张镜水
- 作品数：11 被引量：44H指数：4
- 供职机构：北京理工大学光电学院更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：电子电信理学机械工程自动化与计算机技术更多>>
- 太赫兹CMOS场效应管模型及实验分析被引量：2
- 2017年
- 针对商业CMOS(互补金属氧化物半导体)场效应管模型在高频下易失效的问题,运用ADS软件构建了基于经典动力学理论的非线性RCL传输线模型,并结合实测数据说明了本文模型的精准性及太赫兹波段场效应管的工作原理。构建了基于经典动力学理论的非线性RCL传输线模型仿真系统,并将其与商业模型仿真结果进行对比,分析了在太赫兹波段本文模型与商业模型的区别。测试了现有场效应管探测器的频率响应,并对实测数据与两种模型仿真数据进行对比,说明本文模型提高了预测精度。最后,结合3σ原则分析了场效应管沟道尺寸对载流子散射效应的影响,以及场效应管进入弹道工作模式的条件。实验结果表明:本文模型与商业模型的区别主要在于模型中是否存在电感部分,该部分可作为场效应管沟道中载流子动量是否守恒及散射效应是否可以忽略的表征参数。相较于商业模型,本文模型对探测器最佳频率工作点的预测精准度可提高0.3%,对探测器带宽的预测精准度可提高约10%。该项研究为CMOS场效应管模型的精确建立及仿真分析提供了良好基础。
- 张镜水孔令琴董立泉赵跃进
- 太赫兹互补金属氧化物半导体场效应管探测器理论模型中扩散效应研究
- 2017年
- 针对基于经典动力学理论传统模型中忽略扩散效应的问题,通过对基于玻尔兹曼理论的场效应管传输线模型的理论分析,建立了包含扩散效应的太赫兹互补金属氧化物半导体(CMOS)场效应管探测器理论模型,研究扩散效应对场效应管电导及响应度的影响.同时,将此模型与忽略了扩散效应的传统模型进行了对比仿真模拟,给出了两种模型下的电流响应度随温度及频率变化的差别.依据仿真结果,并结合3σ原则明确了场效应管传输线模型中扩散部分省略的依据和条件.研究结果表明:扩散部分引起的响应度差异大小主要由场效应管的工作温度及工作频率决定.其中工作频率起主要作用,温度变化对差异大小影响较为微弱;而对于工作频率而言,当场效应管工作频率小于1 THz时,模型中的扩散部分可以忽略不计;而当工作频率大于1 THz时,扩散部分不可省略,此时场效应管模型需同时包含漂移、散射及扩散三个物理过程.本文的研究结果为太赫兹CMOS场效应管理论模型的精确建立及模拟提供了理论支持.
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- 关键词：太赫兹
- 低频太赫兹标准目标雷达散射截面的实验研究被引量：4
- 2015年
- 以研究太赫兹雷达散射截面的特性为目的,选用所搭建低频太赫兹雷达测试系统,并借助于标准目标法开展了有关太赫兹雷达粗糙铝盘散射截面的实验研究工作。实验结果表明:在小角度散射中太赫兹雷达散射截面随散射角的增大变化比较明显,在散射角超过5°后太赫兹雷达散射截面随散射角的变化趋向缓慢,但当散射角超过12°后探测信号的强度已衰减到无法测量,在太赫兹雷达散射截面的测试中没有出现微波雷达散射截面的大小随散射角的变化而剧烈振荡的现象;将测试结果与同尺寸微波、激光雷达散射截面的结果进行了对比,得到结论:在0°附近太赫兹雷达散射截面的数值比同尺寸微波雷达散射截面的数值要小两个数量级,但比同尺寸激光雷达散射截面的数值要高一个数量级。
- 杨洋姚建铨王力张镜水刘婧
- 关键词：目标散射
- 粗糙金属表面的高频太赫兹散射特性被引量：3
- 2014年
- 以五种不同粗糙度金属圆盘作为目标体,在收发同置雷达体制下开展了频率为3.11 THz太赫兹波的散射特性的测试工作。实验表明:粗糙金属表面对太赫兹波的散射与入射波的频率、目标的材质、表面的粗糙度等多种因素有关,同时在收发同置体制下散射强度随散射角衰减迅速,当散射角超过18°后几乎全部衰减为0,实验中散射角度与散射强度之间的散射模式遵从一种指数关系。
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- 基于太赫兹目标散射特性测试系统的设计与应用被引量：9
- 2013年
- 搭建了以卧式自动旋转台、立式自动旋转台、龙门架、运动控制器等组成的太赫兹波目标散射特性测试系统,实现了收发分置与收发同置的低频太赫兹波在粗糙铝表面的散射实验测试工作,表明:在收发分置时金属粗糙铝表面散射范围较大,散射角小于30°时散射曲线下降较快,超过30°时散射曲线变化变得缓慢,且在45°附近出现了一个小的散射峰,在收发同置时金属粗糙铝表面散射信号随散射角度变化明显,当散射角达到10°时,散射信号几乎衰减为0,对于同一入射波源,粗、细铝板散射效果显现出不同的现象,其中在细铝板散射曲线中出现信号强度明显的振荡现象。
- 杨洋姚建铨王力张镜水
- 关键词：太赫兹收发分置测试系统
- 基于被动太赫兹波图像的图像分割技术被引量：1
- 2013年
- 研究被动太赫兹波图像的图像分割算法.针对被动太赫兹波图像水平和竖直方向平滑程度不同的特点,提出了一种改进的高斯-拉普拉斯算子,不同于传统高斯-拉普拉斯算子各向同性的特点,改进的算子在水平和垂直方向上对边缘具有不同的检测尺度.实验表明,利用该算子可以将被动太赫兹波图像中的人和隐匿物品自动分割,能够准确、快速地对可疑的隐匿物品进行定位,使被动太赫兹波成像技术满足实际应用的需求.
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- 关键词：图像分割
- 非成像式激光告警系统的光学设计及优化被引量：1
- 2014年
- 针对非成像式激光告警系统的工作特点与要求，提出并设计了一种双片式柱透镜光学结构。对柱面光线追迹以及柱透镜成像进行了深入分析，提出了一种新型像差优化方法，使其在子午方向各个视场的调制传递函数得到最大幅度的优化。此光学系统由两片硒化锌柱透镜组成，满足了1.0~4.0μm工作波长范围，并且克服了传统单片式柱透镜和柱面反射镜视场通常小于1o且聚焦线斑不理想的缺点，其视场达到20o，在7 lp/mm空间分辨率条件下，边缘视场子午方向的调制传递函数值优于0.7，达到了非成像式激光告警系统的要求。
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- 关键词：光学设计激光告警柱透镜光线追迹
- 基于柱透镜的非成像式激光定向方法被引量：1
- 2013年
- 探测报知激光威胁源的方向是激光告警必不可少的一项技术指标。针对目前的告警系统的缺点,提出了一种基于柱透镜的高精度激光告警方法,并采用非成像方式对来袭激光进行定向。系统由两个相互垂直的线阵结构组成,线阵结构包括柱透镜组与线阵红外焦平面阵列。告警系统通过来袭激光在线阵焦平面阵列上线斑的偏移量来确定入射激光的水平方位角和俯仰角,从而达到对来袭激光进行定向的目的。文中阐述了该方法的基本原理及系统的结构组成,进行了误差分析,并对光学系统进行了仿真实验。实验结果表明:基于该方法的激光告警系统的视场角达到±16°。该方法对激光告警系统在汽车、飞机以及卫星上的应用具有十分重要的指导意义。
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- 关键词：激光告警柱透镜
- 基于曲柄摇杆机构的被动太赫兹波成像系统被引量：7
- 2013年
- 针对传统单通道被动太赫兹波成像系统的效率低、结构复杂的缺点,设计了一种基于曲柄摇杆机构的光机扫描太赫兹波成像系统。使用曲柄摇杆机构对行扫描镜实现快速驱动,同时配合场反射镜的运动完成对成像目标的二维扫描。通过使用390mm口径的卡塞格林天线以及94GHz太赫兹波辐射计完成对目标的快速成像。实验表明,系统单帧成像时间为20s,成像视场角为30°×36°,角分辨率可达0.6°。在室内条件下,可以很好地对人体进行成像,并能有效地探测隐藏在衣物下的危险物品。该系统具有成本低、效率高、结构简单等特点,对实现被动太赫兹成像系统的小型化、快速化有较高的参考价值。
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- 关键词：成像系统曲柄摇杆机构
- 粗糙铜表面对低频太赫兹波的散射实验被引量：19
- 2013年
- 搭建了以0.2 THz返波管振荡器源、热释电探测器、小型自动旋转光学平台等组成的太赫兹波目标散射特性实验测试系统,对两种不同粗糙度铜盘表面的散射特性进行了测试,表明:太赫兹金属粗糙目标散射中导体表面的感应电流产生电磁散射和粗糙导体表面引起的朗伯散射是同时存在的;在斜入射时这种近似于朗伯体的金属粗糙表面几乎可以被看成镜体,但随着目标表面的粗糙度变大,反射变弱,散射增强,主峰向小于反射角的方向偏移;在垂直入射的情况下,散射角小于40度时散射曲线下降较快,超过40度散射曲线变化变得很缓慢,但在50度附近很多材料都会出现一个小的散射峰.
- 杨洋姚建铨张镜水王力
- 关键词：太赫兹
