面向ROF系统的并联式高功率光电探测关键技术研究

光载无线（ROF）技术是应高速大容量无线通信需求，新兴发展起来的将光纤通信和无线通信相结合的无线接入技术。ROF技术产生了对超高速、大饱和输出功率的光电探测器的需求。本项目面向ROF技术，以单个UTC-PD为基本单元，利用功率合成技术，提出了一种将多个UTC-PD输出进行合成的功率合成电路，研究结果表明，我们提出的合成方法，不仅能提高输出功率，同时能提高工作带宽。研究成果为超高速、大饱和输出功率的光电探测器的研制提供了重要的理论依据。本项目同时研究了马赫-曾德尔调制器的有限消光比对产生的毫米波的影响。 建立了基于单极型马赫-曾德尔调制器采用双边带调制光载波抑制的光生毫米波的实验平台，进行了实验验证。研究了利用低成本的电吸收调制器在单模光纤系统传输多波段正交频分复用（MB-OFDM）超宽带（UWB）信号的性能,以及各种参数如光纤长度、EML的偏压和偏置电流、温度等对在光纤上传输MB-OFDM调制的UWB信号的影响；实验结果表明：用电吸收调制器，能够有效地实现超宽带信号在光纤上的传输。

基于60GHz毫米波的光纤无线电（ROF）系统是实现何时何地均能传送高速数据和视频信息的最佳候选方案。然而由于60GHz毫米波衰减很大，覆盖范围小，因此将需要大量的基站。然而基于传统方法的60GHz毫米波基站价格昂贵，而且线性度差，严重限制了ROF技术的推广应用。本课题旨在通过对超高速、大饱和输出功率电平的光电探测方法及关键技术的研究，将光纤放大器和高饱和输出功率电平的光电探测二极管相结合，同时采用并联式多光电二极管架构进一步提高其射频输出功率，以获得高功率的60GHz毫米波信号，直接驱动发射天线，实现功耗低、信道宽、结构简单的基站，本项目的研究成果将为实现免维护大容量全光毫米波微微蜂窝基站系统奠定良好的理论和实验基础。

科技文献的爆炸式增长使得自动摘要成为减轻科研人员负担的一项关键技术，而论文引用能从多个角度去帮助理解论文的方法、应用、贡献和局限性。因此，本申请的目标是探究引用的真正动机和生成式摘要技术。在此基础上定义了不同于过去的引用摘要任务，不限于论文本身内容，而进一步依据引用的各个维度对论文的影响进行总结。研究内容主要包括：(1)研究面向科技文献的信息抽取技术，克服了传统信息抽取技术高度依赖人工的局限性，对特定领域的实体、事件、关系等进行自动提取；（2）提出一套科技文献的篇章标注规范，引入依存结构对论文段落进行篇章表示，并结合深度学习方法探索有效的篇章分析算法；(3）围绕引用摘要任务进行引用的多维度分析，其中包括引用重要性、引用内容、引用倾向性等方面；（4）研究基于模板的引用摘要生成框架，研究以概念为骨架的模板生成技术、基于篇章分析的文本连贯性计算模型、基于模板和引用维度分析的引用摘要生成技术。

植入式电子系统是一种埋置在生物体内的电子设备，用以监控生理生化参数变化，维持延长生命。工作环境对植入式芯片系统的功耗、面积要求苛刻，而系统日益提升的性能也对信息采集精度提出更高要求。项目将就其设计中若干关键技术问题开展研究，涉及系统及低噪声前端放大器、高分辨率模数转换器和高效能供能单元等关键模块的设计与构成。内容包括系统模块的高精度建模，综合应用开关电容和SO（开关型运放）技术结合chopper技术降低放大器噪声水平，采用多位量化技术与SO/CBSC(基于比较器的开关电容电路技术)技术组合构成新的前馈型Sigma-Delta结构，在改善性能同时优化放大器和转换器模块的功耗与面积。并提出一种非接触式能量供给技术，采用超级电容替代电池作为储能单元，结合多增益电荷泵，提高输入电压变化时的转换效率，在减小功能模块体积同时实现高效能量供给。项目成果在便携式精密探测设备及航空航天等领域也有广泛应用前景

对植入式系统芯片设计中若干关键技术开展了研究，主要围绕适用于微弱信号检测的高输入阻抗前端仪表放大器、高分辨率低功耗超微面积模数转换器以及高效能供能单元的设计技术展开。在高精度建模基础上，开展了放大器低功耗低噪声高输入阻抗设计技术和主放大器电路设计技术研究。其中，分别采用加入新颖的高电容利用率的低通滤波结构，结合斩波技术在大幅减小面积消耗的同时有效抑制了高频纹波，以及运用自调零技术来降低放大器的失调电压、闪烁噪声，抑制斩波调制后对应的高频纹波；通过正反馈技术大幅提升输入阻抗，并引入DC Cancellation Loop抵消被斩波器调制后的电极直流失调电压；应用交叉耦合MOS管降低了功耗，并通过带通结构有效滤除低频和高频的噪声。在模数转换器研究中提出一种改进的Pseudo DWA技术，采用动态器件匹配解决多比特量化调制器中反馈DAC电容失配引起的带内非线性失真，易于实现，确保了较高的转换精度；提出半周期延迟积分器结构，使内部OTA只需工作半个周期，节省近半功耗。并与运放共享技术结合，使相邻积分器内部的运放在同一个时钟周期的不同相位工作，降低了系统工作频率和动态功耗；在调制器内的放大器设计中，采用Class-AB电流镜型OTA结合电流消耗技术来提高运放的DC增益；发展了一种新颖的CMFB电路改善线性，提高反馈速率，减少电荷泄漏带来的误差；发展了一种全开关型Class-AB 电流镜开关运放，在半周期内切断电源以节省50%的整体功耗；采用Cross-Coupling结构增加运放增益，缩短运放恢复时间，通过改进电路减小瞬态功耗，使总功耗再降低近1/4。此外，完成了寄生效应不敏感、面积和功耗优化的极小增益系数谐振器设计，减小了谐振器功耗，并对低功耗量化器进行了面积优化，在高性能调制器领域获得若干具有国际先进水平的成果。同时，开展抽样滤波器的功耗面积优化研究，提出一种可省去前置放大器的动态比较器，采用多种措施如用高密度的MOSCAP电容替代传统的MIM金属电容来节省面积，优化了模数转换器整体性能。针对植入式系统的能量供给特点，提出一种以非接触式充电平台为能量传输方式，超级电容为储能单元，由新型电荷泵变换器为系统供电的新颖集成能量供给系统，并对其中关键模块的设计展开了研究。此外，开展了混合动力源等新型能量系统和模块的研究，完成了用于植入式系统的能量采集系统的超低电压启动单元的研制。 2100433B