成彬彬 , 李慧萍 , 安健飞 , 江 舸 , 邓贤进 , 张 健
2015, 13(6):843-848. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0843
摘要:在日益严峻的公共安全形势下,太赫兹技术的飞速发展为反恐安检提供了一项新的有效手段。分析了太赫兹波的特点及其在成像安检中应用的潜在优势,探讨了太赫兹成像安检的主要技术手段,比较了主动式和被动式成像的优劣,并总结介绍了用于安检的太赫兹被动成像和主动成像技术的国内外发展现状,通过对国际主要太赫兹安检成像研究机构的研究历程和近期项目支撑情况的分析,对太赫兹成像安检技术阵列化、多频段、复合式的发展趋势进行了预测,并对太赫兹成像技术在安检和反恐中的应用前景进行了展望。
2015, 13(6):849-852. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0849
摘要:基于硅锗双极-互补金属氧化物半导体(SiGe BiCMOS)工艺,采用衬底集成波导(SIW)结构,设计了几款片上太赫兹滤波器。测试结果中带宽和中心频率分别为20 GHz@139 GHz,20 GHz@168 GHz和26 GHz@324 GHz,结果表明制作的带通滤波器中心频率与设计的偏差很小;滤波器在中心频率的插入损耗为-6 dB@139 GHz,-5.5 dB@168 GHz和-5 dB@324 GHz。
2015, 13(6):853-858. DOI: 0.11805/TKYDA201506.0853
摘要:讨论了太赫兹波段频率选择表面(FSS)在天文探测、遥感卫星以及航天器辐射计系统中的应用。对太赫兹波段频率选择表面的设计、加工及测试方法进行了研究。介绍了太赫兹波段频率选择表面的设计、分析方法及电磁仿真软件。由仿真及实测结果可知,太赫兹频段的频率选择表面由于受限于物理尺寸,造成了设计、加工及测试上的困难,其性能与其他频段相比更易于受到加工精确度的影响。在实际加工过程中,应尽量采用微纳加工技术进行加工。而在设计频率选择表面时,应当充分考虑器件厚度以及单元形状对加工造成的影响。测试过程中应当尽量避免反射回路造成的多次回波。
2015, 13(6):859-863. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0859
摘要:利用相对论返波管(RBWO)产生纳秒脉宽、千瓦量级功率的太赫兹脉冲辐射对太赫兹技术的应用具有积极意义。本文对0.34 THz-RBWO进行了粒子模拟与设计,通过微精密加工得到了平均直径6.8 mm,波纹深度0.1 mm,周期0.26 mm的正弦周期慢波结构,并对0.34 THz-RBWO进行了初步的实验。文中对0.34 THz脉冲信号脉宽、频率、功率参数的测量原理进行了研究。通过初步实验测试,0.34 THz-RBWO辐射波脉冲宽度2.1 ns,频率范围0.32 THz~0.36 THz,功率为375 kW。
2015, 13(6):864-869. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0864
摘要:对于太赫兹微电真空折叠波导行波管(FWG-TWT)放大器,高流通率是试验测试中首先需要达到的技术指标,是器件连续工作时高效束?波互作用的前提。电子光学系统包括电子枪、周期永磁聚焦系统(PPM)和收集极。本文通过对电子枪的高品质束流的产生、PPM对束流的聚焦2个方面研究束流的直流流通率。首先依据Vaughan迭代综合法初步选定电子枪的基本结构尺寸,然后通过粒子跟踪程序及PIC程序对电子枪的结构参数进行仿真优化,初步实现了0.345 THz FWG-TWT放大器所需的束流品质;进行了电子光学系统的电子枪和PPM的一体化数值模拟,研究了电子的直流流通率,最终流通率模拟结果达到100%。
2015, 13(6):870-876. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0870
摘要:太赫兹科学技术已经成为当前电磁领域研究的热点,太赫兹波的产生是其关键技术,光电导天线(PCA)是目前产生宽频太赫兹波的重要手段。根据光电导天线太赫兹波的辐射特性的文献报道,对光电导天线产生太赫兹波的耦合输出效率、辐射场型、极化特性等研究进展做了较全面的评述,并针对光电导天线辐射特性对光电导天线应用的意义进行了探讨和展望,以期对光电导天线产生太赫兹波的研究和应用提供参考。
2015, 13(6):877-881. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0877
摘要:提出了一种对非归零Turbo码交织器的识别方法。二元域上某类有理式的级数展开具有周期性,从而可知,在同一个周期点上,来自信息序列上2个比特与相应交织位上的2个比特之和为0,进而可得到一种识别方法:第1步恢复出2个交织位置,此后每步恢复1个位置。根据周期长度的不同,算法被分成若干条并行链路,链路数即为周期长度。
2015, 13(6):882-886. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0882
摘要:对异构无线网络中无线资源管理和接入选择进行研究,提出一种基于D?S证据理论的异构无线网络接入选择算法。针对接入判决所需参数具有时变性和不确定性的特点,结合能够有效反映候选网络负载状况的效用函数,建立基于D?S证据理论的接入效用评估模型,得到各候选网络的综合接入效用值。仿真结果表明,该算法具有复杂度低(一般性)的特点,在保证不同业务服务质量(QoS)需求的前提下能够动态调整各候选网络的负载情况,从而有效降低整个系统的呼叫阻塞率。
2015, 13(6):887-896. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0887
摘要:为缓解频谱资源紧缺,提升本地服务质量,在现有蜂窝网络中引入了D2D通信方式,使得距离较近的用户之间可不经由基站直接通信。搭建了D2D通信与蜂窝通信并存的网络结构,并分析了D2D复用蜂窝用户(CU)频谱资源时影响信噪比的干扰因素。为保证CU和D2D用户的通信质量,采用信道状态信息(CSI)与队列状态信息(QSI)相结合的传输策略控制信噪比及时延。对于多CU多D2D对的资源分配问题,采用基于优先级矩阵的分配算法。与二分匹配算法相比,降低了计算复杂度,结果逼近最优解且能稳定收敛。
2015, 13(6):897-902. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0897
摘要:采用尺度不变特征变换(SIFT)特征匹配方法对双目相机图像进行立体匹配,同时匹配相邻两时刻的三维点,求解运动方程进行运动估计,得到机器人2个时刻坐标变换的旋转和平移参数;使用每2个时刻的旋转和平移结果进行机器人的路径反演,采用GPU加速SIFT特征提取与匹配,实现实时的视觉里程计系统,并采用RANSAC算法用于运动估计剔除误匹配点干扰。实验结果表明,具有仿射变换较强不变性的SIFT特征匹配算法能够得到较为精确的路径反演结果,采用GPU加速SIFT特征提取与匹配能达到实时的视觉定位效果。
2015, 13(6):903-907. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0903
摘要:无人机(UAV)飞控系统地面半实物仿真平台用于对无人机飞控系统进行相关地面测试。针对某无人机飞行控制系统,提出了一种基于MATLAB实时工作空间和VxWorks实时操作系统的地面半实物仿真平台方案。针对无人机小扰动数学模型,构建了地面站上位机、控制器和模型机组成的实时系统闭环回路,对硬件及软件配置进行了说明,并设计了相关控制算法。该试验台可实时监测无人机系统状态,并可实时对模型注入扰动,实现系统在线调参。该半物理仿真平台结构简洁,功能明确,为相关控制律提供了便捷的研究设计手段。
2015, 13(6):908-912. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0908
摘要:单个固定观测站在被动条件下接收运动辐射源信号的到达时间(TOA)和角度(DOA)实现对其跟踪定位,由于其系统隐蔽性好、布站机动灵活受到广泛关注。针对以往利用TOA差分和DOA跟踪定位稳定性和精确度较差的情况,提出一种在辐射源已知的固定重复周期条件下对TOA取模,再结合DOA信息实现对辐射源的扩展卡尔曼定位跟踪滤波方法。仿真表明,该方法可以达到克拉美-罗下限(CRLB),具有高的定位成功概率。
2015, 13(6):913-916. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0913
摘要:分析了多象限激光引信系统的组成和工作原理。现场可编程门阵列(FPGA)具有体积小,集成度高和接口资源丰富的特点,有利于实现信号处理电路小型化设计和引信复杂算法设计。通过软件算法仿真和整机测试,基于FPGA的信号处理电路满足引信实时性要求,并给出了信息处理流程。针对阳光和云雾干扰的抗干扰算法及目标识别算法提高了引信抗干扰能力。
2015, 13(6):917-920. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0917
摘要:临边地球大气遥感是实现上层大气微量气体成份探测和分析的重要手段,即通过对地球大气剖面下遥感数据-特性谱线下亮温值的获取,结合相适应大气模型,通过反演获取相应气体成份的全球分布,从而为大气科学研究及全球气候变化提供科学数据及决策依据。本文从星载临边亚毫米波遥感结构建模以及地球标准大气模型出发,利用“am”综合仿真工具,给出了其特征谱线在其不同临边遥感切角下的性能仿真,从而定量分析了遥感系统综合指标。
2015, 13(6):921-923. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0921
摘要:为进一步实现原子钟的低功耗、微型化,设计了一种用于85Rb原子钟的专用射频模块芯片。该芯片采用了交叉耦合差分结构,利用串联的平面集成螺旋电感达到3 GHz的输出频率,同时采用了累积型MOS变容管,实现控制电压对于输出频率的单调调节。最终对设计芯片进行了仿真测试,并完成了流片与封装,基本达到了设计指标。
2015, 13(6):924-929. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0924
摘要:针对超高速移动场景下进行图像传输的应用需求,提出了一种适用于多普勒多径信道条件的宽带无线传输系统。分析了低空航行信道模型的特点,基于时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)技术,合理设计帧结构,采用低码率的短低密度奇偶校验(LDPC)码进行信道编码并使用正交相移键控(QPSK)调制,结合信息辅助抗多普勒频移(IAADO)方法,并对双伪随机噪声(PN)帧结构的信道估计与均衡策略进行理论推导与改进,设计出能够适应多普勒多径信道条件的基带传输系统。在计算机仿真中,本文提出的信道估计改进算法获得了0.1 dB的性能增益,该传输系统在带有1 kHz多普勒、莱斯因子为10 dB的6径信道下,利用10 MHz带宽传输3 Mbps的速率,在信噪比为-1.1 dB时达到10-4以下的误比特率,能够满足超高速移动场景下图像或者视频的传输需求。
2015, 13(6):930-936. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0930
摘要:为压缩复数合成孔径雷达(SAR)图像,基于压缩感知理论,设计了基于训练字典优化测量矩阵。该方法可增强测量矩阵的列之间的不相关性,有效地降低测量矩阵列向量间的互相干性,提高重构结果的精确度。基于优化后的测量矩阵,可以获取更好的复数SAR图像压缩结果。通过真实场景的复数SAR图像实验,验证了该算法的有效性。
2015, 13(6):937-941. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0937
摘要:正则化图像特征增强算法能够在保持图像较高分辨力的情况下抑制散斑和旁瓣。选择合适的正则化参数对于正则化算法所形成图像的质量至关重要。本文应用推广到非二次型正则化情形的广义交叉验证(GCV)、稳健广义交叉验证(RGCV)和Stein无偏风险估计(SURE)方法研究正则参数选择策略,推导了特征增强正则化方法中GCV,RGCV和SURE函数的直接计算公式,并提出了修正特征项后快速求取正则解的算法以及一般的不动点迭代算法,从而实现了正则参数的自适应选择。数值仿真和实测数据处理结果均说明所提方法的有效性。
2015, 13(6):942-946. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0942
摘要:动态时间规整算法是结合了动态时间规整(DTW)技术和距离测度计算技术的一种非线性规整算法,在语音识别模板匹配中有重要的应用。为此提出一种改进的高效动态时间规整算法,其能有效加快搜索路径的寻找。基于Matlab实现了隐马尔科夫算法、高效动态时间规整算法和改进的高效动态时间规整算法的语音识别系统,同时进行了算法的仿真实验。实验结果表明,基于改进高效动态时间规整算法的训练速度远大于基于隐马尔可夫算法和高效动态时间规整算法的训练速度,而识别率下降很小,对于小词汇量非连续语音识别中高效动态时间规整算法的识别率为97.56%,隐马尔可夫算法的识别率为97.14%,改进高效动态时间规整算法的识别率为96.43%。
2015, 13(6):947-951. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0947
摘要:针对传统多进制数字相位调制(MPSK)信号非数据辅助(NDA)频偏估计算法存在估计范围有限、估计方差较大、符号个数少时估计性能受限等问题,提出了基于粒子群优化的频偏估计方法。该算法以频偏估计的似然函数为目标函数,模拟群体智能搜索最优解。仿真结果表明,本算法无偏估计范围大,在符号数较少、信噪比较低时,估计方差接近克拉美罗下限(CRLB),性能优于经典的离散傅里叶变换(DFT)算法和Kay算法。
2015, 13(6):952-956. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0952
摘要:近年来,我国很多江河、湖泊和水库频发藻类水华事件,主要原因是总氮和总磷含量超标。采用基于铜纳米簇的电化学硝酸根传感器,结合顺序注射分析技术,研制了用于水质总氮检测的电化学传感器自动分析系统。实验证明,在0 mg/L~2 mg/L浓度范围内,该自动检测系统对总氮具有较高的检测灵敏度(6.5 μA/(mg?L-1))和较好的线性度(0.993)。与现有的总氮自动检测仪器相比,研制的系统具有试剂消耗量少、简单易用、功耗和成本低等优点。
2015, 13(6):957-960. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0957
摘要:侵彻过程产生的高频振动信号会引起压阻传感器测量机构的谐振效应,从而导致传感器信号的零位偏移,造成传感器信号失真,严重影响了侵彻引信计层起爆控制功能的炸点精确度。为了消除侵彻过程中传感器信号的零位漂移问题,本文针对压阻传感器的侵彻环境,设计了一种接口信号调理电路,该电路可以在实现传感器信号调理功能的同时,实时校正传感器的零位偏移,确保了后端电路的信号完整性与实时性。通过建模仿真与打靶数据半实物仿真的测试,该信号调理电路可以有效解决传感器信号的零位漂移问题。
2015, 13(6):961-966. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0961
摘要:压电马达需高压交流信号进行驱动,传统的驱动电路通过电感与马达构成谐振升压电路产生高压。分析指出了传统电路缺点在于谐振电路的输出信号不均衡且不稳定,而且需逐个微调马达对应的匹配电感。基于短时工作、轻载荷的应用环境,针对上述缺点提出了多级升压方案。新的方案减轻了谐振升压电路的压力。电感主要作用转变为调节电路功率因数。因此两相输出信号变得平稳、均衡,且无需微调电感,调试过程得以精简,利于批量生产。试验数据表明电路可输出±260 V的交流信号,驱动Ф11 mm行波压电马达正常工作,转速约600 RPM。
2015, 13(6):967-970. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0967
摘要:针对目前直流转直流(DC-DC)变换器系统建模方法受限于实际电路的局限性,提出了一种新型的Cadence系统建模方法。利用Cadence工具及其理想元器件,建立脉宽调制(PWM)峰值电流型buck DC-DC的系统模型。为验证模型的性能,在旺宏0.5 μm BCD工艺条件下,用电路结构替换理想模型,得到电路系统,并将其与系统模型的仿真结果进行对比。仿真结果表明,以该系统模型为指导设计的buck DC-DC芯片在340 kHz工作频率下具有宽输出电压范围,并能提供2 A的大负载电流,从而验证了该设计方法的可行性。
2015, 13(6):976-979. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0976
摘要:中子是近地空间和核爆的主要辐射源之一,中子二次反应诱发的单粒子效应极大地影响了电子元器件的可靠性。本文针对商用体硅工艺静态存储器(SRAM)单元提出了一种中子饱和翻转截面预测模型。通过一个电路级的仿真模型,对应于辐射作用距离的线性电荷沉积(LET)效应可以通过基于SPICE仿真曲线来表现,进而用来预测翻转截面。该方法简单有效,预测结果与130 nm体硅工艺的中子实验结果吻合。
2015, 13(6):980-982. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0980
摘要:在ZnO薄膜上采用不同溅射功率制作了Au薄膜,研究不同溅射功率对Au膜成膜速率、结晶质量和结合力的影响,表明在本实验中100 W功率下Au膜的成膜质量比较好。同时对ZnO薄膜电阻的影响进行了研究,结果表明溅射功率越高,ZnO导通的可能性越大,通过实验,溅射工艺在100 W下制备的Au薄膜对ZnO电阻影响最小。
2015, 13(6):983-989. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0983
摘要:随着工艺特征尺寸的缩进,为了进一步提高数据处理速度,多核片上系统(MPSoC)成为一种必然的选择。片上网络(NoC)作为多核片上系统的通信部分,其设计影响了整个系统的性能。本文研究了2种不同的片上网络设计,探讨了路由器结构的改变对MPSoC性能的影响。对于采用低延迟优化设计的路由器,通过ModelSim仿真得到数据帧的最优传输延迟减少了6倍。同时,分别完成了该MPSoC的FPGA和ASIC实现,基于实现结果定量分析了在0.13 μm工艺尺寸下2种实现方式的面积和延时差距。结果表明,FPGA实现与ASIC实现的面积比率大约为29~33:1,延时比率大约为4.5~7.5:1。
2015, 13(6):990-994. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0990
摘要:高压脉冲电流的测量方式主要是Rogowski线圈。B-Dot是一种非侵入式脉冲电流测量探针,但由于B-Dot测量模型的建立以及应用标定等过程与实际应用环境密切相关,且对待测电流强度有严格的要求,目前还未见其在实际kA级短脉冲方面的应用研究。本文在对B-Dot的kA级短脉冲测量方法进行理论研究的基础上,设计了微型B-Dot探针,并利用B-Dot探针对kA级短脉冲电流进行试验。试验结果表明,B-Dot探针适用于kA级脉冲电流的测量,且与理论研究结论一致。
2015, 13(6):995-999. DOI: 10.11805/TKYDA201506.0995
摘要:高性能的分幅相机是强流脉冲电子束束参数测量及加速器调试中必不可少的一部分,为了满足这种要求,研制了一种新的高性能超高速的三分幅相机。该分幅相机采用一种成像质量较好的会聚光成像的全口径分光原理,由高速快门、科学电子耦合组件(CCD)相机及高速的控制器等组成,具有快门时间和幅间时间独立控制的能力,灵活的控制方式很好地满足了各种测试要求,并且在有效像面面积达到?25 mm的情况下可以获得约3 ns的最高快门速度和高于30 lp/mm的像面空间分辨力。
邹德慧 , 周 静 , 邱 东 , 鲁 艺 , 荣 茹 , 李俊杰
2015, 13(6):1000-1004. DOI: 10.11805/TKYDA201506.1000
摘要:CFBR-Ⅱ堆是中子辐照实验指定模拟辐射源,某快中子临界装置在辐射效应研究中的作用越来越重要,为了准确评价利用上述平台开展的辐射效应研究结果,需要确定二者的辐射损伤等效系数。利用双极晶体管直流增益倒数与中子注量的线性关系,开展辐射损伤等效性研究。分析了辐射损伤等效系数的影响因素,从实验原理和工程实现的角度建立了效应参数和场量参数的控制方法,采用损伤常数平均的方式进行数据处理,首次获得了快中子临界装置与CFBR-Ⅱ堆的辐射损伤等效系数为1.19,不确定度为3.53%,满足了应用需求。
2015, 13(6):1005-1008. DOI: 10.11805/TKYDA201506.1005
摘要:在集成电路高速发展的时代,内引线为铜的集成电路因为低廉的价格和性能方面的优势,将越来越多地被制造和改进,破坏性物理分析(DPA)中也将会遇到大量的塑封铜引线集成电路,这类器件开封容易引起铜引线、键合点的腐蚀等问题。对这类器件研究后的开封方法是:激光开封后一定比例的混酸腐蚀能使铜线和键合点完好保留,芯片表面无塑封料残留。本文提供了一种对塑封铜引线集成电路进行开封的可靠方法。
2015, 13(6):1009-1013. DOI: 10.11805/TKYDA201506.1009
摘要:电子元器件是军工电子产品中的重要组成部分,元器件质量的好坏直接影响到各种装备的质量且对各产品的可靠性有较大影响。密封性能是密封电子元器件质量好坏的重要标志。本文介绍了电子元器件破坏性物理分析密封试验中方法的运用、实践,总结了细检漏和粗检漏试验中应注意的问题及应对措施,从而更有效地剔除有密封缺陷的元器件,保证检测结果的准确性。
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