面向ROF系統(tǒng)的并聯(lián)式高功率光電探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究項(xiàng)目摘要

基于60GHz毫米波的光纖無(wú)線電（ROF）系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)何時(shí)何地均能傳送高速數(shù)據(jù)和視頻信息的最佳候選方案。然而由于60GHz毫米波衰減很大，覆蓋范圍小，因此將需要大量的基站。然而基于傳統(tǒng)方法的60GHz毫米波基站價(jià)格昂貴，而且線性度差，嚴(yán)重限制了ROF技術(shù)的推廣應(yīng)用。本課題旨在通過對(duì)超高速、大飽和輸出功率電平的光電探測(cè)方法及關(guān)鍵技術(shù)的研究，將光纖放大器和高飽和輸出功率電平的光電探測(cè)二極管相結(jié)合，同時(shí)采用并聯(lián)式多光電二極管架構(gòu)進(jìn)一步提高其射頻輸出功率，以獲得高功率的60GHz毫米波信號(hào)，直接驅(qū)動(dòng)發(fā)射天線，實(shí)現(xiàn)功耗低、信道寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的基站，本項(xiàng)目的研究成果將為實(shí)現(xiàn)免維護(hù)大容量全光毫米波微微蜂窩基站系統(tǒng)奠定良好的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

光載無(wú)線（ROF）技術(shù)是應(yīng)高速大容量無(wú)線通信需求，新興發(fā)展起來(lái)的將光纖通信和無(wú)線通信相結(jié)合的無(wú)線接入技術(shù)。ROF技術(shù)產(chǎn)生了對(duì)超高速、大飽和輸出功率的光電探測(cè)器的需求。本項(xiàng)目面向ROF技術(shù)，以單個(gè)UTC-PD為基本單元，利用功率合成技術(shù)，提出了一種將多個(gè)UTC-PD輸出進(jìn)行合成的功率合成電路，研究結(jié)果表明，我們提出的合成方法，不僅能提高輸出功率，同時(shí)能提高工作帶寬。研究成果為超高速、大飽和輸出功率的光電探測(cè)器的研制提供了重要的理論依據(jù)。本項(xiàng)目同時(shí)研究了馬赫-曾德爾調(diào)制器的有限消光比對(duì)產(chǎn)生的毫米波的影響。 建立了基于單極型馬赫-曾德爾調(diào)制器采用雙邊帶調(diào)制光載波抑制的光生毫米波的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。研究了利用低成本的電吸收調(diào)制器在單模光纖系統(tǒng)傳輸多波段正交頻分復(fù)用（MB-OFDM）超寬帶（UWB）信號(hào)的性能,以及各種參數(shù)如光纖長(zhǎng)度、EML的偏壓和偏置電流、溫度等對(duì)在光纖上傳輸MB-OFDM調(diào)制的UWB信號(hào)的影響；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：用電吸收調(diào)制器，能夠有效地實(shí)現(xiàn)超寬帶信號(hào)在光纖上的傳輸。

科技文獻(xiàn)的爆炸式增長(zhǎng)使得自動(dòng)摘要成為減輕科研人員負(fù)擔(dān)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，而論文引用能從多個(gè)角度去幫助理解論文的方法、應(yīng)用、貢獻(xiàn)和局限性。因此，本申請(qǐng)的目標(biāo)是探究引用的真正動(dòng)機(jī)和生成式摘要技術(shù)。在此基礎(chǔ)上定義了不同于過去的引用摘要任務(wù)，不限于論文本身內(nèi)容，而進(jìn)一步依據(jù)引用的各個(gè)維度對(duì)論文的影響進(jìn)行總結(jié)。研究?jī)?nèi)容主要包括：(1)研究面向科技文獻(xiàn)的信息抽取技術(shù)，克服了傳統(tǒng)信息抽取技術(shù)高度依賴人工的局限性，對(duì)特定領(lǐng)域的實(shí)體、事件、關(guān)系等進(jìn)行自動(dòng)提??；（2）提出一套科技文獻(xiàn)的篇章標(biāo)注規(guī)范，引入依存結(jié)構(gòu)對(duì)論文段落進(jìn)行篇章表示，并結(jié)合深度學(xué)習(xí)方法探索有效的篇章分析算法；(3）圍繞引用摘要任務(wù)進(jìn)行引用的多維度分析，其中包括引用重要性、引用內(nèi)容、引用傾向性等方面；（4）研究基于模板的引用摘要生成框架，研究以概念為骨架的模板生成技術(shù)、基于篇章分析的文本連貫性計(jì)算模型、基于模板和引用維度分析的引用摘要生成技術(shù)。

植入式電子系統(tǒng)是一種埋置在生物體內(nèi)的電子設(shè)備，用以監(jiān)控生理生化參數(shù)變化，維持延長(zhǎng)生命。工作環(huán)境對(duì)植入式芯片系統(tǒng)的功耗、面積要求苛刻，而系統(tǒng)日益提升的性能也對(duì)信息采集精度提出更高要求。項(xiàng)目將就其設(shè)計(jì)中若干關(guān)鍵技術(shù)問題開展研究，涉及系統(tǒng)及低噪聲前端放大器、高分辨率模數(shù)轉(zhuǎn)換器和高效能供能單元等關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)與構(gòu)成。內(nèi)容包括系統(tǒng)模塊的高精度建模，綜合應(yīng)用開關(guān)電容和SO（開關(guān)型運(yùn)放）技術(shù)結(jié)合chopper技術(shù)降低放大器噪聲水平，采用多位量化技術(shù)與SO/CBSC(基于比較器的開關(guān)電容電路技術(shù))技術(shù)組合構(gòu)成新的前饋型Sigma-Delta結(jié)構(gòu)，在改善性能同時(shí)優(yōu)化放大器和轉(zhuǎn)換器模塊的功耗與面積。并提出一種非接觸式能量供給技術(shù)，采用超級(jí)電容替代電池作為儲(chǔ)能單元，結(jié)合多增益電荷泵，提高輸入電壓變化時(shí)的轉(zhuǎn)換效率，在減小功能模塊體積同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效能量供給。項(xiàng)目成果在便攜式精密探測(cè)設(shè)備及航空航天等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用前景

對(duì)植入式系統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)中若干關(guān)鍵技術(shù)開展了研究，主要圍繞適用于微弱信號(hào)檢測(cè)的高輸入阻抗前端儀表放大器、高分辨率低功耗超微面積模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及高效能供能單元的設(shè)計(jì)技術(shù)展開。在高精度建模基礎(chǔ)上，開展了放大器低功耗低噪聲高輸入阻抗設(shè)計(jì)技術(shù)和主放大器電路設(shè)計(jì)技術(shù)研究。其中，分別采用加入新穎的高電容利用率的低通濾波結(jié)構(gòu)，結(jié)合斬波技術(shù)在大幅減小面積消耗的同時(shí)有效抑制了高頻紋波，以及運(yùn)用自調(diào)零技術(shù)來(lái)降低放大器的失調(diào)電壓、閃爍噪聲，抑制斬波調(diào)制后對(duì)應(yīng)的高頻紋波；通過正反饋技術(shù)大幅提升輸入阻抗，并引入DC Cancellation Loop抵消被斬波器調(diào)制后的電極直流失調(diào)電壓；應(yīng)用交叉耦合MOS管降低了功耗，并通過帶通結(jié)構(gòu)有效濾除低頻和高頻的噪聲。在模數(shù)轉(zhuǎn)換器研究中提出一種改進(jìn)的Pseudo DWA技術(shù)，采用動(dòng)態(tài)器件匹配解決多比特量化調(diào)制器中反饋DAC電容失配引起的帶內(nèi)非線性失真，易于實(shí)現(xiàn)，確保了較高的轉(zhuǎn)換精度；提出半周期延遲積分器結(jié)構(gòu)，使內(nèi)部OTA只需工作半個(gè)周期，節(jié)省近半功耗。并與運(yùn)放共享技術(shù)結(jié)合，使相鄰積分器內(nèi)部的運(yùn)放在同一個(gè)時(shí)鐘周期的不同相位工作，降低了系統(tǒng)工作頻率和動(dòng)態(tài)功耗；在調(diào)制器內(nèi)的放大器設(shè)計(jì)中，采用Class-AB電流鏡型OTA結(jié)合電流消耗技術(shù)來(lái)提高運(yùn)放的DC增益；發(fā)展了一種新穎的CMFB電路改善線性，提高反饋速率，減少電荷泄漏帶來(lái)的誤差；發(fā)展了一種全開關(guān)型Class-AB 電流鏡開關(guān)運(yùn)放，在半周期內(nèi)切斷電源以節(jié)省50%的整體功耗；采用Cross-Coupling結(jié)構(gòu)增加運(yùn)放增益，縮短運(yùn)放恢復(fù)時(shí)間，通過改進(jìn)電路減小瞬態(tài)功耗，使總功耗再降低近1/4。此外，完成了寄生效應(yīng)不敏感、面積和功耗優(yōu)化的極小增益系數(shù)諧振器設(shè)計(jì)，減小了諧振器功耗，并對(duì)低功耗量化器進(jìn)行了面積優(yōu)化，在高性能調(diào)制器領(lǐng)域獲得若干具有國(guó)際先進(jìn)水平的成果。同時(shí)，開展抽樣濾波器的功耗面積優(yōu)化研究，提出一種可省去前置放大器的動(dòng)態(tài)比較器，采用多種措施如用高密度的MOSCAP電容替代傳統(tǒng)的MIM金屬電容來(lái)節(jié)省面積，優(yōu)化了模數(shù)轉(zhuǎn)換器整體性能。針對(duì)植入式系統(tǒng)的能量供給特點(diǎn)，提出一種以非接觸式充電平臺(tái)為能量傳輸方式，超級(jí)電容為儲(chǔ)能單元，由新型電荷泵變換器為系統(tǒng)供電的新穎集成能量供給系統(tǒng)，并對(duì)其中關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)展開了研究。此外，開展了混合動(dòng)力源等新型能量系統(tǒng)和模塊的研究，完成了用于植入式系統(tǒng)的能量采集系統(tǒng)的超低電壓?jiǎn)?dòng)單元的研制。 2100433B