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基片集成類導波結(jié)構(gòu)是近十幾年來微波毫米波學界發(fā)展起來的一種新型高性能平面集成導波結(jié)構(gòu)，它具有極低的電磁泄露和互擾，其品質(zhì)因數(shù)和功率容量遠高于傳統(tǒng)平面?zhèn)鬏斁€，國內(nèi)外數(shù)百所大學和研究機構(gòu)開展了大量研究，使之成為微波毫米波領域最受關注的研究分支之一。 學科洪偉教授課題組是國際上這一學術分支的主要倡導者和貢獻者之一，在IEEE系列刊物上發(fā)表學術論文120余篇，在美、英、德、日、韓、波、葡等國家召開的國際會議上作大會報告、特邀報告20余次，論文被40多個國家的學者正面他引5000余次，獲授權(quán)國家發(fā)明專利50余項。 該研究成果在國內(nèi)外都產(chǎn)生了比較大的影響，獲2016年度國家自然科學二等獎。

1 成果簡介隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)境污染、疾病監(jiān)測、食品安全等民生熱點日益受到人們的關注。如何對上述問題進行簡單、快速的監(jiān)控，將一些危害降至最低，保障人民生活和生產(chǎn)，這就需要一種可實時實地檢測、操作簡便的多應用傳感器件。 表面等離子體波（ SPP）傳感器是一種基于光學檢測的傳感器件，被廣泛用于藥物篩選、食物檢測、環(huán)境監(jiān)測和細胞膜模擬等方面。相對于目前常見的化學、電子、力學等傳感器，SPP 傳感器擁有實時檢測、無需標記、對被檢測物無損害、探測方法簡單等眾多優(yōu)點。為了降低成本、 穩(wěn)定性能、減小體積，集成型 SPP 傳感器件的成為了現(xiàn)今研究熱點。然而現(xiàn)有的集成型 SPP 傳感器件普遍存在靈敏度低，探測范圍小等問題，限制了其應用的推廣。 課題組從 2006 年開始合作從事集成型 SPP 傳感器件研究，在清國家 973 項目、自然科學基金重點項目、教育部清華大學自主研究項目等項目資助下， 創(chuàng)新性提出一種基于 SPP-介質(zhì)波導異質(zhì)垂直耦合器的可集成生化傳感芯片，并對傳感芯片的傳感特性和應用進行了深入研究和探索。芯片的特點和性能如下：可集成，芯片體積小，可與便攜設備集成；可批量生產(chǎn)，價格低廉；靈敏度較傳統(tǒng)的集成型 SPP 傳感器件高出一個數(shù)量級；可實現(xiàn)對傳感區(qū)域的精確或者大范圍調(diào)節(jié)；可實現(xiàn)對納米量級大小的物質(zhì)的探測；傳感性能穩(wěn)定，應用領域廣泛。上述優(yōu)點表明該芯片可以工廠大批量生產(chǎn)經(jīng)營，也可以用于實驗室的科研研究，在化學，生物，醫(yī)學等多 個領域均有應用價值。查新表明，國內(nèi)外目前尚未發(fā)現(xiàn)有相似原理的器件。 圖 1 (a) 集成型 SPP 傳感芯片與一元硬幣尺寸對比圖 (b) 傳感芯片的顯微鏡照片2 應用說明可集成型 SPP 生化傳感芯片在實驗室經(jīng)多次驗證，可以實現(xiàn)對折射率液體以及納米級薄層物質(zhì)的高靈敏探測，并初步應用于對雙酚 a（簡稱 BPA，一種塑料生長常用原料，每年生產(chǎn)將近 2700 萬噸含 BPA 的塑料類物質(zhì)， BPA 具有胚胎致畸性和致毒性）的檢測。實驗結(jié)果表明，該芯片對于 BPA 的探測極限濃度可以達到 0.1ng/ml （歐盟公布食品準則中水含有BPA 的最高濃度為 1ng/ml）。3 效益分析由于目前國內(nèi)尚無同類產(chǎn)品， 而且此產(chǎn)品在疾病檢驗，環(huán)境監(jiān)測，藥品鑒別等多個領域具有應用價值， 因此本儀器具有較大的市場推廣空間。本傳感芯片價格低廉，使用簡便，對樣品無二次污染，性能穩(wěn)定，甚至對納米量級的生化小分子探測均具有高靈敏度，相對于其他類型的傳感器件， 具有明顯的經(jīng)濟和技術優(yōu)勢。

本發(fā)明公開了一種復合波片光軸對準方法及裝置。將待對準復合波片的兩片晶片裝在支架上之后分別安裝在固定、旋轉(zhuǎn)波片卡盤上；從光源發(fā)出的光經(jīng)過起偏器后形成線偏振光；通過待對準的復合波片后，線偏振光偏振態(tài)發(fā)生變化；根據(jù)探測器探測到的透射光強信號可進一步獲得待對準復合波片相位延遲波動量的變化幅值；比較相位延遲波動量的變化幅值的相對大小；通過電控旋轉(zhuǎn)臺控制旋轉(zhuǎn)波片卡盤轉(zhuǎn)動，直至將復合波片的光軸對準到所要求的精度范圍內(nèi)。裝置包括光源，起偏器，固定波片卡盤，旋轉(zhuǎn)波片卡盤，旋轉(zhuǎn)檢偏器，探測器，電控旋轉(zhuǎn)臺，計算機，步進電機和電控旋轉(zhuǎn)臺控制器。該方法可以實現(xiàn)對復合波片光軸進行高精度對準，裝置簡易，操作簡單。

D2D 異構(gòu)網(wǎng)絡技術（即終端直通技術），不需要通過基站或核心網(wǎng)進行數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)和處理，只需在移動終端之間建立通信鏈路即可直接傳輸數(shù)據(jù)，為突破上述技術瓶頸提供了一種新型的網(wǎng)絡架構(gòu)。目前，D2D 技術已被IMT-2020（5G）推進組確定為第5代移動通信系統(tǒng)的關鍵技術之一。然而，D2D 通信無線資源分配方面的研究，必須考慮能量效率和能量使用的優(yōu)化。由于移動終端的電池容量有限，一旦忽視數(shù)據(jù)傳輸中對能量效率的優(yōu)化，將使得數(shù)據(jù)傳輸由于能量枯竭而中斷，重要信息無法及時傳達，嚴重影響服務質(zhì)量和用戶體驗。針對4G 智能手機的用戶調(diào)查結(jié)果表明，只有不到25%的用戶對手機續(xù)航時間表示滿意，手機續(xù)航時間已經(jīng)成為影響用戶滿意度和品牌忠誠度的關鍵因素之一。 　　課題組深入研究了頻譜效率和能量效率之間的內(nèi)在關聯(lián)，其研究結(jié)果表明，在考慮實際電路功率損耗的情況下，頻譜效率和能量效率不再是簡單的單調(diào)遞減關系，而是隨著頻譜效率的增加，能量效率呈現(xiàn)先單調(diào)遞增后單調(diào)遞減的特性。通過上述分析可以看出，如果一味追求高頻譜效率和高吞吐量，將會帶來移動終端能量效率的大幅度下降。因此，課題組針對D2D異構(gòu)網(wǎng)絡頻譜資源復用的復雜場景，將針對能效最優(yōu)的NP難聯(lián)合資源分配問題轉(zhuǎn)換為用戶偏好下的隨信道狀態(tài)和干擾水平而動態(tài)變化的一對一匹配問題，并通過采用穩(wěn)定匹配理論、非合作博弈理論、非線性優(yōu)化理論來解決能效優(yōu)化問題。研究結(jié)果表明，在保障QoS情況下，相比傳統(tǒng)的高譜效資源分配方法，該方案可以將移動終端的功率消耗降低200%以上。，本項目的核心研究方向正是將節(jié)能減排戰(zhàn)略方針落實到移動通信的基礎研究領域中，與國家中長期科技發(fā)展方向和國際通信產(chǎn)業(yè)長期發(fā)展趨勢相一致，將在技術、環(huán)境和經(jīng)濟等多個方面具有重要的研究意義和實用價值。 　　 課題組負責人周振宇自參加工作起即投入到異構(gòu)網(wǎng)絡資源分配、干擾協(xié)調(diào)、移動性管理、自組織組網(wǎng)等方面的研究工作中，作為項目負責人，先后主持了多項國家級、省部級科研項目，包括國家自然科學基金青年科學基金項目、北京市自然科學基金青年科學基金項目、北京市優(yōu)秀人才計劃項目等，積累了深厚的理論基礎和豐富的研究經(jīng)驗。以 第 一 作 者 和 通 信 作 者 在 IEEE Transactions on Communications 、IEEE Transactions on Vehicular Technology、IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems、IEEE Transactions on Green Communications and Networking、IEEE Journal on Selected Areas in Communications、IEEE Transactions on Industrial Informatics等通信領域主流期刊發(fā)表論文30 余篇，在IEEE ICC、IEEE Globecom 等通信領域旗艦會議發(fā)表文章30 余篇，其中2 篇論文入選ESI 高被引論文。 　　其研究工作已被 Prof. Zhu Han（IEEE Fellow）、Prof. Weihua Zhuang（加拿大工程院院士、IEEE Fellow）、Prof. Sherman Shen（加拿大工程院院士、IEEE Fellow）、Prof. Vincent Poor（美國科學院院士、加拿大科學院院士、英國皇家科學院院士、IEEE Fellow）、Prof. Andreas Molisch（奧地利科學院院士、IEEE Fellow）、易芝玲教授（中國移動研究院首席科學家）以及JSAC、IEEE Transactions on Wireless Communications、IEEE Communications Magazine 等通信領域頂級期刊引用和正面評價。榮獲IET Communications 最佳期刊論文獎（the IET Premium Award in 2017，每年在全球范圍內(nèi)僅選拔1 篇）、IEEE 通信協(xié)會綠色通信與計算專委會最佳論文獎（IEEE ComSoc Green Communications and Computing Technical Committee 2017 Best Paper Award，在IEEE Globecom 2017 會議上頒獎） 　　目前擔任 IEEE Access、Transactions on Emerging Telecommunications Technologies、IEEE Communications Magazine 等國際學術期刊的編輯及客座編輯，擔任IEEE ISADS’15 智能電網(wǎng)通信與網(wǎng)絡技術專題研討會聯(lián)合主席，擔任IEEE Globecom、IEEE ICC、IEEE WCNC、IEEE VTC、IEEE PIRMC、IEEE CCNC、IEEE APCC 等國際學術會議的技術委員會委員。在國際標準化方面，擔任IEEE 異構(gòu)網(wǎng)絡授權(quán)/非授權(quán)頻譜融合標委會工作組骨干成員（IEEE Standards Association, P1932.1 Working Group, “Licensed/Unlicensed Spectrum Interoperability in Wireless Mobile Networks”）。應邀在IEEE 車輛技術協(xié)會旗艦會議IEEE VTC’18 上作Tutorial 報告（報告題目：Internet of Vehicles: When SDN, Edge Computing and Big Data Meet Intelligent Transport Systems）。2016 年入選北京市委組織部“北京市優(yōu)秀人才計劃”，2017 年入選IEEE 高級會員（IEEE Senior Member）。 　　該研究由中國國家自然科學基金委項目61601180和61601181，中央高校基礎研究基金資助項目2014MS08和2016MS17，日本學術振興會JSPS KAKENHI 26730056， JP15K15976和JP16K00117以及JSPS A3 Foresight等項目資助。

高校科技成果盡在科轉(zhuǎn)云

本發(fā)明公開了一種基于 D2D 和上行 NOMA 的兩用戶通信方法，包括：獲取當前網(wǎng)絡信息和用戶信息；兩個用戶需要在通信時長 T 內(nèi)完成各自的數(shù)據(jù)傳輸，當距離上滿足 di＞dj＞d0 且 dj+d0＞di,i≠j,i,j∈{1,2}時，用戶 i 在通信時長 T 內(nèi)使用全部頻譜資源將數(shù)據(jù)量 Di 通過D2D 方式傳輸給用戶 j；用戶 j 工作在 FD 模式，在通信時長 T 內(nèi)使用全部頻譜資源通過 NOMA 方式將數(shù)據(jù)量 Di 和 Dj 上傳給基站，其中用戶 i 的數(shù)據(jù)作為強用戶數(shù)據(jù)，基站首先對其進行解碼，然后再解碼用戶 j 的數(shù)據(jù)；本發(fā)明提供的結(jié)合 D2D 技術的上行 NOMA 高能效通信方法，與采用上行 OFDMA 的通信方法相比，在保證系統(tǒng)頻譜效率不變的情況下，較好地提升了系統(tǒng)能效。

上海大學機電工程與自動化學院智能基礎件團隊聽取醫(yī)生需求，運用3D打印技術快速開發(fā)并制作的簡易面屏、護目鏡等防護用具，已經(jīng)送到上海市第一人民醫(yī)院供一般門診醫(yī)護人員備用。 機自學院工訓中心接到“護目鏡”3D打印加工要求，從模型設計到工程訓練中心進行打印，再經(jīng)試戴到精修參數(shù)，護目鏡樣品成型只用了2天時間。在打印過程中，團隊嘗試了不同打印材料與成型方法，選用了光敏樹脂或熱塑性聚氨酯彈性體（TPU）進行打印工作。2月2日開始小批量加工。但實驗室產(chǎn)能有限，為了盡可能多做幾套，設備24小時開機，工作人員兩班倒，目前已交付8副護目鏡。 該團隊還將護目鏡的模型數(shù)據(jù)與打印參數(shù)全網(wǎng)公開，師生們還設計了護目面屏組合體與負壓隔離罩，后續(xù)工作也在緊鑼密鼓地進行中。

陳樂堯和黃麓升兩位老師與湖南萌境智能三維技術有限公司聯(lián)合開發(fā)的是一款3D打印設備，該產(chǎn)品已進入可靠性實驗階段，取得了階段性的成果。有望在今年推向市場，實現(xiàn)首臺套銷售。 該產(chǎn)品是在兩位老師的通力合作下，通過自主設計機械電氣等結(jié)構(gòu)，自主開發(fā)控制程序，經(jīng)過近三年的刻苦攻關完成的。3D打印技術是一個新興高科技產(chǎn)業(yè)，市場正在快速成長，方興未艾。針對公司本身的產(chǎn)業(yè)布局，我們較早地聯(lián)合湖南萌境智能開展了3D打印設備的研發(fā)，也期待這個產(chǎn)品成為萌境智能未來的盈利產(chǎn)品。在目前抗疫的關鍵時刻，陳樂堯老師還指導公司設計了多款疫情防控急需產(chǎn)品，并利用SLS技術快速打印出來。這些產(chǎn)品可以解決醫(yī)護人員口罩佩戴時間久了之后勒耳朵的問題。同時，雙方還在積極合作研究新型的護目鏡產(chǎn)品。

3D打印應急全封閉護目鏡由東莞理工學院3D打印與智能制造研究中心研制。從討論設計方案、建模、選材、調(diào)整數(shù)據(jù)到定型生產(chǎn)，陳盛貴團隊利用3D打印技術生產(chǎn)的護目鏡，僅花了幾天時間。 經(jīng)過多次實驗論證后，團隊決定使用光敏樹脂作為鏡框的打印材料。光敏樹脂材質(zhì)光滑、防水防濕、精度高，而且成型速度快，很適合在當前緊迫的形勢下進行小批量生產(chǎn)。因為護目鏡的特殊用途，必須要保證生產(chǎn)時全程無菌。他們使用的光敏樹脂擁有一類醫(yī)療器械備案證，生產(chǎn)過程中每一個配件都會使用酒精擦拭。