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2021全球十大工程成就 2

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基于玻璃通孔的Ka波段宽带滤波封装天线 Research Article

方针1,2,张继华1,2,3,高莉彬1,2,陈宏伟1,2,李文磊1,2,梁天鹏1,2,蔡旭东1,2,蔡星周3,贾惟聪3,郭欢3,李勇3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第6期页码 916-926 doi: 10.1631/FITEE.2200573

摘要：以玻璃封装材料和玻璃通孔技术为基础，提出一种新的Ka波段(33 GHz)滤波封装天线(FPA)，该天线具有宽频带和高滤波响应特点。与传统封装材料(印刷电路板、低温共烧陶瓷、硅等)相比，玻璃通孔更适合小型化技术(毫米波三维封装器件)，具有优越的微波性能。玻璃基板通过键合技术可实现三维高密度互联，其热膨胀系数与硅相当。此外，玻璃基板的堆叠实现了高密度互连，并与微电子技术兼容。该天线辐射贴片由贴片天线和反射系数几乎互补的带通滤波器(BPF)组成。该天线实现了大带宽和高辐射效率，这可能与玻璃基板的叠加和玻璃通孔馈电有关。此外，引入4个辐射零值可有效提高阻带内的抑制水平。为验证所提设计性能，对33 GHz宽带滤波天线进行优化、调试和测量。天线的工作带宽为29.4‒36.4 GHz (|S11|<−10 dB)，阻抗匹配带宽高达21.2%，阻带抑制水平大于16.5 dB。该天线实际增益为~6.5 dBi，辐射效率为~89%。

关键词：滤波封装天线；玻璃通孔；三维封装器件；激光键合

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用于微电子机械系统封装的体硅键合技术和薄膜密封技术

王渭源,王跃林

《中国工程科学》 2002年第4卷第6期页码 56-62

摘要：

对静电键合、体硅直接键合和界面层辅助键合等三种体硅键合技术，整片操作、局部操作和选择保护等三种密封技术，以及这些技术用于微电子机械系统的密封作了评述，强调在器件研究开始时应考虑封装问题，具体技术则应在保证器件功能和尽量减少芯片复杂性两者之间权衡决定

关键词：体硅键合技术薄膜密封技术微电子机械系统封装技术

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基于玻璃集成无源器件工艺的60-GHz小型化宽带超表面天线 Research Articles

Hai-yang XIA, Jin-can HU, Tao ZHANG, Lian-ming LI, Fu-chun ZHENG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第1期页码 174-181 doi: 10.1631/FITEE.1900453

摘要：提出一种面向封装天线应用的60-GHz小型化宽带超表面天线。基于玻璃集成无源器件制造技术，采用共面波导馈电环形谐振器表征玻璃基板的材料特性。该天线于高介电常数玻璃基板上设计以实现天线小型化。在TM10模式下，贴片单元之间的间隙使该天线贴片辐射孔径得以减小。该天线在结构上采用共面波导馈电，进而激励蝶形缝隙，最终耦合激励位于天线上表面的超表面贴片。该天线可同时支持TM10模和反相TM20模，从而提升带宽性能。经过设计、优化及加工，该天线的辐射贴片尺寸为0.31λ0×0.31λ0，厚度为0.06λ0。采用基于探针结构的天线测量装置完成该天线测试，测试结果显示天线带宽为53.3～67 GHz。在60 GHz频点处，该天线增益测量值约为5 dBi。

关键词： 60 GHz；封装天线；共面波导馈电环形谐振器；玻璃集成无源器件；超表面天线；小型化天线

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封装天线技术

张跃平

《工程（英文）》 2022年第11卷第4期页码 18-20 doi: 10.1016/j.eng.2021.08.012

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基于LTCC技术集成曲折线天线的封装天线系统

Gang Dong, Wei Xiong, Zhao-yao Wu, Yin-tang Yang,gdong@mail.xidian.edu.cn

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第1期页码 67-73 doi: 10.1631/FITEE.1500167

摘要：目的：基于LTCC工艺，设计工作于2.4 GHz频段范围且满足性能指标要求的集成封装天线，同时设计封装腔体结构实现电路芯片的集成。创新点：设计了一种曲折线天线结构用以实现系统的小型化。在封装层腔体内引入一种叠层多芯片组件结构，提高了整体集成度。通过添加通孔及馈线结构减少天线与封装层内部芯片间的电磁耦合。然后，针对封装天线集成电路芯片的需要，提出一种LTCC材料的多芯片组件结构（图8），同时在封装层内加入一定数量的金属通孔（图9），以减少天线与芯片间的电磁耦合。最后，将上述设计的天线与封装层结构整合在一起，并进行实际制作（图12），通过测试得到制作的封装天线系统的方向特性图（图13）和回波损耗特性曲线（图14）。结论：针对2.4 GHz频段的应用需要，提出了一种小型化高集成度的封装天线结构。该结构满足实际应用所需的性能指标，且能方便地通过LTCC工艺实现。

关键词：封装天线；曲折线天线；多芯片组件；低温共烧陶瓷

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基于LTCC技术与曲折线天线集成的封装天线系统

Gang DONG,Wei XIONG,Zhao-yao WU,Yin-tang YANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第1期页码 67-73

摘要：

我们提出了一种基于低温共烧陶瓷（LTCC）技术的与弯折线天线集成的封装天线系统。该系统采用曲折线贴片天线，封装层和层压多芯片模块（MCM）来集成集成电路（IC）裸芯片。微带馈线用于减少贴片和封装之间的相互作用。为了减少电磁耦合，设计并分析了通孔结构。弯曲线天线的带宽为220 MHz，中心频率为2.4 GHz，最大增益为2.2 dB，辐射效率超过其工作频率的90％。制作了集成了曲折线天线的封装天线系统，实验结果与仿真结果吻合良好。

关键词：封装天线（AiP），弯曲线天线，多芯片模块（MCM），低温共烧陶瓷（LTCC），

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基于三维扫描振镜的原位激光加工方法研究 Article

李晓, 刘斌, 梅雪松, 王文君, 王晓东, 李珣

《工程（英文）》 2020年第6卷第1期页码 68-76 doi: 10.1016/j.eng.2019.07.024

摘要：

本文通过研究三维扫描振镜及工业相机耦合构建的三维原位激光加工系统，提出了一种基于线结构光的工件三维扫描测量方式来获取工件三维模型信息的方法。该测量方法创新地将高度标定法用于三维测量精度的提高中，并成功地保证了后续加工时激光在三维工件上的精确聚焦。为了实现便捷高效的激光三维加工，研究人员开发了相关的原位加工软件，并通过实验案例验证了基于三维扫描振镜的原位激光加工方法与实验装置的可行性及实用性。与传统的线结构光测量方法相比，本研究的优点在于提出的方法不需要光平面标定和配置额外的运动轴来实现三维重建，并体现出了较高便捷性及较低成本优势：通过原位的激光加工方式可以实现测量加工一体化，进而降低时间和劳动成本

关键词：原位加工三维扫描振镜线结构光激光加工三维测量

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面向视觉概念构建的三维形状空间学习：挑战与研究进展 Perspective

童欣

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第9期页码 1290-1297 doi: 10.1631/FITEE.2200318

摘要：学习同一视觉概念下所有物体的三维形状空间是实现视觉概念计算表达的一个关键步骤。本文提出三维形状空间学习中面临的关键技术挑战，并围绕这些技术挑战回顾了这一领域的研究进展，最后讨论了三维形状空间学习领域的研究趋势和未来发展方向。

关键词：视觉概念；视觉知识；三维几何学习；三维形状空间；三维结构

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三元数域自适应滤波与跟踪算法 Article

Xiao-ming GOU,Zhi-wen LIU,Wei LIU,You-gen XU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第8期页码 834-840 doi: 10.1631/FITEE.1601164

摘要：本文首次提出了一种基于三元数代数的三维过程新模型。与纯四元数模型相比，三元数模型更加紧凑，计算量更小，同时在自适应线性滤波方面具有类似或者可比的性能。此外，三元数模型可以有效表征卡尔曼滤波中状态转移的一般性关系，而纯四元数模型则无法对此进行表征。基于实测风力数据和合成数据集的仿真实验验证了这一新建模方法的潜能。

关键词：三维过程；三元数；最小均方；卡尔曼滤波器

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水利水电工程地质-水工三维协同设计系统研究

李明超,钟登华,王忠耀,刘杰

《中国工程科学》 2010年第12卷第1期页码 43-47

摘要：

针对实现水利水电工程三维设计中所存在的关键问题，基于三维地质建模、水工建筑物快速建模和计算机协同设计技术等先进技术，采用了面向对象方法，设计并实现了水利水电工程地质-水工三维协同设计系统。该系统由三维地质建模、水工建筑物建模、工程地质分析与设计，以及数据库管理4个模块组成。地质和水工建筑物建模为工程地质分析与设计提供了三维模型，能够进行三维剖切分析、建基面分析、地下建筑物布置分析、边坡开挖分析等多方面的综合分析和不同专业间的协同作业，为水利水电工程三维设计提供了技术支持。

关键词：协同设计三维地质建模水工三维设计可视化

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基于实时力反馈技术的中国书画虚拟三维交互绘制方法 Article

Chao GUO, Zeng-xuan HOU, You-zhi SHI, Jun XU, Dan-dan YU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第11期页码 1843-1853 doi: 10.1631/FITEE.1601283

摘要：本文提出了一种新的基于实时力反馈技术的中国书画三维交互绘制方法。本文通过分析毛笔受力与变形的关系，基于一种弹簧振子模型构建了三维毛笔模型。本方法已成功应用于基于实时力反馈技术的虚拟三维交互绘制系统，用户可以通过Phantom Desktop力反馈设备实时绘制三维笔道，从而实现对三维交互绘制过程的有效仿真。

关键词：三维毛笔模型；三维笔道；三维交互绘制；实时力反馈技术

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用于牙模三维重构的双平台激光扫描仪 Article

杨树明, 时新宇, 张国锋, 律昌硕

《工程（英文）》 2018年第4卷第6期页码 796-805 doi: 10.1016/j.eng.2018.10.005

摘要：

本文研究开发了一种用于牙模三维（3D）重建的双平台激光扫描仪，结合平移和旋转平台用于实现对被测物的完整扫描。

关键词：激光扫描混合标定神经网络牙模

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面向三频WiFi应用的分集玻璃天线 Article

胡鹏飞, 梁国华, 陆贵文, 潘咏梅, 郑少勇

《工程（英文）》 2023年第23卷第4期页码 157-169 doi: 10.1016/j.eng.2022.09.011

摘要：

本文研究了两种新型极化和方向图分集玻璃介质谐振器天线（DRA），均适用于三频段（2.4 GHz、5.2 GHz和5.8 GHz）无线保真（WiFi）应用。通过比较这两种分集DRA以及一种新的空间分集玻璃DRA，研究了哪种类型的分集天线最适合WiFi 路由器应用。同时，将这三种分集玻璃DRA还与商用空间分集单极子对进行了比较，以衡量玻璃DRA在WiFi 路由器应用中的性能。本文在极化分集天线中，提出了双端口馈电方案来激发不同的DRA模式。实验制作了这三种新型分集天线，并测量了三种分集玻璃天线和参考空间分集单极天线的误码率（BER），并对结果进行了比较和讨论。结果表明，极化分集全向DRA的误码率最为稳定。