提高色散群时延器件性能的技术研究

Real-time analog signal processing using dispersive delay structures is getting more and more popular nowadays, because it may overcome some key difficulties suffered in traditional digital signal processing. However, the dispersive delay structures, as the core component, cannot provide very high performance so far. This project will further investigate the dispersive delay structures in terms of the design flexibility, magnitude flatness and resolution. The applicant plans to employ C-sections based on non-uniform coupled lines, predistortion based on the independent control of magnitude and hybrid cascade to enhance the above-mentioned performance. This research will accelerate the development of dispersive delay structures, and paves the way for their extensive applications in real-time signal processing.

基于色散群时延器件的实时模拟信号处理已经成为当今的研究热点，它有望突破传统数字信号处理的技术瓶颈。然而，色散群时延器件作为核心部件在性能上仍然有待进一步提高。本课题拟从设计灵活性、幅度平坦性、器件分辨率三方面对色散群时延器件展开深入研究，分别采用基于非均匀耦合线的C-section、独立幅度控制的预补偿和混合级联等研究方案，对以上三方面的性能进行提升。本项研究将加速色散群时延器件的设计技术发展，为其大规模应用于实时的模拟信号处理系统奠定坚实的基础。

基于色散群时延器件的微波模拟信号处理已经成为当今的研究热点，它有望突破传统数字信号处理的技术瓶颈。色散群时延器件作为核心部件在性能上仍然有待进一步提高。本项目首先从设计灵活性、幅度平坦性、器件分辨率三方面进行了探索，开展的研究较好地完成了项目的各种预期。在完成计划内容的基础上，又持续和深入开展了从紧凑性、非互易性、电可调性、低通宽带等方面提高器件性能的研究。..本项目研究了基于非均匀传输线的C结构，提高设计灵活性；研究了单独控制幅度和群时延形状的耦合矩阵技术，提高幅度平坦性；研究了混合级联C结构，提高分辨率；研究了基于四分之一波长传输线的色散时延结构，提高紧凑性；研究了非互易色散群时延的耦合矩阵综合技术，拓展了传统耦合矩阵的适用范围，成果被国际知名专家正面引用；研究了电可调色散群时延器件的设计；研究了基于并联支节线和高低阻抗线的色散群时延器件结构；研究了单端口耦合矩阵的综合技术，突破了传统反射型色散群时延器件只能综合对称响应的限制；研究了色散群时延器件在天线阵列中的应用；研究了负群时延器件的耦合矩阵综合技术；初步探索了基于表面等离激元的传输和辐射结构，为未来设计毫米波太赫兹频段的色散群时延器件奠定了基础。..本项目总计发表学术论文30篇,申请发明专利1项，培养专业人才10名。其中，发表SCI期刊论文12篇（均为第一或通信作者论文），包括IEEE期刊论文11篇，顶级期刊IEEE T-MTT论文1篇；发表国际会议论文18篇，其中第一或通信作者论文13篇。通过本项目的支持和取得的成果，项目负责人成功获得广东省自然科学杰出青年、“广东特支计划”科技创新青年拔尖人才、IEEE高级会员等荣誉称号；自2017年起担任JCR一区国际期刊IEEE Access副主编；2015年至2016年担任SCI国际期刊IJAP特邀主编；担任2017 IEEE EDAPS的本地组织委员会共同主席；受邀在2017 AP-EMC等国际会议做分会邀请报告；担任2016 IEEE ICCS出版主席；担任EUCAP 2015、EUCAP 2017、APCAP 2015、2017年天线年会等会议的TPC成员。