• 2011年第30卷第5期文章目次
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    • >太赫兹与毫米波技术
    • 基于新颖宽带肖特基二极管模型的毫米波平衡式混频器设计

      2011, 30(5):385-389.

      摘要 (3390) HTML (136) PDF 2.21 M (2882) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了一个用于混频器设计的肖特基二极管模型.根据二极管的物理结构,建立了三维电磁模型,并采用有限元法分析该模型.根据二极管中分布的寄生效应,建立了直到110 GHz的宽带等效电路.基于该等效电路,设计并优化了一个Ka频段的平衡式混频器.在32~37 GHz频率范围内,测试的变频损耗为7.5~10 dB.测试结果与仿真结果吻合地较好

    • >红外及光电技术与应用
    • 基于分形复合左右手传输线的小型化微带双工器设计

      2011, 30(5):390-396.

      摘要 (2207) HTML (172) PDF 1.16 M (2982) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于分形几何与复合左右手传输线的混合技术方法,提出了一种新型小型化微带双工器并对其进行了研究。该双工器将工作于一对不同频率的两个三端口网络进行合成,由构成其左手部分的集总元件和右手部分的Sierpinski分形微带线组成。双工器的小型化得益于Sierpinski分形曲线的空间填充特性。而双工器的双频特性是由于复合左右手传输线具有双曲色散关系。为验证所提方法的有效性,成功设计了基于不同Sierpinski迭代次数的双工器。为证实仿真结果,加工测试了基于Sierpinski二次迭代分形的复合左右手双工器。仿真结果与测试结构吻合的很好。与未采用分形结构的传统复合左右手双工器相比,所制作的双工器工作于GSM两个频段(0.9和1.8 GHz)并获得了良好的通带性能和小型化比例,最大小型化比例达76.3%。

    • >图像处理及软件仿真
    • 基于证据距离与不确定度的证据组合方法

      2011, 30(5):396-400.

      摘要 (2293) HTML (113) PDF 963.92 K (2795) 评论 (0) 收藏

      摘要:Dempster-Shafer证据理论是信息融合领域中的一种重要的理论与方法.然而在实际应用中,Dempster证据组合规则无法有效处理高冲突证据组合问题,往往引发反直观结果.针对这一问题,提出一种新的加权证据组合方法.该方法同时利用证据距离和证据不确定度来生成权重进而修正待征组合证据,并取得合理的组合结果.实验结果表明所提方法具有更快的收敛速度,能有效应对高冲突证据组合问题.

    • >太赫兹与毫米波技术
    • Hg1-xCdxTe 晶体生长及太赫兹性能研究

      2011, 30(5):401-406.

      摘要 (2031) HTML (117) PDF 1.27 M (4223) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用移动加热区方法(THM)生长了不同Cd组分的Hg1-xCdxTe晶体,通过傅立叶光谱仪和太赫兹时域光谱系统,研究了不同Cd组分Hg1-xCdxTe晶体在红外波段和太赫兹波段的透射光谱.当Cd组分小于0.279时,Hg1-xCdxTe材料在0.2~1.5 THz波段透过率接近0.在0.9 THz附近观察到Hg1-xCdxTe晶体的TA声子振动模式.利用德鲁德(Drude)模型对实验值进行拟合,得出组分x=0.388和0.326的Hg1-xCdxTe晶体的载流子浓度,与测得的实验值较为吻合.

    • >红外材料与器件
    • InAs/GaSb超晶格中波焦平面材料的分子束外延技术

      2011, 30(5):406-408.

      摘要 (2714) HTML (168) PDF 1.05 M (6517) 评论 (0) 收藏

      摘要:报道了InAs/GaSb超晶格中波材料的分子束外延生长技术研究.通过改变GaSb衬底上分子束外延InAs/GaSb超晶格材料的衬底温度,以及界面的优化等,改善超晶格材料的表面形貌和晶格失配,获得了晶格失配Δa/a=1.5?10-4,原子级平整表面的InAs/GaSb超晶格材料,材料77 K截止波长为4.87 μm.

    • 近红外256*1元InGaAs焦平面探测器无效像元研究

      2011, 30(5):409-411.

      摘要 (2567) HTML (161) PDF 1.63 M (4326) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用分子束外延方法生长的PIN型InP/InGaAs/InP双异质结材料制备了正照射256*1元近红外探测器,并与128*1奇偶两路读出电路互连,制备了近红外256*1元焦平面探测器.针对近红外InGaAs焦平面探测器中的无效像元问题,通过光学显微镜、扫描电镜和电学测试将无效像元进行分类,并分析了无效像元产生的原因.研究结果表明光敏芯片较低的零偏电阻、键压过程引入的损伤和虚焊以及钝化膜侧面覆盖较薄导致了无效像元的产生,通过光敏芯片设计结构改进和钝化膜工艺优化,消除了近红外256*1元InGaAs焦平面探测器的无效像元.

    • Si基HgCdTe变面积光伏探测器的变温特性研究

      2011, 30(5):412-414.

      摘要 (5104) HTML (160) PDF 704.75 K (8174) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过变面积Si基HgCdTe器件变温I-V测试和暗电流特性拟合分析,研究了不同偏压下n-on-p 型Si基HgCdTe光伏器件的暗电流成分与Si基HgCdTe材料少子扩散长度和少子寿命随温度的变化规律.在液氮温度下,随着反向偏压的增大器件的表面漏电流在暗电流中所占比重逐渐增加.在零偏压下,当温度低于200 K时材料的少子扩散长度随温度的升高而变大,而高于200 K时材料的少子扩散长度随温度的降低逐渐减小.将汞空位掺杂的p型Si基HgCdTe材料少子寿命的变温曲线与常规衬底材料的少子寿命变温曲线进行比较,发现Si基HgCdTe材料少子寿命接近常规衬底外延薄膜材料水平.

    • >红外及光电技术与应用
    • 长波量子阱红外光电探测器金属光栅耦合的研究——基于金属表面等离子效应

      2011, 30(5):415-418.

      摘要 (2574) HTML (136) PDF 865.92 K (4935) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用时域有限差分法研究了二维金属光栅量子阱红外探测器的电磁场分布,研究表明充分利用金属表面等离子效应可显著提高量子阱红外探测器光耦合效率.研究还表明,对于8 μm长波量子阱红外探测器,金属光栅结构选取圆孔直径与光栅周期比为0.8~0.9是最有益的,此时可获得最大的光耦合效率.

    • >太赫兹与毫米波技术
    • 被动毫米波焦面阵成像技术研究

      2011, 30(5):419-424.

      摘要 (3522) HTML (195) PDF 1.64 M (8623) 评论 (0) 收藏

      摘要:以安全检查为背景,研究了近距离被动毫米波焦面阵成像的关键技术.其中包括采用基模高斯波束法结合几何光学法分析系统准光路;设计多波束宽角扫描透镜天线;提出一种新型结构的介质棒天线,该天线易于排成紧密阵列且能够为透镜提供良好的照射;研制工作于Ka频段的高灵敏度、小型化直接检波式辐射计等.给出了20通道被动毫米波焦面阵成像系统的实验结果,表明该系统可用于室内近距离探测人体隐匿物品.

    • 毫米波矢量调制器及其在有源相控阵天线中的应用

      2011, 30(5):425-428.

      摘要 (2361) HTML (142) PDF 1.90 M (5816) 评论 (0) 收藏

      摘要:矢量调制器芯片作为一种可以同时对载波进行相位和幅度调制的新型电路,能够替代传统的数字移相器和数字衰减器用在有源相控阵系统中.先设计了一款工作在Ka波段毫米波单片矢量调制器,在片测试结果显示可以实现-12~-40 dB的幅度调制与360?的相位调制.然后设计了一个Ka波段1?8阵有源相控阵天线,改变矢量调制器的控制电压,成功实现了波束扫描功能,验证了基于矢量调制技术的有源相控阵的可行性.

    • >红外及光电技术与应用
    • 94GHzTE6,2模内置准光模式变换器

      2011, 30(5):429-432.

      摘要 (2137) HTML (169) PDF 1.45 M (4366) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了可应用于94 GHz回旋管内部的TE6,2准光模式变换器.根据几何光学和矢量绕射理论编制了模拟其电磁行为的分析和优化程序.根据几何光学原理,设计了该模式变换器的初步结构参数,然后利用该优化程序获得了最优化的相关参数.优化结果表明,在94 GHz,该准光变换器功率转换效率约为85%,转换所得波束高斯含量高于70%.

    • >遥感技术与应用
    • FY-4大气垂直探测仪扫描镜的太阳入侵研究

      2011, 30(5):433-438.

      摘要 (2314) HTML (159) PDF 1.81 M (2855) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对FY-4三轴稳定静止卫星上遥感器的夜间太阳入侵问题,建立了星上遥感器的太阳辐照模型,由此计算了星上任意面元的太阳入射角系数和太阳辐射.针对其上的大气垂直探测仪结合遮光罩实际设计参数,分析了扫描镜的每日太阳入射角系数、太阳辐射、太阳入侵的时刻、入侵持续时间以及接受的太阳辐照的年变化曲线,并与GOES-8(地球静止轨道环境卫星8号)实测数据作比较,验证了计算的合理性和正确性.

    • >图像处理及软件仿真
    • 非线性各向异性散射介质红外传输特性的PN方法

      2011, 30(5):439-444.

      摘要 (2389) HTML (161) PDF 982.42 K (4178) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对含粒子参与性介质内红外辐射传输与光谱特性开展了数值方法研究.推导了辐射传输方程的球谐函数(PN -Approximation)分解形式,建立了求解非线性各向异性散射介质内红外传输的任意阶PN方法.基于辐射—导热耦合换热模型,通过已有理论解验证了高阶PN方法的计算精度.经验证,对于非线性各向异性散射问题,文章建立的任意阶PN方法的计算精度非常高,对高阶散射相函数处理地十分简便,该方法对含气溶胶大气的红外传输问题计算非常适合.最后计算了2~5 μm含气溶胶大气红外辐射传输特性,研究了各向异性散射对大气红外传输特性的影响.研究结果表明: 非线性各向异性散射对于大气红外光谱辐射强度起到了削弱作用;同时对于强吸收谱带,散射也会削弱方向辐射强度.

    • 基于多尺度特征提取的Kalman滤波跟踪

      2011, 30(5):446-450.

      摘要 (2627) HTML (133) PDF 1.04 M (6184) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对波动性较大目标跟踪,传统Kalman滤波算法鲁棒性和实时性不足,提出一种基于多尺度特征提取的Kalman跟踪算法.前帧目标区域特征点匹配出后续帧目标区域特征点,并以后者特征点为中心,建立搜索区域,避免了遍历整幅后续帧图像,快速地为Kalman滤波方程状态后验值提供了稳定的观测信号和观测残差.实验证明,这种作为约束条件引入传统的Kalman滤波方程的多尺度特征提取技术,克服了传统Kalman滤波时间较长,易发散的缺陷,从而使其有着良好的收敛性.

    • >遥感技术与应用
    • 基于TM影像光谱指数的棉花病害严重度估测

      2011, 30(5):451-456.

      摘要 (2350) HTML (137) PDF 534.76 K (4837) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过获取多时相试验区TM影像和大田同步调查棉花黄萎病,将TM影像光谱指数与病害严重度进行相关分析,建立棉花病害严重度估测模型.结果表明: 随着病害严重度的增加,TM影像光谱指数B2,B4,SATVI,OSAVI,MSAVI,TSAVI,SVNSWI,SNSWIa,SNSWIb,SVNI,DNSIa,DNSIb,NDSWIa,NDSWIb,RNSWIa,RNSWIb,DVNI,EVI,TVI,SAVI,DVI,NDVI,RVI 和PVI逐渐减小,B1,B3, B7和RI逐渐增加,NDGI呈现先增后降的趋势,而B5呈现先降后增的趋势.病害严重度与TM影像光谱指数B1,B3和RI均呈极显著正相关,与B4,OSAVI,MSAVI, TSAVI,SVNSWI,SNSWIa,SNSWIb,SVNI,DNSIa,DNSIb,NDSWIa,NDSWIb,RNSWIa,RNSWIb,DVNI,EVI,TVI,NDGI,SAVI,DVI,NDVI,RVI 和PVI均呈极显著负相关,与SATVI呈显著负相关,与B2,B5和B7均未达显著相关.建立的8个TM影像光谱指数估算棉花黄萎病模型均通过显著性检验,且以DVI和DNSIb为自变量的线性模型精度最高,表明利用多时相TM卫星影像光谱指数进行棉田病害定量诊断是可行的.

    • >红外光谱与光谱分析
    • BiPLS结合模拟退火算法的近红外光谱特征波长选择研究

      2011, 30(5):458-462.

      摘要 (2292) HTML (140) PDF 698.58 K (5829) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了简化近红外光谱模型,提高对草莓可溶性固形物含量的预测精度,将反向偏最小二乘法(BiPLS)与模拟退火算法(Simulated annealing algorithm,SAA)相结合优选特征波长,建立了多元线性回归可溶性固形物光谱模型.原始光谱经过预处理后,用反向偏最小二乘法优选出4个特征子区间(分别为第8、13、16、17);对所选的特征子区间,进一步用模拟退火算法选择可溶性固形物的特征波长.在SAA选择出的 7565 cm-1、7706 cm-1、8289 cm-1、8489 cm-1、8499 cm-1、8724 cm-1、8807 cm-1 7个特征波数点的基础上建立了预测模型.模型的预测均方根误差为0.428,优于偏最小二乘法、向后区间偏最小二乘法建模结果.研究结果表明: 反向偏最小二乘法结合模拟退火算法可以有效选择近红外光谱特征波长.

    • >红外材料与器件
    • 含各向异性特异材料三明治结构的Goos-Hanchen位移研究

      2011, 30(5):463-467.

      摘要 (2133) HTML (131) PDF 2.03 M (2230) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用稳态相位法研究了正折射率材料/各向异性特异材料/金属三明治结构反射波的Goos-Hanchen(GH)位移.分别给出了在第一界面处发生全反射和部分反射情况下GH位移的解析表达式,并分析了含有4种不同类型特异材料三明治结构反射波产生GH位移的条件及GH位移的正负情况.通过数值计算系统研究了各向异性特异材料的光轴与界面的夹角α、入射角φ以及特异材料厚度d对GH位移的影响,计算结果与理论分析有很好的吻合.通过对特异材料结构中GH位移的研究,将有利于特异材料在微波或光学系统中的应用.

    • >太赫兹与毫米波技术
    • 基于超材料等效介质理论的带通频率选择表面设计及验证

      2011, 30(5):469-474.

      摘要 (2495) HTML (131) PDF 1.09 M (8760) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种构建超材料带通频率选择表面的新方法,该方法通过调节单元结构的等效介电常数实现.金属丝阵列在等离子频率以下等效介电常数为负,产生传输禁带,在金属丝阵列中加入介电常数符合Lorentz模型的短金属线结构,可得到一维带通频率选择表面,理论分析和仿真计算充分验证了这种方法的可行性.基于这种方法,将一维超材料频率选择表面单元拓展设计为二维对称结构,实现了一种宽入射角、极化无关的频率选择表面,最后加工了两个样品对基于等效介质理论的频率选择表面设计方法进行了实验验证.这种设计方法不必考虑常规频率选择表面所涉及的复杂计算和多参数优化等问题,拓展了频率选择表面的设计思路,对于THz频段频率选择表面的设计,及多通带、可调、小型化频率选择表面都具有借鉴意义.

    • >红外及光电技术与应用
    • 用于无线互连的片上天线金属干扰分析与设计规则

      2011, 30(5):475-480.

      摘要 (2084) HTML (125) PDF 756.11 K (4991) 评论 (0) 收藏

      摘要:定性分析了金属互连线、电源网格、散热与封装以及金属Dummy Fills对2 mm长、30 μm宽的片上偶极天线对工作特性的影响.通过在硅衬底和散热金属之间引入0.35 mm厚的金刚石介质材料使天线的传输增益在20 GHz时提高了9 dB.为研究这些金属结构和布局对集成偶极天线对的传输增益、相位、阻抗及辐射特性带来的干扰,使用三维电磁场软件HFSS进行了全面模拟,根据实验结果与分析借助数值拟合的方法得出了天线对增益大小及相位在金属干扰环境下的若干线性经验公式,总结了一套面向无线互连的片上天线设计规则.

主编:褚君浩

国际标准刊号:ISSN 1001-9014

国内统一刊号:CN 31-1577

国内邮发代号:4-335

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