肖特基势垒二极管(SBD)具有强非线性效应、速度快及容易系统集成等特点，常用于微波、毫米波及太赫兹波的产生和检测。本文通过电子束光刻等技术制作出肖特基接触直径1 μm的二极管，并对二极管进行了直流测试和射频测试。经过直流测试，二极管的串联电阻为10.2 Ω，零偏结电容为1.76 fF，肖特基结截止频率达到了8.7 THz；相同管子的射频测试串联电阻为15.4 Ω，零偏结电容1.46 fF，肖特基结截止频率也达到了7 THz。

介绍了太赫兹频段真空电子器件的研究和开发进展，包括慢波结构理论、设计、模拟及优化，微加工和微组装技术，整管技术等。这些器件包括行波管、返波管、斜注管、止带振荡器及行波管谐波放大器等，高频结构以折叠波导慢波结构为主，在太赫兹返波管中则利用叶片加载波导慢波结构。器件技术包括微机电系统(MEMS)技术，微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)金刚石生长、金属化和封接技术等。最后给出W 波段、G 波段以及340 GHz 部件和器件所达到的性能。

固态倍频器是太赫兹源应用中的关键器件，如何利用非线性器件提高太赫兹倍频器件的效率是设计太赫兹固态电路的关键。本文介绍了利用肖特基二极管非线性特性设计固态太赫兹二倍频器的2 种方法，即采用直接阻抗匹配和传输模式匹配设计了2 种不同拓扑结构的170 GHz二倍频器，针对设计的结构模型，分别进行三维有限元电磁仿真和非线性谐波平衡仿真。仿真结果表明，在17 dBm 输入功率的驱动下，倍频器在160 GHz~180 GHz 输出频率范围内，倍频效率在15%左右，输出功率大于7 mW。最后对2 种方法设计的倍频器结构进行了简单对比和分析，为今后太赫兹倍频研究和设计提供仿真方法。

在半导体微纳工艺基础上研究了基于镜像非对称结构超材料太赫兹(THz)滤波器的性能。通过时域有限差分理论，模拟分析了滤波器工作频率下太赫兹电场强度和电流密度在微结构的分布，并阐述了微结构太赫兹波电磁共振的机理。基于太赫兹滤波器电磁损耗机制和微纳加工工艺条件，设计并优化器件开口环结构，使相邻开口环中产生电磁场的干涉相消，减少太赫兹辐射损耗，提高品质因子Q 值。采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统测试了滤波器的太赫兹透射特性，实验结果表明，在工作频率0.923 THz 下，镜像非对称结构的平面太赫兹滤波器品质因子达到12.5。同时，研究了太赫兹电场方向对滤波器性能的影响。高Q 太赫兹滤波器的研制为制备高速太赫兹电调制器等太赫兹器件提供了重要的实验依据。

由大气湍流引起的闪烁效应是影响太赫兹无线通信系统性能的重要因素，为此提出了使用空间分集技术来改善受强大气湍流和噪声影响的太赫兹光子计数无线通信系统性能的方案，并分别推导了在开关键控(OOK)调制下基于Laguerre 模型采用发射分集、接收分集以及多输入多输出技术(MIMO)的系统在强大气湍流下的误码率表达式。数值分析结果表明，在自由空间使用分集技术可以有效对抗强大气湍流，降低通信系统的误码率，是一种在不利天气条件下提升太赫兹无线通信性能的简单而有效的方法。

生物有机分子的生物功能必须在其水溶液中实现。太赫兹波对水非常敏感，太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术能够检测生物分子——水分子界面的集体水分子网络动力学变化，是检测和研究生物有机分子溶液的理想工具。本文利用太赫兹时域光谱技术研究了葡萄糖的分子结构，获得葡萄糖及其不同浓度的溶液在室温氮气环境下的太赫兹时域吸收光谱，以及在室温真空环境下的傅里叶远红外光谱(FTFIR)。结果表明葡萄糖溶液对太赫兹波有特征吸收峰，不同浓度的葡萄糖溶液对太赫兹波的吸收各不相同。故使用太赫兹时域光谱技术能够完成葡萄糖及其不同浓度溶液的鉴别。

阐述云对气候变化的重要影响，介绍云测量的常用遥感手段，分析太赫兹波段大气吸收谱线以及云粒子对太赫兹波的散射特性。在此基础上结合太赫兹波自身所具有的特点，通过与传统云探测技术手段进行对比，分析星载太赫兹雷达测云的优势。最后给出星载太赫兹测云雷达的辐射源可行性分析。

在太赫兹频段，折叠波导慢波结构的损耗很大，因此需要在设计220 GHz 折叠波导行波管慢波结构时进行深入研究。首先通过软件仿真的方法预测了慢波结构的S 参数，然后利用紫外光刻、电镀和微铸模成型(UV-LIGA)工艺制作了慢波结构样品并进行测量。测量结果表明，该样品在220 GHz 时衰减系数约为240 dB/m，与仿真结果符合较好。显微照片显示，该样品产生了形变，造成高频段2 种结果存在差异。

介绍了Turbo 码的编译码原理和常用的译码算法。使用Altera DE4 开发板对Turbo 编译码进行硬件实现，给出了实现中功能模块的详细划分情况。本次实现的Turbo 码的相关参数取自3GPP 的长期演进(LTE)协议，针对LTE 中不同场景下码长不同的情况，对硬件采取了可配置参数的设计，符合LTE 链路中任意情况下的Turbo 码的规范。最后搭建了验证平台，将硬件得到的数据和仿真的结果进行对比，验证了实现的正确性。

具有自主知识产权的国标地面数字电视广播(DTTB)信号以其高发射机功率、大的覆盖面积、宽的信号带宽等优点，成为热门雷达辐射源。但由于信号帧头存在周期性重复或变化，在进行模糊函数分析时不可避免地产生周期性副峰的问题，这直接影响到信号的探测性能。随着研究的深入和科技的发展，所面临的侦察的目标加速度也越来越大，加速度已经成为不可忽视的因素，而传统抑制副峰的算法，没有考虑加速度的影响。因此提出一种思路，利用目标的加速度抑制DTTB 周期重复引起的副峰。仿真分析表明，该算法能有效抑制DTTB 信号距离多普勒副峰。

深空探测、卫星导航及卫星遥感技术的迅猛发展对空间通信的数据处理速率和抗干扰性能提出了更高要求。因此，更高的频谱利用率和抗强干扰能力是未来空间通信的发展方向。本文分析了空间通信中制约信息传输性能的主要因素，着重对近年来空间通信中调制及编码热点技术的工作原理、性能及应用情况进行描述，并针对复杂电磁环境下新型调制与编码技术的联合应用提出了解决方案。分析表明，联合应用方案可以同时提高频谱利用率和抗干扰能力。

设计了一种应用于电力线窄带载波通信发送端中的高线性度、全差分的线驱动器。该结构上包括增益可调的预放大级和功率输出级。其中预放大级的输出摆幅可调，功率输出级的静态功耗可调，可针对系统输出功耗检测电路检测到的功耗输出信息选择相应的静态功耗。电路基于中芯国际(SMIC)的0.18 μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺设计。后仿真结果表明，在输出摆幅峰峰值为4 V的情况下，最大电流驱动能力可达667 mA，总谐波失真(THD)小于-60 dB，符合电力线窄带载波通信的应用要求。

通道幅相差的存在会导致直接定位算法(DPD)精确度下降。分析了通道幅相差对多阵列直接定位算法的影响，并在通道幅相差存在的情况下提出了一种改进算法。该算法利用各阵列通道幅相差的校正结果对阵列流型矢量进行补偿，然后用直接定位算法估计目标位置。仿真表明该算法较之无校正直接定位算法，具有更高的精确度。

针对卫星间的相对运动误差问题，提出了一种即时准确对相对运动误差进行补偿校正的方法。对星间距离与钟差解耦原理进行研究分析，推导出由于卫星之间的相对运动造成的误差表达式，为消除相对运动误差提供了理论依据。通过仿真相对运动误差，利用星间多普勒测量值以及其中一颗卫星速度进行处理，可以得到比较理想的相对运动补偿结果。以全球卫星导航系统(GNSS)星座卫星为例，最后得到的钟差测量结果可以将由相对运动造成的钟差测量误差降低到0.001 ns 以下，为以后星间高精确度测量与时间同步提供了可靠保证。

导航伪随机长码周期一般为7天，在时间不确定度为±1 s，码速率为10.23 MHz的情况下，需要搜索码片数最多达20 460 000个，普通方法难以实现短时间内捕获。通过增加硬件资源消耗及减少相干积分时间能加快捕获速度，但由于硬件资源有限，而减少相干积分时间会导致捕获灵敏度降低。为了在有限的硬件资源下，不影响捕获灵敏度而又能快速实现捕获，研究了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的二维并行搜索算法。通过与传统基于FFT的码相位并行多普勒串行搜索及匹配滤波+FFT方法在捕获时间、灵敏度及硬件资源3方面对比，验证了基于FFT的二维并行捕获方法在长码捕获中具有捕获速度快、捕获灵敏度较高、硬件资源的利用更加合理等优势。

星载合成孔径雷达(SAR)用电磁波获取地球表面的电子图像。由于是侧视成像，SAR图像固有地含有定位误差，这些误差来源于SAR 成像几何、成像模式、散射特性以及图像形成过程。因此，在SAR 图像使用中必须考虑这些误差并予以校正。利用先验控制点信息可提高星载SAR图像定位精确度，校正几何畸变。分析了星载SAR 图像定位的系统误差传递规律，通过将误差传递特性相似的系统误差源进行等效合并， 提出了一种改进的系统误差校正模型， 蒙特卡洛(Monte-Carlo)仿真实验验证了新模型具有更高的系统误差校正精确度。

针对复杂背景下，光电图像目标检测跟踪的难题，分析了基于光电图像目标检测跟踪的基本模型。依据距离信息的空间维度和包含的信息量，提出将距离信息划分为标量距离信息、矢量距离信息以及阵列距离信息的分类方法；系统地研究了面向光电图像目标检测跟踪的距离信息处理方法。通过分析研究得出光电图像目标尺寸与标量距离信息的关系；提出将图像高层特征匹配模型从平面扩展到三维立体空间的图像匹配方法；总结了阵列距离信息在目标检测识别中的应用价值。通过面向光电目标检测跟踪的距离信息处理方法的分析研究，为融合距离信息的光电图像目标尺度分析、图像匹配以及目标种类辨识提供了理论依据。

为了提高脉冲紧线法的测量精确度，对测量系统中的信号处理电路进行改进，首先根据电路的幅频、相频响应得出导致信号畸变的原因，然后根据理论计算得到磁轴倾斜(Tilt)导致的振动波形是基波为30 Hz 的方波，磁轴偏轴(Offset)导致的振动波形是5 ms 的短脉冲叠加在Tilt波形的变化沿。新的信号处理电路可以实现30 Hz~3 000 Hz 之间的信号等幅放大、无相移传输，基本实现了信号基波及主要谐波的无失真传输，使测量结果中磁轴偏轴和磁轴倾斜信号容易区分，减小了测量误差。

提出并仿真了一种由3种形式的曲线组合成轮廓的新型赋形喇叭，其辐射性能表明其具有对称性、低副瓣、低交叉极化和很高的高斯耦合效率。在频率39 GHz~42 GHz范围内，端口回波损耗小于-20 dB，天线辐射效率接近100%，耦合效率达到98%以上，和波纹喇叭的电性能相当。因此，它可以作为一种高效的高斯束辐射器，用来代替加工相对复杂且成本偏高的波纹喇叭。

基于准光技术在亚毫米波频段设计分析了一种单脉冲天线。采用时域有限差分(FDTD)方法结合斯特拉顿-朱兰成(Stratton-Chu)公式对该准光单脉冲天线的辐射性能进行了严格的仿真分析。为了进一步抑制辐射和波束方向图的副瓣电平，引入了修正的介质双曲透镜。仿真结果表明，该单脉冲介质透镜天线具有良好的辐射特性，其中和波束的副瓣电平小于-11.9 dB，差波束的零深低于-30.0 dB，不平衡度小于0.50 dB。

：针对岩心物性实验周期长且难以复现等问题，利用数字岩心图像分析技术进行岩心物性研究。以岩心铸体薄片图像为训练图像，根据模拟退火算法进行三维重建，获得岩心三维重建图像。通过计算机断层扫描(CT)技术，获得同组岩心序列图像。在2 种方式获得的图像中利用最大球模型提取岩心孔隙结构，计算孔隙与喉道尺寸及分布，将结果与压汞法测定的岩心毛管分布进行比较，分析了当前数字岩心技术与物性实验之间的区别与原因。结果表明，铸体薄片图像和CT 图像可以有效表征岩心大尺寸孔隙特征，但物性实验方法可以测定微小孔隙尺寸，由于成像设备所限，数字岩心不能刻画该类孔隙特征。

在图像、语音识别或故障诊断等领域，特征提取是关键技术。在研究了小波变换和经验模态分解之后，深入分析了两者在特征提取上的优势和不足，提出了一种将两者优势有效结合来提取特征信息的方法。该方法先将信号做经验模态分解(EMD)得到平稳化单模态分量，再对单模态分量做小波包(WP)分析。最后，通过仿真和实例将本方法和已有文献中的方法进行对比，结果表明该方法不仅具有较高的可行性，而且可以准确地提取特征信息。

分析了Linux 内核netfilter/iptables 模块实现防火墙以及流量控制(TC)模块实现流量控制的原理和基本语法规则，在此基础上，针对小型局域网(LAN)提出了一套网络管理系统。该系统利用iptables 实现防火墙及网络IP 地址转换功能，并利用基于分层令牌桶队列规定的TC 实现流量控制功能。实验结果表明，结合iptables 和TC 的网络管理系统能够有效保护网络安全，合理限制网络设备带宽，进而保障局域网服务质量。

该文面向水环境污染及检测重要指标总磷检测系统的开发，优化小型水样消解预处理系统，研究磷酸盐电化学检测方法，实现一种小型自动化总磷检测系统。该检测系统由消解单元和检测单元组成。经优化该系统在254 nm 波长紫外光、相对低的消解温度(80 ℃)、无需添加强氧化剂的情况下，对总磷系列标准溶液的平均消解效率为82%。总磷检测单元采用金工作电极，基于磷钼酸还原反应原理的电化学检测方法，采用线性扫描伏安法对总磷的浓度响应特性进行检测。结果显示该电极对磷酸根溶液在0.1 mg/L~1.0 mg/L 浓度范围内有线性电流响应，灵敏度达到1.477 0 μA/(mg·L-1)，线性相关系数为0.993 3。该检测系统具有较高的准确性，检测偏差控制在20%以内。研究结果表明，研制的自动化总磷检测系统具有小型化、功耗低、消解效率高、无需强氧化剂的特点，将有望用于总磷的在线监测。

环境感知能力是地面无人车辆(UGV)自主、安全、可靠行驶的前提和基础。无人地面车辆的环境感知系统利用各种主动、被动传感器获取周围环境的信息，对传感器数据进行处理、融合、理解，实现无人车辆对行驶环境中的道路、障碍物的检测以及地形分类等，给车辆的自主导航和路径规划提供依据。本文描述了无人地面车辆环境感知系统的组成，研究了结构化和非结构化道路上的道路和障碍检测方法，分析了各种检测方法的检测效果，对环境感知系统当前面临的问题以及未来的发展趋势进行了总结和展望。

消息摘要算法在电子商务及信息安全领域有广泛应用，单向性和抗冲突性是消息摘要算法的关键。利用整数向量的拆分求和与数据截取的不可逆性以及非线性变换矩阵的可扩展性，构造一个新的消息摘要算法。对算法进行了描述和讨论，设计测试用例对算法进行了验证。测试结果表明，算法能够达到预期效果，具有简洁、灵活、逻辑清晰、应用面广等优点。

为系统研究纳米尺度材料中的界面分层破坏行为，基于悬臂梁弯曲法，利用聚焦离子束技术，从宏观多层薄膜材料(硅/铜/氮化硅，Si/Cu/SiN)中制备出了不同类型的(直、扭转)纳米悬臂梁试样，用以开展相应的实验研究。之后，在透射电子显微镜中分别对直纳米悬臂梁和扭转纳米悬臂梁试样进行原位加载实验。在直纳米悬臂梁试样中，Cu/Si 界面受到由弯矩导致的拉应力而发生分层破坏；在扭转纳米悬臂梁试样中，通过改变加载点的位置调整界面上正应力与剪应力的比值，开展了不同复合型的界面裂纹启裂实验。利用有限元法分析了临界载荷作用下Cu/Si 界面上的应力场，发现所有试样的应力集中区域均在距界面端部100 nm 的范围内。在直纳米悬臂梁试样中，法向应力控制着Cu/Si 界面端部的裂纹启裂行为，为单一型分层破坏；在扭转纳米悬臂梁试样中，界面裂纹启裂时的临界正应力与剪应力之间存在着一个圆形准则。

针对传统的谐振型双向全桥DC/DC 变换器在能量反向推送时开关管的电流应力激增的缺点，提出了一种新型的LCL 复合谐振型双向全桥DC/DC 变换器，保证了能量正反向推送时开关管的电流应力均保持较低水平。阐述了谐振变换器的工作原理，建立了变换器的交流阻抗模型，在此基础上给出了变换器的参数设计方法，并通过能量注入及自由振荡控制策略实现了变换器的输出控制。通过实验结果验证了该控制策略的可行性。

热电池因具有高能量密度、储存寿命长等优点被应用于特殊领域。随着电子设备的小型化，热电池也向着小型化、薄膜化发展。采用涂覆法将正极材料FeS2 制备成薄膜材料，并与传统压制成型材料对比。涂覆法制备的材料厚度在120 μm，电流密度为100 mA·cm-2,1 A·cm-2 时，放电容量分别高达821 mAh·g-1,528 mAh·g-1，相比传统方法，放电容量增加20%~30%，电池内阻仅有81 mΩ。装配成电池组的电性能更加明显，放电容量较传统提高了153%，同时在重量和体积上都具有明显的优势。

引入激光技术与手动、自动酸开封相结合的新开封工艺，对小型、异形及有多块芯片的塑封器件进行开封实验。首先利用激光准确对芯片上方的塑封料进行部分刻蚀，再结合自动酸开封或手动酸开封去除芯片表面的塑封料。实验结果表明，激光开封后的器件再进行手动酸开封时间仅需8 s，相对于未引入激光开封技术的传统酸开封方法，激光开封技术在塑封器件开封中能达到定位准确、缩短开封时间、提高开封效率的效果。