提出一种浮点型数字信号处理器 (DSP)硬核结构，在兼容定点数运算的同时，也为浮点数运算提供较好支持。目前各大现场可编程门阵列 (FPGA)主流厂商在实现浮点数运算功能时均采用软核实现方式，即将浮点数运算算法映射到芯片上，通过逻辑资源和 DSP模块实现。相比于传统方法，提出的硬核结构在不占用 FPGA中其他逻辑资源情况下，仅利用 DSP模块便能完成浮点数运算。设计中，充分考虑负载和时延影响，插入多级流水线，显著提高浮点数的计算效率。采用中芯国际 (MCI)28 nm工艺设计并完成所提出的浮点型 DSP硬核结构。仿真结果表明，所提出的硬核结构的单个浮点数加法和乘法效率为 0.4 Gflops。

基于GaAs 0.1 μm pHEMT工艺，设计了一款工作在 0.1~0.14 THz的小型化定向耦合器芯片。采用加载开路枝节线的方式提高传输线的等效电长度，进而实现电路结构的小型化；利用曲折线的方式构成开路枝节线，使得耦合器的物理尺寸进一步缩小。采用电磁仿真软件仿真表明，所设计的小型化定向耦合芯片中心工作频率为 0.12 THz，相对带宽大于 30%，带内的回波损耗高于 20 dB，带内插入损耗小于 1 dB，耦合度为( 10±0.5) dB，带内隔离度大于 20 dB，直通端口与耦合端口相位差为 90°±3.5°，其尺寸为0.21 mm×0.19 mm(不计 Pad尺寸)。

基于三能级速率方程，研究了独立运行、主从注入和相互注入太赫兹量子级联激光器(THz-QCLs)的相对强度噪声和调制特性。在自由运行情况下， THz-QCL的自发辐射噪声在低频时表现出白噪声特性。与传统的半导体激光器不同，在低频区没有对应于弛豫振荡的共振峰。主从注入可以有效降低 THz-QCLs噪声20 dB，提高 THz-QCLs低噪声工作的效率。对于互注入 THz-QCLs，即使在锁相区，噪声也明显高于自由运行情况。通过应用注入锁定方案，与直接调制方案相比，可以大大增加调制带宽。

太赫兹 CMOS电路具有小型化、与大规模硅基工艺兼容的特点，非常适合未来太赫兹通信以及 5G通信的应用。本文以太赫兹 CMOS本振电路为切入点，调研了国际和国内的最新 CMOS倍频器电路结构，在此基础上，对推推 (push-push)倍频器、注入锁定倍频器以及混频倍频器的电路结构和特点进行了详细介绍。通过对以上几种倍频器的分析对比，总结了不同的倍频器在实际应用中的优缺点，为太赫兹射频前端小型化实际应用奠定基础。

近年来，采用人工设计金属阵列的超构表面以实现对太赫兹波的调制受到越来越广泛的关注。设计了 2种互补的亚波长金结构阵列超构表面，正、反结构 2个超构表面对太赫兹波均有共振响应。利用光泵浦太赫兹时域透射光谱系统，通过控制泵浦光实现对太赫兹波的谱调制。仅需28 mW的外加泵浦光，反结构超构表面在 0.91 THz处的振幅调制深度可达到 95%。利用该反结构超构表面对太赫兹波的开关作用，进一步设计了太赫兹振幅全息图，希望利用该结构实现太赫兹波前的动态调控。初步的理论模拟验证了这一方法的可行性，可较好地实现对太赫兹波的动态调控。

为解决大口径太赫兹反射面天线工程实现的难题，提出了一套口径 2.5 m的星载太赫兹天线系统。该天线由大口径反射面天线和准光学馈电网络组成，可以接收 183 GHz微波电磁信号。详细介绍了天线系统电性能仿真分析与大口径反射器的结构方案，对加工完成的大口径太赫兹天线系统进行了电性能测试，实测天线主波束效率达到 90.2%，能够满足静止轨道卫星载荷的应用需求。

针对橡胶材料与金属板粘接样件厚度及粘接质量，采用反射式太赫兹时域光谱 (THz-TDS)系统对其进行无损检测。通过对检测数据中各点时域波形飞行时间信息的分析，得到样件橡胶部分的二维厚度分布图，实现了橡胶样件厚度分布的可视化成像；通过对检测数据中特征点波形及B-Scan图像的综合分析，判断出样件的分层缺陷。该研究结果为橡胶材料厚度及分层缺陷的无损检测提供了有效的解决办法。

为使现有遥测脉冲编码调制/调频(PCM/FM)系统中的定时同步环路可直接用于多符号检测(MSD)，从而降低系统的复杂度，提出了一种适用于遥测 PCM/FM MSD的位同步算法。该算法采用 MSD的似然比作为定时估计的统计变量，据此可直接利用传统 PCM/FM限幅鉴频接收机中的定时同步环路来实现位同步。与传统的基于“迟早门”的 MSD位同步算法相比，所提算法节省了一个 MSD支路的运算，极大降低了接收机存储和计算资源。此外，所提算法采用 Gardner算法作为定时误差检测单元，便于高速实现；所提算法的定时估计误差的归一化方差在低信噪比区仍小于 0.01，满足遥测接收机的要求，且误比特率 (BER)性能与理想同步情况相比，几乎没有损失。

对某新型仪器舱的拓扑优化设计进行研究。使用 HyperMesh建立仪器舱的拓扑优化模型，利用 OptiStruct对设计空间进行拓扑优化求解，以减重 70%为目标，得到基于加权刚度最大化的设计方案，并采用 3D打印制造了仪器舱的聚乳酸树脂样件。对比试验表明，基于加权刚度最优的设计方案，在质量最轻的前提下，实测+ X支架刚度和 -X支架刚度达到最优，实现了初始设计目标。

为分析空间跟瞄机构光轴误差问题，建立了星上跟瞄系统模型，介绍了跟瞄系统不同坐标系间的转换形式，分析了跟瞄机构光轴的误差形式，提出了多星敏光轴标定算法，介绍了标定过程中的坐标转换过程和误差计算方法，通过仿真验证了算法的正确性，并比较了随机误差对光轴标定的影响，同时在引入星敏感器全天识别算法的情况下对双星敏标定算法的正确性进行了验证，对精确度进行了分析。经仿真，双星敏算法标定精确度可达 25”以内，比例系数 K值小于0.01，在跟瞄相机与星敏同时工作的情况下解决了跟瞄相机的在轨标定问题。

为满足定向战斗部对多光束周视激光引信的延时和方位要求，针对引战配合问题，依据激光探测原理建立了弹目交会过程中最佳起爆延时和最佳起爆方位角的数学模型。仿真结果表明：所建立的最佳起爆延时与方位角模型正确，且与弹目视线角、目标初始方位角、弹目间距、弹目相对速度、破片飞散速度、目标和弹体外型参数等信息有关。根据多光束周视激光引信系统提供的信息参数，可计算出最佳起爆延时与最佳起爆方位角，能够控制战斗部适时定向起爆，实现对目标的有效打击。

在信息化**装备海上试验和作战使用中，大气波导会对雷达等电子信息装备产生重要影响。研究了大气波导对海上试验和作战的影响，分析了环渤海海区大气波导试验现状，针对目前大气波导理论研究缺乏严谨的综合海上试验验证的现状，进行了环渤海大气波导监测试验方法研究。根据试验情况和资源优势，提出开展大气波导常规试验和大气波导专项任务试验两类试验。环渤海大气波导监测试验的开展将为充分掌握理解环渤海复杂气象环境、构建贴近实战的试验环境提供理论支撑。

实现收发全相参合成对运动目标稳定跟踪是分布式孔径相参合成雷达技术进步的重要标志，首先介绍分布式孔径相参合成雷达的基本理论，再从接收相参和收发相参 2个阶段对飞机目标跟踪试验进行分析，分别给出了相参合成信噪比增益改善、相位差值变化和目标跟踪航迹等试验结果。试验结果表明目标跟踪稳定，信噪比增益改善接近理论值。在此基础上，给出 2部 X波段大型实装相控阵雷达卫星目标相参合成跟踪试验结果，实现收发全相参合成对卫星目标稳定跟踪。通过试验验证分布式孔径相参合成雷达具有技术可行性和工程可实现性。

定位参数的快速估计是无线定位系统的关键环节。针对超分辨时延估计算法计算复杂度较高这一问题，提出一种基于旋转不变传播算子 (PM)的时延估计算法。该算法首先对正交频分复用(OFDM)频域接收信号进行建模，然后计算协方差矩阵，再根据子载波流行矩阵的范德蒙矩阵属性，采用旋转不变 PM算法实现时延参数的闭式解，从而既无须特征值分解又避免了伪谱峰搜索，计算速度快。理论分析和仿真结果表明，该算法在计算量大幅度下降的同时，参数估计性能接近于基于旋转不变技术 (ESPRIT)估计信号参数算法，具有一定的可行性和有效性。

针对单兵便携式战术 Ad Hoc电台在一维场景下网络的连通性，分别研究随机均匀分布网络的链路连通概率和全连通概率，并通过蒙特卡罗方法和网络仿真平台，对网络部署和业务运行情况进行了仿真模拟。分析和实验结果表明，典型战术 Ad Hoc电台一维组网时，全网连通概率在 l/τ附近取得最小值；大规模 Ad Hoc网络中，网络全连通概率与节点通信范围之间存在 0~1突变现象；与实现全连通相比，实现网络高概率连通所需节点数要少得多。

基于传统交叉偶极子天线，设计了一款应用于全球定位系统 (GPS)的宽带圆极化天线。该天线用一个 50 .的同轴线给交叉偶极子馈电，通过一对四分之一空置印刷环使振子臂之间形成 90°相位差以产生圆极化辐射。为了拓展阻抗带宽和轴比 (AR)带宽，在耦合贴片上进行切角、开缝处理。Ansoft HFSS仿真结果显示，阻抗带宽 (|S11|<-10 dB)为 66.7%(1.141~2.283 GHz)，3 dB轴比带宽为 33.3%(1.347~1.885 GHz)。在工作频段内最大圆极化增益为 8.2 dBi，圆极化特性良好，实现了带宽展宽的目的。

提出一种基于共享数据库技术的空间电磁环境监测系统方案，设计机载现场可编程门阵列(FPGA)核心频谱采集分析模块，开发信号传输链路、数据处理及系统显示控制软件。基于共享数据库技术，利用无人机 (UAV)机载信号采集模块，将测量到的空间频谱数据和地理位置信息实时回传；终端显示控制系统将监测数据分别以频谱图和辐射热图的方式，在数字地图上对所测空间区域电磁频谱分布实时直观显示，将电磁频谱监测从地面扩展到三维空间。试验证明，本系统可高效灵活地监测空间频谱的实时变化情况，为频谱管理、空间电磁环境实时监测以及发射源侦测定位提供重要的技术支撑。

相控阵天线的阵元失效会造成绝对时延等性能参数的恶化。利用相控阵天线阵列综合和群时延特性的原理，分析了天线阵元随机分布失效和子阵失效情况下，天线绝对时延随之变化的趋势。通过算例仿真可知，在阵元随机失效数学模型下，天线绝对时延受失效阵元分布形式和失效阵元数量因素影响较大， 20%的阵元失效情况下时延偏差最大达到 0.39 ns；在子阵失效数学模型下，靠近阵面中心位置，子阵失效会导致绝对时延出现较大偏差。分析结果及结论可用于实际相控阵天线绝对时延的修正。

针对传统八木天线体积过大，难以与其他载体共形，相对带宽很窄的问题，设计了一种宽带微带八木天线。天线采用一种比较简单的馈电方式减小天线的尺寸，利用附加寄生贴片、振子耦合枝节和金属化孔的方式展宽频带和改善天线的阻抗匹配。使用 Ansoft公司高频结构仿真器 (HFSS)对天线进行仿真设计和优化，并对实物进行测试。最后结果表明，所设计、制作的天线频段在 1.81~2.57 GHz内，电压驻波比 (VSWR)小于 2，相对带宽为 31%，在 2.4 GHz频率处的增益大于 9 dB。仿真和测试结果显示，该宽带微带八木天线基本达到设计要求。

设计了一副宽带高增益圆极化微带天线，并进行组阵分析。天线中心频率 2.6 GHz，通过增加寄生贴片和空气层来提高天线单元的增益和带宽。上下两层介质板上边长不同的切角方形贴片分别激励一个低频与高频的圆极化模，有效地拓宽了轴比带宽。仿真结果表明，反射系数 |S11|<-10 dB带宽21.8%，3 dB轴比带宽 12.0%，中心频率点增益 9.0 dBi。对天线单元进行加工测试，与仿真结果较为吻合。设计了 2×4元阵列，并进行了仿真，增益提升至 17.5 dBi，3 dB轴比带宽10.4%。

采用四线圈并联谐振的磁耦合单元，设计了高效率磁耦合谐振式无线传能系统。分析了四线圈磁耦合单元在品质因数和可调节性的优势，结合多物理场仿真软件 COMSOL和电路设计软件 Multisim，对设计的磁耦合谐振式无线传能系统中磁耦合单元和发射电路单元进行了混合仿真。无线传能系统中源线圈和负载线圈设计为半径 9 cm的单匝线圈，发射线圈和接收线圈为半径 13 cm的 4匝线圈组，发射和接收线圈距离为 40 cm(1.5倍线圈直径)。测试表明，该系统的谐振频率为 4.78 MHz，系统从直流输入到交流输出的无线传能效率达到了 96.7%。

从雷达动目标信号变换实现相参积累的角度出发，选取 4种典型的相参积累方法：短时傅里叶变换 (STFT)、维格纳-威利分布 (WVD)、平滑伪维格纳 -威利分布 (SPWVD)及分数阶傅里叶变换(FRFT)，并将其应用于雷达动目标检测。重点研究了采样频率、脉冲数、输入信噪比 (SNR)对相参积累性能以及动目标检测性能的影响。结果表明， FRFT运算速度相对较慢但适用范围最广，尤其在处理噪声背景较强的信号时，能够有效抑制噪声，且参数估计精确度较高，具有良好的时频聚集性，为雷达相参积累检测的工程化应用提供理论支撑。

针对波束形成中目标方位失配以及噪声加干扰的协方差矩阵非精确重构造成的波束形成方法性能下降的问题，提出一种基于嵌套阵列的稀疏表示稳健波束形成方法。在该方法中，计算嵌套阵的采样协方差矩阵，通过差合作阵处理得到一孔径扩展的虚拟均匀线列阵；基于稀疏表示的方法来估计目标以及干扰的准确方位信息；进一步利用得到的方位信息构造导向矢量，通过最小二乘方法计算干扰信号的精确功率值；最后重构干扰加噪声协方差矩阵，通过波束形成实现干扰抑制。数值仿真表明，所提方法有效提升了干扰加噪声协方差矩阵重构精确度，在不同信噪比和快拍数条件下，输出信噪比都能逼近最优信干噪比，验证了该算法的有效性。

电压控制型 Buck变换器是典型的非线性电路系统。根据 DC-DC Buck变换器的工作特性，建立了研究其非线性现象的仿真模型，分析了 Buck变换器的分岔稳定性和混沌化特性，揭示了以输入电压和电感作为分叉参数的混沌现象及系统输出特性；从时域角度分析参考电压波形与输出电压波形交点的变化对变换器工作状态的影响，在相图中得到系统由稳定到混沌的演化过程，并验证了该模型的合理性和可行性。该研究方法也为其他模式 DC-DC变换器的分岔与混沌现象提供理论和实验基础。

针对Oldham RC分形链类的电路特征，给定初始阻抗，采用 3种方法理论推导 Oldham分形链类阻抗函数解析表达式，并对比分析各求解方法。根据 Oldham分形链分抗逼近电路的连分式表示和连分式三项递推公式，引入阻抗函数新的数学表示形式：连分式三项递推矩阵。通过分析Liu-Kaplan标度迭代电路和标度方程，推导出 2种Liu-Kaplan分形链类阻抗函数的数学表示形式。通过理论验证和实验仿真对比不同分数阶下的阻抗函数表达式和频域特征与运算特征曲线。

提出一种基于多候选基频提取和歌声基频判别的声乐主旋律提取算法。该算法可以有效降低旋律定位虚警率，提高整体准确率。利用度量距离 (DIS)算法对音乐进行音符切分，并用方差法实现浊音段检测；采用幅度压缩基音估计滤波器 (PEFAC)多基频提取技术，通过计算音高显著度提取每个浊音帧的多个候选基频。最后用维特比算法跟踪浊音段主导基频轨迹，并用基频判别模型进行歌声主旋律判别。在 MIR-1K数据集上进行的实验表明，在信干比为 5 dB和0 dB的情况下，本文算法提取的声乐主旋律整体准确率分别达到了 86.22%和77.4%，相比于其他算法至少提高了3.79%和2.01%。

利用高光谱技术对血迹种类进行无损识别研究。采用小波变换技术对 400~950 nm之间的原始光谱进行去噪处理，并对处理后的光谱进行特征波段选择，建立全波段和特征波长下的血迹种类识别模型。结果表明，利用特征波长与支持向量机 (SVM)结合建立的血迹种类识别模型的识别准确率及识别时间分别为 98%和 0.2 s，优于全波段建立的模型。研究表明，采用高光谱技术对血迹种类识别是可行的。

针对现有文献中未出现关于 RELAX算法超分辨性能的定量讨论或关于 RELAX应用的边界条件分析，导致 RELAX算法的实际应用十分困难这一问题，在详细分析 RELAX算法的超分辨原理的基础上，通过仿真给出了一些关于 RELAX实际应用的边界条件及结论，可用于指导 RELAX算法在实际散射中心估计中的应用： RELAX超分辨处理对估计散射点个数不敏感；当 FFT点数约为要达到真实分辨力所需 FFT点数的 2倍时， RELAX超分辨处理的重构精确度可满足要求；在保证一定的重构精确度的前提下， RELAX超分辨处理的分辨力最高可以达到实际分辨力的 2倍。本文仿真条件下，当 RSN=10 dB时，RELAX超分辨处理在一定误差容忍范围内基本可用。

随着基于位置的社交网络的普及，地点推荐作为推荐系统的重要分支，在解决信息过载、提升用户体验、增加平台收益等方面的作用愈加明显。现有的地点推荐算法大多基于矩阵分解，难以刻画用户和地点之间复杂的交互关系；此外，在基于位置的社交网络中，社交信息是建立用户画像的重要数据来源，如何融合社交信息辅助地点推荐成为亟待解决的问题。本文研究了基于深度神经网络的地点推荐解决方案，通过设计基于社交信息的新型采样方式和正则化损失函数，从两个角度融合社交信息。在两个真实世界数据集上的实验表明，本文提出的方案可以极大提升地点推荐的精准度。

为探索 SnSe2二维薄膜材料的气敏特性，采用分子力场方法系统地研究了 SnSe2二维单层材料对 H2,CO,NH3及 NO2等 4种典型气体分子的最优吸附位置和吸附能力，并基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法计算了吸附前后的键长键角变化率、能带结构、态密度及电荷差分密度等参数，分析了吸附前后的电子结构变化与气敏效应之间的内在关联。计算结果发现，吸附 H2和 CO未能对 SnSe2单层的能带结构和电子结构产生改变，而 NO2和 NH3却在导带底 (CBM)和价带顶(VBM)之间分别产生了新的杂质能级，并使费米能级发生位移，从而改变 SnSe2单层电子结构。电荷差分密度分析进一步表明 SnSe2二维单层未能对 H2和 CO产生响应，而对 NH3和 NO2却有明显的气敏效应，其中对 NO2有良好的敏感性能和选择性。

光电耦合器的核心模块是光电探测芯片。介绍了一种抗辐照光电探测芯片的设计，该电路基于 0.5 μm标准互补金属氧化物半导体 (CMOS)工艺研制，内部包含跨阻放大器 (TIA)、基准源和比较器等模块电路，并通过电路结构和版图设计进行抗辐照加固。测试结果表明，抗总剂量能力达到 200 krad(Si)，同时，该芯片数据传输速率可达 10 MBd，其输入高电流范围为 6~18 mA。

空穴注入层 (HIL)在量子点发光二极管 (QLEDs)中有重要作用。使用低温溶液法制作了 MoOx纳米颗粒，将其在氧化铟锡( ITO)玻璃上旋涂成膜后使用不同温度进行退火处理，并作为空穴注入层进行量子点发光二极管的制作。实验结果表明，氧化钼薄膜有着与 ITO玻璃阳极和 Poly-TPD空穴传输层匹配的能级，可用作量子点发光二极管的空穴注入层，而使用经 100 ℃退火处理后的 MoOx薄膜作为空穴注入层的器件性能最佳：器件启亮电压为 2.5 V，最高外量子效率为 11.6%，在偏压为10 V时，器件的最高亮度达到 27 100 cd/m2。

针对 Cascode结构振荡器进行研究，通过理论推导和分析，给出两级负阻提升的通用模型，该模型可以被广泛应用于混沌电路设计中，实际电路设计时可以用合适的负阻电路单元替代两级结构中的下级部分，实现电路负阻的提升。仿真设计结果表明，基于该模型设计的混沌电路的混沌振荡基频 f0为 4.2 GHz，f0/fT值达到 0.46，较经典单级电路有较大提升。

通过优化设计法拉第筒的响应电阻和分布电感，在“ TPG700”平台上对无箔二极管阴极发射的环形电子束束流进行轴向测试。结果表明，无波二极管工作在低磁场 (<1 T)条件下，在二极管电压较低时，优化后的法拉第筒测试获得的电子束束流前沿较慢，随着二极管电压的升高，电子束束流前沿明显变快；在强磁场 (>2 T)条件下，法拉第筒测试结果与罗果夫斯基线圈测试结果一致。该结果表明，相比于罗果夫斯基线圈，法拉第筒更能准确地测试出无箔二极管的前向电子束束流。

针对静态随机存取存储器 (SRAM)型现场可编程门阵列(FPGA)在星载波控单元应用中存在单粒子翻转效应的问题，提出一种基于自主刷新控制电路的抗辐照加固星载波控单元设计方案。该方案构建了以国产芯片 BSV2CQRH为主的控制电路，对 FPGA控制器XQR2V3000内部配置位定时刷新，采用低电压差分信号 (LVDS)通信方式控制抗辐照 LVDS接口芯片，完成与前级波控管理平台波控码的收发，同时控制晶体管 –晶体管逻辑门 (TTL)驱动器以同步串行方式完成 10路移相器内部波控码的更新。测试结果表明，3.125 MHz串行时钟频率下布相时间小于50 μs，采样脉冲下降沿均位于数据码元的 1/2长度处，数据保持时间满足采样要求，实现了设计目标。