摘要：本文提出了一种基于体Dirac半金属(Bulk Dirac Semimetal,BDS)的动态超材料结构极化偏转器.与传统的极化偏转器不同,该偏转器可以通过改变费米能级来动态控制偏振转换率和不对称传输.模拟结果表明,当BDS的费米能级调整为90 meV时,偏转器的偏振转换率在1.085~1.872 THz频率范围内都保持在90%以上(带宽为0.787 THz),在1.159 THz处偏振转换率达到峰值98%.该偏振转换器的不对称传输参数在1.229~1.831 THz大带宽范围内大于60%.本文还研究了偏振旋转角、椭圆度角、表面电流和电场分布情况以阐明该器件的极化转换特性和物理机制;通过施加栅极电压控制BDS费米能级,实现了对该极化偏转器的偏振转换率以及不对称传输的动态调谐.该极化偏转器的可调谐不对称传输特性,为基于动态不对称传输所设计的多路复用器、太赫兹二极管等设备的制造提供了新的思路.

摘要：文章提出了一种面向毫米波应用的基于谐波调谐的单片集成(Monolithic Microwave Integrated Circuit,MMIC)功率放大器(Power Amplifier,PA).通过在晶体管输入和输出端对谐波终端进行控制,MMIC PA可以在高频实现高效率性能.本文提出的输出网络在匹配基频阻抗的同时,可以控制二次和三次谐波阻抗.此外,为了进一步提升功放效率,输入端的二次谐波阻抗也进行了调谐.在0.15μm碳化硅基氮化镓(Gallium Nitride on Silicon Carbide,GaNon-SiC)工艺上对所提出的功放架构和设计方法进行了仿真和测试验证.测试结果表明,PA在21.4~23 GHz的频带范围内,功率附加效率(Power Added Efficiency,PAE)大于39.2%,输出功率大于33 dBm.而PA工作频率为22.2 GHz时,测试的漏极效率最大达到63.7%,对应的PAE为50.2%,输出功率为34.1 dBm,仿真和测试结果基本吻合.整体电路尺寸只有1.87 mm^(2),因此单位面积的输出功率为1.31 W/mm^(2).和其他工作相比,本文提出的功放实现了较高的效率和功率密度.

摘要：设计并制备了一种基于激光诱导石墨烯(LIG)的太赫兹超材料滤波器。首先,研究了不同激光加工参数下生成LIG的电学特性,然后通过太赫兹时域光谱仪测得滤波器的透射性能。当结构单元周期为500μm时,滤波器在0.55 THz处的透射率为74.2%。通过改变滤波器的结构周期,中心频率可增至0.65 THz。该滤波器同时具有振幅偏振相关特性,随着入射太赫兹波偏振方向与x轴夹角θ的增加,其透射率逐渐降低。LIG法制备简单、成本低廉,有望用于制备各种太赫兹超材料器件,在太赫兹传感、探测和通信等领域有着一定的应用前景。

摘要：基于65 nm CMOS工艺设计了一款1/4速率56 Gbit/s PAM-4 SerDes接收机,该接收机集成了可变增益放大、连续时间线性均衡(CTLE)、判决反馈均衡(DFE)、自适应阈值电压跟踪和无参考时钟数据恢复(CDR)等电路。可变增益放大技术被用来对接收信号进行幅度调节;CTLE和2抽头DFE被用来进行信道畸变补偿;自适应阈值电压跟踪技术用来确定最优的PAM-4信号判决电平;无参考时钟CDR技术则在无外部参考时钟的前提下,被用来产生最佳判决时钟,同时基于边沿检测技术有效降低了PAM-4信号非对称电平转换引起的时钟抖动。后仿真结果表明,在1.2 V电源电压下,所设计的PAM-4接收机能够实现6.75~20.75 dB的可调增益范围和高达16 dB@14 GHz的信道高频衰减补偿,且在16.1 dB@14 GHz信道下,CDR提取出的7 GHz时钟抖动峰峰值为7.21 ps。工作于56 Gbit/s速率下,接收机功耗为227 mW,能效为4.05 pJ/bit。

摘要：提出了一种基于改进型径向基函数(Radial basis function,RBF)神经网络的高性能直接数字频率合成器,相比于传统的直接数字频率合成器避免了相位截断误差并降低了资源消耗。为了进一步提高RBF神经网络的训练效率及稳定性,提出一种改进型的RBF神经网络训练算法。该算法在粗调阶段,利用K-means++算法快速确定初始激活函数中心,使激活函数中心分布更加合理;在细调阶段则采用L-BFGS-B算法,对粗调阶段得到的最佳中心进行精细调整,进一步降低输出误差。通用FPGA平台的实验结果表明,基于改进型RBF神经网络的直接数字频率合成器当输出时钟频率为1.53 MHz时,无杂散动态范围为85.26 dB,相位噪声为-90.50 dBc/Hz@100 kHz,且无需占用额外ROM资源。

摘要：采用65 nm CMOS工艺设计了一款用于高速芯片互联的四电平脉冲幅度调制(PAM4) SerDes发射机。该发射机主要由最高有效位通道和最低有效位通道、时钟产生路径、前馈均衡模块、接口驱动电路等构成。采用一种无锁存的并串转换技术,以降低功耗;采用一种分数型前馈均衡技术,获得了超出奈奎斯特频率点的频率补偿峰值,从而扩展频率补偿范围,使输出信号能更好地适应信道。此外,采用带预充电结构的4∶1并串转换器,减小电荷共享效应对电路的影响。仿真结果表明,在1 V电源电压下,整体电路能实现56 Gbit/s PAM4输出信号,输出眼图清晰,且获得电平失配率为93.1%的高线性度,输出摆幅达到480 mV,功耗为75 mW。

摘要：基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺,设计了超高速高精度数模转换器(DAC),其时钟采样率为4 GS/s、精度为14 bit。为满足4 GHz处理速度,该DAC中所有电路均采用异质结晶体管(HBTs)搭建。为了降低功耗和节约面积,本设计采用10+4分段译码的方式,其中低10位电流舵使用R-2R梯形电阻网络,而高4位使用温度计码结构。仿真结果表明,所设计DAC的DNL、INL分别为0.54 LSB和0.39 LSB,全奈奎斯特频域内的无杂散动态范围均大于82 dBc。在3.3 V和5 V混合电源供电下,整个DAC的平均功耗为2.39 W。芯片总面积为11.22 mm^(2)。

摘要：可重构智能超表面(reconfigurable intelligent surface,RIS)技术由于其卓越的电磁调控能力,被认为是实现下一代无线通信的可行方案。然而,大多数现有的研究依赖于计算机对现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)进行有线数据传输来控制超表面,限制了其移动性和灵活性,因此无线系统的通信覆盖范围受到限制。对此本文搭建了一种机载RIS的无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)系统进行无线通信,解决了可编程数字编码超表面的无线控制问题。利用FPGA的无线传输模块发送编码序列切换PIN二极管的工作状态,改变超表面的反射系数,同时UAV携带RIS和FPGA作为可移动的空中基站飞行,使得RIS可以移动到任意地点,将通信信号反射给目标用户。为了验证该系统的可行性,在实验中以2.74%的误码率和12.83%的丢包率成功发送和接收了图片。研究结果表明,UAV辅助RIS技术在通信领域有着潜在的应用前景。

摘要：提出一种可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)辅助的毫米波无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)系统,构建了一种以多用户最小用户速率最大化为目标的资源分配优化方案。通过对RIS进行分模块设计,同时进行信息和能量的辅助传输,考虑基站的发射功率限制、所有能量接收设备最低能量需求限制和RIS不同模块的相移约束,建立联合发射波束设计、RIS模块分割比决策及相移设计的混合资源分配优化模型。通过交替优化算法、半正定松弛算法、高斯随机化算法以及黎曼流形优化算法来解决这一非凸的多变量耦合约束优化问题。仿真结果表明,与现有的资源分配方案相比,所提出的联合优化算法在信息传输和能量收集方面均可显著提高系统性能。

摘要：基于典型的室内走廊环境,对60GHz毫米波通信信道参数及其相关特性进行了研究.在视距和非视距条件下,分析了信道参数包括多径个数、均方根时延扩展、莱斯因子、阴影衰落的特点及其分布模型,研究了信道参数之间的相关特性.结果表明:在视距条件下各参数之间普遍具有较强的相关性,而在非视距条件下只有均方根时延扩展和多径个数之间的相关性较强.利用信道参数的相关特性可从一个参数来预测另一参数,为60GHz无线通信系统的设计提供有用信息.