6×6矩阵法在周期层叠结构微波媒质分析中的应用

基于4×4矩阵法,提出了一种分析周期层叠结构微波媒质中电磁波传播问题的新方法：6×6矩阵法。对于周期结构,运用弗洛奎定理,将周期方向的场表达式展开成傅立叶级数。对一个周期运用二维空间傅立叶变换和时间傅立叶变换,得到场分量的齐次线性方程组。将方程组表示成矩阵形式,场分量描述为6×1的列矩阵,齐次线性方程组系数描述为6×6矩阵。利用齐次线性方程组有非零解条件,得到色散关系。求解场分量的齐次线性方程组,得到各场分量。最后将其应用在周期层叠结构微波媒质的分析中。     

基于空闲时隙消除的超高频RFID防碰撞算法

标签防碰撞是射频识别系统中的一项重要研究课题.为了进一步提高射频识别系统的性能和降低复杂度,提出了一种基于空闲时隙消除的二进制分裂算法.该算法在二进制分裂算法中引入了单比特状态标识位,在识别过程中,标签在ID数据传输之前先发送单比特随机信号,用于判定时隙是否碰撞,从而避免了冗余的信息传输.由于该算法彻底消除了传统二进制随机数分裂方法中的空闲时隙,因此节省了识别过程中的协调时间开销.最后通过理论分析和仿真结果证明：ISE-BS算法的吞吐率稳定在40.65%左右,时间效率稳定在32.46%左右,ISE-BS算法相比于现有的防碰撞算法性能更优.从实现的角度,比较了各个算法的浮点运算成本,结果显示提出的算法可以极大的降低系统复杂度.     

无线传感器网络的位置隐私保护路由

当无线传感器网络用于监控敏感对象时,被监控对象的位置隐私成为一个关键问题。在传感节点发送的一连串信息,经过多跳,向基站报告一个监控对象时,敌手可以反向追踪信息源的位置。基于洪泛的幻影路由具有较小的安全期和较高的能耗。为了使敌手难于跳到跳地反向追踪传感节点通信的信号源,提出了基于定向随机步的幻影路由。在基于定向随机步的幻影路由中,每个消息都经历两个阶段：首先与基于洪泛的幻影路由一样,是一个随机步或定向步,随后是定向随机步直到基站。与基于洪泛的幻影路由相比,基于定向随机步的幻影路由明显具有较大的安全期和较低的能耗。     

无线传感器网络中的位置隐私保护

随着无线传感器网络的广泛应用,隐私成为无线传感器网络成功使用的主要障碍。当无线传感器网络用于监控敏感对象,被监控对象的位置隐私成为一个重要问题。在传感节点发送一系列分组,通过多跳,向基站报告监控对象时,敌手能够反向追踪分组到信息源位置。基于洪泛的幻影具有消息发送时间长且能量消耗过大的缺陷。为了保护能量受限的无线传感器网络中的位置隐私,提出了定向随机步。定向随机步使敌手难于跳到跳地反向追踪信息源。在定向随机步中,信源节点发出一个分组,此分组被单播给信源节点的父节点。当中介节点收到一个分组,它以等概率的方式转发给它的一个父节点。与基于洪泛的幻影相比,定向随机步具有较小的信息发送时间和较低的能量消耗。特别在中介节点具有多个父节点的情形下,定向随机步具有较大的安全期。     

高功率相对论返波振荡器的研究

本文用自洽的线性场理论对相论返波管进行了分析和数值计算,预见出器件的工作频率及特性,报道了Ｘ波段相对论返波管实验结果：器件在束流１．８ｋＡ,束能４５０ｋｅＶ的相对论电子注驱动下,在中心频率９．３０ＧＨｚ处产生了峰值功率达１００ＭＷ的微波辐射。运用全电磁的相对论的２１／２维粒子模拟程序ＭＡＧＩＣ模拟了返波管中注波互作用的非线性过程。最后对实验结果,线性理论分析结果,ＭＡＧＩＣ模拟结果进行了全面的比较     

等离子体加载相对论返波振荡器研究进展

在相对论返波振荡器互作用腔内加载适量密度的背景等离子体后,器件综合性能较真空情况有显著改善和提高,最近的理论和实验研究结果揭示：背景等离子体的存在能显著地改善相对论电子注传输质量和提高电子注可传输的流强,提高输出功率容量;增强微波产生效率;控制等离子体密度能宽带－调谐工作频率;能降低甚至不用聚束磁场等优点。     

相对论返波振荡器的非线性理论

本文建立起分析相对论返波管注波互作用过程的自洽非线性工作方程组,理论模型中计及了正向波基波与电子注的异步互作用效应、电子注的空间电荷效应.运用四阶龙格一库塔法编制了数值求解工作方程组的Fortran程序,对均匀耦合阻抗型器件和耦合阻抗单阶跃变型器件的效率进行了仿真和优化.数值模拟结果表明正向波基波与同步波在慢波结构起始处的相差,正向波基波与电子注的异步互作用效应能显著地影响相对论返波管效率,均匀阻抗器件运行于最佳状态时,效率可达到27%,耦合阻抗单阶跃变型器件最优化效率可达到50%.     

人工合成负折射率微波媒质的一种新方法

提出了以外加磁场作用时磁导率为负的亚铁磁材料-YIG为基体,在其中嵌入等效介电常数为负的金属导体线阵列宏结构,人工合成出负折射率微波媒质的新方法。利用有效媒质理论数值计算了复合媒质的等效介电常数与等效磁导率的频率响应特性。计算结果表明存在C波段电磁波频率的重叠区域,使复合媒质的等效介电常数与等效磁导率同时为负;验证了新型负折射率微波媒质合成方法的可行性。     

锁相环小数N分频频率综合器中的Sigma-delta调制器设计

介绍了一种应用于小数N分频频率综合器的工作于20 MHz的Sigma-delta调制器的设计,采用3个一阶电路级联的MASH1-1-1结构的噪声整形电路。电路设计利用Verilog硬件描述语言进行描述,在modelSim SE 6.2b中通过了功能仿真,并在XUP Virtex-II Pro FPGA开发板上进行了验证,最终采用TSMC 0.13μm CMOS工艺,完成了电路版图并通过了DRC和LVS验证。芯片面积为180μm×160μm,平均功耗为1.059 6~1.070 4 mW。     

W 波段矩形波导-SIW 探针过渡结构设计

基片集成波导（SIW）技术正广泛应用于微波毫米波集成电路中。在W 波段,为了对SIW 元器件进行测试,必须对矩形波导-基片集成波导过渡结构进行研究。采用HFSS 软件仿真和优化设计了一种耦合探针结构的矩形波导-SIW 过渡。测试结果表明,一对过渡转换器与一段SIW 所组成的背靠背结构在整个W 波段的反射系数都小于-10 dB,而总插损在75~106 GHz 的频率范围内都小于2 dB。