首页/文章/ 详情

北京大学电子学院射频领域前沿研究整理

21小时前浏览7

北京大学电子学院近年射频相关科研项目与课题,围绕 “材料 - 频段 - 集成 - 应用” 四大维度展开,既聚焦核心技术突破,又注重产业与跨域落地,为射频工程师提供前沿研究方向参考。(详细项目列表见文末附录)

一、核心研究方向:四大维度突破射频技术瓶颈

方向一:碳基纳米材料主导射频器件性能跃升

主要技术亮点包括碳纳米管射频器件二维半导体与异质结构

碳纳米管射频器件相比传统硅基材料,电子迁移率提升 5-10 倍、功耗显著降低,实验室成果已实现碳管射频晶体管f_T = 540GHz、f_MAX=306GHz,重点突破 “太赫兹频段适配” 与 “CMOS 集成”,解决高频段性能瓶颈。为太赫兹雷达、6G 通信提供核心器件,如碳纳米管射频芯片适配太赫兹成像雷达小型化测试系统;
二维半导体与异质结构以石墨烯、MoS₂为代表的二维半导体,凭借原子级平整表面减少信号噪声;氧化物顶栅结构提升晶体管高场耐压性,优化射频芯片 “低噪声 - 高功率” 双特性。二维半导体低噪声特性可优化超宽带 SAR 雷达前端放大器,降低信号失真率,与中科院微电子研究所 “射频 IP 核降噪设计” 形成技术互补。

主要支撑项目(科技部 / 国家自然科学基金)

项目类型

项目 / 课题名称

负责人

执行周期

核心目标

科技部重点研发计划项目

碳基太赫兹射频晶体管与微波集成电路研究(2022YFB4401600)

张志勇

2022.11-2026.10

碳基太赫兹器件与微波电路集成

科技部重点研发计划项目

碳基纳米管太赫兹芯片与成像系统研究(2024YFA1209700)

刘洪刚

2025.01-2029.12

碳基太赫兹芯片与成像系统开发

国家自然科学基金

基于合金接触的高性能 n 型阵列碳纳米管晶体管及其 CMOS 集成研究(62574010)

曹宇

2026.01-2029.12

碳纳米管晶体管 CMOS 集成

国家自然科学基金

超洁净二维半导体低频噪声与集成技术探索(62574004)

刘旸

2026.01-2029.12

二维半导体射频器件降噪


方向二:从毫米波到太赫兹,突破频率上限

主要技术亮点包括:太赫兹射频技术(>100GHz)和毫米波技术。

太赫兹技术从 “器件级” 向 “系统级” 跨越,重点突破两大方向:
  • 收发芯片集成:基于碳纳米管实现信号产生 - 放大 - 接收单片集成,解决分立器件体积大、损耗高问题;
  • 信号调控:通过光电融合技术(如集成光电振荡器)实现太赫兹信号精准调控,填补国内高频段调控空白。
太赫兹技术满足高分辨率成像(如雷达目标细节探测)与高速数据传输(6G)需求;
毫米波技术(28/39/60GHz)向 “宽频带 + 高集成” 升级,结合微波光子技术突破 10GHz 以上瞬时带宽,适配 MIMO 雷达多通道协同,提升抗干扰与探测精度。
毫米波宽频带特性适配超宽带 SAR 雷达 18GHz 工作带宽测试,MIMO 协同技术提升分布式干扰对抗能力。

2. 支撑项目(科技部 / 国家自然科学基金)


项目类型

项目 / 课题名称

负责人

执行周期

核心目标

科技部重点研发计划课题

太赫兹碳基器件和电路研制(2022YFB4401603)

丁力

2022.11-2026.10

太赫兹碳基电路开发

科技部重点研发计划课题

强磁场太赫兹回旋管理论设计与器件研制(2021YFA1600302)

杜朝海

2022.01-2026.12

太赫兹回旋管器件设计

国家自然科学基金

基于集成光电振荡器的毫米波 / 太赫兹波产生、调控及应用研究(62405009)

韩丰远

2025.01-2027.12

太赫兹信号产生与调控

国家自然科学基金

基于微腔光梳的混沌分布式 MIMO 雷达关键技术研究(62505004)

沈碧涛

2026.01-2028.12

毫米波 MIMO 雷达抗干扰


方向三:从 “器件 IP” 到 “系统级集成”,提升应用效率

技术亮点包括射频 IP 核与 CMOS 产业化和多模态 SoC 集成

射频 IP 核与 CMOS 产业化突破 “晶圆级制造” 与 “三维集成” 技术,射频器件生产效率提升 10 倍以上;IP 核复用降低成本,推动雷达射频芯片从实验室走向工程化。晶圆级 IP 核技术降低超宽带 SAR 雷达收发芯片量产成本,如提供量产化功率放大器 IP 核;
多模态 SoC 集成将射频技术与成像、传感、光子功能整合,如 “射频振荡 + 声子激光” 双模芯片、“射频滤波 + 光子梳” 集成系统,拓展射频应用场景。多模态 SoC 可实现太赫兹雷达 “目标振动特性监测”,精准捕捉目标细微特征,匹配雷达测试系统需求。

支撑项目(科技部 / 国家自然科学基金)

项目类型

项目 / 课题名称

负责人

执行周期

核心目标

科技部重点研发计划课题

高性能碳纳米管晶体管晶圆级制备(2022YFB4401601)

张志勇

2022.11-2026.10

碳纳米管器件晶圆级量产

科技部重点研发计划课题

碳纳米管三维光电集成(2020YFA0714703)

贺小伟

2020.12-2025.11

射频 - 光子芯片异质集成

国家自然科学基金

基于片上光子神经网络的实时单像素成像与感知技术(62505006)

田烨

2026.01-2028.12

射频 - 成像 - 感知片上集成

国家自然科学基金

基于微腔光梳的硅基集成微波光子滤波系统研究(12204021)

舒浩文

2023.01-2025.12

射频滤波与光子梳技术融合



方向四:射频技术渗透通信、雷达、生物医疗

技术亮点包括通信 - 雷达一体化(ISAC)和生物医疗射频传感

通信 - 雷达一体化(ISAC)研发宽频带射频信道模型,实现 “信号传输 + 目标探测” 双模功能,适配 6G 全频谱接入与雷达超宽带探测,推动国产化通感一体设备落地。通感一体技术为 6G 基站、车载雷达提供双模解决方案,与中科院微电子研究所 “5G 毫米波相控阵技术迁移” 协同;
生物医疗射频传感利用碳纳米管射频传感器利用介电常数敏感性,实现生物分子高灵敏检测;射频调控模块提升 OCT 导航多光子成像深度与分辨率。生物医疗射频传感的抗干扰算法可迁移至雷达系统,提升分布式干扰对抗测试验证设备性能。

支撑项目(科技部 / 国家自然科学基金)

项目类型

项目 / 课题名称

负责人

执行周期

核心目标

国家自然科学基金

基于超材料传感器的通信感知一体化理论与关键技术(624B2008)

刘旭

2025.01-2026.12

通感一体射频前端开发

国家自然科学基金

面向下一代移动通信感知的上中频信道测量、参数估计和模型构建(62571007)

蔡雪松

2026.01-2029.12

通感一体信道模型构建

科技部重点研发计划项目

碳纳米管生物传感芯片晶圆级制造工艺研究(2022YFB3204400)

夏煜

2022.10-2025.09

射频生物传感芯片量产

国家自然科学基金

OCT 导航多光子在体细胞影像技术研究(62575004)

王爱民

2026.01-2029.12

射频调控成像技术优化



附录:北京大学电子学院射频相关核心项目清单(完整版)

(一)科技部重点研发计划

1. 项目(7 项)

项目编号

项目名称

负责人

执行周期

2024YFA1209700

碳基纳米管太赫兹芯片与成像系统研究

刘洪刚

2025.01-2029.12

2022YFB4401600

碳基太赫兹射频晶体管与微波集成电路研究

张志勇

2022.11-2026.10

2022YFB3204400

碳纳米管生物传感芯片晶圆级制造工艺研究

夏煜

2022.10-2025.09

2022YFB2803700

超大带宽电光调制器

舒浩文

2022.11-2025.10

2022YFB2902800

多模超表面全息通信与感知关键技术研究

邸博雅

2022.11-2025.10

2021YFA0718300

空间微重力环境下极低温原子的奇异物理特性研究

周小计

2021.12-2026.11

2021YFA0717400

碳基亚 10 纳米节点超低功耗器件研究

邱晨光

2021.12-2026.11

2. 课题(16 项)

课题编号

课题名称

负责人

执行周期

2024YFA1209701

碳基太赫兹器件与收发芯片研究

刘洪刚

2025.01-2029.12

2024YFA1209702

碳纳米管射频器件的界面物理研究

刘旸

2025.01-2029.12

2024YFF0727602

高灵敏抗干扰氢气传感器研制

花中秋

2024.12-2027.11

2024YFC3406302

高通量多组学纳米孔测序关键芯片研究

许胜勇

2024.12-2027.11

2023YFC3402604

跨尺度声光多模态成像装置

王爱民

2023.12-2028.11

2023YFB2905501

拓扑优化光发射耦合技术研究

杨川川

2023.12-2026.11

2023YFF0615603

长极化寿命碱金属原子标准器件研究

都长平

2023.11-2026.10

2022YFA1204903

高带宽石墨烯 / 硅光通信原型器件

尹建波

2023.05-2028.04

2022YFA1404804

拓扑辐射调控光子集成器件

彭超

2022.12-2027.11

2022YFB4401601

高性能碳纳米管晶体管晶圆级制备

张志勇

2022.11-2026.10

2022YFB4401603

太赫兹碳基器件和电路研制

丁力

2022.11-2026.10

2022YFB3204401

碳纳米管生物传感芯片晶圆级制造工艺研究

夏煜

2022.10-2025.09

2022YFB3204402

高性能碳纳米管生物传感器件构建及晶圆制备

肖梦梦

2022.10-2025.09

2021YFA1202904

超薄半导体柔性电路构筑与应用探索

胡又凡

2022.04-2027.03

2021YFA1600302

强磁场太赫兹回旋管理论设计与器件研制

杜朝海

2022.01-2026.12

2020YFA0714703

碳纳米管三维光电集成

贺小伟

2020.12-2025.11

(二)国家自然科学基金(71 项,核心射频相关 30 项精选)

项目编号

项目名称

负责人

执行周期

62574010

基于合金接触的高性能 n 型阵列碳纳米管晶体管及其 CMOS 集成研究

曹宇

2026.01-2029.12

62574004

超洁净二维半导体低频噪声与集成技术探索

刘旸

2026.01-2029.12

62405009

基于集成光电振荡器的毫米波 / 太赫兹波产生、调控及应用研究

韩丰远

2025.01-2027.12

62505004

基于微腔光梳的混沌


   

   

信息来源:北京大学电子学院官网,射频学堂整理

版权声明射频学堂原创或者转载的内容,其版权皆归原作者所有,其观点仅代表作者个人,射频学堂仅用于知识分享。如需转载或者引用,请与原作者联系。射频学堂转述网络文章,皆著名来源和作者,不可溯源文章除外,如有异议,请与我们联系。



来源:射频学堂
振动电路拓扑优化半导体电子芯片通信理论材料试验
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-09-11
最近编辑:21小时前
射频学堂
硕士 学射频,就来射频学堂。
获赞 159粉丝 372文章 1117课程 0
点赞
收藏
作者推荐

什么是调制?

调制的定义在通信技术中,调制是指将低频信号(通常称为基带信号,如语音、图像、数据等原始信息信号)加载到高频信号(称为载波信号)上的过程。具体来说,就是通过改变载波信号的某个参数(幅度、频率或相位),使基带信号的特征被 “嵌入” 到载波中,从而实现信号的有效传输。为什么要调制?关于调制,主要基于下面几个方面的考虑1,适应传输介质的特性低频基带信号的波长较长,若直接在空间中传输,需要尺寸巨大的天线才能有效辐射,这在实际应用中极不现实。例如,语音信号的频率范围通常在 300Hz-3400Hz,对应的波长约为 900 公里至 88 公里,制作如此长的天线显然不可行。而通过调制将基带信号加载到高频载波上,高频信号波长较短,可使用小巧的天线进行辐射和接收,大大降低了设备的体积和成本。2,实现多路信号同时传输在通信系统中,若多个基带信号直接传输,它们的频率范围可能重叠,会导致信号相互干扰,无法区分。通过调制,可将不同的基带信号调制到不同频率的载波上,使它们在频率域上分开,从而在同一传输介质(如无线电波、电缆等)中同时传输多路信号,提高了传输介质的利用率。这就像在一条高速公路上划分出多个车道,不同的车辆(信号)在各自的车道(频率)上行驶,互不干扰。3,提高信号的抗干扰能力高频载波信号在传输过程中,相对低频基带信号更不容易受到噪声和干扰的影响。通过调制,基带信号 “依附” 于高频载波,能在一定程度上抵御传输过程中的各种干扰,保证信号的传输质量。例如,在无线电广播中,调制后的信号在穿越障碍物或受到电磁干扰时,其携带的信息更不容易丢失。4,满足不同传输距离和覆盖范围的需求高频信号在空间中传播时,具有更强的穿透力和更远的传播距离。根据通信需求的不同,选择合适的载波频率进行调制,可以实现近距离的短程通信或远距离的长途通信。例如,卫星通信中采用高频载波,能够跨越数千公里实现全球范围的信号传输。总之,调制是通信系统中不可或缺的关键环节,它解决了基带信号直接传输的诸多问题,为高效、可靠、多路的信息传输提供了重要保障。来源:射频学堂

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习计划 福利任务
下载APP
联系我们
帮助与反馈