毫米波和太赫兹(THz)波天线扫描技术已经成为当前电磁领域研究的热点, 光生等离子体栅(PIPG)扫描天线技术作为一种低成本的快速扫描技术为操控毫米波和THz波提供了新的方法和思路。本文将对PIPG扫描天线的原理、结构、效率和方向图等主要研究进展做详细的论述, 并且对PIPG扫描天线的研究意义和存在的主要问题进行讨论和展望, 希望对PIPG扫描天线的研究和应用提供参考。

毫米波引信通过发射宽带信号获得目标的精细结构信息, 然而在非合作目标的探测与识别过程中, 由于缺乏目标的类别信息, 大量的目标样本无法得到充分的利用。针对这一问题, 将基于拉普拉斯得分(LS)的监督特征选择算法推广到半监督情况, 得到基于标签重构的拉普拉斯得分算法(LRLS), 并应用到非合作目标的识别中。LRLS的理论框架与LS相同, 并利用标签重构技术获得半监督情况下的图拉普拉斯矩阵。为了更好地描述高维目标样本的相似性, 在标签重构的过程中使用测地距离代替欧氏距离。实验结果表明, 相对于传统的特征选择算法, LRLS能够得到更好的识别效果。

利用能量较低的脉冲激光二极管, 在较高场强下触发GaAs光导开关, 使其工作于雪崩模式, 从而产生纳秒上升前沿的快脉冲电压。GaAs光导开关采用垂直体结构设计, 芯片厚度为2 mm, 电极形状分别为圆环和圆面, 触发光脉冲从圆环穿过。快脉冲产生由同轴Blumlein脉冲形成线完成。对基于GaAs光导开关的同轴Blumlein脉冲线进行了模拟仿真和实验, 当充电电压超过8 kV(40 kV/cm)后, 开关开始了雪崩工作模式。当充电电压约为15 kV(75 kV/cm)时, 在50 Ω负载上获得了约11 kV的脉冲电压, 实验波形与仿真波形一致。对开关抖动进行了测试, 其测试结果显示开关充电电压对抖动影响很大, 随着开关偏压增加, 开关抖动减小, 开关获得了最小抖动约700 ps。

对薄膜支撑空腔型微屏蔽传输线进行分析, 提出微屏蔽传输线的物理结构。为了验证微屏蔽传输线在毫米波应用的优势, 利用类比平行耦合微带线滤波器的方法设计了一种4阶切比雪夫三线对称结构微屏蔽线滤波器。通过对该微屏蔽腔体结构进行HFSS仿真, 得到中心频率35 GHz的宽带滤波器, 带宽15 GHz, 带内插损小于0.5 dB, 带外抑制>40 dB@53 GHz, 器件尺寸8.24 mm×1.5 mm×0.65 mm。该设计为基于平面传输线的滤波器在毫米波频段的实现提供了一种可行的方法。

针对靶场试验多星测量系统接收机的应用, 为了提高导航系统的定位精确度, 将北斗(BD)与全球定位系统(GPS)进行组网增加可见星。在分析几何精度因子(GDOP)与定位精确度关系基础上, 提出一种模糊选星方法, 对组网卫星星座进行优化组合。仿真结果表明, 不论是单一系统还是双系统, 模糊选星算法精度因子接近当下时刻最优, 且组合系统在可见星和精确度方面优于单一定位系统, 其研究结果对北斗系统的精确度验证和多星测量系统接收机在靶场的应用具有重要参考意义。

为了提高频谱资源利用率, 3GPP长期演进(LTE)在组网时通常采用同频组网的方式, 但相邻小区之间因此会产生同频干扰问题。同频干扰加大了小区检测的难度, 特别是当2个小区使用相同的主同步信号(PSS)时。在这种情况下, 由于很难直接通过PSS估计出辅同步信号(SSS)所在位置的信道频域响应(CFR), 因此极大降低了弱信号小区的检测成功率。为了解决该问题, 本文提出一种同频干扰下的LTE小区检测的方法。所提方法首先对小区接收信号进行合理建模, 通过求解方程组的方式估计出强信号小区的CFR, 然后进行干扰抵消, 之后进行弱信号小区的检测。仿真结果表明, 所提方法能大幅提高弱信号小区的检测成功率, 当信噪比(SNR)等于10 dB时, 有70%的检测成功率；SNR等于20 dB时, 有90%以上的成功率, 相较普通小区检测法的50%有显著进步。

在正交频分复用(OFDM)系统的超分辨时延估计中, 针对多重信号分类(MUSIC)算法的特征分解计算复杂度较高的问题, 给出一种基于传播算子(PM)的时延估计算法。对OFDM系统进行信道估计, 根据信道估计结果计算协方差矩阵, 并利用协方差矩阵计算PM, 然后根据PM构造出噪声子空间并将其标准正交化, 最后利用伪谱函数进行时延估计。仿真结果和复杂度分析表明, 在复杂度大幅度下降的条件下, 所提算法与MUSIC性能相当, 且逼近克拉美罗界。

引信应对的近场目标一般具有扩展目标的特性, 扩展目标存在的起伏特性是引信设计要考虑的重要方面, 现就扩展目标起伏的机理和应对措施进行了初步讨论。首先综述了引信目标回波起伏的诸多原因, 并分析指出了扩展目标存在相关起伏的必然性, 然后探讨了引信设计时应对目标起伏的方法措施, 进行了仿真和试验, 结果表明了应对目标起伏的方法的有效性。

为实现高精确度的脱靶方位探测, 分析了静电探测矢量测角算法原理并推导出探测方程。提出了毫米波与静电复合探测目标识别方法和起爆控制方法, 通过试验验证了毫米波与静电复合定向探测技术的可行性。试验结果表明毫米波与静电复合探测技术具有良好的定位精确度和较强的抗干扰性能, 可满足定向引战系统的高精确度起爆控制要求。

考虑到以往装备体系的研究方法忽略了装备之间的配合关系, 基于网络科学思想, 建立反导作战网络模型。阐明了反导作战能力生成机制, 并基于此提出了反导装备体系作战网络能力评估方法, 最后通过示例对所提出的建模和评估方法进行展示, 证明了该方法的可行性和有效性。

由于具有恒虚警和自适应的能力, 恒虚警率(CFAR)是应用最为广泛的SAR图像舰船检测算法之一, 它在传统的中低分辨力图像中效果较好。但随着合成孔径雷达(SAR)幅宽与分辨力的提高, 这种检测方法已不能满足舰船检测的近实时性要求。本文针对高分辨宽幅SAR图像中的舰船检测问题, 提出了一种基于分块预判断的SAR图像舰船目标检测方法。该方法首先对SAR图像进行分块, 然后利用一个预先训练的支持向量机(SVM)分类器对所有分块进行可能性判断, 最后只对判断为存在目标的分块进行能量比检测。基于实测数据的实验表明, 本文方法较以往算法在取得较好检测效果的同时, 检测效率也有较大提升。

微扰近似的小起伏粗糙面是最常见的一类散射机制, 然而它的散射、成像特性并没有得到很好研究。尤其随着太赫兹技术的发展, 粗糙面散射成像研究显得尤为重要, 因为在高频情况下, 肉眼看起来光滑的表面将会表现得更加粗糙。为此提出了一种基于电场积分方程和泰勒展开的微扰近似(SPM)下有限长度一维导体粗糙面散射计算的简易方法, 进而依据提出的正向散射模型发展了粗糙面功率谱以及对应参数估计的反演算法。这项研究提供了一种帮助人类解译粗糙面物理散射行为以及获取对应空域信息的途径, 为二维粗糙面元的散射计算以及重构奠定了坚实的基础。

龙伯透镜天线具有高增益、低副瓣和宽带特性, 可以实现多波束, 进行大角度扫描等优点, 主要应用于卫星通信、电子对抗等领域。但因其体积大、重量大和球形结构不易固定等缺点, 在实际应用中受到很大的限制。本文基于光学变换原理设计了一种新型的全介质平面龙伯透镜天线, 半径为60 mm, 厚度为20 mm, 在15 GHz时, 天线增益为23 dB, 半功率波束宽度为12°, 第一副瓣电平低于-23 dB。同时设计了平面和圆弧馈源阵列, 在70°范围内实现了较好的多波束覆盖。

耳蜗式多路耦合器在现代通信系统中有着广泛的应用前景。为了进一步减小耳蜗式多路耦合器的尺寸, 采用集**数与分布参数相结合的半集**数元件, 针对电路中的低阻抗线进行了有效的小型化设计。设计了一款工作于200 MHz~1 000 MHz的恒相对带宽为18%的10通道耳蜗式多路耦合器。仿真和测试结果表明, 这种小型化方法使耳蜗式多路耦合器的尺寸缩减为137 mm×116 mm。

设计并仿真实现了一款高线性、高效率Doherty功率放大器, 该功率放大器工作频率为3.35 GHz。为了提高Doherty功率放大器的线性度, 本文所设计Doherty功率放大器充分利用了载波功放和峰值功放的三阶交调分量(IM3)相互抵消的原理来提高功率放大器的线性度。本文设计采用两枚Cree公司生产的6 W GaN HEMT晶体管CGH40006P进行仿真验证, 仿真结果证明：在所设计频率点3.35 GHz, IM3<-30 dBc。

双绞线是电子信息设备综合布线工程中最常用的一种线缆, 在高频电磁环境中, 双绞线将成为外界电磁信号的耦合对象, 对端接设备造成干扰甚至破坏作用。为研究双绞线的电磁脉冲效应, 基于分布参数传输线理论, 推导得到了双绞线在外界电磁脉冲激励下的耦合响应计算公式。结果表明, 在高频电磁环境中, 双绞线相对于平行线确有较强的抗干扰能力。研究方法和结论对于双绞线电磁脉冲响应的定量研究及抗干扰能力评估具有一定参考意义。

研制了一套16阵元的小型超宽带喇叭阵列天线, 阵元天线由渐变横向电磁场(TEM)喇叭加框型电流环构成, 分析了设计原理结构, 给出了数值模拟结果并进行了试验研究。在每个单元馈入峰值电压4 kV, 前沿180 ps超宽谱脉冲时, 获得了rE值82 kV。整个系统紧凑小巧, 具有较高的辐射效率, 适合低功率情况下超宽谱脉冲的辐射。

通过对国内外瞬时多脉冲产生技术的调研, 结合超宽谱脉冲的特点, 开展脉冲分割方式产生超宽谱多脉冲、形成线串联方式产生超宽谱多脉冲、多脉冲合成方式产生超宽谱多脉冲的技术研究, 确定利用形成线串联方式产生超宽谱多脉冲的技术路线；对充电时间和开关电容等对产生多脉冲的影响因素进行分析和实验研究, 改进了四脉冲形成线充电方式, 完成超宽谱四脉冲产生实验装置的设计, 在负载上获得瞬时超宽谱多脉冲, 脉冲数4个, 脉冲宽度3.5 ns, 输出脉冲之间的间隔小于10 ns。

通过对多路0°~360°的全相位数控移相器的控制技术的研究, 采用一种基于“串口服务器+时序控制器”的方法实现了多路全相位的微波移相控制。实验测试表明：这种控制方法是可行的, 便于多路控制的工程化实现。同时实际的应用中发现, 在不同频段和较大的相移情况下, 存在移相精确度非线性变化的问题, 并提出了基于软件编程的改进方法。

自偏置锁相环电路结构自提出以来便受到了极大的关注, 人们普遍认为其可以改善锁相环的相位噪声。为了验证这种结构能否改善传统锁相环电路的相位噪声性能, 根据锁相环的基本理论设计并实现了一种可进行重新配置的锁相环电路结构, 电路中的锁相环结构可以在传统锁相环、自偏置锁相环和普通偏置锁相环之间进行切换。使用信号源分析仪分别测试得到了这3种结构的相位噪声性能：自偏置锁相环的带内相位噪声比普通锁相环恶化了约6 dB, 而采用普通偏置锁相环使环路等效分频比减小5的相位噪声比普通锁相环改善了约14 dB。理论与测试结果均表明, 自偏置锁相环和普通锁相环相比, 环路反馈回路中的分频比并没有有效降低, 因此自偏置锁相环的相位噪声性能并没有得到改善。

提出了一种改进的蚁群聚类分析算法, 通过改进LF算法中群体相似度函数, 加入参数的自适应调整策略, 利用短期记忆和网格信息素的局部分布控制蚂蚁的随机移动, 并结合蚂蚁速度动态变化、半径递增、强制放下等特性。采用测试数据和不同的算法进行了对比实验分析, 仿真实验结果表明, 该算法显示出了较高的稳定性和准确率。

针对泰克DPO4000系列示波器特性, 采用C/C++语言编程设计示波器应用类。基于某工程项目进行分析研究, 设计了适合于该示波器的应用类, 此类方法主要包括示波器资源查找、示波器打开和关闭、示波器设置以及示波器数据回读等。经过实验测试, 证实该类设计方法可行, 具有较好的应用价值。

为Logistic映射的理论分析和保密通信应用提供理论支撑, 结合Logistic映射系统特性随参数变化的关系, 以及多尺度熵能够反映混沌系统远离平衡状态程度的特点, 提出了一种运用多尺度熵分析Logistic映射非线性动力学特性的方法。从仿真结果得到, 多尺度熵能够区分出Logistic混沌系统不同状态, 并且能够作为量化Logistic映射非线性动力学行为的指标。

近年来, 可见光视频序列的人体运动识别研究已经取得了一定的进展。由于这些数据源容易受到目标颜色、光照强度和背景杂波的影响, 因此将深度信息应用于人体运动识别。本文首先采用了基于时空兴趣点的人体运动的局部表征方法, 分别实现了Harris时空兴趣点与基于Gabor滤波器的时空兴趣点(STIPs)检测方法在深度信息上的应用。然后对相应结果进行立方体描述并提取了深度立方体相似特征(DCSF)。最后利用基于时空码本的支持向量机(SVM)动作分类器完成对动作的分类。实验表明, 基于Gabor滤波器的检测方法在深度数据集上取得了更好的识别效果。

为了满足复杂战场环境的目标身份识别需求, 需要将多种传感器的识别信息进行融合, 实现有效的身份判断。该文从传感器的基本信度评价和稳定性2个方面对识别证据进行可靠性评估, 反映传感器工作机制、目标分布和配准关联为识别证据引入的不确定性；结合证据的可靠性与冲突情况, 动态选择D-S证据的融合结构, 降低冲突证据对融合结果的不利影响, 并进行历史识别证据溯源, 有效整合时间上离散的多个证据, 排除不独立证据造成的误识别。最后通过仿真验证了方法的有效性。

基于材料和工艺特点, 对新研锆钛酸钡基CT47型脉冲功率电容器的高压脉冲放电性能和贮存性能进行了分析, 并根据脉冲功率应用场景设计了系列化性能研究实验。实验结果表明, 该电容器温度特性良好, 高压脉冲放电性能稳定, 耐压值高, 绝缘性能好, 为该电容器在脉冲功率领域的应用奠定了良好的基础。

发光二极管(LED)是恒流工作的器件, 并且随着LED功率的不断增加, 散热问题变得越加突出, 温度控制十分必要。当LED功率比较小时, 可以用温度传感器来检测它的温度；而当LED做到晶圆级发光二极管(WLED), 功率达到千瓦, 传统的驱动方式、散热方式以及温度的控制已不再适用。晶圆级发光二极管有多条支路, 采用多路恒流以保证每条支路的电流相同。对于温度的控制, 将晶圆级发光二极管平均结温变化量的测量转换为对冷却液温度的变化量的测量, 进而通过与冷却液温度变化量的关系进行控制。本设计解决了晶圆级发光二极管因工艺问题导致的“抢电流”的问题, 并将复杂的温度控制变得简单化, 而且节省成本。

为使声表面波(SAW)滤波器技术向更高的频段发展, 对SAW滤波器的基础理论进行了分析：展示了压电材料压电效应(逆压电效应)的产生机理, 并通过例子对比说明压电材料的晶体结构属性。介绍了重要的物理量机电耦合系数以及SAW传播的物理机理；重点推导了SAW在压电介质中的传播性质, 并同非压电介质的传播特性进行了对比。得出SAW在压电介质中是非色散波, 存在3个方向的质点位移分量；压电薄膜中SAW是色散波, 且压电薄膜使得声表面波速度发生变化。

比较了现行国军标中氦质谱检漏固定法与灵活法标准判据, 在相同条件下, 2种方法的判据有数量级上的差别。相同内腔体积的半导体分立器件、电子及电气元件和微电子器件, 由于器件种类不同, 封装、工艺等不同, 细检漏的判据仍然存在较大差别。分析了美军标中氦质谱检漏标准判据, 指出国军标和美军标氦质谱检漏标准判据存在一定的不适用性, 建议元器件氦质谱检漏的标准判据应进一步改进。