采用0.13 μm CMOS工艺,设计了一种用于模数转换器时钟电路的电荷泵。在共源共栅充/放电流源与其偏置电路之间增加传输门,有效地抑制了电荷泵关闭时产生的漏电流。同时,采用电流源提升技术,有效地提高了电荷泵充/放电电流支路的阻抗,抑制了沟道长度调制效应的影响,提高了电荷泵的电流匹配性。仿真结果表明,在1.2 V电源电压、20 μA输出电流的条件下,输出电压的变化范围为0.13~0.93 V时,该电荷泵的充/放电电流失配低于1%。

研究并设计了一种基于差分编码技术的12.5 Gbit/s高速SerDes发射机。该电路由并串转换模块、去加重控制模块和驱动模块组成。驱动模块采用电流模逻辑异或门结构, 动态负载的加入可以在降低功耗的同时实现与传输线的阻抗匹配。首次提出在并串转换模块中加入差分编码电路的解决方案, 以保证原码输出, 从而使数据在发射机内完成差分编解码的过程。后仿真结果表明, 发射机数据传输速度达到12.5 Gbit/s。此时发射机整体功耗为39 mW, 输出总抖动为0.05 UI, 远小于JESD204B标准所要求的0.3 UI。

基于3 dB分支定向耦合器的S参数特性,提出了一种新型的相位差和分配比同时可调的功分器。通过改变该功分器的两条横向传输线的电长度,可以实现功分器的相位差和分配比可调。当3 dB分支定向耦合器的两条横向传输线的电长度之和保持为180°时,可采用基于变容二级管的可调移相器分别替换两条90°横向传输线,由此设计出了两种连续可重构功分器。通过ADS仿真和版图设计,基于π型移相器的可重构功分器的相位差在244°范围内可调,而基于反射型移相器的可重构功分器的相位差可调范围为407°,且同时实现分配比在-4.6~11.1 dB(约11~101)范围内可调。

线残像一直是TFT-LCD行业中一个重点改善的不良之一。为了解决该不良, 本文通过对不同样品进行线残像评价及测试公共电极电压的畸变情况, 从TFT-LCD背板设计方面研究了公共电极电压的畸变对线残像的影响。首先, 通过激光熔接的方法将屏内的公共电极电压信号引出, 然后测出在信号线电压作用下的公共电极电压发生畸变的幅值, 最后将该幅值和实测的线残像水平进行了对比, 同时对不同信号线数量、信号线和公共电极的交叠面积、信号线与公共电极的距离、外围电路补偿等相关设计的测试和研究。结果表明: 公共电极电压的畸变程度与线残像水平具有对应性; 信号线数量与公共电极电压畸变幅值成比例关系; 信号线与公共电极线的单位交叠面积从66 μm2降到37 μm2时, 其公共电极电压畸变程度降低了63%; 增大公共电极与信号线之间的距离有助于改善甚至消除线残像, 当距离从1.49 μm增大到2.39 μm时, 公共电极电压畸变幅值减小了28%。通过降低信号线数量、降低信号线和公共电极线的交叠面积、增大信号线和公共电极的距离、外围电路补偿等方案均可改善线残像水平, 对TFT-LCD画面显示品质的提高具有重要指导意义。

为了更好地进行大尺寸8K显示面板的技术开发与推广，本文系统性地分析了8K的市场容量，详细地阐述了8K产业链的核心环节、关键技术及主要参与者，并从行业的角度对面板技术开发和推广策略进行了思考。主要结论如下：大尺寸8K显示即将在2020年迎来爆发，预计出货2.425百万；内容拍摄、编码/解码、传输和显示是8K产业链中最核心的4个环节，各环节需要协同发展，共同推动8K产业走向成熟；各环节均有相关机构主导，技术标准基本完善，如用于编/解码的H.265、用于信号传输的ISDB-S3与HDMI 2.1、用于面板开发的BT.2020建议书等，而硬件发展相对滞后。基于此，结合客户需求，本文提出了高端8K面板的核心参数应包含real 8K、120 Hz、BT.2020色域、12 bit和高动态范围，并从行业的角度对8K的合作开发与推广策略进行了初步探讨。

以X-51A为例，研究了飞艇红外探测系统对临近空间高超声速目标的探测性能。首先，根据飞行器的飞行状态和飞行高度建立了临近空间高超声速目标不同波段的红外辐射特性模型，以及随高度变化的目标背景红外辐射强度模型; 其次，综合考虑飞行器与飞艇高度、地球曲率及红外辐射在大气中传播的波段选择性等因素，建立了红外辐射在临近空间大气中传播的透过率模型; 在此基础上，建立了飞艇红外探测系统对高超声速目标的探测距离模型。通过仿真得到了临近空间高超声速目标在不同飞行状态下3个波段的红外辐射强度随目标飞行高度变化的曲线，以及飞艇红外探测系统对飞行器在不同飞行状态下3个红外辐射波段的探测能力。研究结果表明: 飞艇红外探测系统对高超声速目标的有效探测距离可以达到百公里量级; 当飞行器飞行状态一定时，随着飞行器飞行高度的增加，系统对目标的探测距离先增大后减小; 与长波波段相比，中短波波段的探测距离更大，并给出了临近空间飞艇应尽量布置在海拔高度大于18 km的高空中的部署建议。

为提高双星光学观测体系的定位精度, 构建了新型双星光学定位系统。通过对卫星、光电观测平台的建模, 构建了地惯系下平台与目标间的观测矢量模型。利用几何定位算法, 推导出了地惯系下的目标定位模型与定位误差模型, 并利用蒙特卡罗法获得了定位误差分布。在此基础上, 引入了小波理论进行误差的优化重构, 以提高双星光学观测体系的定位精度。利用测量数据进行仿真, 结果表明, 引入小波理论对目标定位误差进行降噪重构后, 可以使目标定位精度提高30%, 为工程上减小目标定位误差提供了新的思路。

频率域光声成像是指使用连续波激光器输出激光光源, 利用该调制后的激光信号辐射组织, 在频率域对激励的光声信号进行处理并成像的方式。首先阐述光声成像和频率域光声成像的原理、发展以及研究现状, 然后介绍频率域光声成像的具体实验方法和基本重建算法。为了弥补时域光声成像成本高、伤害性大、便携性差等缺点, 提出了频率域光声成像的两种成像方式, 给出了完整的实验系统结构图, 展示其相对于传统时域光声成像不同的研究特点与方向。最后对频率域光声成像进行展望, 为光声成像在国内的研究和发展提供一定的借鉴和引导。

本文阐述了光声成像的工作原理, 光声信号的产生, 传播和探测过程, 并总结了光声成像的研究进展, 包括时域光声成像和频率域光声成像的研究进展、以及各自的特点, 为光声成像领域的研究起到一定的借鉴作用。分析认为光声成像技术有着其他医学成像技术没有的诸多优点, 如高分辨率、高对比度、成像深度深等具有广阔的应用前景和较高应用价值,是未来生物医学领域最重要的实时医学成像技术之一, 因此得到了国际上的广泛关注。

综述了已有散射介质超衍射极限聚焦和成像技术的研究现状及进展。首先介绍了这一领域的研究背景及意义，以及已有超衍射极限成像技术的发展现状; 然后给出了应用于超衍射极限成像的散射介质定义; 其次分析了时间反演技术在声学、微波领域聚焦上的应用，介绍了时间反演法在光学领域超衍射极限聚焦应用中的实现方法，总结了散射介质加入到光学系统中的作用，分析了利用反馈控制调节和光学相位共轭方法进行散射介质超衍射极限聚焦方法的特点; 讨论了基于空域和空频域传输矩阵测量的散射介质宽场成像方法及在该目的下的散射介质制备方法; 最后给出了散射介质光学超衍射极限成像技术研究前景及展望。