南京邮电大学 电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,南京 210023
【目的】
人工表面等离激元(SSPPs)具有诸多优秀的性能,如低损耗、高传输效率和对电磁波的束缚能力强等,被广泛应用于微波器件设计。文章基于SSPPs设计并研制了一款结构简单、易于加工和带外抑制性能良好的超宽带带通滤波器(BPF)。
【方法】
该BPF由两部分级联而成:对称加载开口谐振环(SRR)的共面波导(CPW)高通滤波结构和环型单元SSPPs的低通滤波结构。文章以BPF设计理论和SSPPs色散特性为基础,采用模块化和级联式的结构设计方法,对两部分结构分别进行仿真建模,研究了各关键结构参数与性能指标的依赖关系,并在此基础上进行容差分析、样品研制和测试。
【结果】
仿真结果显示,与传统的I型和T型单元相比,环型单元具有更好的慢波特性,所设计的超宽带BPF的通带范围为3.3~10.3 GHz,且可在结构设计中通过变化SSPPs单元结构尺寸来灵活控制其上截止频率。该BPF通带内回波损耗优于-13 dB,大部分插入损耗优于-1 dB,下边带带外抑制达到-25 dB,上边带带外抑制达到-30 dB,-20 dB内的矩形系数接近1,测试结果与仿真结果吻合度较好。
【结论】
文章所研制的BPF具有结构简单、加工方便成本低、频带宽和过渡带陡峭度好等特点,可以很好地实现滤波与带外谐波抑制功能,适合用于射频微波通信和仪器仪表测量等相关领域的电路与设备开发。
人工表面等离激元 带通滤波器 超宽带 共面波导 开口谐振环 SSPPs BPF ultra wideband CPW SRR
1 上海电力大学 电子与信息工程学院,上海 200082
2 中电科微波通信(上海)有限公司,上海 200000
根据通信系统中对超宽带传输的要求,设计了一种基于共面波导馈电(CPW)的高隔离度二阻带超宽带多输入多输出(MIMO)槽天线。天线由两个正交放置的辐射贴片组成,印制在FR4介质基板上,辐射贴片为矩形与半圆形相结合的渐变形结构。在辐射贴片处刻蚀C形槽,以及在辐射贴片背部加载开口谐振环(SRR),可抑制WLAN和X波段的干扰。通过引入栅栏形枝节,提高了MIMO天线的隔离度。实测结果表明,该天线工作带宽为3.00~10.66 GHz,此范围内端口隔离度S21均低于-27 dB,在5.11~5.96 GHz和6.82~7.86 GHz处具有阻带特性,包络相关系数(ECC)均小于0.03,可应用于需要抑制多个窄带信号干扰的超宽带MIMO通信系统。
超宽带 二阻带 隔离度 开口谐振环(SRR) 栅栏形隔离枝节 UWB CPW CPW dual notched-bands isolation SRR fence-shaped isolation branch
1 南京邮电大学 集成电路科学与工程学院, 南京 210023
2 东南大学 毫米波国家重点实验室, 南京 210096
基于018 μm CMOS工艺设计了一种用于WBAN 402~405 MHz频段具有低功耗全数字锁频和灵敏度校准功能的超再生收发机。采用具有噪声抵消技术的巴伦低噪声放大器, 以减少无源匹配器件数量和适应低压工作; 超再生数控振荡器采用数字控制电容阵列实现频率调谐, 以消除猝灭操作期间振荡器的频率漂移; 采用全数字锁频环替代频率综合器, 以降低传感器节点的功耗; 灵敏度校准环路与自动幅度控制环路共享组件, 以减小校准误差, 并能够在不中断接收状态的情况下动态校准接收机灵敏度。仿真结果表明, 在1 V电源电压下, 接收机灵敏度为-90 dBm, 功耗为189 mW, 其中全数字锁频环功耗为78 μW; 发射机功耗为196 mW, 效率为28%。
超再生接收机 全数字锁频环 巴伦低噪声放大器 数控振荡器 灵敏度校准 SRR ADFLL Balun-LNA DCO sensitivity calibration
长沙理工大学 物理与电子科学学院,湖南 长沙 410114
目的
针对舰载无线通信设备布局拥挤、干扰严重以及迫切需要天线功能重构的现状,提出一种跨波段频率可重构的微带准八木天线。
方法
首先,在准八木天线上加载PIN二极管,通过控制二极管的通断,实现多波段的多模式切换;然后,通过附着雪花式开口谐振环(SRR),以保证天线具有2个稳定的频率谐振点,以及稳定的辐射方位角。
结果
仿真和实测结果表明:该天线实现了C波段(5.77~7.10 GHz,7.40~7.56 GHz)和X波段(8.33~8.64 GHz,8.76~9.27 GHz)内的频率可重构;天线辐射方向图可以稳定地指向容性加载导通的方向;所有模式下的增益水平均大于5.7 dBi,且3 dB波束宽度的平均值约为102°。
结论
该微带准八木天线实现了天线的跨波段频率可重构和低误差波束偏转,有利于提高舰船系统频谱的利用率并避免多天线之间的耦合干扰。
准八木天线 开口谐振环 频率可重构 方向图可重构 PIN二极管 quasi-Yagi antenna split-ring resonator (SRR) frequency reconfiguration pattern reconfiguration PIN diodes
西南交通大学 电气工程学院,四川 成都 611756
该文提出了一种工作于30~32 GHz的毫米波差分移相器,其尺寸为30 mm×18 mm×0.127 mm。该移相器以微带线为基础进行设计,由中心圆环及一对开口谐振环(SRR)共同组成。通过改变中心圆环的半径大小实现在工作频段内的S参数优化。以参考线的输出相位为基准,通过改变开口谐振环半径依次实现22.5°、45°、90°的差分移相。结果表明,在所设计的频段内,该移相器的回波损耗小于-10 dB,插入损耗小于1.4 dB,仿真最大移相误差小于5°。该移相器结构简单,便于制造。通过实物样品测试,验证了其仿真结果的可靠性。
开口谐振环(SRR) 微带线 毫米波 移相器 等效电路 split resonant ring (SRR) microstrip line millimeter wave phase shifter equivalent circuit
1 江西师范大学 物理与通信电子学院
2 江西省光电子重点实验室,南昌 330022
基于左手介质的传输线理论,经过估算尺寸后设计出相应的结构并仿真得到散射参量,然后利用Smith的参量提取方法提取有效介电常量、有效磁导率和折射率,对一种双层金属开口环谐振器结构的U波段左手材料的传输特性和电磁参量特性进行分析.数值仿真结果表明,该结构在48.8~59.9 GHz频带内有效介电常量和有效磁导率均为负值,同时在该频率范围内具有负折射特性,从而证实了该结构在U波段的左手特性,对左手介质在更高波段的研究具有一定的参考意义.
双层金属开口环谐振器 负折射 U波段 左手材料 Twolayered SRR Negative refraction U band Lefthanded metamaterial
1 广西工学院电控系,广西柳州545006
2 上海海事大学,上海200083
超分辨率重构(SRR)技术是提高遥感图像空间分辨率最有前景的方法,红外遥感成像的空间分辨率相对可见光要低得多,研究采用SRR技术提高红外扫描图像空间分辨率有重要意义。从有效应用SRR技术的条件出发,分析它应用于红外扫描成像系统需要解决的关键问题,对待重构图像错位量估计可通过采用固定错位量的多排传感器,并精确计算其曝光时间来解决;对待重构图像中噪声的去除,提出了基于序列逐像素比较滤波法。通过红外扫描成像实验,提出的方法可以有效解决待重构图像错位量估计不准与噪声对重构的影响。
超分辨率重构 红外 扫描成像 关键点 Super-Resolution Reconstruction (SRR) infrared scanning imaging key point
1 广西工学院电控系, 广西 柳州 545006
2 上海海事大学, 上海 200083
为了获得尽可能高的空间分辨率的图像, 超分辨率重构技术 (SRR)成为了红外扫描成像的研究热点。本文以红外多线阵错位排列扫描成像系统为研究平台, 通过分析 SRR实现过程及待重构图像获取的方式, 分析了红外多线阵错位排列扫描成像系统中 SRR有效的关键。实验表明: 对于固定错位量的多排传感器扫描成像系统, 影响重构图像质量的主要因素是各通道所获得的待重构图像同位像素灰度不一致引入的噪声。本文提出的基于序列逐像素比较滤波法, 可以大大提高重构图像质量。
多线阵 错位排列 扫描成像 高空间分辨率 multi-line array dislocated arrangement scanning imaging SRR SRR high-spatial resolution
Author Affiliations
Abstract
Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, College of Optoelectronic Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
In order to process underwater imaging to the best possible level, an imaging model based on beam propagation was established. The presented model included not only the laser beam propagation affected by absorption and scattering, but also the effects of underwater turbulence and the diffraction limit of sensors. By this model approximately quantified optical transfer functions (OTFs) were studied. Thus, under this framework, the approaches of image enhancement, restoration and super-resolution reconstruction (SRR) can be extended by incorporating underwater optical properties based on OTF or point spread function (PSF) of the imaging system. Experimental results proved that the imaging range and the image quality can be effectively enhanced, which are critical in underwater imaging or detecting.
image super-resolution reconstruction (SRR) optical transfer function (OTF) point spread function (PSF) range-gated Frontiers of Optoelectronics
2011, 4(4): 398
中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
从离散—离散的成像系统出发, 在理论上分析了图像复原与超分辨率重构的基本适用条件及提高图像分辨率的上限, 从图像处理的角度给出了基本适用条件的量化指标, 最后对理论分析结论进行了实验验证, 并对实际应用中不可避免的噪声影响进了研究, 实验结果与理论研究结论一致.
图像复原 超分辨率重构 分辨率上限 image restoration super-resolution reconstruction (SRR) resolution upper limit