无线电能传输技术是一种新型的电能传输技术，这一技术不受空间限制，能够克服有线输电方式各种弊端，属于世界电能传输的前沿领域，具有极大应用价值和发展空间。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 无线电能传输技术是一种新型的电能传输技术，这一技术不受空间限制，能够克服有线输电方式各种弊端，属于世界电能传输的前沿领域，具有极大应用价值和发展空间。磁共振耦合式无线输电具有传输距离远、非辐射、输出功率大、能量损失小、传输效率高等特点；高温超导材料具有低损耗、高载流特性；将高品质因数的超导材料应用于磁共振耦合式无线输电，获得高自由度高效超导无线输电系统，在低频大功率电能无线传输时优势显著。

团队介绍 本课题组所在实验室具备了从事短波超短波通信所需的各种仪器设备及软硬件开发环境。如 Rockwell 公司的短波信道模拟器 MDM-2001 以及我们自己研制的短波信道模拟器，多种短波电台。 项目概况 （一）项目背景 本项目短波高性能无线传输系统，专向自动选频与线路建立系统已用于海军舰队与陆基站之间的专向短波通信，具有多点与面（即舰队与陆基站）之间的选频、建链、更新自用频率等功能。系统计算机软件、ARM 板和 Modem 板均可嵌入到一台“终端”中，以通信终端形式装备，与现有短波信道设备接口，实现系统功能。短波频率预报软件可以协助频率管理部门进行频率预报工作。短波调制解调板（Modem 板）可以作为普通短波 Modem 使用。短波综合模拟设备可用于：在室内 对短波通信设备进行测试、功能性能验证，还可用于对短波通信终端进行测试维护，对操作人员进行模拟训练等。本项目超短波高性能无线传输系统已应用于民用及军用陆海空电台。 （二）项目简介 本项目在 HF/VHF 领域积累了大量原创性关键技术和丰富的实践经验，技术水平领先、成熟度高、 可产生的经济价值大，已获得多项自主知识产权并形成通过系统测试和实验验证的原理样机。前期作 为参研单位的型号项目“海军短波频率管理系统”（大频管）已装备部队，短波选频终端（小频管） 已在海军使用多年，超短波跳频电台也在民用防空警报系统以及作为军用陆海军装备使用多年。本项目研究的主要技术、实验产品可应用于民用、军用电台，远距离中继通信、高速图像传输、 应急救灾无人机通信系统、航空、海上搜救应急通信设备，未来可以通过成果（专利）转让、许可、 作价投资创办公司等方式进行成果转化。  本项目在 HF/VHF 领域积累了大量原创性关键技术和丰富的实践经验，技术水平领先、成熟度高、 可产生的经济价值大，已获得多项自主知识产权并形成通过系统测试和实验验证的原理样机。前期作 为参研单位的型号项目“海军短波频率管理系统”（大频管）已装备部队，短波选频终端（小频管） 已在海军使用多年，超短波跳频电台也在民用防空警报系统以及作为军用陆海军装备使用多年。 本项目研究的主要技术、实验产品可应用于民用、军用电台，远距离中继通信、高速图像传输、 应急救灾无人机通信系统、航空、海上搜救应急通信设备，未来可以通过成果（专利）转让、许可、 作价投资创办公司等方式进行成果转化。 （三）关键技术 针对移动战场的独立作战需求，VHF 高性能无线传输系统将设计针对地面 / 海面、对空通信 需求的编码、调制、抗干扰一体化自组网波形，有效提升系统的整体性能。针对超短波自组织波形， 设计能够支持窄带低速、高速抗干扰波形，频谱效率和功率效率高，抗干扰、抗截获能力强，具备 较好的抗多普勒频移和抗多径能力，算法复杂度适中，设计高效，在低速 9.6kbps 波形下，70% 频 点被干扰时，128 字节消息的传输成功率≥ 90%，在高速 512kbps 波形下，50% 频点被干扰时，512 字节消息的传输成功率≥ 90%，接收解调灵敏度高，9.6kbps 接收灵敏度为 -120dBm@BER=10e-5，512kbps 接收灵敏度为 -106dBm@BER=10e-5。经综合评估，本课题的研究成果可以有效提升波形 抗干扰能力、抗截获能力、抗衰落能力和接收性能。

1 成果简介清华大学利用具有自主知识产权的 DMB－T 系统所开发出来的应急双向视频图像传输系统，在国务院应急办领导视察时获得了好评，并已经在国内部分地区获得了应用，反应良好，有效地解决了特殊情况下图像信息的传输和发送问题，如在反恐演习、奥运安保、 08年雪灾、地震灾害的现场图像回传发挥了作用。该系统对于构建和谐社会、维护社会治安、打击犯罪提供了重要的技术保障。清华大学数字电视技术研究中心在原有技术基础上，针对当前频率资源紧张的现状，所提出了图像传输带宽可变的新一代系统。该方案已经被公安部 正式接收成为其标准技术方案之一，未来不少要害行业和部门（公安、消防、电力、卫生、水利、森林防火、库区大坝安全等）都可能需要配备该系统。我们愿意与当地企业合作，根据需求进一步做好系统优化并完成产品设计，使之成为一个具有低成本、高可靠性和产业化成熟度高的产品。2 应用说明在公安、消防、救灾、反恐、卫生、安全生产和突发事件中均可应用，预计年产值在1000 万元以上。

1 成果简介（ 1） 绕射能力强，采用 340MHz 频段，具有更强的绕射能力，可在非视距环境下工作。适应突发事件下应急通信的各种复杂环境要求。 （ 2） 覆盖范围广，在典型的城市环境下单个中心站的覆盖范围可达到 15~20km。 （ 3） 抗干扰能力强，采用 CDMA 系统的全数字调制解调方式，扩频增益达到 8dB；采用前向纠错编译码，再获得编码增益 2dB（ BER＝10－5），使载噪比低于－10dB 时仍然可以正常工作，具有更强的抗干扰能力；接收端采用非相干解调技术，系统具有更强的鲁棒性。 （ 4） 抗衰落能力强，采用了 CDMA 系统的 RAKE 接收技术，具有更强的多径分集作用，特别适合城市快速移动的工作环境；采用空间分集、时间分集等多种先进的分集技术，极大增强系统的抗衰落能力。上述先进技术的采用保证了产品在复杂的工作环境下具有优势的接收灵敏度，接收电平－100dBm 时仍能保证误码率<10E-5，误帧率<1％。 （ 5） 传输数据率高，灵活可调：双向带宽 1Mbps，满足多媒体传输要求；采用 ARQ差错控制机制，链路自适应调节，大大增强无线链路传输质量；传输数据率灵活分配，可实现上下行全双工、半双工等多种数据传输方式，满足不同用户的需求。 （ 6） 优异的移动性能：通过全面的系统总体设计和多项先进技术的实施，设计移动速度可达 10000km/h；目前实际环境下的路测速度 240km/h，特别适应在机载、车载、舰载等高速移动环境下的工作要求，满足不同用户的工作需求。 （ 7） 完善的整体解决方案：提供从个人背负式到车载远端站到中心站端到端的整体集成解决方案，实现移动环境下远距离、大范围内的视频、音频、数据等多媒体信息的高速、实时、同步传输。 （ 8） 接口多样、灵活：提供调试、业务等多种数据接口和本地状态监控，使用灵活方便。对外提供几个以太网标准接口（ 10/100BASE-T 自适应），可以方便和图像编解码器和语音编解码器连接，另外还可以提供宽带数据业务接口。也可以根据用户要求提供视频和语音信号接口，连接多种视频源，更方便用户使用。 （ 9） 保密性、稳定性及可靠性强：产品采用了无线宽带扩频加密技术，实现全数字信号处理；同时使用了超大容量 FPGA 设计，提供了系统的集成度；这些都保证了系统保密性、稳定性及可靠性强。 （ 10） 采用 12V 电源供电，满足车载电平的要求。 （ 11） 充分考虑了设备的电磁兼容性、抗震性、温度、湿度等适合野外工作环境的产品特征。 （ 12） 设备安装简单、方便，周期短、难度小。2 应用说明JoMobile 移动多媒体传输系统，俗称“动中通”，适应各种工作环境，在车载、机载、舰载和背负条件下均可正常工作。在 110 公安指挥系统、部队野外作战、 119 消防救灾、银行运钞车跟踪、 112 交通处理及舰载指挥、机载传输等领域有着广泛的应用前景。 目前 JoMobile 移动多媒体传输系统已在多个项目得到了应用，并且效果良好。现给出其中一个应用实例以做参考。 北京军区驻山西某部，以 JoMobilePP 1000 移动多媒体传输系统和部队其它军用电台共同组建了一套完善的军用指挥通信平台，为部队的野外训练、军事演习和后勤保障提供了准确、实时的第一手战场资料，加强了部队上下级的指挥协调，提高了部队的快速反应能力。在不久前举行的军事演习中， JoMobilePP 1000 移动多媒体传输系统经受了实战化的考验，将战场上各个战斗单元的图像、声音和数据多媒体信息实时传送到作战指挥中心，为部队首长的及时决策、命令下达发挥了重要作用。

1 成果简介清华大学利用具有自主知识产权的 DMB－T 系统所开发出来的应急双向视频图像传输系统，在国务院应急办领导视察时获得了好评，并已经在国内部分地区获得了应用，反应良好，有效地解决了特殊情况下图像信息的传输和发送问题，如在反恐演习、奥运安保、 08年雪灾、地震灾害的现场图像回传发挥了作用。该系统对于构建和谐社会、维护社会治安、打击犯罪提供了重要的技术保障。清华大学数字电视技术研究中心在原有技术基础上，针对当前频率资源紧张的现状，所提出了图像传输带宽可变的新一代系统。该方案已经被公安部 正式接收成为其标准技术方案之一，未来不少要害行业和部门（公安、消防、电力、卫生、水利、森林防火、库区大坝安全等）都可能需要配备该系统。我们愿意与当地企业合作，根据需求进一步做好系统优化并完成产品设计，使之成为一个具有低成本、高可靠性和产业化成熟度高的产品。2 应用说明在公安、消防、救灾、反恐、卫生、安全生产和突发事件中均可应用，预计年产值在1000 万元以上。

产品特点：                            全高清图像：采用1/2.8英寸207万像素高品质图像传感器，最大分辨率可达1920×1080，输出帧率高达60帧/秒，呈现清晰逼真的高清视频，生动地展现人物的表情和动作。 多种光学变倍镜头：具有12、20倍等多种光学变倍镜头选择，镜头具有5°无畸变宽视角。 无线射频：4天线，采用4×4 MIMO和发射端波束成型（beamforming）技术，最大传输速率可达300Mbps，穿透力强，无障碍环境传输距离可达250米 ；2天线，采用2x2 MIMO+Beamforming技术，无线传输速率最高可达60Mbps，无障碍环境传输距离可达200米； 内置电池：连续供电不低于5小时；电池电量可随时查看显示； 领先的自动聚焦技术：先进的自动聚焦算法使得镜头快速、准确、稳定地完成自动聚焦。 低噪声高信噪比：低噪声CMOS有效地保证了摄像机视频的超高信噪比。采用先进的2D、3D降噪技术，进一步降低了噪声，同时又能确保图像清晰度。 多种视频输出接口：支持SDI、LAN接口；SDI、LAN接口支持音视频同时输出；SDI支持在1080P60格式下传输100米。 多种音视频压缩标准：支持265/H.264+视频压缩，支持AAC、MP3、G.711A音频压缩；支持高达1920×1080分辨率60帧/秒压缩。 音频输入接口：支持8000、16000、32000、44100、48000采样频率，支持AAC、MP3、711A音频编码。 多种网络协议：支持ONVIF、GB/T28181、RTSP、RTMP协议；支持RTMP推送模式，轻松链接流媒体服务器(Wowza、FMS)；支持RTP组播模式，支持网络全命令VISCA控制协议。 多预置位：支持多达255个预置位(遥控器设置调用为10个)。 应用场所多：会议、教育、医疗、政务、云视频、协同办公、多媒体融合、应急指挥、广播、司法、公安、军队等系统应用。

产品详细介绍

长期以来，石油炼制、石化和煤化工产品加工、制药、新材料等生产过程中的副产物多、能耗高、污染大等技术问题一直困扰国际学术界与工程界。团队另辟蹊径，采用完全不同于国际上的方法，解决了大规模制造微气泡（微米级尺度）的理论问题与相关技术原理，并研发了核心装备，发明了数以十亿计的微气泡系统的测试与表征方法，建立并开发了制造和调控微气泡与气液微界面的数学模型与计算机软件，同时在实验室研究和工业应用中，突破了国内外微气泡系统的气/液比不能超过0.05/1的上限，把

“石墨烯微结构的精准调控及其应用”首次实现石墨烯单晶量子点和单层石墨烯微结构的精准控制。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 近年来，石墨烯领域未获得突破性应用成果，也未找到“杀手锏”应用领域，关键是石墨烯结构调控不到位。一个基本的共识是，对石墨烯材料的结构进行设计和调控，有助于在光电器件、能源转化存储、重大疾病诊疗、污染物治理等领域取得重大突破。上海大学吴明红院士领衔的研究团队聚焦“石墨烯微结构的精准调控及其应用”取得了开创性的研究成果，首次实现石墨烯单晶量子点和单层石墨烯微结构的精准控制，在Nature及其子刊上发表十余篇系列论文，获得国家自然科学二等奖。负责人吴明红是中国工程院院士、俄罗斯工程院和俄罗斯科学院外籍院士，获国家杰出青年基金、教育部长江学者及创新团队发展计划等支持。团队依托有机复合污染控制工程教育部重点实验室，推动基础科研成果向应用转化，在生物医学、环境治理等领域取得了相关应用突破。 一、主要理论突破 聚焦于研究主题，团队在以下三个方面取得重要突破： 1）为解决传统方法制备的石墨烯缺陷多，无法量产的问题，团队在分子水平上首次使用分子融合法实现了高品质单晶石墨烯量子点的可控制备。通过对单晶石墨烯量子点精准的物理化学性质调控实现了不同亚细胞器的定位，有力推动了石墨烯量子点在生物成像、重大疾病诊疗中的应用。 2）为解决单层石墨烯容易聚集的难题，团队通过“原位复合与还原”一步法调控策略，获得单层石墨烯复合催化材料。团队首次在该材料上观测到光生电子空穴对分离的皮秒级超快过程，发现并揭示了单层石墨烯高效抽取和快速传输光电子这一重要规律，为高质量单层石墨烯复合材料在催化等领域的广泛应用奠定了坚实的理论基础。 3）精确调节石墨烯层间距，可以将石墨烯有针对性地应用于离子筛分、污染物选择性吸附等广泛领域。团队通过金属水合离子的层间插入控制氧化石墨烯层间距，在国际上首次实现了层间距在超小尺度上（1 Å）的精确控制。 二、在黑臭水体治理、地表水水质提升上的应用 地表水内源污染治理的关键是削减河道污染负荷，重建水生生态。团队以层间距可控石墨烯为基质，发展了水环境污染生态修复的叠层材料。以石墨烯为基体的复合微生物在其表面生长并形成生物膜，通过石墨烯和生物膜的协同作用，对水体污染物进行高效截留、吸附并降解。该复合技术运行成本低，治理周期短，工艺简单，无需底泥疏浚即可将地表水提升至IV类水以上水质指标，对河水的COD、氨氮和总磷，去除率达到80%以上。目前，团队已与上海宝山区政府建立多个石墨烯治理黑臭水体示范基地，显著提升当地水质环境水平。 三、石墨烯负极材料的钠离子电池储能系统应用 锂资源的匮乏，不足以支撑锂离子电池在储能市场的广泛应用，其成本较高的弊端也逐渐显露。同时国内外化学储能市场需求越来越大，促使研究者们利用资源丰富的钠元素组装得到钠离子电池。 经过对钠离子电池材料体系筛选和研究，本团队核心材料选用普鲁士蓝及其类似物作为钠离子电池正极，碳基材料作为钠离子电池负极。其中普鲁士蓝制备主要采用沉淀法及水热法，能耗更低。此外，普鲁士蓝能够作为一种染料进行使用，其安全性非常高。经过一系列放大，正极普鲁士蓝材料的充放电比容量达到160 mAh/g，碳负极材料的充放电比容量达到300 mAh/g。经过中试线生产预制，单体电池工作电压在3.2 V左右，能量密度在100 Wh/kg以上。单体电池在穿刺、挤压、外部短路、及破坏后浸水测试的情况下，均没有发生自燃和爆炸等情况，安全性高。 目前，拟搭建5条钠离子电池储能全自动生产线及相关配套设施，研发生产低成本、高安全、长寿命钠离子电池关键材料，实现高性能钠离子电池产品产业化，预计至2026年项目达产后，年产值达约22.5亿元；年亩均产值1666万元。 四、石墨烯传感材料在呼吸式血糖仪中的应用 我国糖尿病人数众多，并逐年上升。血糖检测仪与检测试纸市场规模约为460亿元，然而国外品牌却占市场份额大半。现有血糖仪采取长期有创刺血检测，存在很大感染风险，给病友带来巨大的生理和心理上的痛苦。呼吸式血糖检测无创，吹气即可检测，完美解决市场痛点。 糖尿病患者呼吸的气体中，可检测的VOCs较异常，需要高灵敏度的气体传感器进行识别。但是，常规气敏传感材料检测限与响应恢复能力不足，且难以在复杂气体氛围中实现特异性检测。团队通过对石墨烯带隙和表界面特性的精确调控，实现皮秒级载流子空穴的形成，从而实现对气体分子的快速响应，解决气体传感器灵敏度、选择性和响应恢复迅速的关键科学问题。研发的呼吸式血糖仪可满足确诊病友的日常检查、实现医院、公共场所快速筛查、手机APP记录管理以及网上专家互动诊断等功能，具有无创伤、无痛苦、便捷即时（15s）等特点，是首款呼吸式血糖检测产品。目前已二类医疗器械证书，即将已进入临床阶段。