在地面通信系统中, 基站的微波部件长期暴露在外, 受温度、湿度、污染等因素影响, 原本洁净的部件表面受到氧化、沾污等, 导致接触不良, 产生无源互调(PIM), 干扰通信系统, 导致地面移动通信中 PIM的干扰不可避免。卫星通信系统中, 由于通信距离远、平台限制等, 必须采用收发共用模式, 随着接收机灵敏度提升, 对 PIM指标要求更高; 因系统高可靠性要求, PIM成为系统成败的关键问题之一。本文介绍了地面移动通信和星载微波部件 PIM干扰的特点和研究进展, 以期对 PIM研究提供参考。

无源互调(PIM)干扰是微波射频电路面临的主要可靠性问题之一, 随着微波射频电路小型集成化发展, 微带电路无源互调效应研究开始受到工业界和学术界广泛关注。研究微带电路无源互调机理、评估和抑制方法, 对于制备小型化、高可靠性微波射频电路具有重要价值。与腔体部件相比, 微带电路的非线性往往是分布的, 且与基材选择、制造工艺和器件结构等方面都有重要关系, 因此研究难度更大。近年来虽然关注微带电路互调的研究越来越多, 但依然难以直接指导微带电路的实际设计。基于此, 本文系统论述了近年来微带电路无源互调领域的研究情况, 包括非线性机理、仿真建模以及测试诊断等方面, 为未来更深入地研究微带电路无源互调效应提供参考。

弹片作为一种重要的电连接器, 它的可靠性会直接影响设备的电性能。研究弹片电连接的规律和影响因素, 对于提升设备性能并节约成本具有重要意义。本文通过软件仿真及实验测量, 测试了在弱外加力(<2 N)的条件下, 以弹片为代表的电连接部件, 接触电阻阻值随着接触金属面材料的电阻率减小而减小, 且随着外加力的增大而减小的规律。通过机械接触理论分析及计算, 验证了接触电阻会受到材料的电阻率与外加力影响; 对弹片的接触电阻产生机理给出了明确解释, 能够更准确地判断弹片与不同接触界面产生接触电阻的大小关系。

提出一种基于缝隙波导的可分离且可同时测量接触电阻和无源互调(PIM)的电接触 PIM测试方法, 并在此基础上研究了金属接触 PIM的统计行为。通过接触样品的表面形貌和成分表征, 确定了铝合金和镀银铝合金待测件表面存在的氧化膜是产生 PIM的主要原因; 在几种不同压强下利用四线法多次重复加载后, 测量了接触电阻并获得了其统计规律; 利用设计的缝隙波导工装测试了铝合金和镀银铝合金金属接触界面接触电阻、 PIM和接触压力之间的关系。实验结果表明, 在特定压力下的接触电阻具有统计分布特性, 其 PIM值也随之具有波动性; 随着接触压力的增大, 接触电阻与 PIM值总体上都呈现下降的趋势, 且波动范围随之减小。

金属网的无源互调(PIM)是大功率星载网状天线的一项重要性能参数。传统的金属网无源互调测试主要采用空间辐射法, 但空间辐射法需要的金属网样件尺寸大, 测试效率低。对此, 提出一种基于三端口模块波导测试系统的金属网无源互调性能测试方法。为验证测试方法的有效性, 搭建了基于三端口模块的金属网 PIM性能测试系统, 并对传统型和改进型 2个金属网样件进行了 PIM性能测试。测试结果表明, 改进后的金属网 PIM性能提升了 50 dB以上。本文提出的金属网 PIM性能测试方法使用的三端口测试系统集成度高, 性能稳定, 系统搭建效率高。相比传统的空间辐射测试法, 本文方法的测试样件尺寸减小了一个数量级, 为快速研究新型低 PIM金属网提供了有力支持。

无线通信系统日益朝着高功率、高灵敏度的方向发展, 无源互调(PIM)对信号传输的干扰问题是通信系统发展中亟需攻克的难题之一。据此, 本文综述了无源互调产生的机理, 并从降低接触面粗糙度、应用涂层材料和优化器件结构 3个方面重点总结了无源互调抑制技术的研究进展, 同时对不同抑制技术的优缺点进行了分析, 最后对无源互调抑制技术的发展趋势进行了展望, 以期为相关研究者提供借鉴和指导。

在太赫兹通信技术快速发展的背景下, 建筑遮挡、恶劣天气等原因导致的复杂、弥散信道对通信安全性、可靠性提出新的挑战。太赫兹通信的保密属性在通信网络的广域性下隐含泄露、窃听等风险, 研究现有的加密和防窃听手段在太赫兹通信中的可行性, 推动物理层安全技术的创新与应用, 实现信息的稳定安全传输, 成为具备研究价值的热点问题。本文从安全通信角度出发, 分析部分现有物理层加密与防窃听方法, 总结其在太赫兹通信领域中的融合应用与效果, 并对其未来发展趋势进行展望。

利用衰减全反射式太赫兹时域光谱技术研究了固态 α-乳糖的光谱特性, 首先实验以传统透射式光谱技术为基准, 获得了 0.53 THz,1.36 THz 2个较强的吸收峰; 其次, 取剂量分别为1.8 mg+2.56 mg与 1.8 mg的 α-乳糖, 利用衰减全反射式太赫兹时域光谱系统获得吸收谱线, 在 0.53 THz,1.36 THz均有较强吸收峰, 增加样品剂量对 0.53 THz,1.36 THz处吸收强度未产生影响; 最后取相同剂量的 2份 α-乳糖, 一份过筛至 75 μm, 另一份未过筛, 利用衰减全反射式太赫兹时域光谱系统获得吸收谱线, 在 0.53 THz,1.36 THz均有较强吸收峰; 减小样品颗粒度, 在 0.53 THz, 1.36 THz附近吸收强度增加。

直升机旋翼微动形成的微多普勒特征对于战场环境下直升机目标探测识别具有重要意义, 掌握直升机旋翼的微动特性是雷达目标辨识的前提。太赫兹雷达波长短, 多普勒效应显著, 迫切需要掌握太赫兹频段旋翼目标微动特性。首先对偶数叶片和奇数叶片的螺旋桨目标进行建模, 分别使用微波波段(3 GHz)与太赫兹波段(120 GHz,220 GHz)雷达对目标进行仿真分析, 并从目标的回波信号特征出发提取多普勒频移信息, 利用短时傅里叶变换进行时频分析, 对比分析目标与雷达参数对其多普勒效应的影响及调制关系。仿真结果表明: 在转速、视角以及直升机叶片长度均相同的情况下, 太赫兹频段下的微多普勒效应比微波频段显著增强, 多普勒曲线也更加清晰, 叶片细节更加丰富。应用太赫兹雷达提取微多普勒信息能够为直升机目标识别提供重要特征。

体系贡献率是电子信息装备体系效能评估的一项重要指标。以一个典型的电子信息装备体系为例, 研究电子装备体系的基本内涵, 分析电子装备体系的开放性、动态演化性等基本特性, 提出运用系统论的方法来研究电子信息装备体系贡献率评估的问题。基于系统论的综合集成方法, 以雷达装备为例研究了典型电子信息装备体系贡献率评估的综合集成法流程, 详细给出流程中的 3个重要步骤, 主要包括电子信息装备体系贡献率的内涵、本质特点、作用模式等的定性综合集成形成初步判断和认识, 体系贡献率定性与定量相结合评估指标选取与评估, 以及体系贡献率评估指标分析验证实现从定性到定量的综合集成方法论, 为电子装备试验体系贡献率试验与评估提供借鉴和参考。

针对互质阵列的虚拟阵列插值过程中协方差项的非均匀加权问题, 将互质阵列协方差矩阵重构转换为低秩矩阵填充与原子范数重构, 提出基于原子范数的互质阵列协方差矩阵重构算法。该算法先利用广义增广法得到非完备的互质阵列协方差矩阵, 并利用截断的均值奇异值门限填充法得到虚拟阵列的协方差矩阵初值, 然后对其进行原子范数最小化求解, 实现稳健的正定 Toeplitz协方差矩阵重构。该算法充分利用互质阵列协方差矩阵信息, 有效提高互质阵列 DOA估计算法的稳定性, 降低计算复杂度。

在全数字发信机系统中, 射频脉宽调制(RF-PWM)将基带调制信号的幅度与相位信息编码为输出脉冲的宽度和位置。由于数字信号处理器件的非理想特性, 其时钟信号的上升沿和下降沿存在抖动误差, 影响 RF-PWM的输出信号质量。基于 3种 RF-PWM实现方案, 本文通过公式推导确定了时钟抖动引入的非线性失真项, 并给出了时钟抖动影响下不同方案输出脉冲信号底噪的数学解析式。最后利用 Matlab软件, 对不同方案在时钟抖动条件下的基波、奇次谐波和底噪进行仿真验证, 结果证明理论推导正确; 同时对信号的矢量幅度误差(EVM)和邻信道功率比(ACPR)进行仿真, 分析出时钟抖动对信号带内外性能的影响。结果表明, 时钟抖动引入的非线性失真主要体现为底噪的抬高; 不同 RF-PWM实现方案时钟抖动的影响特性各有不同, 其中五电平方案对时钟抖动影响具有抑制效果, 且随时间分辨力的增大而增大。

提出了一种采用基片集成同轴线 (SICL)馈电的双馈点圆极化微带贴片天线。具体通过多馈点法实现圆极化, 并通过背腔加载提高增益, 增加带宽, 减小后瓣, 降低互耦, 提高天线性能。经过仿真验证, 该天线能够在 42.42~56.69 GHz之间实现 S11 <-10 dB(相对带宽为 28.8%@ 51 GHz), 在 45.26~48.08 GHz之间实现轴比小于 3 dB, 最大增益 8.9 dBi。

利用低温共烧陶瓷(LTCC)高集成化设计优势, 设计并实现了一款 Ku波段高增益 8通道 T/R组件。该组件通过双向放大器的合理运用, 有效提高了组件的收发增益, 同时利用液态金属材料的特性, 将硅铝壳体与铝合金散热齿进行有机结合, 大大提高了组件在连续波发射工作模式下的热量传导能力, 保证了组件小体积下工作的可靠性。最终设计实现的 Ku波段高增益 8通道 T/R组件, 体积仅 84 mm×48 mm×6 mm, 质量约 60 g, 发射功率增益大于 45 dB, 发射输出功率大于 1W, 接收增益大于 29 dB, 接收噪声系数小于 3.5 dB。该组件 8个通道收发性能一致性好, 性能稳定, 具有良好的工程实用价值。

针对多模态遥感影像显著性检测鲁棒性差和检测精确度不佳等问题, 提出一种基于多模态边缘感知引导的显著性检测方法, 该方法主要由多模态遥感影像显著检测主干网络、跨模态特征共享模块和边缘感知引导网络构成。通过在特征提取主干网络中加入跨模态特征共享模块, 使得不同模态间特征通过共享交互实现协同增强, 并且抑制具有缺陷的特征信息。基于边缘感知引导网络, 通过边缘图监督模块来检测边缘特征的有效性, 从而生成准确边界。在 3种显著目标检测遥感图像数据集上进行实验, 平均的 Fβ、平均绝对误差 (MAE)、 Sm分数分别为 0.917 6, 0.009 5和 0.919 9。实验结果表明, 提出的多模态边缘感知引导网络(MEGNet)适用于在多模态场景中进行显著性检测。

基于信息数据碎片化的多道隔离传输, 是在信息传输过程中保证其安全性的常用方法之一, 但其缺乏可证明安全性理论和测评方法。本文形式化地定义了一个多道碎片化传输系统, 包括数据的加密、碎片切分多道传输和重组功能。从多信道传输过程中数据泄露概率分析, 定义多道碎片化传输技术的可证明安全等级。建立一套多信道数据碎片化传输的安全等级评估方法, 从理论角度对于安全等级评估方法的有效性加以验证, 为多信道数据碎片化传输技术的实现提供理论指导, 同时为多信道数据碎片化传输系统的安全评测提供借鉴。该方法也适用于数据碎片化存储及传输相关领域的安全性分析。

微博文本数据高维度、同义、多义特征明显, 传统基于向量空间模型 (VSM)联合 K-均值的热点话题发现方法存在准确率低, 计算复杂, 聚类中心难以确定等问题。提出一种相关向量机 (RVM)优化 VSM的微博文本向量化方法, 首先利用 RVM的自适应特征选择能力对 VSM特征向量进行降维, 然后利用主成分分析 (PCA)方法确定 K-均值算法的初始聚类中心, 进而采用 K-均值算法得到聚类结果, 最后根据微博转发、评论和高影响力用户数量定义热度指数, 热度指数最大的话题即为当前热点话题。采用实际微博文本数据集开展实验, 结果表明所提方法相对于 2种传统方法的准确率分别提升 7.3%和 1.1%, 实时性分别提升 45%和 53%。

针对星载单光子激光有效回波信号混杂于噪声中难以区分的问题, 提出一种基于统计直方图两步法的星载单光子数据去噪方法。先后采用沿轨小窗口直方图粗去噪与距离平方统计直方图精去噪, 实现星载单光子回波数据中的噪声光子有效剔除。利用该方法对美国星载单光子激光雷达先进地形激光测高系统(ATLAS)的强与弱波束、白天和夜间、平地与山地 3种典型情况下的回波光子数据进行实验, 结合 ATLAS官方去噪结果, 基于混淆矩阵统计去噪精确度。实验结果表明, 强波束数据去噪精确度为 98.86%, 弱波束数据去噪精确度为 96.94%; 夜间数据去噪精确度为 99.02%, 白天数据去噪精度为 98.86%; 山地数据去噪精确度为 96.28%, 平地数据去噪精确度为 96.94%。说明本文方法适用于常见的以上 3种典型情况下的星载单光子数据去噪。