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光学精密工程 2024年第13期32卷 2004-2016页

作者：薛春安余俊盛鹏峰王豪杰王占山王东方同济大学精密光学工程技术研究所上海200331 同济大学机械工程学院上海200331 同济大学先进微结构材料教育部重点实验室上海200331 中国科学院上海技术物理研究所光电制造工程中心上海200083

Wolter型X射线显微镜具有高分辨率和集光区域,在先进光源和高能激光器中有重要的应用价值。基于镍电镀成形的复制法是制备Wolter型X射线显微镜的有效方法之一,其中,芯轴的表面精度和质量会直接影响X射线成像的性能。高精度检测技术是芯... 详细信息

Wolter型X射线显微镜具有高分辨率和集光区域,在先进光源和高能激光器中有重要的应用价值。基于镍电镀成形的复制法是制备Wolter型X射线显微镜的有效方法之一,其中,芯轴的表面精度和质量会直接影响X射线成像的性能。高精度检测技术是芯轴制备的基础,而传统检测装置难以测量具有圆周回旋对称特征的Wolter型表面轮廓。为了解决Wolter型芯轴检测难和测量精度低的问题,搭建了基于光谱共焦探针的离线检测装置实现芯轴表面中低频轮廓的高精度测量,分析了该装置的各类系统误差和随机误差,并采用双探针与标准镜来校准测试过程,将测试中的温湿度漂移和随机误差的PV值降低至23 nm。最后,开展了该检测装置和CGH干涉检测法的检测对比实验。通过Wolter芯轴表面测试结果比较,两种测试方法的偏差PV值约为60 nm,证明了该检测装置的合理性和检测方法的准确性。

关键词：光学测量 Wolter-Ⅰ型X射线显微镜芯轴离线检测方法光谱共焦探针误差分析

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带内低RCS的高增益宽带Fabry-Perot谐振腔天线

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微波学报 2023年第S01期39卷 26-29页

作者：江扬杰汪敏桂迪王泽琦吴文近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室电子工程与光电技术学院南京理工大学南京210094

本文提出一种具有带内低RCS的高增益宽带Fabry-Perot(F-P)谐振腔天线。利用类球形地的开放谐振腔,在谐振基础上激发高次模谐振来扩展F-P天线的宽带。利用尺寸可灵活独立调节的多层PRS单元,针对主极化辐射对天线高次模下辐射的表面电场... 详细信息

本文提出一种具有带内低RCS的高增益宽带Fabry-Perot(F-P)谐振腔天线。利用类球形地的开放谐振腔,在谐振基础上激发高次模谐振来扩展F-P天线的宽带。利用尺寸可灵活独立调节的多层PRS单元,针对主极化辐射对天线高次模下辐射的表面电场相位进行调整,以降低方向图旁瓣电平;针对交叉极化散射,能实现约180°的反射相差,然后通过棋盘式布阵来实现带内交叉极化的单站RCS缩减。最终,设计并仿真了整体天线,得到3dB实际增益带宽为33.66-38.69GHz(13.9%),最大增益为24dBi,在33.66-37GHz(9.4%)内的旁瓣电平低于-8dB。在33.6-39.2GHz带宽内,主极化入射时天线具有较低的单站RCS;而对于交叉极化入射,天线单站RCS相较于地板降低了8dB以上。

关键词： Fabry-Perot谐振腔天线开放谐振腔多层PRS 高增益宽带 RCS

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双极化全金属Vivaldi三角栅格阵列设计

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微波学报 2023年第S01期39卷 84-87页

作者：王泽琦汪敏江扬杰桂迪吴文近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室电子工程与光电技术学院南京理工大学南京210094

本文设计了一个超宽带宽角扫描双极化三角栅格阵列天线,天线采用全金属Vivaldi结构。相较于相同最佳采样的矩形栅格阵列天线而言,采用三角栅格布阵,可以大大减少天线单元数量,降低天线成本。但由于三角形栅格布阵的不对称性,两个极化不... 详细信息

本文设计了一个超宽带宽角扫描双极化三角栅格阵列天线,天线采用全金属Vivaldi结构。相较于相同最佳采样的矩形栅格阵列天线而言,采用三角栅格布阵,可以大大减少天线单元数量,降低天线成本。但由于三角形栅格布阵的不对称性,两个极化不完全正交,导致在E面和H面有相比于矩形栅格阵列更高的交叉极化。对基于此结构的无限大阵列进行仿真,该相控阵天线工作带宽9:1(2~18GHz),端口隔离度大于20db,在有源VSWR小于3的情况下,D面、H面扫描角达到±45°,E面扫描达到±30°。

关键词：双极化相控阵三角栅格超宽带全金属Vivaldi

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基于介质集成悬置线的W波段功分器设计

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微波学报 2023年第S01期39卷 186-189页

作者：王映杰周春霞近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室电子工程与光电技术学院南京理工大学南京210094

介质集成悬置线(SISL)具有低损耗、高品质因数的特点,在毫米波电路设计中具有广阔的应用前景。基于上述特点,本文提出了一种采用SISL结构的W波段功分器,主要由十字型谐振器和输入输出耦合线构成。通过对十字型谐振器进行奇偶模分析,得... 详细信息

介质集成悬置线(SISL)具有低损耗、高品质因数的特点,在毫米波电路设计中具有广阔的应用前景。基于上述特点,本文提出了一种采用SISL结构的W波段功分器,主要由十字型谐振器和输入输出耦合线构成。通过对十字型谐振器进行奇偶模分析,得到了谐振频率与谐振器臂长的关系,功分器工作带宽可以通过调整谐振器臂长来设计。论文提出了端口加载高阻抗线结构,用以提高端口与谐振器之间的耦合,便于实际加工。最后给出了功分器的结构参数,并对其进行仿真优化,仿真结果显示,在77-87GHz频段内回波损耗均小于-10dB,插入损耗小于0.5dB,S_(21)与S_(31)完全重合。

关键词：介质集成悬置线功分器十字型谐振器

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基于矢量图的神经网络设计超材料宽带吸波器

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微波学报 2023年第S01期39卷 362-365页

作者：吕婧妍高家乐袁家杰余闻多顾文华近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室电子工程与光电技术学院南京理工大学南京210094

在本文中,我们采用一种基于矢量图存储模式提取特征参数的方法,结合深度神经网络设计了三明治结构的超材料宽带吸波器。通过神经网络对吸波器结构进行设计与优化,设计的宽频吸波器在17.6GHz~37.8GHz的宽频带范围内具有90%以上的吸收率,... 详细信息

在本文中,我们采用一种基于矢量图存储模式提取特征参数的方法,结合深度神经网络设计了三明治结构的超材料宽带吸波器。通过神经网络对吸波器结构进行设计与优化,设计的宽频吸波器在17.6GHz~37.8GHz的宽频带范围内具有90%以上的吸收率,吸波率峰值达到0.998;低吸收吸波器在10~35GHz的频带范围内具有15%以下的吸收率,吸波率最低达到0.08;设计的多频点吸波器在12.5GHz、22.5GHz与32.5GHz吸收率均大于0.9。证明了本文提出的矢量图的思想与神经网络网络结构的可行性。

关键词：矢量图神经网络吸波器

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基于最大功率传输效率法的聚焦天线设计

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微波学报 2023年第S01期39卷 60-63页

作者：施秉权肖如奇杨国吴文近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室电子工程与光电技术学院南京理工大学南京210094

采用传统方法设计天线时,往往存在能量转换效率较低、能量浪费严重的问题,但大部分优化方法又都有操作过于复杂的缺陷。本文提出了一种采用最大功率传输效率(MMPTE)方法设计的毫米波微带天线阵列。该天线由4×4个矩形贴片辐射单元... 详细信息

采用传统方法设计天线时,往往存在能量转换效率较低、能量浪费严重的问题,但大部分优化方法又都有操作过于复杂的缺陷。本文提出了一种采用最大功率传输效率(MMPTE)方法设计的毫米波微带天线阵列。该天线由4×4个矩形贴片辐射单元和微带线馈电网络组成,并通过MMPTE来优化天线馈电网络的相位和幅度。本文所设计的天线阵列具有结构简易、辐射效率高、成本低廉、体积较小、性能良好等优点,可根据需求应用于不同的Ka波段毫米波天线系统。

关键词：最大功率传输效率法微带天线阵聚焦天线

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双频低剖面Fabry-Perot天线的研究与设计

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微波学报 2023年第S01期39卷 88-91页

作者：李航宗志园吴文近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室电子工程与光电技术学院南京理工大学南京210094

本文提出了一种基于超表面(MTS)的Fabry-Perot天线,实现了双频高增益情况下的低剖面特性。研究Fabry-Perot天线的谐振器模型,通过射线追踪法获得FP天线谐振时的相位条件。所研究的天线由两部分组成,双频微带天线作为馈源,提供2.4GHz和5.... 详细信息

本文提出了一种基于超表面(MTS)的Fabry-Perot天线,实现了双频高增益情况下的低剖面特性。研究Fabry-Perot天线的谐振器模型,通过射线追踪法获得FP天线谐振时的相位条件。所研究的天线由两部分组成,双频微带天线作为馈源,提供2.4GHz和5.4GHz的辐射。MTS作为部分反射表面(PRS)调节反射幅度和相位,当PRS满足对应的谐振条件时,可以在2.4GHz提供11.8dB的峰值增益和0.068λ的剖面高度,在5.4GHz提供14dB的峰值增益和0.153λ的剖面高度。

关键词：超表面(MTS) Fabry-Perot天线双频低剖面

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毫米波MIMO通信感知一体化联合波束成形设计

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微波学报 2023年第S01期39卷 1-4页

作者：任红张若愚陈光毅王翔吴文近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室电子工程与光电技术学院南京理工大学南京210094

考虑一个毫米波多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)通信感知一体化系统,同时进行多目标感知与多用户通信。首先,基于毫米波MIMO几何信道模型,在满足总功率和多用户信干噪比的约束下,最小化MIMO感知发射波束图匹配误差... 详细信息

考虑一个毫米波多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)通信感知一体化系统,同时进行多目标感知与多用户通信。首先,基于毫米波MIMO几何信道模型,在满足总功率和多用户信干噪比的约束下,最小化MIMO感知发射波束图匹配误差和互相关图。然后,针对建立的联合波束成形设计问题,采用半正定松弛算法进行求解,得到通信感知一体化波束成形矩阵。最后,仿真结果验证了联合波束成形设计的有效性。

关键词：毫米波MIMO 通信感知一体化联合波束成形半正定松弛

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微纳光机械传感器研究进展

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中国科学：物理学、力学、天文学 2023年第11期53卷 55-75页

作者：孙浩哲洪孝荣纪昌银李家方北京理工大学物理学院教育部先进光电量子结构设计与测量重点实验室北京100081 北京理工大学物理学院北京市纳米光子学与超精密光电系统重点实验室北京100081

利用机械运动与光学响应间的相互耦合和共振增强实现的微纳光机械传感器具有小型化、灵敏度高、检测阈值低等优势,其检测范围可从毫米尺度的物理机械运动到纳米尺度下的分子振动,为精确传感的实际应用提供了新颖的策略.微纳光机械传感... 详细信息

利用机械运动与光学响应间的相互耦合和共振增强实现的微纳光机械传感器具有小型化、灵敏度高、检测阈值低等优势,其检测范围可从毫米尺度的物理机械运动到纳米尺度下的分子振动,为精确传感的实际应用提供了新颖的策略.微纳光机械传感器可实现多个物理参量的精确传感,如力、位移、质量、声、化学以及热传感参量等.本文介绍了近年来光机械传感器领域的部分重要研究进展,总结了微纳光机械传感器的三个主要发展方向,即无源光机械传感器、电子-光子机械传感平台和中红外分子振动传感,介绍了微纳光机械传感器的配置、应用和集成.最后,对微纳光机械传感器的研究进行了总结和展望.

关键词：光机械传感器精密传感微纳机械系统光学耦合共振

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基于感性传输线的可调有源滤波器

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微波学报 2023年第S01期39卷 178-181页

作者：欧阳方舟周春霞南京理工大学、电子工程与光电技术学院、近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室南京210094

论文采用电容加载传输线结构实现了一个可调谐的有源带通滤波器。该滤波器主要由感性微带线与三极管极间电容产生并联谐振提供频率选择性。通过在微带线后加载一个可变电容改变该感性微带线的等效输入阻抗,从而改变谐振频率,同时产生一... 详细信息

论文采用电容加载传输线结构实现了一个可调谐的有源带通滤波器。该滤波器主要由感性微带线与三极管极间电容产生并联谐振提供频率选择性。通过在微带线后加载一个可变电容改变该感性微带线的等效输入阻抗,从而改变谐振频率,同时产生一个传输零点,以提高阻带抑制性,可变电容同样可以改变传输零点的频率。输出匹配采用多节传输线达成宽带匹配以确保调谐过程中输出端始终保持良好的回波损耗。该有源滤波器的中心频率在1.5GHz~2.5GHz频段范围内可调,中心频率处增益大于5dB,回波大于10dB。

关键词：可调滤波器电容加载传输线变容二极管

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