根据国家科学技术奖励工作办公室《关于2019年度国家科学技术奖提名工作的通知(国科奖字〔2018〕41号)》的要求,我校主持完成2019年度国家自然科学奖提名项目“多频稀疏分布的微波电路理论及实现机理”,现将该项目相关情况公示如下,公示期为:2018年12月26日至2019年1月1日。在异议期内,有异议者必须采用书面形式,写清异议的内容,并应署其姓名、联系方式(如需保密,请注明)。异议材料请交到科研院成果管理办公室(教一楼503室)。
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&M大学、加拿大卡尔加里大学等国际著名大学的20余位IEEE Fellow/各国科学院院士团队的积极引用与跟随研究。
科学发现点三:共时多频稀疏分布内在互作用机理、能量多路协同和高效能系统验证。针对共时双频通道能量效率低难题,发现了和差交调分量形成的内在机理及其降效效应,揭示了功率系统输出能量大范围动态变化过程中的能量最优输运规律,开创并深化了多频、多路负载网络参数随动实时调控方法,突破了双频频变阻抗匹配网络、大范围频率比和并发效率提升等关键科学难题,建立了双频、宽带和并行的多频稀疏微波电路协同传输新架构和电路构建,研制了AB类、E类、F类共时多频高能效功率放大器,实际验证表明能量效率达到同期已见公开报道的国际最高值。
8篇代表作SCI他引400余次,1篇入选“中国百篇最具影响国际学术论文”;授权国家发明专利21项,转让13项。成果得到转化和推广应用于基站射频单元和终端芯片。电子学会组织的成果鉴定委员会一致认为本成果综合水平达到国际领先并分别获得2011年和2018年中国电子学会电子信息科学技术奖一等奖。项目完成人中入选国家自然科学基金创新研究群体项目带头人1人,国家973项目首席科学家1人、IEE/IET Fellow 2人、青年千人1人,国家优青3人、青年人才托举工程1人和国际电联青年科学家2人。
(其他公示内容见附件)
联 系 人:刘红
联系电话:62282052
邮 箱:liuhong@bupt.edu.cn
地 址:教一楼503室
科学技术研究院
二〇一八年十二月二十六日