摘要：近年来,电磁频谱空间已逐步发展成为大国博弈的必争领域,成为国家的战略稀缺资源。在民用电磁频谱领域,电磁频谱拥挤、应用业务激增,在宽带频谱监测、频谱安全、频谱大数据及智能化应用方面面临着巨大挑战;军用电磁频谱博弈对抗愈加激烈,电磁频谱感知、监测及影响效应评估面临感知手段有限、频谱管控和协同应用能力不足等难题。该文首先回顾了典型电磁频谱应用现状、面临的挑战及国外发展趋势。然后,分析了国内电磁频谱空间总体设计和规划管理、典型工程实践和关键技术突破情况。最后,给出了我国电磁频谱空间应用的发展思路。

摘要：随着5G先进通信技术和雷达探测技术的快速发展,电磁污染问题和特种装备的隐身突防问题日益突出。铁磁性吸波材料凭借高饱和磁化强度和优异的电磁波衰减能力已发展为应用较为广泛的隐身材料,然而,由于应用环境的多元化,铁磁性吸波材料的腐蚀问题严重制约其实际应用。本文采用多步液相反应,成功制备出具备优异吸波-防腐双功能的多级结构羰基铁基复合材料。该材料最低反射损耗高达-48.3 dB,有效吸收带宽达7.0 GHz。同时,其抗腐蚀性能也得到大幅改善,自腐蚀电压Ecorr显著右移至-0.22 V,自腐蚀电流密度Icorr下降至1.21×10^(-7)A/cm^(2)。为新型高性能铁磁性吸波材料的设计和工程应用提供了有力支撑,对于解决电磁污染和装备隐身问题具有重要意义。

摘要：为了解决超电大尺寸海面舰船场景中电磁散射计算的瓶颈问题,研究基于多图像处理单元(Multi-GPU)并行加速技术的弹跳射线法(SBR)。借助统一设备计算架构(CUDA)提供的多线程服务(MPS),构建Multi-GPU并行加速框架,研究基于区域射线束划分GPU计算任务和实现方式;研究基于矩阵网格的任务分割技术,最大限度提高GPU全局内存利用率;针对不同运算单元间的差异所带来的计算不同步问题,设计基于动态负载均衡算法的调度系统,进而提高计算资源利用率。仿真结果表明,在双GPU硬件平台上,该方案与现有并行技术算法相比,在确保结果准确性的情况下加速比接近甚至超过200%。因此,该技术方案能够有效解决超电大海面舰船电磁散射问题。

摘要：为解决航天测控业务日益增加与航天测控链路频谱资源紧缺之间的矛盾,提出、设计并实验验证了一种同时同频全双工测控链路的实现架构,采用空域、射频域和数字域联合的多域自干扰抵消机制,在保证测距精度的前提下,达到提升频谱效率的目的。空域自干扰抵消模块设计了共口面馈源高隔离度一体化抛物面天线,收发阵元间采用结构化扼流措施,降低了收发阵元间的耦合效应,提高了天线系统的隔离度。射频域自干扰抵消模块采用多抽头自干扰抵消方法,建立了多抽头重建射频信号模型,以残余干扰功率最小化为目标,给出了多抽头系数的最小范数解。数字域自干扰抵消模块采用重建自干扰抵消方式,建立了数字域非线性自干扰信号模型,提出了最小二乘估计非线性系数的方法。通过计算仿真和外场实验验证了全双工测控链路多域自干扰抵消架构的可行性和有效性,在确保测距精度条件下自干扰总抑制度达到156.5 dB。

摘要：针对船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)的自组织网络路由算法设计问题,提出了一种基于优化的贪婪边界无状态路由(Greedy Perimeter Stateless Routing,GPSR)的技术方案。该方案利用AIS时分多址接入协议,为消息报文提供信道接入方法。首先,设计了位置报文的自适应转发策略,使船舶节点根据网络环境自主决策位置报文的转发行为;其次,通过缩小GPSR贪婪转发的选择范围,减少了因节点运动导致的边缘路由失败情况。仿真结果表明,所提方案实现了AIS船舶节点的有效组网。与现有转发策略相比,自适应转发策略降低92.7%的位置报文转发量,并降低了79.6%的时隙冲突率,可有效提高网络资源的利用率。

摘要：以多核数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)作为计算节点的多核DSP集群系统成为一大发展趋势。当前阶段,由于多核DSP内核硬件资源利用不充分与访存带宽限制,峰值性能与实际性能间存在鸿沟。基于C66x内核丰富的指令集架构以及运算指令编排原则,结合编译器提供的汇编信息,设计并优化了QR分解算法,在充分挖掘DSP单核性能极致的同时减少了矩阵分解的计算时间。根据掌握的优化技术,设计并实现基于多核DSP集群系统的大规模并行QR分解模型,并在分布式计算框架上完成了分解任务。分析结果表明,优化后的QR分解计算效率以及C66x单核硬件资源使用率均提升了二十余倍,随着待分解矩阵规模的成倍增加,多核DSP集群相比于单核的计算性能提升也愈加明显。

摘要：基于硅基CMOS工艺,设计并制备了一维光声晶体微腔器件,在极低温(28 mK)条件下对该微腔的光学模式(光纤通信波段)和声学模式(~5.344 GHz)进行了表征,利用脉冲光驱动和单光子探测方法实现了声学模式的声子计数。其中的关键技术是利用脉冲光驱动微腔散射光子且产生(或减少)声子,这种脉冲光驱动方法可以减少光的加热效应以保持低声子占据率;再通过级联窄带宽光纤法布里-珀罗滤波器对泵浦光子进行选择滤波,之后测量得到的散射光子可以精确地计算声学模式中的声子数。实验得到的平均声子数为0.14±0.03,进入了少声子区间,为声学量子态在量子计算、量子精密测量、量子换能器等领域的应用奠定了基础。

摘要：艺术图案设计中一个非常重要的原则是生成分形、漂亮的图案。基于原有的元胞自动机图案生成方法,考虑到图案生成的模糊性和随机性,提出了改进方法。采用分形矩阵迭代和云模型元胞自动机演化相结合的方式,通过设置迭代和演化次数生成大量的分形图案。实验结果表明:该方法能够基于简单的初始图案生成大量复杂漂亮的分形图案,是一种实用的艺术图案生成方法。

摘要：针对传统人工噪声辅助的安全传输方法无法适用于发射天线数等于接收天线数的多用户(Multiuser,MU)多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统的问题,提出了一种人工噪声辅助的多用户安全传输新方法。通过合理设计人工噪声与预编码矩阵,该方法可在同时满足所有用户传输需求的基础上,显著提升发射天线数等于接收天线数的MU-MIMO系统的安全性。同时,针对提出的方法进行了检测算法与平均保密速率的推导与分析。理论分析与仿真结果表明,所提方法可有效提升无线通信系统的安全性,在信噪比为20 dB时,该方法较传统方法的平均保密速率提升达到120%。

摘要：设计并实现了一种基于65 nm CMOS工艺的低插入损耗大衰减范围的高频超宽带数字步进衰减器。采用桥T型和π型衰减网络的开关内嵌式衰减结构,该结构具有端口匹配好、衰减精度高的特点;采用恒定负压偏置设计,减小了插入损耗,提高了高频超宽带性能;采用高匹配度的衰减位级联设计,实现了大衰减范围下的高精度衰减。经测试,在10 MHz~30 GHz频带范围内最大衰减量为31.5 dB,衰减步进为0.5 dB,参考态插入损耗<3.5 dB,衰减误差均方根值<0.45 dB。芯片总面积为2.30×1.20 mm^(2)。