设计了一种基于二维光子晶体的太赫兹定向耦合器，通过在2个平行的横向线缺陷中加入纵向线缺陷的方式，实现了良好的耦合结构，在太赫兹频段实现了较好的功率耦合特性。这种二维光子晶体带定向耦合器结构紧凑，可用于太赫兹系统中信号功率的检测与监控，具有良好的应用价值。

为进一步提高碳纳米管阴极的场发射能力，分析了不同条件下碳纳米管的场发射测试结果，研究了热累积效应对碳纳米管场发射性能的影响。实验结果表明，通过抑制场发射测试过程中阳极的热累积，可获得更大的发射电流和发射电流密度。该研究为进一步提高碳纳米管阴极场发射能力提供了参考。

0.14 THz 折叠波导行波管是一种宽频带高增益器件，容易产生自激振荡，破坏管子的正常工作。在管内加入衰减器是抑制其振荡的核心技术。本文考虑了衰减材料的配比选择，以及结构形状的匹配，运用三维模拟软件对衰减器的吸收和反射特性进行计算，优化并研制出适合0.14 THz 行波管使用的衰减器。进行冷测后，其匹配和吸收特性都满足衰减器需求，为制作0.14 THz行波管放大器奠定了基础。

很多生物大分子和糖类的特征振动模式恰好位于太赫兹频段内，使得太赫兹成为一种有潜力的生物化学传感工具。水对于生物分子发挥其功能有着至关重要的作用，而由于水对太赫兹辐射有极强的吸收性，研究液体样品的太赫兹透射谱很难。设计了一款太赫兹微流控芯片，以石英片作为基底，利用光刻技术在石英片上制作出高度 50 μm的微流通道，从而减少水的吸收；聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为盖膜与石英片键合后打孔。分别在太赫兹时域光谱系统中测量了芯片的透过率、水的吸收系数以及折射率，在透过率高于 30%的 0.2 THz~1 THz频段内水的吸收系数没有明显峰值出现，且随着频率的增加而单调递增，与前期考察结果一致。此微流控芯片有潜力用于液体在 0.2 THz~1 THz频段内的光谱测量，实现对小剂量生物化学液体样品的实时、无标记传感。

采用 ACST公司准垂直结构混频二极管对 0.45 THz次谐波混频器进行优化设计。提出一种电路拓扑结构，使得电路结构紧凑且易于匹配。在对二极管结构分析与建模的基础上，利用射频电路仿真软件 ADS及电磁场仿真软件 HFSS对混频器电路及结构进行整体优化设计，得到理想情况下单边带变频损耗最小值 6 dB，三分贝带宽大于 30 GHz，所需本振驱动功率 3.8 mW。仿真结果表明，该电路拓扑结构适用于采用反向并联肖特基二极管对实现次谐波混频器设计。

为研究制作 THz频段下工作的肖特基二极管器件，系统研究了平面肖特基二极管的制作工艺。通过分子束外延 (MBE)生长了掺杂浓度分别为 5×1018 cm -3的缓冲层和 2×1017 cm -3的外延层，并研究温度对厚度的影响，使得膜层厚度控制良好，晶格完整。通过参数控制，减小了等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)的 SiO2钝化层应力，使压指结构的翘曲情况得以改善。研究了不同退火温度下欧姆接触的情况，使接触电阻率减小到 0.8×10-7 Ω/cm2。用电子束光刻和干法刻蚀制作了亚微米级的阳极区域，结合 GaAs湿法刻蚀的速率控制，完成了表面沟道的制作，制作出完整的平面肖特基二极管。通过 I-U曲线理论计算，二极管的截止频率达到太赫兹量级，为后续工作奠定了基础。

太赫兹波是电磁波由毫米波向更高频的自然延拓，该频段展现出诸多与传统频段微波迥异的物理特性，使得太赫兹雷达在成像分辨力、成像帧率等性能指标上有望取得突破性的进展。目前，太赫兹合成孔径雷达(SAR)的研究引起了国内外**界和学术界的极大关注。经分析，太赫兹 SAR与传统 SAR在多方面存在不同，其中最为重要，也最为关键的区别是运动补偿的处理。虽然运动补偿是所有频段 SAR需要谨慎处理的关键技术，但太赫兹 SAR的运动补偿显得尤为关键——由于太赫兹波长极短，对常规微波频段 SAR影响几乎可以忽略的雷达平台高频微小振动对太赫兹 SAR的影响必须得到精细的处理。首先简要介绍常规 SAR的运动补偿处理，然后分析不同类型的运动补偿误差对太赫兹 SAR成像的影响，重点分析了高频振动误差的影响，并借鉴振动目标成像的思路，提出振动平台太赫兹 SAR的运动补偿解决方案，最后通过数值实验验证了本文所提出的振动补偿方法。

傅里叶数字全息具有抗撕毁性等优点，如能应用于太赫兹 (THz)成像将具有重要意义。根据现有面阵探测器参数进行了 2.52 THz傅里叶数字全息仿真实验，通过对目标分别添加高斯噪声和椒盐噪声后再现，研究了目标噪声对其影响。实验结果证明，高斯噪声方差小于 0.20时，再现像虽然受到噪声影响但完全可以分辨，经过均值滤波和中值滤波后，图像轮廓变得清晰；当高斯噪声方差大于0.20时，再现像淹没在噪声中，滤波难以分辨出目标，且均值滤波比中值滤波效果好；当椒盐噪声密度为0.20时，目标的再现像被淹没，均值滤波和中值滤波均能使目标重新被观察到，且均值滤波效果相对较好。

随着材料科学的迅速发展，复合材料、高分子材料在航空航天领域得到了广泛应用。由于这些材料的特殊性质，现有的较为成熟的探伤手段都不能有效对其进行检测。但对于太赫兹波来说，许多非极性、非金属材料都是半透明，可以有效探测到这些材料的内部缺陷。本文简要介绍了太赫兹的性质及太赫兹无损探伤原理，并以航天领域应用较广的几种复合材料为例对太赫兹无损检测应用做了简介。

基于超材料和压缩感知理论设计了一套简便的快速成像系统，可用于毫米波及太赫兹(THz)成像，具有结构简单，成像速度快，在不同频段移植性强等优点。系统采用超材料结构互补(CELC)单元设计单通道成像口径，实现了对信息的物理层压缩。基于口径在不同频率辐射特性的不相关性，构造测量矩阵，以扫频方式实现对目标场景的稀疏测量，最后采用两步迭代阈值 (TwIST)算法实现对目标场景的重构。已完成 K波段、THz波段成像口径设计，以及 K波段成像仿真实验， 40 cm成像口径理论上具备 4.6 cm的距离分辨力和 1.3°的角度分辨力。

随着通信干扰技术迅速发展，多信道干扰技术备受瞩目。为了方便、高效地产生多路调制干扰信号，提出了一种利用傅里叶矩阵实现多路信号调制的方法。该方法首先构建一个二维方阵，该矩阵的维数与系统的采样率和信号的时间长度相关，各行元素由多路待调制信号决定。将该矩阵与傅里叶矩阵做乘法，运算结果的对角线元素就是多路已调制信号。相比于传统方法，该方法无需生成多路载波再依次调制各路信号，简单方便。此外基于通信干扰系统，搭建了一套实际系统对该方法进行了原理仿真及实际性能测试，结果表明该方法切实可行。

针对车载激光雷达系统，建立了由激光扫描仪数据、载车 GPS数据、载车姿态数据进行激光点云解算与重构的数学模型，得到道路及两侧景物的三维点云场景。根据载车行进轨迹，用 OpenGL三维引擎技术，实现对道路两侧景物的三维漫游。研究将激光雷达应用于车辆和飞行器的防撞预警，此技术具有快速、主动获取障碍物的高精确度三维坐标，探测距离远，受天气影响小的优势。为能见度低、障碍物较多情况下的车辆和飞行器的防撞提供了一个可行的技术途径。

DVB-S2标准低密度奇偶校验码(LDPC)译码器在深空通信中面临着低复杂度、高灵活性及普适性方面的迫切需求。通过对 LDPC译码算法中量化结构的研究，提出一种动态自适应量化结构的设计方法。该方法在常规均匀硬件量化的基础上，提出了修正化 Min-Sum译码算法中的数据信息初始化及迭代译码的动态自适应量化结构，解决了 DVB-S2标准 LDPC码译码时存在的校验节点运算与变量节点运算之间的复杂度不平衡的问题，并由此提高了译码器的译码性能。实验证明，以 DVB-S2标准 LDPC码中码长为 16 200，码率为 1/2的为例，提供动态自适应量化结构与常规的均匀量化结构相比，节省硬件资源为 4%。此外，动态自适应量化结构支持动态可配置功能，保证了 DVB-S2标准 LDPC译码器的灵活性及普适性。

为提高信息对抗侦察系统的通用性和可重用性，快速适应信息对抗多种作战任务和作战平台，借鉴美国海军开放架构计算环境 (OACE)，从技术架构、基础设施、任务配置与中间件应用 4个方面开展研究，构建了一种信息对抗侦察系统开放架构计算环境。能够基于通用计算平台实现侦察系统软硬件的分离，基于软件中间件实现侦察系统业务应用与计算技术的分离。通过仿真验证，信息对抗侦察系统开放架构计算环境能够支持侦察系统软硬件即插即用，满足其快速升级与灵活扩展需求。

随着 LTE在移动宽带服务中的使用，平板电脑等移动终端满足移动通信宽带化的需求日益迫切。设计了 1个用于平板电脑的小型化 LTE/GSM/UMTS多频段天线。天线尺寸只有 15 mm ×40 mm×0.8 mm。针对超薄平板电脑中平面倒置 F型天线的高度要求难以实现，通过引入 T型驱动单极子结构，有效降低了天线高度；通过嵌入并联谐振螺旋电感展宽了低频段 (850 MHz~910 MHz)带宽；通过加载缺陷地结构展宽了高频段 (1 710 MHz~2 690 MHz)带宽。天线覆盖 GSM850/900/ 1800/1900/UMT2100/LTE2300/2500频段，同时天线增益也满足平板电脑的要求。

采用非均匀特异媒质覆层，设计了一种具有高增益特性的新型谐振腔天线。该谐振腔天线采用矩形微带贴片天线作为辐射单元，安装在金属谐振腔内，其谐振频率为 10 GHz。为提高天线增益，将腔表面安装蚀刻在微带基板上，由周期性单元组成特异媒质覆层。迥异于常规的单元尺寸均匀一致特异媒质覆层，本文研制的非均匀特异媒质覆层包含 9×9个矩形单元，单元大小渐变。仿真表明，与常规均匀特异媒质覆层相比，该新颖的非均匀特异媒质覆层相当大程度提升了天线定向辐射性能：天线增益提高 1.2 dB(从 20.3 dBi增加到 21.5 dBi)，天线的旁瓣得到了抑制，主旁瓣比下降 5 dB；同时，天线谐振频率和阻抗带宽等其他性能基本保持不变。

介绍了一种核脉冲信号的数字梯形成形算法。利用函数卷积法实现了梯形成形的递推算法。该算法是核信号滤波成形的常用方法，它的实现提高了系统的时间和能量分辨力。利用 Matlab7.0软件，完成了对理想核脉冲信号和实际探测器输出信号的计算机模拟仿真与分析。该算法可以根据实时信号改变参数配置，优化滤波器并显示成形结果。

控制器局域网络 (CAN)总线在工业控制和工业自动化等领域有广泛的应用。成功研制了基于 CAN总线的高可靠测控单元：分析了 CAN总线的特点及其在高可靠部件中应用的可行性和优越性；基于先进的 RISC机器(ARM)单片机和 CAN总线，设计了高可靠测控单元相应的软硬件，实现了高可靠部件状态控制与测试功能。实验结果表明，该测控单元具有实时性和可靠性，很好地完成了高可靠部件测控任务。

在获取地形数据并建立三维模型的基础上，按照国网电力巡线的行业应用要求，研究设计了国网电力巡线软件并基于开源引擎 (面向对象图形渲染引擎 (OGRE))实现。该软件开发集成了三维场景显示、漫游浏览、选择点云图层、改变电力线颜色、净空排查、显示定位塔杆以及三维测距等功能，很好地满足了行业应用要求，为巡线软件的工程化奠定了坚实的基础。

面向时序控制的功能需求，基于 CompactRIO(cRIO)硬件系统，使用 LabVIEW软件作为编程语言，设计了时序控制软件的程序架构。软件划分为现场可编程逻辑门阵列 (FPGA)层和实时(RT)层 2个层次，2层之间通过先入先出直接内存访问( DMA FIFO)和前面板控件进行数据通信。时序控制和硬件指令交互功能在 FPGA层用状态机实现；RT层实现与上位机的人机交互功能，上报时序流程状态。经测试，时序控制软件的硬件指令响应时间小于 50 μs。

为促进虚拟现实和数字化博物馆的发展，通过虚拟现实建模语言 (VRML)设计和实现平顶山市博物馆虚拟漫游系统，使来访者可以通过网络身临其境般地参观博物馆。对开发过程中使用到的物体几何建模、用户交互、导航等技术进行了研究，提出了一套适用于 VRML虚拟博物馆的虚拟场景优化方案，该方案在保证用户畅游本系统的同时有效地解决了博物馆展品的细节显示问题。最终建成平顶山市博物馆虚拟漫游系统，该系统图、文、声、像并茂，具有导航、漫游、交互等功能，能够实现播放控制和解说控制。

分析了**装备体系 (SoS)评估的现状，结合部队**装备体系建设的目标，提出设计基于数据可视化技术的装备体系评估系统的需求。阐述了浏览器/服务器(B/S)模式和模型-视图-控制器(MVC)模式的优缺点，介绍了数据可视化技术的概念及特点。采用 B/S和 MVC模式相结合的体系结构，分析和设计**装备体系评估系统的功能模块，最后给出了 MVC模式在评估系统设计中的具体应用。该系统可用于**装备体系的能力评估、效能评估和贡献度评估。

为了使应用程序既具有复杂数据与图像处理功能，又具有多视图对比显示、结构清晰、操作简洁以及能够独立发布等特点，通过多文档结构程序将数据和逻辑处理与显示分离，将双缓冲技术应用于自适应绘图设计中，利用基于动态链接库形式的混合编程技术实现了在 VC++程序中复杂数据处理与图像显示。通过设计相关测试程序，实现了波形对比显示以及二维和三维绘图效果展示，证明了本文方法的有效性。

亚微米尺寸金属电极在高电子迁移率晶体管( HEMT)等半导体电子学器件中有重要应用，其制作是器件制作中的关键工艺，对器件性能有着重要影响。本文选择合适的涂胶旋转转速、烘烤温度(180℃)和时间，可以有效地减少电子束曝光后所产生的气泡。通过对聚甲基丙烯酸甲酯/聚二甲基戊二酰亚胺(PMMA/PMGI)双层胶进行电子束曝光和显影，确定了合适的曝光剂量为550 μC/cm2。通过调整显影液配比，并将显影时间控制在合理范围，获得了光滑完整的 PMMA/PMGI双层光刻胶曝光图形。开发了双层光刻胶电子束曝光工艺，制备出宽度为 200 nm的金属电极。

介绍基于 85Rb原子相干布居囚禁(CPT)现象的微型原子钟的设计与实现，系统以 MSP430单片机作为主控芯片，实现电流源、TCXO和射频等功能模块，并与 CPT原子钟物理部分实现联调与整机封装，实现了高稳定度、低功耗的小型 CPT原子钟。整机体积只有 31 cm3，功耗为 660 mW，测得 10 MHz输出信号稳定度约为 2×10-10 s-1,4×10-11/1 000 s。系统采用全宽调制在 85Rb的D1线实现CPT原子钟方案，可提升 CPT共振谱线对比度，提高原子钟稳定度。

设计了一种具有滞回和过温缓冲保护功能的发光二极管 (LED)恒流驱动电路。该电路由恒流驱动模块、滞回和过温关断模块、延时复位模块、滞回和过温缓冲模块组成；实现了电路的双温度滞回和过温缓冲保护功能，可对缓冲阶段所处的时域区间和温度区间进行调节。电路在过温缓冲跳变点和过温关断点附近分别有 5℃和 29 ℃的温度滞回区间，避免了电路发生热振荡，增大了电路正常工作区的范围，可保证电路高效稳定地运行。

在采用锂电池储能供电的降压斩波电路恒流激光二极管驱动源系统的设计中，建立了电池组、激光二极管的集成电路个人仿真程序( PSPICE)器件模型和闭环控制系统模型，经过仿真计算，确定了输出滤波电感电容的参数和实现闭环稳定的比列积分微分调节 (PID)参数，并研究了在负载变化和输入变化的条件下系统的稳定性。研究表明，采用该技术方案能实现恒流源输出电流大于 100 A，输出电压 230 V，电流纹波小于 3%。

对比研究了真空管道中环形电子束与位于束团中心的实心束在管道壁上产生的场分布，证明束流位置探测(BPM)技术可用于电流密度均匀分布的环形电子束位置测量。采用点密度不均匀性模型，分析了环形电子束角向不均匀性对测量精确度的影响。结果显示，当环形电子束电流密度不均匀性为 10%时，对位置分辨率精确度的影响为 0.1 mm。初步开展了 BPM系统设计，并对纽扣电极半径和输出端口半径进行了优化设计。

针对传统硬件仿真存在的不足，提出了在单片机 I2C总线通信设计中引入 EDA技术的新方法。以 AT24C02器件为例详细介绍了利用 Proteus虚拟开发技术进行 I2C总线通信软硬件设计的方法，从而实现了单片机系统的软硬件并行协同开发，可有效节约硬件资源，提高开发效率。仿真结果与理论分析一致，证明了 Proteus虚拟仿真的正确性与准确性，在单片机虚拟开发中具有非常重要的意义。