可重构色散群时延器件的理论与应用研究

Dispersive delay structures (DDSs) have broad applications in wideband microwave analog signal processing (ASP). Reconfigurable DDSs, capable of changing the group delay responses as required, are supposed to further enhance the overall performance of the applied ASP system. However, few works were reported to date on reconfigurable DDSs. This project aims to explore the fundamental theory and novel applications of reconfigurable DDSs, including design and synthesis approaches for dual-state and multiple-state reconfigurable DDSs, dispersion enhancement techniques, and several new ASP applications based on reconfigurable DDSs. This project will overcome the difficulty on the design and synthesis of reconfigurable DDSs, and hence develop a systematic theory for reconfigurable DDSs and enhance the performance of ASP system. We expect to publish at least 10 high-impact SCI-index journal papers and 10 international conference papers, apply 3 patents, supervise 5 graduate students (including 3 master students and 2 PhD students) and 2 postdocs, and train 2 engineers.

色散群时延器件在宽带微波模拟信号处理中有着广泛的应用。可重构色散群时延器件具备调节群时延形状的能力，有望进一步提高应用系统的整体性能。然而，可重构色散群时延器件的研究目前仍然处于起步阶段，存在一系列重要理论问题和关键技术亟待解决。本项目拟围绕可重构色散群时延器件的理论与应用展开研究，探索双态和多态可重构色散群时延器件的设计方法和相应的综合理论，研究增强器件色散性的理论和技术，并在此基础上开发高性能的宽带微波模拟信号处理应用。本项目的研究有望解决可重构色散群时延器件的电路设计和响应综合难题，从而为可重构色散群时延器件的设计建立一套系统的理论和方法，并提高宽带模拟信号处理系统的整体性能。预期发表高水平SCI期刊论文10篇以上；发表国际会议论文10篇以上；申请发明专利3项以上；指导硕士3人，指导博士生2人，培养博士后2人，培养技术人员2人。

色散群时延器件在宽带微波模拟信号处理中有着广泛的应用。可重构色散群时延器件具备调节群时延形状的能力，有望进一步提高应用系统的整体性能。 然而，可重构色散群时延器件的研究目前仍然处于起步阶段，存在一系列重要理论问题和关键技术亟待解决。本项目围绕可重构色散群时延器件的理论与应用展开研究，探索双态和多态可重构色散群时延器件的设计方法和相应的综合理论，研究增强器件色散性的理论和技术，并在此基础上开发高性能的宽带微波模拟信号处理应用。在很好地执行和完成计划内容的基础上，本项目又探索了色散群时延器件在高扫描率漏波天线中的应用和基于高扫描率漏波天线的高速微波成像，并研究了端射天线以及色散群时延端射天线的设计，取得了一系列的成果。..本项目研究了一体化集成的双态可重构色散群时延超表面、基于PIN二极管的三态可重构色散群时延器件、极化控制的多态可重构色散群时延超表面，探索了各自的设计方法和综合理论；研究了基于滑移对称的色散群时延器件设计，极大增强了器件色散性；研究了基于可重构色散群时延超表面的可切换脉冲压缩/扩展器、啁啾编码调制器、FMCW雷达信号调制器和雷达欺骗，又研究了基于可重构色散群时延器件的高速模数转换器，系统性地探索了色散群时延器件的模拟信号处理应用；研究了基于色散群时延器件的高扫描率漏波天线和微波成像，又研究了行波端射天线和色散群时延端射天线，扩展了色散群时延器件的应用范畴。..本项目发表SCI期刊论文22篇，均为第一或通讯作者论文，包括IEEE期刊论文19篇（其中IEEE Transactions期刊论文14篇）和Advanced Optical Materials论文2篇，并有国际会议论文和报告10篇，申请发明专利4项（授权1项）。本项目指导硕士生5人（毕业3人），指导博士生4人（毕业3人），培养博士后2人、技术人员2人。项目负责人于2020年晋升为英国工程技术学会会士。