PDF《国家自然科学奖提名项目公示》

国家自然科学奖提名项目公示

一、 项目名称:多频稀疏分布的微波电路理论及实现机理

二、 提名者:工业和信息化部

三、 提名意见: 本项目是团队近

20 年来完成的大范围共时多频微波电路与系统 基础研究成果.

团队在国家

973、

863、国家自然科学基金支持下, 发现了大范围频率复数负载匹配物理数学条件, 率先完成了单体双频 电路通道模型与电路构建、植入式微电路结构和功能融合途径,深化 探索了多频、多路结构的能量协同模型和方法,揭示了双频共时共通 道的内在作用机理, 形成了三维度跨频段共时多频低损耗微波电路架 构体系,能量效率极大提高.成果受到微波电路与系统同行的广泛认 可,发现、模型和方法等在系列化无线移动通信基站射频单元和终端 芯片得到规模化应用. 对照国家自然科学奖授奖条件,提名该项目申报

2019 年国家自 然科学奖二等奖.

四、 项目简介: 本项目属于电子通信领域的微波技术方向. 无线移动通信网是近几十年来全球经济模式和人类社会生活方 式变革的主导性技术力量,未来万物互联的基础.微波电路系统是无 线移动通信接入网基本组成部分, 是高速信息传输 主动脉 并产生、 接收和调控着万物无线互联的电波流,消耗着基站等主设备 65%以上 的能量.

30 多年来,无线接入网载频数量从

1 扩展到

50、频谱效率提升 了300 倍、带宽增加了

10000 倍,微波电路进入复杂系统时代、射频 损耗快速上升、微波能效率急剧下降,挑战前所未有.探索微波电路 新理论、 新概念和新方法成为各国政府和国际无线通信领域关注的大 事. 本成果在国家

973 重大基础研究计划项目、 国家自然科学基金等 基础研究项目和国家

863 高技术研究发展项目支持下, 针对无线接入 网多频、高耗、大范围频率分布难题,从路场结合及导行电磁波调控 角度出发, 取得了多频率稀疏分布无线接入网中复杂性不断提高的微 波电路与系统的理论突破和技术突破,在实现带宽、线性化、大范围 多通道等系统高性能的同时,实现了能量的高效率,研制了基站射频 单元和终端芯片系列并得到规模应用. 本成果历经

20 余年,围绕跨频段共时多频微波电路与构建,建 立了单体双频电路新结构、 完成了植入式微电路结构和功能融合新途 径,深化了多频、多路协同,揭示了跨频段共时多频微波电路与构建 的新规律,发现了复数负载大范围宽频匹配新机理,实现了带宽、能 量效率、线性化等核心指标的高性能并举,并在系列化基站射频单元 和终端芯片得到规模化应用.主要发现和突破如下: 科学贡献一:低损耗双频模型、实现机理和多频稀疏分布微波电 路架构的提出. 国际上率先发现了单体共时双频复阻抗微波电路匹配 新机理,共同开创并建立了频不变复阻抗双频微波理论、非对称频变 复阻抗双频微波理论和对称频变复阻抗双频微波理论三个基本方法, 构建了物理电路通道可复用的共时多频电路体系结构及实现机理, 减 少了物理通道数、降低了多频共存的体系复杂度、提高了可靠性的可 控能力,开启了分布参数微波电路理论的新方向. 科学贡献二: 多频多通道复杂微波电路间互作用机理发现和调控 方法.国际上率先提出了复杂微波电路系统处理新途径,共同开创了 微小电路结构和功能融合电路性能与功能增强新思路. 突破传统微波 器件功能单一化的设计思路, 发展了单谐振器结构的双频带通滤波器, 实现了功分比与频率比独立可控的功能增强功分器, 提出了多功能融 合滤波功分器等. 成果被来自美国加州大学、 美国 Texas A&