超导混频接收中全固态本振的若干关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11303004
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1902.射电天文技术和方法
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

With the high resolution and high sensitivity requirements to astronomical observations and atmospheric sounding, the LO's contribution to the low frequency noise performance of the receiving system are the ongoing focus of these areas. We propose two key issues to be carried out about the solid-state local oscillator in superconducting mixer receiver research. They are the low frequency noise analysis of the local oscillator reference & noise-reduction technology, and the thermoelectric model of the high power local oscillator frequency multiplying devices & its low-frequency noise analysis separately. Using the sapphire oscillator as a microwave reference in the THz solid source source, the Output THz signal has a merit of low frequency noise performance. We intends to carry out theoretical model analysis of the noise-reduction & frequency-locking loop design techniques to accomplish a ultra-low phase noise circuit design which can reduce the low frequency noise of the local oscillator reference itself and low frequency noise introduced to the frequency multipliers. To THz multiplier's research, the high power THz multiplier and its low frequency noise characteristics is the new critical facing issue. We intend to carry out the thermoelectric model analysis of the high power THz frequency multiplier and the more detailed re-discussion about the multiplying mechanism. By building the THz multiplier thermoelectric model, improving our self-design THz frequency multiplier design process, we wish to accomplish the optimization of the high power multiplier, low frequency noise characteristics and the impaction to the stability of the system. The research and its conclusions can be used for THz local oscillator design, system measurement and the optimization to the observation strategy.
随着天文观测和大气探测对接收越来越有着高分辨率及高灵敏度的要求,本振对于系统低频噪声的贡献渐渐受到关注。拟开展超导混频接收中全固态本振的关键技术研究,分别是本振基准源低频噪声分析及低频噪声减小技术研究、高功率倍频器件热电模型及倍频器件低频噪声分析等内容。 在太赫兹波波段,若采用蓝宝石振荡器作为THz固态源的微波基准源,所输出THz信号低频噪声性能优异,可降低本振基准源低频噪声,有效减少其对后续本振倍频链路及超导混频电路的低频噪声引入。 高功率THz倍频输出以及THz链路低频噪声的特性分析,是全固态源研究面临的新问题。亟需开展对倍频机理的再讨论,即高功率THz倍频器件热电模型研究,进一步完善THz倍频电路特性分析与电路设计流程,完成高功率倍频电路优化设计以及低频噪声特性分析,有效提高系统稳定性。 本项目研究及其结论可作THz本振设计、系统测试及观测策略优化的参考依据。

结项摘要

建立了本振基准源主振环路及锁频电路相噪模型,完成了振荡电路相噪指标与鉴频灵敏度、谐振器耦合度及分立器件关联性分析和讨论,所得结论对实际振荡电路的研制具有重要的理论指导意义;具有放大、衰减、移相、耦合、环形、隔离等功能的各类有源/无源微波二端口器件是超低相噪基准源的重要组成部分,基于干涉理论,研制出二端口器件1/f噪声干涉测量系统,测试系统底噪为-170dBc/Hz,达到国际同类系统底噪指标,该测试平台非常有助于低1/f噪声器件的选型,并利用该测试系统完成了若干二端口器件的1/f噪声测试;研制出超低相位噪声基准源,根据对关键相噪指标的实测,表明该基准源性能优越,相噪指标在偏离载频1 kHz处相位噪声为-112 dBc/Hz@10GHz,偏离载频10 kHz处相位噪声为-142 dBc/Hz@10GHz。.完成了高功率条件下太赫兹肖特基器件的倍频机理与工作机制的分析研究,设计出新型倍频电路合成结构,该新型倍频电路在高功率推动条件下,不需改变原有肖特基器件功率承载能力,通过增加倍频器件的数量来提高倍频链路的功率承载能力,同时优化后的电路倍频效率并无损失,并得到两倍原先倍频设计的输出功率;开展了太赫兹肖特基器件噪声模型及热电模型分析研究,并完成各自模型的器件级及电路级表征技术的研究 。所开展的器件噪声模型、热电模型、模型电路表征,倍频拓扑、倍频机制、导波模式等方面的基础理论和技术方法研究,对于建立并完善太赫兹倍频电路协同仿真设计平台有重要的意义;研制出可应用于成像的太赫兹肖特基检波电路,检测灵敏度达到3500mV/mW左右,线性度0.998,性能优越;研制出0.2THz、0.3THz、0.6THz高效倍频电路实物,倍频效率和功率指标性能优越,并实际应用与欧盟优先级最高的L-1级空间探测项目- Jupiter Icy Moon Explorer(JUICE)中0.6THz和1.2THz亚毫米波探测器。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(6)
专利数量(0)
Room Temperature Terahertz SubHarmonic Mixer Based on GaN Nanodiodes
基于 GaN 纳米二极管的室温太赫兹次谐波混频器
  • DOI:
    10.1166/jctn.2017.6501
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    Journal of Computational and Theoretical Nanoscience
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Fei
  • 通讯作者:
    Yang Fei
ZERO-BIASED DIODE SCHOTTKY DETECTOR FOR LOW COST PREAMPLIFIED MILLIMETER-WAVE IMAGING
用于低成本前置放大毫米波成像的零偏置二极管肖特基探测器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Microwave and Optical Technology Letters
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Fei Yang;Zongxin Wang;WenBin Dou;Zhongliang Sun
  • 通讯作者:
    Zhongliang Sun
1/f-Noise Analysis in Passive Millimeter Wave Imaging Front End Using Zero Biased Detector
使用零偏置探测器的无源毫米波成像前端的 1/f 噪声分析
  • DOI:
    10.1007/s10762-015-0214-0
  • 发表时间:
    2015-10
  • 期刊:
    Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    F. Yang;Z. X. Wang;H. F. Meng;W. B. Dou
  • 通讯作者:
    W. B. Dou
Discrete schottky diodes based terahertz frequency doubler for planetary science and remote sensing
用于行星科学和遥感的基于分立肖特基二极管的太赫兹倍频器
  • DOI:
    10.1002/mop.30440
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    Microwave and Optical Technology Letters
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Yang F
  • 通讯作者:
    Yang F
Terahertz Sub-harmonic Mixer Using Discrete Schottky Diode for Planetary Science and Remote Sensing
使用分立肖特基二极管的太赫兹次谐波混频器用于行星科学和遥感
  • DOI:
    10.1007/s10762-017-0361-6
  • 发表时间:
    2017-01
  • 期刊:
    Journal of Infrared Millimeter and Terahertz Waves
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Yang F;Meng H F;Duo W B;Sun Z L
  • 通讯作者:
    Sun Z L

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其他文献

Joint learning of Siamese network with top-down modulation and hard example mining for visual tracking
连体网络的联合学习与自上而下的调制和视觉跟踪的硬示例挖掘
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    Journal of Electronic Imaging
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    武小荷;王维颂;杨非;张宏志;左旺孟
  • 通讯作者:
    左旺孟
金属-金属间化合物叠层复合材料研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    航空材料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孔凡涛;孙巍;杨非;王晓鹏;陈玉勇
  • 通讯作者:
    陈玉勇
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  • DOI:
    10.1063/1.5021638
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    AIP ADVANCES
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    王宗新;曹振新;杨非
  • 通讯作者:
    杨非
Online non-negative discriminative dictionary learning for tracking
用于跟踪的在线非负判别字典学习
  • DOI:
    10.1186/s13634-019-0638-0
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    EURASIP Journal on Advances in Signal Processing
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    王维颂;杨非;张宏志
  • 通讯作者:
    张宏志

其他文献

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杨非的其他基金

射电天文和深空探测中的硅基亚毫米波集成单片及其三维电路的若干关键技术研究
  • 批准号:
    12173008
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    62 万元
  • 项目类别:
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亚毫米波新型准光阵列混频接收技术研究
  • 批准号:
    11573007
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    73.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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