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电子学报
中国电子学会
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中国电子学会

王守觉

月刊

0372-2112

new@ejournal.org.cn;wanghui@ejournal.net.cn

010-68279116，68285082

100036

北京165信箱

电子学报/Journal Acta Electronica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>1962年创刊，中国电子学会主办的高级学术月刊。刊登电子与信息及相关领域代表我国研究水平的最新科研成果和技术进展。本刊为中国自然科学核心期刊之一；科技部科技论文统计源期刊；中国科学引文数据库来源期刊。获2000年首届国家期刊奖以及2000年国家自然科学基金重点学术期刊专项基金资助。现被五个大型检索机构（Ei、Sci-Expanded、SA、苏联文摘杂志(рж)和日本科技文献速报）作为固定收录对象。
正式出版
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    基于平面宽带耦合抑制结构提高天线端口互隔离度的方法

    黄河
    1516-1523页
    查看更多>>摘要：由于通信任务的多样化需求,同一系统中会集成多个不同频段的天线.相邻天线不可避免地会相互影响,导致天线端口的互隔离度下降.为提高双频段天线端口之间的互隔离度,本文提出了一种加载于低频单元上的平面、宽带耦合抑制结构(Planar/Wideband Coupling Suppression Structure,PWCSS),该耦合抑制结构谐振在高频段,可以有效减小低频单元在高频段的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS),使低频单元辐射的高频能量被吸收,进而提升两天线单元在高频段的端口互隔离度.本文提出的PWCSS有以下优点:不会给低频单元带来额外的增益损失、不会对天线原有辐射方向图产生影响;不需要分层加工,成本低,集成度高;包含不同长度、不同位置的开路微带,可以有效地扩展耦合抑制的作用带宽.对天线进行了仿真、加工和测试.结果表明,采用PWCSS可使高频范围内平均互隔离度、最大互隔离度分别提高16.6 dB和30 dB.该耦合抑制方法可用于基站、探测、雷达等多天线系统,具有良好的应用前景.

    双极化天线双频天线互隔离度平面宽带耦合抑制结构天线耦合

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    集成可编程光芯片的研究与功能验证

    李智慧梁宇鑫范诗佳廖海军...
    1524-1533页
    查看更多>>摘要：随着对高速、超紧凑数据信号管理需求的日益增长,光子集成电路(Photonics Integrated Circuits,PIC)在先进的光子信号处理中受到广泛关注,其中可编程光芯片因其特有的通用性、可重构特性逐渐受到开发者的青睐.本文依托联合微电子中心有限责任公司(United MicroElectronics Center Co.Ltd,CUMEC)的绝缘体上硅(Silicon-On-Insu-lator,SOI)自主工艺平台,设计并制备了包含9个六边形单元的3×3六边形架构可编程光芯片,利用迭代扫描法实现了消光比高达30 dB的开关电压标定,并通过扁平化版图优化设计使芯片尺寸降低了21%;采用此可编程光芯片进一步完成了典型功能验证:通过对输入输出端的可调基本单元(Tunable Basic Unit,TBU)耦合系数进行调谐,可实现消光比、谐振波长、自由光谱范围可调的马赫曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)/微环谐振腔(Micro-Ring Resonator,MRR),消光比可高达42.3 dB/28 dB;可实现延时量大范围可调谐的延时线及任意输入/输出端口之间的路由.该芯片是目前世界上规模最大的六边形架构可编程光芯片,并实现了与有源单元的单片集成,在微波光子信号处理、化学生物传感、量子信息、光计算领域具有广阔的应用前景.

    光子集成电路可编程光芯片可重构硅光平台功能验证

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    权重化QR分解的正交匹配追踪算法硬件实现

    王玺梁文凯杨虹张红升...
    1534-1542页
    查看更多>>摘要：为在小型化、低成本的硬件平台实现正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法,针对OMP算法中最小二乘法的问题,该文构造一个确定性的传感矩阵,提出一种低复杂度、低资源的权重化QR分解的OMP(Weighted QR decomposition OMP,WQR-OMP)算法硬件结构,在ZYNQ 7020型号芯片上搭建WQR-OMP SOC系统.WQR-OMP算法在传感矩阵进行QR分解后,根据三角矩阵R中元素的分布特性,通过权重化运算只保留主对角线上的元素而其他余元素归零,得到对角矩阵D,然后近似计算稀疏向量的解.实验结果表明:与基于QR分解的OMP(QR decomposition OMP,QR-OMP)和Batch-OMP算法的硬件结构相比,WQR-OMP算法硬件结构的重构速度更快、存储资源更少.在压缩率为0.25的条件下,WQR-OMP SOC系统对256×256分辨率图像的重构时间为400 ms左右,其速率比仅使用ARM处理器的重构速率提高了约6.3倍.与其他现有研究对比,该系统在Block RAM存储资源消耗较少的情况下,进一步提升了重构速度,适用于存储资源受限的硬件平台.

    正交匹配追踪算法最小二乘权重化QR分解ZYNQ7020

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    对二维Graphene/VS2/BN范德华多层异质结构作为LIBs的阳极材料的相关研究

    伍虎唐贵平肖事成范志强...
    1543-1552页
    查看更多>>摘要：通过范德华尔斯作用将单层石墨烯(Graphene)、单层二硫化钒(VS2)和单层氮化硼(BN)构建成Gra-phene/VS2/BN范德华三层异质结构,并将其与不同数量的锂结合,研究了其作为锂离子电池(Li-Ion Batterys,LIBs)中阳极电极材料的可行性.Graphene/VS2/BN范德华三层异质结构具有-0.33 eV/Å2的形成能,具有较强的稳定性,理论上可实现合成.同时,计算了Graphene/VS2/BN范德华异质结构的平面内刚度,得出的杨氏模量(Y)为886.88 N/m,高于单层VS2 的Y(82.5 N/m),具有较好的力学性能.Graphene/VS2/BN范德华三层异质结构表面和界面上吸附Li的吸附能(-5～-2 eV)远大于相应单层的吸附能,表明其对Li具有较好的吸附性能.Li在Graphene/VS2/BN范德华三层异质结构的不同表面和界面处迁移时的扩散势垒非常小(0.3～0.6 eV),对电池速率性能极为有利.Graphene/VS2/BN范德华三层异质结构在LIBs的阳极电极材料方面的应用具有广泛的前景.

    石墨烯异质结吸附能开路电压能带锂离子电池

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    基于时频域联合数据辅助MIMO均衡算法的多维度复用千公里级相干传输系统

    刘博王晨谭宇璇王凯辉...
    1553-1561页
    查看更多>>摘要：基于少模光纤的模式复用系统利用单根纤芯中的正交模式实现各独立信道的并行传输,能够有效提升系统容量,解决单模光纤系统的容量危机.本文联合使用模式复用、波分复用与偏振复用技术,基于六模渐变型光纤实现了80个波长通道下32 Gbaud四模双偏振16阶正交振幅调制信号的1 000 km相干传输,并在接收端使用时频域联合数据辅助8×8多输入多输出最小均方算法,以补偿由光纤传输导致的模式耦合及模间色散等线性损伤.与传统的纯时域或纯频域多输入输出最小均方均衡算法相比,该算法分别实现了57.1％的收敛速度提升与25.1％的收敛误差下降.经过1 000 km少模光纤传输后,80通道每个模式及偏振态的误码率均低于开销为20％的软判决前向纠错编码阈值2.4×10-2,系统净速率达68.2 Tbit/s.

    相干光传输系统多维度复用技术数据辅助均衡多输入多输出数据均衡时频域联合处理技术

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    基于慢波基片集成波导的小型化移相功分器

    黄文詹中杰陈肖
    1562-1569页
    查看更多>>摘要：针对移相器和功分器的功能融合设计,提出了一种基于慢波基片集成波导(Slow-Wave Substrate Inte-grated Waveguide,SW-SIW)的小型化移相功分器,两个输出分支等长带宽,可实现30°相移量.其中一个输出分支通过基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)实现,而另一个输出分支将互补开口谐振环(Complementary Split-Ring Resonator,CSRR)加载在上层金属表面,代替传统SIW连续的金属表面,该CSRR由经典CSRR结构演变而来,同时为了降低由CSRR加载所造成的相位上的不稳定,在CSRR内部添加金属化通孔,实现SW-SIW,使得截止频率和相速度降低.测试结果表明,移相功分器在9.0～11.8 GHz频带范围内反射系数|S11|小于-10 dB,相对工作带宽为26.9%,插入损耗小于1.3 dB.两个输出端口的相位差稳定在30°±3°,幅度差小于1.4 dB,实现了等功率分配.所设计的移相功分器具有较小的尺寸和低制造成本,适合应用在相控阵天线中.

    移相功分器基片集成波导慢波基片集成波导小型化互补开口谐振环

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    时间反转OFDM系统中增强安全性能的功率分配与人工噪声设计

    雷维嘉毕文佳雷宏江唐宏...
    1570-1581页
    查看更多>>摘要：时间反转技术特有的时空聚焦特性使其具有抗窃听能力.本文对提高时间反转正交频分复用系统安全性能的优化方案进行研究.首先,通过应用时间反转预滤波的时空聚焦特性来提高合法接收端相对于窃听端的信号强度;然后,以最大化保密速率为目标对子载波的功率分配进行优化.为进一步提升系统保密传输能力,利用循环前缀提供的自由度实现零空间人工噪声,在对窃听端形成有效干扰的同时,不对合法接收端造成影响.通过对子载波功率分配和人工噪声协方差阵进行联合优化,最大化系统的保密传输速率.仿真结果表明,所提优化方案能显著提高系统的保密速率.

    物理层安全正交频分复用时间反转功率分配人工噪声

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    基于HTO的LDMOS器件结构及其热载流子注入退化研究

    邵红李永顺宋亮金华俊...
    1582-1590页
    查看更多>>摘要：为满足中低压消费电子的市场需求,小尺寸高密度Bipolar-CMOS-DMOS技术得到了蓬勃发展,低损耗和高可靠成为Bipolar-CMOS-DMOS技术中横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(Lateral Double-diffused Metal-Ox-ide-Semiconductor field effect transistor,LDMOS)设计的重点和难点.本文介绍了一种基于高温氧化层(High Tempera-ture Oxidation layer,HTO)结构的LDMOS,并对其热载流子注入退化机制进行了研究分析,利用高温氧化层结构改善了传统浅槽隔离(Shallow Trench Isolation,STI)结构中氧化物台阶嵌入半导体内部对器件热载流子注入造成的不利影响,提高器件可靠性,同时还缩短了器件导通情况下的电流路径长度,降低损耗.此外本文还提出了对P型体区的工艺优化方法,利用多晶硅作为高能量离子注入的掩蔽层,改善阱邻近效应对器件鲁棒性的影响,同时形成更深的冶金结,可以辅助漂移区杂质离子耗尽,降低漂移区表面电场,在不需要额外增加版次的情况下提高了器件击穿电压.最终得到的基于HTO结构的LDMOS击穿电压为43 V,比导通电阻为9.5 mΩ·mm2,线性区电流在10 000 s之后的退化量仅为0.87%.

    横向双扩散金属氧化物半导体场效应管热载流子注入高温氧化层低损耗高可靠性

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    高浓度掺杂非晶铟镓锌氧化物薄膜的态密度模型研究

    蔡坤林谢应涛蹇欢黄雁琳...
    1591-1600页
    查看更多>>摘要：针对背沟道刻蚀(Back Channel Etch,BCE)技术的非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFTs),建立了一种高浓度掺杂态密度模型(High Concentration Doping Density Of States model,HCD-DOS model),并通过数值模拟研究态密度关键参数对器件性能的影响,以此揭示a-IGZO TFTs中制备工艺对导电沟道修复的物理机理.首先,采用结合强度较高的钼/铜双层结构作为栅/源/漏电极,引入BCE方法制备了底栅顶接触(Bottom-Gate Top-Contact,BG-TC)TFTs.其次,建立了适用于BCE技术的a-IGZO TFTs的HCD-DOS模型.随后,基于TCAD(Technology Computer Aided Design)仿真器对态密度关键参数进行数值研究,结果表明,不同态密度参数对a-IGZO TFTs器件转移特性曲线、电学特性以及沟道内部电子浓度分布的影响有所差异.最后,基于HCD-DOS模型探索SiOx钝化层沉积和N2O等离子体处理对器件内部机理的影响.研究发现,N2O等离子体处理对态密度分布和沟道载流子浓度有显著影响,进而导致阈值电压正向漂移.

    非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管态密度模型钝化层沉积等离子体处理背沟道刻蚀

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    面向模分复用系统的遗传-MIMO均衡参数优化技术

    赵天烽文峰冯变霞武保剑...
    1601-1608页
    查看更多>>摘要：在模分复用系统的数字信号处理单元中,多输入多输出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)均衡技术可用来补偿由各类模式相关噪声引起的信号误码率(Bit Error Rate,BER)劣化问题.而MIMO均衡算法的工作性能严重依赖于步长因子μ以及抽头数K,因此在固化均衡器之前,确定MIMO均衡算法中μ-K参数组合的最优值至关重要.为提高参数优化效率,提出了一种基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)的MIMO均衡参数优化方案,即遗传-MIMO(GA-MIMO),在保证最小BER输出的同时降低参数优化过程所需的计算开销.为验证GA-MIMO的工作性能,构建了基于10 km六模光纤的点对点通信实验系统,使用新方案补偿并行通信的六路数据,并与最速下降法和迭代算法进行性能比较.实验结果表明,所提GA方案可实现MIMO均衡中最高99.98%的最优μ-K参数命中率,且GA-MIMO算法的全局搜索性使其相比于最速下降法和迭代算法可最多分别节省86.14%和90.3%的均衡算法调用次数,有效降低了确定最优μ-K参数组合时的计算开销.

    模分复用多输入多输出遗传算法少模光纤最小均方误差

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