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波束/涡旋波束天线技术
(一)项目背景 本项目源自无线通信系统中多波束天线设计实际技术需求。多波束系统具有高角度选择性,可以实现频率复用,即同一个频段在不同空间内得到重复利用,能够大幅度提高信道容量。传统相控阵天线系统中的移相器、衰减器成本高昂,能效较低,难以民用。常用替代方案有无源矩阵网络阵列天线和抛物面天线系统。但阵列天线的馈电网络随着天线数量的增加会更加复杂,并带来严重的损耗问题;而抛物面天线系统虽然性能优良,但其体积相对较大、笨重,不利于集成。因此,提高多波束天线系统的效率、简化结构、降低成本是迫切需要解决的关键科技问题。 (二)项目简介 本项目提供一种用于无线通信系统中的多波束低造价超表面天线。当每个波束独立工作时,通过切换波束实质上实现了波束扫描。雷达、卫星通信、新一代移动通信都需要波束扫描或多波束天线提高通信容量和覆盖灵活性。超表面具有调控电磁波的极化、传播和空间分布的能力,将电磁超表面与天线设计相结合,有效避免了复杂网络设计、成本较低、设计灵活。研究基于电磁超表面的高效率、低成本的多波束天线是解决上述问题的一个重要设计方向。 (三)关键技术 该项目利用超表面的灵活相位调控,实现多个波束的产生,涉及到的关键技术包括多波束天线以及涡旋波生成技术。 1.多波束技术。多波束天线具有高增益、低副瓣以及可在较宽范围内波束扫描等优点,广泛应用于雷达系统、卫星通信以及 5G 通信等技术领域,在满足辐射性能要求的同时还要考虑成本、可靠性、体积等因素。其中,多波束抛物面天线、多波束相控阵天线、多波束透镜天线等应用最为广泛。抛物面天线增益高、结构简单,但往往体积笨重、波束一致性差、覆盖范围窄,波束扫描速度较慢;相控阵天线采用电子扫描的工作方式,具有较高的扫描精度和较快的扫描速度,然而大规模的有源相控阵制造成本高,难以大量应用;多波束透镜天线具有频带宽、波束覆盖范围广、结构简单、成本低等优点,基于电磁超表面的透射阵易于加工、剖面低,具有较为广泛的应用。利用电磁超表面可以实现对电磁波波前相位的灵活调控,高增益多波束透射阵天线由 90°极化旋转超表面单元组成,该超表面单元可以同时完成极化旋转和相位补偿。将 5 个线极化平面馈源以空间馈电形式安装,5 个平面馈源分别独立馈电可以形成 5 个不同指向的波束,从而完成波束扫描。该天线剖面较低,采用空馈技术使得馈电网络简单,整个天线质量轻,便于安装,是无线通信系统中天线端可取的方案。 2.涡旋波生成技术。在微波射频波段产生涡旋电磁波,常用方法通常为螺旋相位板、反射面和环形阵列天线,螺旋相位板成本高、体积大,产生涡旋波效率低,不利于远距离传输;反射面容易设计、效率高,但加工较为困难且体积较大,限制了应用范围;环形阵列天线可以调节阵元间相位差以产生精确的涡旋电磁波,是较为方便有效的方法之一,加工容易,成本较低,但馈电网络设计较为复杂,不利于大规模推广。 基于人工电磁表面的天线技术近年来发展迅速,超表面是由亚波长单元在特定平面或曲面通过周期排列构成,其厚度小于工作波长。超表面与传统材料相比,其功能上的优势体现为可以对照射到其表面的电磁波传播特性和反射特性进行灵活调控,即对透射波和反射波的幅度分布、相位分布、极化状态的灵活控制,使波束在电磁表面上形成 exp(-jlφ)的相位分布,就可产生 OAM 涡旋电磁波束。由于每个电磁表面单元的相位都具有独立调整的能力,因此设计自由度大,能产生模态纯净的 OAM 涡旋电磁波束,同时超表面天线的剖面通常很低,占用空间小,平面印刷结构也大幅降低结构设计的复杂性,同时由于不需要馈电网络,也不存在馈电损耗,容易实现较高的口径利用效率。
西安电子科技大学
2023-07-20
轻量级
多
域安全私有云
本项目瞄准网络空间安全国家战略需求,立足学科前沿,坚持自主创新,依托国家“863”“973”、国家自然基金委、科技重大专项等项目,是行业内最早实现容器化部署和管理的轻量级云计算平台系统,支持高异构、广分布、多模式的非标准化软硬件的统一管控,提供 Iaas、PaaS 和 SaaS 全栈服务,具有可组合配置的数据安全、计算安全和系统安全等智能防护能力,满足对信创产品和国产密码的良好兼容性,已在军事国防、电子政务、智能制造、航空电子、智慧城市、金融科技等领域得到实施应用。该项目申请/授权国际 PCT 专利 4 项、国家技术发明专利 20 余项,获得 2019CCTV中国十大创业榜样、中国“互联网+”大学生创新创业大赛陕西赛区金奖、陕西省科技工作者创新创业大赛银奖等。 (一)项目背景 2018 年工信部印发了《推动企业上云实施指南(2018 年-2020 年)》,指导和促进企业运用云计算加快数字化、网络化、智能化转型升级。目前多个省市出台了企业上云政策文件,政务云、金融云、交通云、能源云、电信云稳步推进,企业上云将进入长规划阶段。2020 年国家发展改革委和中央网信办联合发布了《关于推进“上云用数赋智”行动 培育新经济发展实施方案》,呼吁进一步加快产业数字化转型,在企业“上云”等工作基础上,打造数字化企业,提升企业发展活力。据 IDC 预测,到 2023 年中国私有云IT 基础架构支出将成全球最大市场。 然而,在企业上云尤其是中小企业上云中广泛存在着“不能用、不会用、不好用、不敢用”等许多问题。部分私有云基础功能不足,缺乏对虚拟云桌面的支持,不能根据企业实际需求进行定制化服务,缺乏对工作负载、使用率、流量和性能等的可视性,给企业管理带来巨大的盲点,严重限制了中小企业上云的落地实施。部署安装繁琐复杂,许多企业选择具有高难度和复杂性的 OpenStack 等开源云平台,部署时间动辄数小时,且需要专业技术人员进行人工运维,缺乏完备的自动化运维系统,导致运维成本居高不下。通信及数据缺乏加密,数据冗余度低,没有可靠的安全防护体系,极易造成数据信息丢失泄露,导致灾难性的后果。这些问题直接影响着企业使用和数据安全,制约了企业上云的进一步发展、应用和普及。 (二)项目简介 相比于,同类的云计算解决方案,本项目能够有效防御各类外部和内部安全攻击与威胁,避免计算功能泄露、计算过程缺失和计算结果篡改等损失,率先实现了云计算平台的自证清白和主动安全。具体而言,本项目的主要核心技术和创新点是:(1)数据安全,提供域内数据安全存储、域外数据访问控制、域间数据可靠交换等数据安全能力;(2)计算安全,具备程序逻辑机密性保护、运算过程完整性保护和运算结果完备性验证等计算安全功能;(3)系统安全,通过态势感知与智能响应进行一站式健康管理,利用统一安全认证机制实现一体化安全认证,基于移动存储设备提供一键式快速部署,解决云计算平台部署建设繁复、运行维护困难的问题。 本项目已申请/授权专利 10 余件,获得软件著作权 7 件,有效解决了私有云产品兼容性与灵活性差,部署实施难,管理控制成本高、数据泄露丢失等行业应用痛点,已在教育、商业、军事、航空等领域实际应用。例如,在西安电子科技大学、河南工业大学、西安理工大学、河北师范大学、海南大学等高校建立了具有多个域的教育云安全平台;被中国人民解放军中央军事委员会联合参谋部某部队采购,应用于内部办公系统;为中国科学院无锡物联网研究中心视频物联网系统提供了云计算安全支撑平台;与河南金路网、山东金口玉芽智慧农业、中国航空工业第六三一研究所等企业及机关单位达成深度合作;本项目相关方案和产品先后获得 2019 年“沣东杯”陕西省科技工作者创新创业大赛银奖、第五届中国“互联网+”大学生创新创业大赛陕西赛区金奖、2019CCTV 十大创业榜样等,未来将与政务、金融、医疗、军工等对私有云安全有迫切需求的行业深度合作,力争成为国内私有云安全的领航者。
西安电子科技大学
2023-05-24
李楠:高等教育要为培育发展新质
生产
力提供支撑和赋能作用
“发展新质生产力,教育具有基础性作用。”第61届中国高等教育博览会期间,中国高等教育学会副会长、秘书长李楠接受人民网记者采访时表示,作为推动高质量发展的内在要求,如何加快新质生产力发展成为重要时代命题。
中国高等教育博览会
2024-04-20
多
通道GHz近红外单光子探测器
基于InGaAs-APD的超灵敏高速光电探测模块,探测波段覆盖900 -1700 nm,探测效率最高可达25%。采用先进的正弦频谱滤波技术,支持GHz以上的单光子探测。此外,得益于先进的噪声抑制和弱信号处理技术,GHz 单光子探测器在如此高的工作频率下依然可以保持5×10-6/pulse的暗计数水平,以及小于5%的后脉冲概率。而多通道GHz单光子探测器的集成,可实现高速的光子数可分辨探测,拓展量子探测器的动态范围。 相关技术指标: 通道数: ≥4 工作频率:1-2.5GHz 探测效率:1-25% 连续可调 暗计数: 工作频率1-1.5GHz:≤ 5×10-6/pulse 工作频率2-2.5GHz:≤ 1×10-5/pulse 后脉冲: ≤ 5% 死时间: 3 ~ 10 ns (暗计数后脉冲指标均在10%探测效率下测得) 技术创新点: 国际上首次提出“一种低时间抖动低噪的吉赫兹单光子探测方法”,通过频谱分析的方法将低通滤波和平衡相结合,实现了高速高性能InGaAs APD单光子探测,被国内外单光子探测领域的专家同行广泛引用。基于该技术所研制的GHz单光子探测器通过华东电子测量仪器研究所光电计量校准中心(国防科技工业光电子一级计量站)鉴定检测,性能指标达到国际同类仪器先进水平。“单光子探测关键技术与仪器开发”获2012年上海市科技发明二等奖(第十完成人)此外,在此基础上,将室温单光子探测的速率提升到GHz以上,与国际水平相对比,工作频率提升到了1.5GHz,后脉冲误计数概率亦有所下降,探测效率为21%时,后脉冲概率仅为1.4%。
上海理工大学
2023-08-08
新质
生产
力大家谈 | 产学研深度融合赋能新质
生产
力学术交流活动
新质生产力大家谈 | 产学研深度融合赋能新质生产力学术交流活动
中国高等教育学会
2024-04-10
雷朝滋:加快推动高校科技成果向现实
生产
力转化
日前,国务院新闻办公室在京举行国务院政策例行吹风会,介绍《专利转化运用专项行动方案(2023—2025年)》有关情况。
中国政府网、高校科技进展
2023-10-31
地下金属矿
生产
安全协同管控关键技术及产业化应用
针对地下金属矿作业场所分散、作业过程离散、作业环境恶劣、井下作业人员和装备移动频繁等问题,成果以信息化改造传统矿业理念,从融合业务流和数据流角度,对矿山生产安全协同管控的相关理论、技术、装置和系统等进行研究和开发。 提出并构建了矿山生产安全信息集成管理与融合应用系统框架体系,创立了面向成本、价格、效率等多维视角的地下金属矿生产安全协同管控新模式,研发了基于大数据的地下金属矿生产协同管控平台,实现了对地下金属矿生产安全全过程的精细化协同管控;研究了适应于地下金属矿泛在信息传输网络的快速构建技术,提出了基于等距扫描的井下空间激光探测方法,研制了基于超宽带技术(UWB)的井下作业人员及设备精确定位装置,研发了地下金属矿作业空间环境智能感知系统,解决了地下金属矿生产安全协同管控技术难题,在地下金属矿高效、安全与智能化开采方面取得的成果达到了国际领先水平。
中南大学
2023-07-18
宁夏回族自治区关于加强实验室安全
生产
管理的方案
为认真贯彻习近平总书记关于安全生产重要论述和重要指示精神, 深刻汲取银川市兴庆区富洋事故教训, 按照自治区党委和政府部署要求, 依据国家有关规定, 现就加强实验室安全生产管理工作, 制定如下方案。
自治区科学技术厅
2023-08-10
产学研深度融合赋能新质
生产
力学术交流活动在福州举办
4月16日,产学研深度融合赋能新质生产力学术交流活动成功举办。中国高等教育学会副会长张大良出席并致辞。
中国高等教育博览会
2024-04-19
关于“
多
模态网络与通信”等5个重点专项2023年度项目正式申报书填报的通知
按照科技部关于国家重点研发计划重点专项评审立项的总体要求和部署,科技部高技术研究发展中心已经完成了“多模态网络与通信”、“先进计算与新兴软件”、“高性能计算”、“信息光子技术”和“微纳电子技术”5个重点专项2023年度申报项目预申报书形式审查、预评审等相关工作,并已通过国家科技管理信息系统进行了反馈,请各项目牵头单位及项目负责人及时查看系统通知及邮件。现就填报项目正式申报书(含预算申报书)的有关事项通知如下。
科学技术部
2023-08-18
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