle small current measurement flexible fiber sensing ring
1 长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心, 长春 130022
2 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022
在大气信道激光传输中, 大气湍流对系统性能会产生较大影响, 主要体现为降低传输速率和增加误码率。在具有信道互易性的双向激光传输链路中, 两终端光斑信号强度的变化相关, 可以在终端提取信道状态信息, 以对信道影响进行补偿, 从而提高传输速率。本文首先在弱湍流条件下, 根据Rytov近似理论推导了平面波双向传输链路接收到的光斑信号的相关系数与传输路径的关系, 并给出解析式。结果表明, 两终端接收的光斑信号的光通量具有相关性, 且相关系数与传输路径有关。进一步搭建了双向收发共轴激光传输系统, 并进行了外场试验, 试验结果不仅验证了双向大气信道激光传输链路具有互易性, 且两接收端光斑信号光强的实时变化趋势相同。本文结论对实现大气信道高速率、低误码率激光传输具有重要意义。
信道互易性 大气湍流 光通量起伏 相关系数 channel reciprocity atmospheric turbulence light-flux fluctuation correlation coefficient
1 长春理工大学 空地激光通信技术国防重点学科实验室,吉林 长春 130022
2 长春理工大学 计算机科学技术学院,吉林 长春 130022
3 长春理工大学 电子信息工程学院,吉林 长春 130022
为证明双向光传输系统中大气湍流信道的互易性,提出一种测量瞬时接收信号衰落相关性的方法,并建立了分析测量数据的数学模型。在相距883 m的两栋高楼之间进行双向光传输测量实验,根据测得的光斑图像数据,对信道的瞬时衰落相关性进行验证,并分析了实际场景下归一化接收信号起伏方差对相关系数的影响。结果表明: 两个相反方向的光信道瞬时衰落相关系数大部分均在085以上,最高可达095,证明了双向大气湍流光信道之间存在良好的互易性; 且随着归一化接收信号起伏方差的增大,相关系数呈轻微下降的趋势。
瞬时衰落 大气湍流 双向光信道 互易性 instantaneous fading atmospheric turbulence bidirectional optical channel reciprocity
1 西安邮电大学 陕西省信息通信网络及安全重点实验室, 西安 710121
2 西安财经学院 文学院, 西安 710100
针对雾计算网络架构中的内容下载场景, 提出了基于流行度与社交关系的流量卸载策略。首先结合内容流行度的分布情况, 基于用户之间的社交信任与社交互惠模型确定出内容中继用户, 然后利用终端直通技术实现用户之间的内容共享, 从而有效减小任务请求用户的下载时延, 缓解雾计算网络的负载。利用排队论模型对所提策略中的能耗和时延性能进行了分析, 仿真结果表明, 该方案可以有效降低能耗和时延, 同时提高了用户体验和系统性能。
雾计算 终端直通 流行度 社交信任 社交互惠 排队论模型 fog computing D2D popularity social trust social reciprocity queuing model
信息工程大学信息系统工程学院, 河南郑州 450001
针对现有蒸发波导条件下无线电系统性能研究过程中, 忽略了蒸发波导水平非均匀特性影响, 探讨了水平非均匀蒸发波导条件下的非互易性。利用马尔科夫过程模拟蒸发波导水平非均匀特性, 结合抛物方程法计算电波传输损耗, 仿真分析了雷达电磁参数对非互易性的影响。仿真结果表明: 蒸发波导环境下电波传播的非互易性在波导水平非均匀时无法忽略, 天线高度和电波频率对非互易性的影响较大。天线高度越高, 电波频率越大, 则非互易性越强。
蒸发波导 水平非均匀 非互易性 抛物方程 evaporation duct horizontal inhomogeneous non -reciprocity parabolic equation 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(3): 458