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医院中子照射器 5

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医院中子照射器I型堆 3

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固体氧化物燃料电池 2

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基于变压器CMOS超宽带毫米波电路分析与设计综述 Review Articles

Yi-ming YU, Kai KANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第1期页码 97-115 doi: 10.1631/FITEE.1900491

摘要：近年来，由于大量毫米波无线应用的产生，具有更强通用性的宽带毫米波电路和系统引起广泛关注。总结了4种基于片上变压器结构超宽带毫米波电路的理论分析、设计方法和综合性能。其一为毫米波低噪声放大器，采用基于变压器的跨导增强和极点调谐技术；通过采用这两种技术，该电路同时实现了较大工作带宽、低噪声系数和良好功率增益。其二为毫米波注入锁定三倍频器，采用注入电流增强技术，有效拓展了倍频器的锁定带宽。进一步，采用类似注入锁定技术结合变压器高阶谐振腔方案，实现了一款超宽带毫米波注入锁定分频器。最后，介绍了一款E波段上混频器，其采用两路跨导并联结构和基于变压器的多极点负载，实现了优异线性度和较大工作带宽。

关键词：硅基集成电路；毫米波；超宽带；变压器；低噪声放大器；倍频器；分频器；混频器

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带状态反馈控制的概率布尔网络上基于互模拟的稳定性研究 Research Articles

Nan JIANG, Chi HUANG, Yao CHEN, Jürgen KURTHS

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第2期页码 268-290 doi: 10.1631/FITEE.1900447

摘要：研究具有状态反馈控制的概率布尔控制网络。为降低计算复杂度，定义一种新的互模拟概率布尔控制网络。为更好理解概率布尔控制网络之间的互模拟关系，使用一种半张量积的强大矩阵运算。由于网络稳定至关重要，考虑互模拟概率布尔控制网络之间的1-概率稳定传播，并证明可行性。如果两个概率布尔控制网络之间匹配互模拟关系，则它们的过渡阶段（实现稳定的最大步骤数）被证明相同。之后，将结果推广到概率布尔网络。

关键词：硅基集成电路；毫米波；超宽带；变压器；低噪声放大器；倍频器；分频器；混频器

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基于电感和变压器跨导提升技术、噪声系数为3.2 dB、带宽为9.8–30.1 GHz的CMOS低噪声放大器

陈宏尘1,朱浩慎1,吴亮2,车文荃1,薛泉1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第4期页码 586-598 doi: 10.1631/FITEE.2000510

摘要：因此，位于接收机前端的第一个有源模块——低噪声放大器——起着非常关键的作用。但是，当频率上升到毫米波段时，由于寄生效应影响变大，高性能的宽带低噪声放大器设计面临着诸多挑战。本文通过基于电感和变压器的跨导提升技术，研制一款宽带的高性能毫米波低噪声放大器。使用台积电（TSMC）65 nm CMOS工艺流片并测试，这款低噪声放大器最低噪声系数仅为3.2 dB，带宽高达20.3 GHz，适用于5G毫米波收发系统。在第二级放大器引入变压器后等效跨导随耦合系数变化，可以看到，当耦合系数为0时，等效跨导最低，随着耦合系数增大，等效跨导提升。本文提出的宽带毫米波低噪声放大器经台积电65纳米CMOS工艺流片加工。由此可见，由于采用了基于电感和变压器的跨导提升技术，该毫米波低噪声放大器在带宽、增益和噪声系数方面表现优异，适用于5G毫米波收发系统。

关键词： CMOS；跨导提升技术；低噪声放大器；变压器；共栅级

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用于超导纳米线单光子探测器的宽带超低温放大器 Research Article

李连鸣1,2,何龙2,吴旭1,2,牛晓康1,万超2,康琳2,3,贾小氢2,3,张蜡宝2,3,赵清源2,3,涂学凑2,3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第12期页码 1551-1684 doi: 10.1631/FITEE.2100525

摘要：为有效读出超导纳米线单光子探测器（SNSPD）输出信号，提出一种基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺的低功耗无电感宽带差分超低温放大器。为解决缺少超低温器件精确模型的问题，结合并联—并联反馈和电容耦合超低温放大器结构，通过详细理论分析和仿真，确定了放大器增益与电路可调设计参数间的关系，提高了设计和优化的灵活性，从而实现所需增益。为实现工作频率范围内端口阻抗平坦特性，采用RC并联补偿结构，有效提高了放大器闭环稳定性，并可抑制放大器过冲问题。给出室温（300 K）和低温（4.2 K）下S参数和瞬态性能测试结果。在良好输入输出阻抗匹配下，该放大器在300 K温度下3 dB带宽为1.13 GHz，增益为21 dB。在4.2 K温度下，该放大器增益可在15～24 dB范围内调节，其3 dB带宽为120 kHz～1.3 GHz，功耗仅3.1 mW。去除芯片外围焊盘，该超低温放大器芯片核心面积仅为0.073 mm2。

关键词：超低温放大器；宽带放大器；超导纳米线单光子探测器

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高线性度U波段功率放大器设计：新型交调点分析方法 Research Article

崔杰,李佩佩,盛卫星

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第1期页码 176-186 doi: 10.1631/FITEE.2200082

摘要：功率放大器的线性度决定了通信系统的信号发射质量与系统的发射效率。非线性失真会导致系统误码、带外辐射以及临近信道干扰，严重影响着通信系统的质量和可靠性。论文从毫米波功率放大器的三阶互调点入手，对电路的非线性进行补偿。介绍了基于格罗方德（GlobalFoundries） 45 nm绝缘体硅工艺的AB类线性毫米波功率放大器（PA）的分析、设计和测试情况。设计了三种工作在U波段的基于共源共栅和三管堆叠单元结构的单端和差分堆叠功率放大器。根据非线性分析和在片测试结果对比，发现基于三管堆叠单元的设计要优于基于共源共栅单元的设计。使用单端测量方法设计的差分功率放大器在44 GHz时实现了47.2%的峰值功率附加效率（PAE）和25.2 dBm的饱和输出功率（Psat）。该放大器在44 GHz至50 GHz的工作带宽内实现了Psat高于23 dBm和峰值PAE高于25%的性能。

关键词：绝缘体硅；线性分析；毫米波；功率放大器

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亚毫米和太赫兹波段3-dB分支波导定向耦合器的机械可靠性研究 Research Articles

牛中乾1,张波1,李道通2,纪东峰1,刘洋1,丰益年1,周天驰1,张耀辉1,樊勇1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第8期页码 1104-1113 doi: 10.1631/FITEE.2000229

摘要：本文研究亚毫米和太赫兹波段3-dB分支波导定向耦合器的机械可靠性。为证明在亚毫米波和太赫兹频段提升分支波导定向耦合器力学性能的必要性，详细分析了不同宽长比和高长比时耦合器分支的应力变化。此外，对一种改进型3-dB分支波导定向耦合器的力学性能进行了研究。与传统耦合器结构相比，改进型耦合器在传统矩形分支的顶部和底部作了圆角处理，在实现相同性能的情况下，提升了耦合器分支宽度，提高了波导耦合器的机械可靠性。同时，本文通过振动实验验证定向耦合器的机械可靠性。测量结果显示，实验使得耦合性能恶化。实验结果表明，在相同电学性能下，改进型分支波导定向耦合器的力学性能优于传统结构。

关键词：定向耦合器；3-dB分支波导定向耦合器；亚毫米波器件；太赫兹电路；机械可靠性

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具有双支路交错拓扑结构和轻载效率优化模式的大电流、高集成度开关电容分压器 Research Articles

刘胜1,赵梦恋2,杨朝2,吴皓楠2,吴晓波1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第2期页码 317-327 doi: 10.1631/FITEE.2000404

摘要：由于无磁且容易实现高集成度，开关电容（SC）变换器作为一种直流变压器在现代电子领域具有广泛应用前景。然而，设计具有大电流和高功率的SC变换器仍面临挑战。本文提出一种双支路SC分压器拓扑，并通过集成电路（IC）得以实现。所设计SC变换器能驱动大电流负载，将其使用范围扩展至大功率应用场合。此外，提出一种使用电容耦合型浮动电压电平转换器的片上栅极驱动方法有效驱动全NMOS功率链。通过自供电结构，飞电容器本身也是用于栅极驱动的自举电容器，从而减少所需元器件数量。所设计SC变换器IC使用180 nm三阱BCD工艺制造。实验结果证明了所提双支路交错操作方式和自供电栅极驱动方法的有效性。所设计SC变换器可在5至12 V的输入电压下驱动高达4 A的负载电流，功率效率高达96.5％。在轻负载条件下，使用所提优化方法，电源效率提高了30％。

关键词：开关电容变换器；双支路；集成电路；自举栅极驱动器

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面向大规模MIMO系统的高效功率放大器及其线性化技术综述 Review Articles

Xin LIU, Guan-sheng LV, De-han WANG, Wen-hua CHEN, Fadhel M. GHANNOUCHI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第1期页码 72-96 doi: 10.1631/FITEE.1900467

摘要：为适应数据传输速率的爆炸性增长以及大规模多输入多输出（mMIMO）技术的应用，业界开发了高效率功率放大器（PA）和相关线性化技术。本文根据5G系统的两个核心频段——sub-6 GHz和毫米波（mmWave）——的特点，对高效率集成化的Doherty功放单片微波集成电路（MMIC）和线性化技术进行了综述，比较和分析了不同半导体工艺和架构下的高效功放设计思路

关键词：高效节能；线性化；大规模多输入多输出（mMIMO）；单片微波集成电路（MMIC）；功率放大器

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一种改进的用于加载微型航天器小型化超宽带多共振贴片天线的新型H形裂环谐振器超材料 Article

Parul DAWAR, N. S. RAGHAVA, Asok DE

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第11期页码 1883-1891 doi: 10.1631/FITEE.1601193

摘要：本文设计并分析了一种改进H形裂环谐振器（split ring resonator, SRR）的新型超材料。它具有负磁导率和负介电常数特性，且在X，Ku和Ka频带内具有多频共振特性。

关键词：超宽带；天线；超材料

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活塞驱动变压吸附反应器的模型化

胡鸣,周兴贵,顾峥,袁渭康

《中国工程科学》 2001年第3卷第12期页码 52-57

摘要：

建立了活塞驱动的快速变压吸附反应器模型，根据气缸与床层相通时压力、浓度和流率的连续性要求，提出了模型的边界条件。以2A↔B+C为反应体系，其中C为易吸附组分，A、B为不吸附组分，利用动态模拟软件gPROMS模拟考察了反应器长度、周期长度、活塞运动速率、产品收集速率和基础压力对反应性能和分离性能的影响。

关键词：变压吸附反应器变压吸附多功能反应器动态模拟

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用硅基激光器提高数据容量限制

Peter Weiss

《工程（英文）》 2019年第5卷第5期页码 824-825 doi: 10.1016/j.eng.2019.08.011

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硅基石墨烯调制器 Special Feature on Optoelectronic Devices and Inte

Hao-wen SHU, Ming JIN, Yuan-sheng TAO, Xing-jun WANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第4期页码 458-471 doi: 10.1631/FITEE.1800407

摘要：为满足下一代光互联技术高带宽、低功耗的需求，基于金属互补氧化物半导体（CMOS）工艺的硅基光电子技术有望实现光电器件大规模、高密度集成，在高速率数据传输方面带来新突破。硅基调制器是硅基光电子学的核心器件之一，然而传统基于等离子色散效应的硅基耗尽式调制器在带宽、尺寸和功耗方面存在一定限制，影响传输系统整体性能。为解决该问题，石墨烯被引入硅基光电子器件的材料体系，其优异的电学传输特性和光电特性有效提升传统硅基光调制器单元器件性能。我们总结了基于热光、电光、等离子体等硅基石墨烯调制器的最新进展，其出色性能使硅基石墨烯调制器有望成为下一代片上及片外光互连技术的候选方案。

关键词：硅基光电子学；石墨烯；光调制器

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基于有源耦合矩阵的一种微带直接耦合式滤波放大器 Research Articles

高杨1,张帆2,乔莹莹1,臧家伟3,李磊1,商小邦4

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第9期页码 1260-1269 doi: 10.1631/FITEE.2000292

摘要：提出一种基于有源耦合矩阵的微带集成滤波放大器的设计理论。通过消除匹配结构，微带滤波器可直接与放大器耦合，同时实现滤波和匹配功能。通过引入附加的行和列表示有源晶体管，该放大器的拓扑结构可用耦合矩阵综合和表达。该有源耦合矩阵可用于计算S参数（回波损耗和增益）和集成器件的初始物理尺寸。该集成设计方法有效降低了电磁波损耗，并且使器件结构更为紧凑。由于微带线易加工、低成本、易于与有源器件集成等优点，本文设计、加工并测量了基于微带线工艺的X波段放大器。

关键词：放大器；滤波–放大器集成；微带线；耦合矩阵

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17–26.5 GHz 42.5 dBm宽带高效率GaN功率放大器设计 Correspondences

黎明1,2,李智群1,3,郑权2,蔺兰峰2,陶洪琪2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第2期页码 346-350 doi: 10.1631/FITEE.2000513

摘要：提出一种在微波频段具有宽带、高效率的氮化镓（GaN）功率放大器。该功率放大器采用0.15 μm栅长GaN-HEMT工艺，其工作频段可以覆盖整个K频段，即17–26.5 GHz。为获得更好的输出功率和功率附加效率（PAE），根据晶体管的性能，设计了最优前后级驱动比和最佳晶体管尺寸，并采用宽带低损耗电路拓扑结构，实现宽带高效率设计。同时，将谐波控制结构巧妙地集成到驱动级匹配电路中，提升高频效率，确保整个频段内获得较高功率附加效率。该功率放大器采用三级放大拓扑结构，在连续波条件下，测试结果表明，在17–26.5 GHz频带范围内饱和输出功率超过42.5 dBm，平均PAE为30%，在19.8 GHz时PAE达到最大，为32.1%，

关键词： K波段；高效率；宽带；氮化镓（GaN）；功率放大器

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新型电光调Q腔内倍频绿光激光器

陈飞,霍玉晶,何淑芳,冯立春

《中国工程科学》 2000年第2卷第4期页码 39-42

摘要：

本文报道了一种新型的LD泵浦Nd:YVO₄-KTP电光调Q绿光激光器，用单块KTP晶体同时作为电光调Q开关和Ⅱ类相位匹配的倍频晶体，减少了腔内损耗，提高了效率，得到了脉宽为12ns激光器采用纵向同轴泵浦方式、独特的整体控温技术和小焦距非球面聚焦透镜，并把全部元件固化为一个整体，进一步提高了器件的效率、激光的输出功率和光束方向的稳定性。

关键词： KTP 绿光激光器电光调Q开关倍频