杜志侠

硕士生导师

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在职信息:在职

学科:通信与信息系统

研究领域

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RF Integrated Circuit and Antenna in Package (AiP)

  射频集成电路(RF Integrated Circuit, RFIC)是现代无线通信系统的核心器件。封装天线(Antenna in Package, AiP)是基于封装材料与工艺将天线与射频芯片集成在封装内实现系统级无线功能的一门技术。在毫米波收发器中,封装内集成了天线阵列,有助于提供足够的信号增益,实现尺寸最小化。这种工艺是毫米波RF集成方案规模应用的关键技术。本课题组致力于通过封装天线和IC的设计,减小两者之间的互联损耗和电磁干扰。


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Active Antenna

课题组提出一种基于新型自谐振有源天线的高功率微波发射器,在天线上同时实现能量的存储、信号的产生和发射的。传统自谐振有源天线的发射功率受限于直流偏置电压,输出功率难以扩展提升。我们的研究特色在于将量子跃迁的概念引入到自谐振有源天线的设计中,提出了基于相干受激发射的可拓展自谐振有源天线,首次实现了自谐振有源天线的多阶拓展,解决了发射功率受限于直流偏置电压的问题。


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Wireless Power Transfer

近年来,无线能量传输(Wireless Power Transfer, WPT)技术凭借其能使无线电子设备摆脱充电线缆的束缚、实现自我可持续运行的巨大价值,备受学术界和工业界关注。其中,相比基于电磁感应式和谐振式的近场WPT技术,以微波为能量载体的远场WPT技术(Far-Field Wireless Power Transfer)能大幅度提高无线充电距离和自由度,成为颠覆传统供电方式、实现无感充电的关键技术之一该技术有助于为无线传感器网络及其他各类低功率电子设备供电,切断有线世界最后一根电线在智慧城市、智慧工厂、智慧农业、智能家居等场景中具有十分广阔的应用前景。


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课题组对面向微波能量传输、能量收集的高效率微波整流电路和整流天线开展了大量的研究,实现了宽动态工作功率范围、宽频带和宽负载范围,降低了系统接收端对环境能量密度变化、应用场景变化的敏感性,大幅度提高了直流输出功率。主要研究包括:提出一种复阻抗压缩技术,并应用到整流电路的设计中,改善整流电路在动态输入功率下的匹配性能,提高整流效率;提出一种反射能量回收技术,并基于该技术研究了多种高效率整流电路,用以在输入功率、频率和输出负载变化导致整流电路阻抗失配时,回收其产生的反射能量,进而提高整流效率;提出一种基于动态阻抗匹配技术的宽频整流天线,在动态的能量密度下收集多种频率信号,提高直流输出功率。


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RF Front-End Circuits

小型化是射频前端电路的关键指标之一。本课题组提出了一种小型化的不等分威尔金森功率分配器,通过补偿电容实现相位补偿和阻抗匹配,将功率分配器尺寸减小了50%设计了一种基于GaN MMIC的毫米波双频滤波器。


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Time-Modulated Metamaterials

超材料(metamaterial指的是一些具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料。这一新颖的设计思想的基础是通过在多种物理结构上的设计来突破某些表观自然规律的限制,从而获得超常的材料功能。时间调制超材料(time-modulated metamaterial在物理结构设计的基础上,加入了时间这一新的设计维度,通过基于时变信号的控制大幅度提高了设计的自由度。本课题组提出了一种面向时变介质的辐射特性的分析方法和仿真技术,克服了当前电磁场仿真软件难以有效仿真时变结构的电磁场特性的问题;进一步地,本课题组提出了一种基于时间调制的非互易性超表面吸收器,实现了对不同方向来波的非互易性控制。





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