基于修正的Van-Vleck Weisskopf(VVW)线型，辐射传输色散理论和水汽连续体吸收模型，结合HITRAN数据库，建立了太赫兹(THz)波大气传输衰减和色散模型，并与毫米波传播模型(MPM)的结果进行了对比分析。加入新的天顶分层方法，形成了对宽频THz波在真实大气中纵向传输吸收衰减和色散的数值模拟能力。研究了不同传输距离下THz波大气分层传输衰减与色散特性、340 GHz和410 GHz窗口特性。研究结果表明：340 GHz和410 GHz大气窗口垂直传输10 km以上，衰减分别低于25 dB和45 dB，群速色散很低，相位变化在0.01个量级，信号传输失真度小。

针对现有的多种视频标准，在总结分解后矩阵的共同特点的基础上，定制实现了一种资源共享结构。该结构通过定制实现处理单元、蝶形变换网络和转置，实现了附带有“阶流水”结构的高效率计算结构。实验结果显示，本文所提出的结构，除了能够在低开销的前提下支持现有的视频标准H.264、视窗媒体视频(VC-1)、音视频编码标准(AVS)和高效视频编码(HEVC)之外，还能够对格式为4:2:0 的Full-HD 和宽四叉扩展图形阵列(WQXGA)的视频序列进行实时处理。通过在0.13 μm 工艺下的综合实现，相比于现有的设计，本文所提出的设计逻辑资源开销下降近44%，功耗减小近20%。

对脉冲电流的测量，现用设备由数字示波器和电流探头组成，此测量装置的误差限为±1%，对误差限有较高要求的脉冲电流测量，该测量装置存在局限性。本文在上述测量设备的基础上，分析并找出常用方法产生误差的主要来源；为减小误差分量，提出了一种提高脉冲电流测量准确度的方法，即直流电流替代法；并详细阐述了直流电流替代法的工作原理和方法，对改进方法和常用方法进行不确定度分析比较。实验结果表明，改进方法可操作性强，能明显提高电流测量的准确度。

在20 ns 低抖动的无线同步脉冲传输的试验中，发现包络检波的解调方法虽可以完成脉冲传输功能，但是由于接收功率的变化，会造成脉冲抖动。采用自动控制理论中比例-积分-微分(PID)控制方法实现自动增益控制，令检波功率趋于稳定，进而减小脉冲抖动。通过仿真验证了本文方法的有效性。

针对机电伺服系统中存在的不确定因素和多余力扰动问题，提出一种自适应比例－积分－微分(PID)控制策略。该自适应控制器由最优PID 控制器和小脑模型关节控制器(CMAC)组成，最优PID 控制器用来整定系统的标称模型，CMAC 控制器用来克服系统中含有的不确定项和多余力扰动，自适应PID 控制器能确保系统跟踪误差和CMAC 权值误差收敛到零。仿真结果表明，本文提出的控制器具有令人满意的跟踪性能，对系统中的不确定因素和多余力扰动具有一定的鲁棒性。

依据高重频高压纳秒脉冲输出的要求，基于半导体断路开关(SOS)的工作特点，设计了高重频高压纳秒脉冲源脉冲发生器线路。分析发生器线路的工作原理，对输出脉冲幅度50 kV/100 Ω、脉宽约10 ns~20 ns 和重复频率100 kHz 脉冲源的线路中关键器件的参数进行了计算。分析关键器件SOS、饱和脉冲变压器、副开关要求，给出了关键器件的选型参考。

为了解决相控阵雷达小型化和低损耗的问题，设计了一个工作频率为2.2 GHz 的射频微机电系统(MEMS)四位开关线型移相器。首先分析了直接接触式MEMS 串联开关的插入损耗和隔离度，并得到仿真结果。在此基础上设计了基于该开关的移相范围为0~180o 的四位移相器电路，相移量为12o 每步。采用HFSS 软件对其进行仿真，得到移相精确度、插入损耗和隔离度等关键结果，移相器工作在2.2 GHz 时，隔离度大于20 dB，插入损耗小于1 dB。该设计与传统移相器相比体积更小，且具有更小的插入损耗和更大的隔离度。

设计了一个基于交错双光栅的双路并联慢波结构，该结构采用两注电子及均匀恒磁场聚焦系统，具有平面二维结构。对该慢波结构的色散等冷测特性进行了详细研究，采用功分器和传输变换结构构成高频互作用电路，输出口为WR-2.8 标准波导口，在305 GHz~335 GHz 获得较好的传输特性，反射系数S ₁₁＜?15 dB，传输系数S ₂₁＞?4.4 dB。利用三维粒子模拟计算的方法，分析比较了单路及双路行波管放大特性。在电流密度53.57 A/cm² 情况下增益达到14.586 dB，是一种极具发展潜力的太赫兹器件。

通过分析流水线数字转换器(ADC)中参考电压缓冲器的工作过程，提出了相应的负载模型，并推导出缓冲器的指标，设计了一种能用于高速高精确度流水线ADC的参考电压缓冲器。该缓冲器采用了改进的开环结构，降低了设计复杂度、功耗和面积，同时采用增强型源跟随结构，提高了缓冲器驱动能力和稳定性。该参考电压缓冲器采用华力55 nm CMOS工艺进行电路和版图设计，版图面积为320 μm×260 μm。Spectre后仿真结果表明，参考电压缓冲器功耗为3 mA，建立时间为4.3 ns，成功应用于60 MS/s 12 bit流水线ADC。

针对静态随机存取存储器(SRAM)型现场可编程门阵列(FPGA)位流码配置问题，提出一种自动配置互连资源的方法。该方法从描述FPGA 结构的行为级Verilog 文件中，采用基于端口映射的记忆FPGA 配置模型搜索(MCMS)算法自动提取互连资源的配置位模型，然后结合布线结果生成布线路径上互连资源的位流码。实验结果表明，对于包含30 Mb 配置位的3 000 万门SRAM型同质FPGA，采用人工方法提取互连资源配置位模型需要6 天时间，而采用端口映射MCMS 算法仅需要29 分钟，效率提高了298 倍；对于同等规模的异质FPGA，采用人工方法需要7 天时间，而采用端口映射MCMS 算法仅需26 分钟，效率提高了394 倍。该算法作为一种通用的互连资源配置位模型提取方法，可以应用于不同的FPGA 芯片。在缩短位流码配置时间的同时，提高位流码配置的准确性。

功率金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)空间使用时易遭受重离子轰击产生单粒子效应(单粒子烧毁和单粒子栅穿)。本文对国产新型中、高压(额定电压250 V,500 V)抗辐照功率MOSFET 的单粒子辐射效应进行了研究，并采取了有针对性的加固措施，使器件的抗单粒子能力显著提升。结果表明：对250 V KW2 型功率MOSFET 器件进行Bi 粒子辐照，在栅压等于0 V 时，安全工作的漏极电压达到250 V；对500 V KW5 型功率MOSFET 器件进行Xe 粒子辐照，在栅压等于0 V 时，安全工作的漏极电压达到400 V，并且当栅压为-15 V 时，安全工作的漏极电压也达到400 V，说明国产中、高压功率MOSFET 器件有较好的抗单粒子能力。

场致发射阴极作为重要的电子源之一，在真空电子器件的发展进程中扮演了重要的角色。在与固态器件的竞争中，真空电子器件朝大功率高频方向持续发展，场致发射阴极的应用使其在器件尺寸、可靠性、功耗和工作频率等方面具备了较大的改进空间。本文综述了近年来大电流场致发射阴极技术进展，特别介绍了碳纳米管场致发射阴极的发展。试验表明在直流测试条件下，该类型场致发射阴极发射电流密度已可达到A/cm² 量级，且可以实现长寿命高稳定发射，未来在场致发射阴极微波放大器、自由电子激光器和新型中子源等方面将有广泛的应用前景。

通过对电子元器件破坏性物理分析(DPA)试验中发现的混合电路中塑封器件检查、X射线检查密封宽度判据、剪切强度判据和半导体二极管芯片目检等问题进行分析、探讨，加强对DPA 试验评价电子元器件固有可靠性机理的认识，以实现恰当、灵活运用标准开展DPA 工作。

利用等效电导率方法对310 GHz的双栅交错波导慢波结构中电磁信号的传输损耗进行了仿真研究，比较了不同导体表面粗糙度和不同谐波造成的高频损耗的影响。仿真结果表明表面粗糙度会使传输信号严重衰减，频率相同的-1和+1次空间谐波传输损耗也有较大差异，传输-1次空间谐波时的导体单位损耗更大，且随表面粗糙度增加，损耗增加速度更快。模拟了不同的粗糙度对慢波结构增益、带宽等工作性能参数的影响，结果显示高频损耗会使增益下降、带宽降低。

随着卫星应用频段提高到毫米波甚至太赫兹频段，常规陶瓷基材在损耗、表面状态上的不足已非常突出，石英基材将成为星载微波电路板的首选。但由于石英基材自身的特点以及高频段应用的特殊要求，石英基材微带电路的制作技术在国内还不成熟。文章通过对石英基板材料特性、工艺流程、关键工艺技术进行分析，提出了电路制作应注意的技术要领，以及工艺难点的解决方法。

作为一种广泛应用的化石能源，煤炭的在线监测非常必要。太赫兹技术是一种有效的在线检测方法，可作为传统技术的补充手段应用于煤炭的表征。基于9种煤炭标准试样的太赫兹时域光谱，计算了不同煤炭在0.1 THz~1.5 THz频段的折射率和吸收系数谱。将该频段内所有折射率和吸收系数数据作为输入变量，分别进行聚类分析，根据聚类结果，对应煤炭标准物质的已知参量，证明碳含量是影响煤炭折射率的主要因素，氢氮含量是影响吸收效应的主要因素。结果表明，太赫兹光谱结合聚类分析方法可对煤炭之间的相似性和相异性进行定性分析，为煤炭工业中的实时在线监测提供技术支持。

提出了W 波段螺旋线宽带行波管(TWT)设计方案，论述了高频系统、电子光学系统以及输能系统的计算与模拟。结果表明在80 GHz~100 GHz 的范围内，能够得到大于15 W 的输出功率，为开展W 波段低电压螺旋线行波管的研制工作提供了依据。

针对机场跑道异物(FOD)探测系统中毫米波调频连续波(FMCW)雷达的射频泄漏问题，研究射频泄漏对消技术。分析了毫米波FMCW 雷达中射频泄漏的产生原因，阐述了泄漏信号对FOD检测系统的影响。通过分析自适应滤波的原理，并结合毫米波FMCW 雷达的特点，提出了一种基于最小均方误差(LMS)算法的自适应对消技术。仿真验证了该对消方案算法实现的可行性，同时分析了对消方案中数字信号处理(DSP)响应时间对FOD 系统性能的影响。仿真实验结果表明，该对消系统的对消比可达到45 dB 左右，可实现高精确度对消。

调频连续波(FMCW)激光引信具有定距精确度高，抗电磁干扰能力强等优点，但激光探测器易受云层、烟雾和雨雪的干扰，影响引信对目标识别。为此提出了一种FMCW 激光与无线电复合探测技术，可有效地解决激光探测技术抗云层、烟雾、雨雪干扰的问题。在分析FMCW 激光探测技术与FMCW 无线电探测技术的工作原理基础上，给出了激光无线电复合探测方案，并验证了系统的可行性。

弹目相对运动速度是引战设计利用的最重要的交会参数，实际工程中使用的相对速度的测量通常都存在误差，误差的大小直接影响引战配合性能。本文基于这一现实问题，通过理论分析和仿真计算，就相对速度测量误差对引战配合性能影响进行研究，建立了引战配合的相对速度误差模型，通过理论分析和数值计算，得出了相关规律和减小其影响的措施，对工程应用有一定借鉴意义。

实验研究了工作在W波段的正交频分复用毫米波传输系统的传输特性。系统中应用了优化信道估计的符号内频域平均技术和减少信号峰均比的基于离散傅里叶变换的扩频技术(DFT-Spread)来提高传输性能。实验成功地将21.2 Gb/s 84.5 GHz载频的16QAM OFDM信号传输2 m的无线距离，误码率控制在7%冗余度的软判决纠错码门限内(比特误码率为3.8×10^-3）。

在相控阵雷达完成精密跟踪和目标识别等不同任务时，波形、数据率和积累时间等雷达资源需要自适应改变，基于固定长度调度间隔的自适应调度算法较为复杂且不能充分利用雷达资源。提出了一种基于变长度调度间隔的自适应资源调度算法，根据任务请求的重要性函数安排待执行的雷达事件顺序，并根据雷达资源的动态变化情况，自适应地调整调度间隔的时间长度。利用VC 语言建模弹道导弹目标和多功能地基相控阵雷达，进行分布式仿真，通过直观观测资源调度的执行过程，以及通过目标跟踪数量和时间利用率两个指标，评价了资源调度算法性能。改进算法的软件实现较为容易，可以增加目标跟踪数量，节约时间资源。

为提高对伪码调相引信的干扰效果，提出了基于数字干扰合成(DJS)的数字多时延干扰信号合成方法，该方法可以极大提高干扰伪码调相引信的干扰效率。理论分析与仿真实验表明，该方法合成的干扰信号能产生不同时延的多假目标的干扰效果，兼具有欺骗干扰和压制干扰的效果，能够使干扰自动对准引信的频带并获得脉冲压缩处理增益，提高干扰能量的利用率。

设计了一种带有机玻璃天线罩的地平板结构横电磁波(TEM)喇叭接收天线，通过对馈入结构和辐射特性的理论分析初步确定关键结构尺寸，然后利用CST 建立天线真实模型，完成相关结构参数的仿真优化，实现了快脉冲的较小馈入反射，时频特性良好。最后的天线测试结果表明，该TEM 喇叭天线输入阻抗56 Ω，有效高度0.024 m，传递函数在3 GHz 以内保持稳定，具备较好的时域保真度和馈入反射特性，适于作为超宽带接收天线。

太赫兹图谱的智能处理技术可以将样本的特性提取出来，并有目的地加以分类和识别，能够提高太赫兹成像的准确性，是太赫兹成像技术发展的重要标志和方向。介绍了几种智能处理太赫兹成像技术的方法的基本概念和原理，分析了它们的优缺点，并从实际应用场景出发对空间成分识别、化学模式识别、人工神经网络做了具体的分析及分类。

针对现有雷达高频接收组件尺寸大、集成度不高的情况，采用低温共烧陶瓷(LTCC)多层基板、单片微波集成电路(MMIC)芯片和微组装技术，设计和实现了C 波段LTCC 高频前端模块。该模块采用二次混频方案，包含限幅器、放大器、滤波器、衰减器、混频器等；其中主要器件用MMIC 芯片实现，滤波器埋置在LTCC 多层基板中实现，极大减小了模块的尺寸，模块最终尺寸为64 mm×20 mm×1.1 mm，比现有的接收组件尺寸减小了50%。经测试，该LTCC 高频前端模块的增益大于40 dB，带内平坦度小于2 dB，噪声系数小于5 dB，镜像抑制度优于51 dB。可将高频前端模块应用于雷达高频接收组件中，从而减小组件尺寸。

为了提高通信系统的通信容量，设计了一种基片集成波导(SIW)双圆极化贴片天线。该天线由耦合器、贴片天线构成。基于空腔模型研究，耦合器采用SIW 结构，其输出端信号在较宽的带宽内具有良好的稳定性；在分析微带天线理论基础上，引入贴片天线作为辐射单元，结构简单，易于实现；在传输线模型理论中，天线输入端口采用共面波导(CPW)的转换结构是必不可少的，可以直接与SMA 转接头相连，方便测试。该天线可以根据其应用需求调整工作极化方式，可以实现左旋圆极化(LHCP)和右旋圆极化(RHCP)。通过测试加工后的天线验证了仿真数据。结果表明,该天线相对带宽超过18%(19.5 GHz~23.5 GHz)，在工作频率范围内，轴比参数小于2，可实现增益7.4 dB。

信噪比(SNR)估计是信道估计的重要组成部分，很多先进通信系统和信号处理方法都将信噪比作为先验信息，因此对信噪比估计方法的研究尤为重要。基于多进制相移键控(MPSK)信号模型，对最大似然类、矩估计类和空间分解类算法进行了性能分析和仿真。在一定条件下，上述算法的估计偏差在[0,20] dB 区间内均小于1 dB，其中最大似然类算法估计精确度最高，但易受解调误码率影响；矩估计类算法在低信噪比时性能较好，高信噪比时易受算法自噪声影响；空间分解类算法适应性最强，但实时性较差。通过对上述算法一致性和差异性分析，总结了信噪比估计的研究进展和主要问题，明确了复杂调制信号宽范围信噪比估计和空间分解方法的研究方向，为后续研究提供了解决思路和改进措施。

N 次方非线性变换方法是通信信号自动调制识别的常用方法，该方法对于相位键控(PSK)信号较为有效。但是，该方法要求的采样率通常要远高于Nyquist速率，这无疑给模拟数字转换器(ADC)带来了巨大的压力。本文利用相位键控(PSK)信号经过非线性变换后频谱的稀疏特性，提出了一种利用压缩采样数据实现PSK信号自动调制识别的方法。文中引入了压缩感知理论，并给出了利用压缩采样数据重构PSK信号非线性变换后频谱的方法，该重构频谱可用于自动调制识别及载频和符号率估计。

传统的单纯由硬件电路实现的限流器针对电流突然上升的情况不能及时做出反应，而基于嵌入式软件实现的限流器能根据采集的电流数据通过算法处理及时做出预测，使电流峰值还未出现就可以计算出其幅值并及时做出反应。本文介绍了一种基于微控制单元(MCU)实现的快速限流预测算法，该算法可以把采集到的受噪声等影响的电流数据拟合成接近理想的正弦曲线，预测求解出电流幅度，从而快速判断电流的峰值是否达到限流器的限流标准，当电路中电流突然超过30 mA 或5 倍以上时，在规定时间内实现脱扣。经过多次实验可以验证本算法能够准确预测出电流幅值是否达到脱扣条件。

针对数字预失真系统中的环路时延问题，提出一种自适应的小数时延估计算法，可以准确地估计数字预失真系统的环路小数时延，确保数字预失真参数提取的正确性。该算法采用多点平均的方法，消除估算误差对算法性能的影响，从而提高估计算法的精确度和稳定性。仿真结果表明：与以往文献提出的小数时延估计算法相比，提高了小数时延估计的精确度和稳定性，精确度可以达到采样时刻间隔的1.4%。而且，该方法可自适应地更新小数时延，更加容易应用于硬件实现中。