• 《电磁环境大数据挖掘与利用》专栏正式和大家见面了! 中共中央总书记习近平强调,大数据发展日新月异,我们应该审时度势、精心谋划、超前布局、力争主动。电磁环境贯穿“陆、海、空、天、网、电”六维空间,电磁环境大数据对国民经济和国防建设具有极其重要的价值,探究后信息化时代电磁环境特点规律,加紧布局中国特色电磁环境创新体系,是电磁领域研究人员的共同责任和共同追求。本次出版《电磁环境大数据挖掘与利用》专栏,我们通过搭建平台,推动电磁领域理论研究的发展,实现学术层面的互通以及研究成果的共享,努力吸引更多的专家学者共同致力于电磁环境的知识发现和价值创造,提升电磁环境大数据治理水平。 [MORE]
  • 《太赫兹功能器件与技术》专栏正式和大家见面了! 太赫兹波因其具有独特的电子学和光子学特性,而在天文、遥感、成像及安全等领域具有十分广泛的应用。尤其是在无线通信领域太赫兹波段已成为第六代无线移动通信带宽及速率提升的必然选择。太赫兹技术不仅能够大大提高信息传输速率,而且可以大幅提升网络容量,将成为6G通信的核心技术。为充分发挥太赫兹技术的明显优势,对于太赫兹波的传输与控制至关重要,尤其是太赫兹功能器件与技术已成为当前国际上交叉前沿研究领域的热点,对其进一步的深入研究,必将使其功能更加有效地丰富起来,以满足日益增长的应用需求。 [MORE]
《太赫兹科学与电子信息学报》前身为《信息与电子工程》(2003年创刊,双月刊),是由中国工程物理研究院主管,中国工程物理研究院电子工程研究所主办、中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心、中国兵工学会太赫兹应用技术专业委员会及四川省电子学会协办的国内外公开发行的学术期刊,于2008年起持续被评为《中国科技核心期刊》,被《中国学术期刊(光盘版)综合评价数据库(CAJCED)》、《中国期刊(光盘版)全文数据库(CJFD)》、万方数据-数字化期刊群(网)等重要数据库全文收录,同时被美国剑桥科学文摘(CSA)和《日本科学技术振兴机构(中国)数据库》(JSTChina)收录。主要报道太赫兹科学与信息电子领域的新理论、新技术、新成果,面向全国各地从事太赫兹科学与电子信息技术研究的专家、学者和广大科技工作者,为其搭建广泛交流新思想、新理论和新技术的桥梁,促进太赫兹科学与电子信息技术等学科的交叉与融合,更快地推动我国太赫兹科学技术的发展。2016年荣获“第三届四川省高校优秀科技期刊”。 [MORE]
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    第19卷第6期 | 2021年
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    • 张子扬,范 飞,常胜江

      2021,19(6):951-962, DOI: 10.11805/TKYDA2021331

      Abstract:

      太赫兹(Terahertz,THz)波具有相干性好、信噪比高、辐射能量低等性质,在传感领域有着广泛应用。此外,THz传感还具有实时、非接触、无标记、非电离等优点,在生化传感特别是生物活性物质的传感中有着重要应用。但THz传感也存在着灵敏度低、水的吸收强、检测信息有限、适用性差等缺陷。介绍在THz时域偏振光谱传感技术方面的系列工作,采用微结构器件作为传感器,使用透射或反射传感方法分别检测了细胞、氨基酸和脱氧核糖核酸(DNA)几种生化样品。实验结果表明:与传统的谐振传感方法相比,偏振传感方法的品质因数和传感灵敏度均有着显著提高;反射式传感有效避免了水对THz的吸收,实现了液体环境下活性生化样品的传感;使用具有手性的微结构器件作为传感器,或利用手性THz波作为激发场,可以增强样品的偏振响应,提高传感灵敏度,实现手性分子的传感。

    • 刘长春,赵建波,张陶陶

      2021,19(6):963-967, DOI: 10.11805/TKYDA20210602

      Abstract:

      随着太赫兹技术的迅速发展,太赫兹系统中使用的波导衰减器也成为研究热点。波导衰减器可以对太赫兹信号实现精确衰减和控制功率传输,在解决损耗、辐射和干扰等一系列问题中,具有特殊意义和不可替代的地位。而目前的波导衰减器将衰减片平行于电场放置在矩形波导内,破坏矩形波导传输线,容易造成射频泄露。本文基于吸收式波导衰减器工作原理,提出了一种衰减片垂直于矩形波导电场的波导固定衰减器,通过将衰减片贴在波导内壁,保证传输线完整。使用高频电磁仿真软件HFSS,通过改变衰减片的形状、位置等参数,优化回波损耗、衰减精确度等指标,最终完成110~170 GHz波导固定衰减器的研制。在110~170 GHz频率范围内,衰减器的回波损耗小于-27.5 dB,在20 dB的衰减时,衰减精确度小于±2 dB。

    • 刘乐福,刘林生,陆 叶,李传起

      2021,19(6):968-972, DOI: 10.11805/TKYDA2021219

      Abstract:

      光电导天线具有室温操作、紧凑设计和宽带辐射等优点,但辐射功率低限制了其广泛应用,其中低光吸收率是辐射功率低的主要原因之一。传统的天线电极无尖端结构,边缘电场弱,导致了低的光吸收率。为了提高光电导天线的辐射功率,设计了一种三角阵列天线电极结构,该电极结构由5个三角形尖端排列组成。使用时域有限差分(FDTD)方法研究了800 nm飞秒激光照射下电极的电场增强和衬底对光的吸收。此结构增加了激光入射到衬底的面积,并且减小了光载流子传输距离,在无电场情况下光的吸收率达到30.57%,相对于传统天线提高了161%。三角阵列电极结构为传统电极结构设计提供了新思路,有望与纳米结构结合进一步提高辐射功率。

    • 胡 丹,付麦霞,朱巧芬

      2021,19(6):973-977, DOI: 10.11805/TKYDA2021248

      Abstract:

      基于二维材料石墨烯,设计了一款宽频带可调谐超材料太赫兹吸波体。该吸波体由三层结构组成,顶层为石墨烯超材料,中间层为二氧化硅,底层为金属薄膜。仿真结果表明,当石墨烯的费米能级为0.7 eV时,该吸波体在1.11~2.61 THz频率范围内吸收率超过90%,相对吸收带宽为80.6%。当石墨烯的费米能级从0 eV增大到0.7 eV时,该吸波体器件的峰值吸收率可以从20.32%增大到98.56%。此外,该吸波体器件还具有极化不敏感和广角吸收的特性。因此,它在太赫兹波段的热成像、热探测、隐身技术等领域具有潜在的应用价值。

    • 谭 贞,丁江乔,张沁旖,刘 冬

      2021,19(6):978-983, DOI: 10.11805/TKYDA2021294

      Abstract:

      针对太赫兹频段边带分离接收机的应用需求,综合考虑本振信号弱耦合度、射频信号高方向性及现阶段铣削工艺精确度等要求,研制了一款400~500 GHz频段-16 dB 本振信号波导耦合器。主要包括分支型定向耦合器的耦合度特性分析、-16 dB弱耦合度波导耦合器设计、基于数控机械加工(CNC)技术的器件制备与结果讨论。2件样品实测结果均表明:该耦合器在400~500 GHz频段(相对带宽为22.5%)获得本振信号耦合度在-16~-17 dB,射频信号方向性为-1.2 dB,隔离度优于-20 dB,所有端口回波损耗优于-15 dB。上述性能均与仿真结果保持高度一致,表明当前CNC技术能够满足该高频段波导耦合器制备的高精确度需求。

    • 徐子文,冯 姣,李 鹏,张晓飞

      2021,19(6):984-989, DOI: 10.11805/TKYDA2019333

      Abstract:

      似然上升搜索(LAS)算法是一种启发式邻域搜索算法,能够对空分复用的大规模多输入多输出(MIMO)系统的接收信号进行检测。为了降低传统LAS算法的复杂度,提出了一种基于星座约束(CC)的CC–LAS算法。该算法利用一个星座约束(CC)结构判定每个候选解的可靠性,根据可靠性判定结果缩小候选解的邻域空间,再利用LAS算法对不可靠候选解进行检测。提出的CC–LAS算法通过忽略LAS邻域空间中大量不必要的邻居向量,排除对低可靠度信号的低效处理,从而大幅度降低了传统LAS算法的计算复杂度。仿真结果表明,提出的CC–LAS算法的误码率(BER)性能与传统的LAS算法非常接近,并且在信噪比(SNR)相同的情况下,能够大幅度降低计算复杂度。

    • 杜文龙,黄 余

      2021,19(6):990-995, DOI: 10.11805/TKYDA2020052

      Abstract:

      为了实现多输入多输出(MIMO)正交频分复用(OFDM)系统中同步损伤和信道的联合估计,提出了一种基于网格搜索的联合估计算法。首先通过构建起一个以反映同步损伤和信道响应影响的系统模型,然后将各损伤参数估计的多维优化问题简化为二维网格和一维网格搜索,从而实现对载波频率偏移、采样频率偏移和符号定时误差的联合估计;数值仿真结果表明,本文提出的联合估计算法相比于非联合估计算法具有更好的估计性能。

    • 石 荣,邓 科

      2021,19(6):996-1001, DOI: 10.11805/TKYDA20210608

      Abstract:

      针对干涉仪接收通道间信号的相位差测量精度问题,指出了传统计算公式的局限性,通过采用信号能量信噪比替代信号带内功率信噪比,引出了干涉仪接收通道间信号的相位差测量误差的标准差的理论计算公式。从去调制与匹配滤波的角度证明了该计算公式的普适性,并通过各种调制信号与脉冲串信号的仿真验证了理论分析的正确性,揭示了干涉仪通道间相位差测量误差的标准差与信号能量信噪比的平方根成反比。这一理论分析结果为干涉仪测向工程应用的精度指标计算与论证分析提供了普适性的指导。

    • 阳 辉,刘湘伟,嵇海祥,夏 翔

      2021,19(6):1002-1007, DOI:

      Abstract:

      针对Capon波束形成在误差条件下敏感性问题,提出一种基于协方差矩阵重构的鲁棒波束形成算法。算法将信号集中出现的空域划分为干扰区域和信号区域,接着将两个区域划分为若干相互独立不重叠的部分,对干扰区域积分,构造出干扰协方差矩阵;再利用采样协方差矩阵特征分解后的最小特征值重构出噪声协方差矩阵;最后对期望信号导向矢量误差进行环不确定集建模,并在期望信号导向矢量环不确定集上进行Capon谱积分来估计期望信号协方差矩阵,根据其主特征矢量获取期望信号导向矢量。仿真表明,与传统鲁棒波束形成算法相比,此方法在不同快拍数以及输入信噪比条件下,性能更加优异且稳定,同时计算量较小。

    • 殷晓春,蔡晨晓,李建林

      2021,19(6):1008-1013, DOI: 10.11805/TKYDA20210610

      Abstract:

      非侵入式眼睛跟踪在许多基于视觉的人机交互应用中扮演十分重要的角色,但由于眼睛运动的强非线性,如何确保眼睛跟踪过程中对外界干扰的鲁棒性以及跟踪精确度是其应用的关键问题。为提高眼睛跟踪的鲁棒性和精确度,提出强跟踪五阶容积卡尔曼滤波算法(ST-5thCKF),将强跟踪滤波(STF)次优渐消因子引入具有接近最少容积采样点且保持五阶滤波精确度的五阶容积卡尔曼滤波(5thCKF),获取5thCKF对强非线性良好滤波精确度同时具备STF对外界干扰的鲁棒性。真实条件下的实验结果验证了所提算法在眼睛跟踪中的有效性。

    • 荆淑霞,申同强

      2021,19(6):1014-1019, DOI: 10.11805/TKYDA2020470

      Abstract:

      为了使得二级或无许可证用户在给定宽带上获取空闲的子带以供使用,针对认知无线电中的宽带频谱感知技术进行研究,提出一种有效的宽带频谱感知算法。算法采用隐马尔可夫模型(HMM)对初级用户的动态行为进行建模,以克服目前宽带感知技术的局限性;其次,利用现有窄带感知技术,将感知频带划分为较小的频道,将其建模为一棵平衡二叉树,并对频谱孔洞进行递归搜索。如果检测到有孔洞在频率上相邻,则将它们合并成一个单一的频谱孔洞,使得认知二级用户的容量在整个频带上最大化。仿真实验结果表明,与现有宽带频谱感知方法相比,提出的宽带频谱感知算法具有更好的感知性能增益和更强的鲁棒性。

    • 范 宇,赵书安

      2021,19(6):1020-1026, DOI: 10.11805/TKYDA2020169

      Abstract:

      针对混合视距/非视距环境中的移动节点定位,提出一种基于到达时间测量值和误差抑制的定位方案。首先,配备有超宽带无线电的节点随机移动,以收集到达时间测量数据,并执行最短路径距离选择算法得到包括一跳节点距离在内的非视距误差减小后的多跳节点距离;采用多维标度确定节点的初始位置;采用迭代三边测量法和误差积累管理相结合来获得定位节点位置。仿真实验结果表明,提出的定位方案的定位精确度优于其他几种常用方案。

    • 周燕晖,刘 浩,张 成,牛立杰,郭 曦,郭天舒

      2021,19(6):1027-1032, DOI:

      Abstract:

      近场成像是干涉式被动毫米波成像技术的重要应用领域,阵列构型是影响近场相位误差的重要因素。搭建二维合成孔径近场成像仿真系统,实现目标场景生成、近/远场前向仿真、图像重构和近场相位误差等功能。利用该系统对空间分辨力相同条件下的常用二维天线阵型的近场误差进行定量评估和分析,针对二单元的近场扫描成像试验系统,提出一种将接收机通道误差、近场相位误差分步校正的自定标方法。比较基于参考点源的近场成像方法,该方法仅需先验距离信息,无需再对参考点源进行成像,具有操作简单、成像速度快的优势。

    • 张 军,李 杼,苏 萌

      2021,19(6):1033-1036, DOI: 10.11805/TKYDA2020115

      Abstract:

      针对传统切换式多馈源的低剖面反射面天线结构复杂,不能多频段同时工作的问题,介绍了一款四波段单馈源低剖面环焦反射面天线及设计方法。该天线工作在四波段14~14.5 GHz, 11.45~12.75 GHz,19.6~21.2 GHz,29.4~31 GHz。整体天线采用双槽深波纹喇叭单馈源、通过口面场分布和多项式拟合过渡函数的方法构造的赋形副反射面和主反射面。用电磁仿真软件进行了建模仿真和验证。实测结果表明,整体天线较传统天线的效率提高12%以上,第一旁瓣<-14 dB,指标满足设计要求。

    • 杨 波,孟庆东

      2021,19(6):1037-1040, DOI: 10.11805/TKYDA2020108

      Abstract:

      研究了一种基于复合左右手传输线理论(CRLH)的小型化三频长期演进(LTE)微带天线,利用CRLH的零阶谐振特性,实现微带天线的小型化,仿真结果显示微带天线的3个工作频段分别为1 840~1 860 MHz,2 130~2 160 MHz,2 620~2 660 MHz。准确覆盖频分双工(FDD) LTE规划的Band3,Band4和Band7,整个天线的电尺寸仅为0.17λ。最后通过对微带天线进行加工实测,验证了仿真的准确性和有效性。多频小型化天线不仅可以大幅节约基站的天馈资源,而且可以有效降低基站建设的成本,该方案具有很强的工程实用价值。

    • 杜 哲,龚琳舒,汪 溢,黄新华,冯安安

      2021,19(6):1041-1046, DOI: 10.11805/TKYDA2020009

      Abstract:

      舰载导弹在值班状态时被认为是一种舰上设备,在飞行状态时被认为是一种飞行器。GJB151B-2013中明确了舰载平台设备需进行CS106项目检测,而导弹由于并非直接与舰上电网连接,如若仍按照GJB151B-2013中规定的尖峰信号指标进行考核,明显存在过试验的情况。针对舰载导弹在电磁兼容CS106指标的裁剪需求,对其考核要求进行了充分的分析和研究,并给出了试验的裁剪建议。

    • 林小飞,张东民,冯 菊,廖 成

      2021,19(6):1047-1052, DOI: 10.11805/TKYDA2020162

      Abstract:

      研究一种基于三维抛物方程的无线电环境地图快速构建方法,并探讨几种空间插值方法的精确度和适用性,为网络优化和管理提供一种有效工具。利用抛物方程快速计算大区域复杂环境电场分布,参考地理学中最佳统计单元选取四种典型研究区域,分别采用Kriging、反距离加权法(IDW)、双调和样条插值和基于三角剖分的几种插值法对研究区域进行分析。结果表明:a) 几种三角剖分插值和双调和样条插值在各区域RMSE最小且时间最短,但空间拟合程度最低;b) Kriging在各区域中空间拟合程度最高,RMSE和时间随半方差模型有所差异;c) IDW在各区域中RMSE和空间拟合程度较好,但需要时间最长。几种空间插值方法中,指数模型Kriging能以最高精确度和适用性构建基于三维抛物方程的无线电环境地图。

    • 付 松

      2021,19(6):1053-1056, DOI: 10.11805/TKYDA2020198

      Abstract:

      随着5G基站密度不断增加,5G基站电磁辐射水平的影响已成为限制5G通信技术发展的重要因素。为解决5G基站周围电磁辐射限值问题,提出评估方法对5G基站电磁辐射水平进行预测。假设基站覆盖小区用户容量已知,利用统计模型对基站周围功率密度的最大值进行计算。在ANSYS Savant上,通过对5G基站周围最大功率密度进行仿真,验证了预测方法的准确性和可行性,对今后基站选址具有一定的指导意义。

    • 谭正超,锁 斌,杨战平

      2021,19(6):1057-1064, DOI: 10.11805/TKYDA2020063

      Abstract:

      在基于多属性决策(MCDM)的风险优先数(RPN)分析中,如何有效确定参与故障模式、影响与危害性分析(FMECA)专家的权重至关重要。针对FMECA分析中应用较为广泛的区间数评价信息,以工作年限、工作经验、对分析对象的熟悉度为指标体系,提出了专家主观权重的确定方法;以专家评价信息的相似度为标准,提出了区间数信息下专家客观权重的确定方法;两者综合,得到复合权重,对多源区间信息进行融合和RPN评价。通过矿用本安电源危害性分析的案例,表明了所提出方法的合理性和有效性。

    • 张倩宇,贾 维,彭 博

      2021,19(6):1065-1069, DOI: 10.11805/TKYDA2020136

      Abstract:

      利用深度学习技术对颅脑核磁共振图像(MRI)中三叉神经区域进行自动检测可为后续三叉神经分割提供可靠的输入图像,有效解决了人工筛选三叉神经对临床医生专业素养要求高、耗时长等弊端。采用YOLO网络自动检测颅脑核磁共振图像中三叉神经区域提高推理速度,并系统性地评估NVIDIA TensorRT框架在不同计算平台下的推理性能。实验结果表明,通过YOLO目标检测网络能够准确检测出三叉神经所在的区域,同时在NVIDIA TensorRT框架下,当输入的颅脑MRI分辨率为(204×204)时,CPU平台、嵌入式GPU平台、桌面GPU平台及专业GPU计算卡平台下,YOLOv2网络检测优化后的三叉神经目标的每秒帧率分别可达到0.1 FPS,23.4 FPS,112.5FPS和793.7 FPS,这为后续开发便携式的三叉神经分割设备提供了可参考的重要依据。

    • 张劲峰

      2021,19(6):1070-1074, DOI: 10.11805/TKYDA2019352

      Abstract:

      粒子径迹的严重重叠粘连会影响粒子径迹的测量精确度。提出一种基于径迹重叠分类的严重粘连重叠核径迹分离测量新方法。首先,按照重叠粒子径迹中心的相互包含性,对重叠粘连的粒子径迹进行分类,以辨别粒子粘连的严重程度;然后,以等比缩小一半的非粘连重叠的粒子径迹图像为结构元素,对粘连重叠粒子径迹显微图像进行有限次腐蚀操作,有效分离了严重粘连重叠的粒子径迹,形成了四类径迹分类图像。实验结果表明,结合新的分类方法和有限腐蚀能够分割严重粘连重叠的径迹图像,消除径迹重叠粘连对图像测量精确度的影响。

    • 苏令华,王 平,马志强,张 茜

      2021,19(6):1075-1080, DOI: 10.11805/TKYDA2020106

      Abstract:

      高光谱图像有效压缩对于实现实时传输具有重要意义。本文将光谱线性分解应用于高光谱图像的高效压缩中,根据高光谱图像的线性混合模型,将高光谱数据分解为端元与丰度的乘积,编码端对端元与丰度进行必要的数据处理,然后分别进行JPEG-LS无损压缩,形成输出码流数据。解码端利用最终解码后的端元与丰度相乘来重建原始图像,探讨了量化步长对率失真性能的影响。仿真实验结果表明,该方法能够取得一定的压缩性能。

    • 郭 媛,姜津霖,陈 炜

      2021,19(6):1081-1085, DOI: 10.11805/TKYDA2020376

      Abstract:

      针对传统压缩感知(CS)进行复杂的迭代运算,重构时间长且质量差等问题,结合深度学习方法,提出一种自适应非线性测量卷积神经网络(NMECNN)的压缩感知重构算法。本算法将图像整体宽高进行压缩,作为测量网络替代传统的随机测量矩阵进行图像重建,同时利用多个扩张卷积层和上采样PixelShuffle方法获取图像不同尺度细节信息。通过与其他文献进行实验对比,本算法在不同采样率下,平均峰值信噪比(PSNR)分别高于MSRNets算法1 dB,0.7 dB,0.82 dB,1.61 dB;结构相似性(SSIM)值分别高0.03,0.04,0.24,0.10个单位,重构时间在CPU上比MSRNet算法快0.175 5 s, 0.399 8 s,0.41 s,0.396 s。最后通过大数据集与噪声实验,验证了本算法图像重构质量明显提高,重构时间大幅缩短,具有很强的抵抗噪声攻击能力。

    • 高 理,程为彬,李铭钧,张璐璐,魏 娜,张 楠

      2021,19(6):1086-1090, DOI: 10.11805/TKYDA2020058

      Abstract:

      井下短距离声波通信技术是将近钻头传感器测量的井眼信息传输到随钻测量仪(MWD)的关键。为了探究声波载波信号在短距离钻杆中的传输特性,采用有限元法建立1.28 m长的钻杆模型,对钻杆施加频率为20 Hz,占空比为50%的激振载荷,模拟计算钻杆径向接收点响应和钻杆结构的特征频率,并分析声波在短距离钻杆中的传输特性。结果表明,当钻杆在初始条件下受到激振载荷作用时,钻杆接收点的声波信号整体具有一条呈指数形式衰减的包络曲线,其内部为幅值逐渐衰减的余弦周期信号,并最终稳定在新的平衡位置;当钻杆继续受载荷作用后,声波信号会在之前稳态的基础上继续衰减,最终逐渐衰减并稳定在初始状态,仿真结果及理论分析与实验结果吻合良好,为声波在多钻杆中传输的仿真提供基础模型。

    • 王晶晶,汪鹏君,崔 毅,施一剑

      2021,19(6):1091-1096, DOI: 10.11805/TKYDA2020059

      Abstract:

      针对电力线缆分布情况复杂、缺乏全面有效预警手段等问题,提出基于灰色马尔科夫(GM-Markov)模型的线缆温度预警系统。首先分析温度预警系统设计总体结构以及数据通信方式,通过采用LoRa和GPRS相结合的方式,保证数据采集的可靠性;其次,通过灰色马尔科夫模型预测线缆温度,将预测结果用线缆温度预警模型进行故障判断,提高预警系统准确性;最后,通过实验验证线缆温度预警的可行性,并构建线缆温度分级预警平台,实现将各种故障信息及时推送给企业管理人员,达到实时预警的目的。

    • 王 成,李 敏

      2021,19(6):1097-1102, DOI: 10.11805/TKYDA2020182

      Abstract:

      为提高多传感器融合的精确度,提出一种容积信息粒子多传感器融合算法。算法将容积信息滤波(CIF)和粒子滤波(PF)结合一起,采用CIF传递PF的粒子,通过引入信息贡献向量和信息贡献矩阵,将多个传感器的量测信息更新到PF的粒子中,提高粒子与真实状态后验概率分布的逼近程度,改进多传感器融合精确度。同时将CIF估计值作为粒子,消除随机扰动对融合的影响,提高粒子有效度,进一步提高融合精确度。仿真与实验表明,算法能够有效处理集中式多传感器融合问题,具有较高的滤波精确度。

    • 张红军,刘 辉

      2021,19(6):1103-1107, DOI: 10.11805/TKYDA2020119

      Abstract:

      感测数据,再将数据传输至信宿是无线传感网络(WSNs)中节点的首要任务。传感节点由电池供电,它们的多数能量用于传输数据,越靠近信宿的节点,传输的数据量越大。因此,这些节点的能耗速度快,容易形成能量-空洞问题。而通过移动信宿收集数据能够缓解能量-空洞问题。为此,提出基于粒子群优化的信宿移动路径规划(PSO-RPS)算法。PSO-RPS算法结合数据传递时延和信息速率两项信息选择驻留点,并利用粒子群优化算法选择最优的驻留点,进而构建时延有效的信宿收集数据的路径。仿真结果表明,提出的PSO-RPS算法有效地控制路径长度,缩短了收集数据的时延。

    • 周 峰,刘 珂

      2021,19(6):1108-1113, DOI: 10.11805/TKYDA2019385

      Abstract:

      移动用户和无线设备终端已成为大量数据的源节点。在如此数据密集型的移动的无线通信网络中,时延容忍网络(DTNs)在数据路由、分发和收集阶段扮演着重要作用。为此,提出基于相遇时长的时延容忍路由(CDR)。先分析了数据密集型路由问题:仅凭一次相遇机会无法完成大数据量的传输。再通过相遇频率、相遇时长和缓存区的可用空间三项信息,计算路径的权重,将具有最大权重的路径作为最短路径,并依此路径传输数据。仿真结果表明,相比于等待路由(SW),CDR路由有效地提高了数据包传递率。

    • 张 瑞,耿泉峰,吕云彤,苏 欣

      2021,19(6):1114-1119, DOI:

      Abstract:

      针对传统电力营业厅存在系统功能不齐全、信息交互能力弱、服务水平低、运营管理分散等问题,提出一种基于互联网+的集成化智慧电力营业厅的功能和系统架构。通过需求分析方法分析用户需求,提升智慧营业厅的服务业务架构和网络架构,全面系统分析智慧营业厅所需实现的各项功能,结合智慧电力营业厅的数据精准匹配功能,有效提升电力营业厅服务的可靠性和稳定性。与已有研究相比,本系统架构能更有效地提升用户体验、企业运营效率以及电力企业自身竞争力,为电力营业厅未来的发展提供参考和借鉴。

    • 段晓飞,高同强

      2021,19(6):1120-1125, DOI: 10.11805/TKYDA2020025

      Abstract:

      蔡氏电路是一种结构简单、便于实现的混沌电路,其中蔡氏二极管是蔡氏电路的核心,目前大多采用正负电源供电的运放和电阻来实现。本文在分析蔡氏二极管原理的基础上,通过给运放设置合适的偏置点,采用单电源供电电路实现蔡氏二极管模型。在电路的具体实现中,现有蔡氏电路所采用的线性电感具有价格高、精度不易控制等缺点,为了克服这个问题,本文采用有源模拟电感代替线性电感的设计思想,针对两种有源模拟电感的实现方案,进行了板级电路设计和测试验证。测试结果表明,在+5 V单电源供电下,利用模拟电感代替线性电感不会影响电路的混沌性。

    • 马召灿,李鸿亮,卢本卓

      2021,19(6):1126-1133, DOI: 10.11805/TKYDA2020047

      Abstract:

      针对半导体器件中的氧化物由于辐射电离损伤所产生的界面陷阱和体缺陷的模型,采用向后欧拉方法处理时间离散,采用线性化的方法处理带反应项的非线性漂移扩散反应方程,完成了氧化金属–绝缘层–半导体结构(MIS)中二氧化硅层产生界面缺陷和体缺陷的数值模拟。该算法在三维并行自适应有限元软件平台(PHG)上编程实现,模拟的数值结果与电离损伤实验中所出现的低剂量增强效应和在不同氢气浓度条件下的数据相符合。针对模拟结果给出了对应模型的结果分析。

    • 程 铭,余海生,付 鹏,谢先进

      2021,19(6):1134-1137, DOI: 10.11805/TKYDA2019333

      Abstract:

      以一种高压电源的前置稳压电路作为研究对象,重点分析稳压控制电路的抗中子抗辐射能力。对导致中子辐照前后输出电压变化量的因素进行分析,并对关键元器件晶体管进行辐照效应分析和试验验证,提出了晶体管优化和采用达林顿晶体管结构2种加固措施。通过电路仿真和制作样机,得到在1 MeV等效中子2×1013 n/cm2中子注量后的仿真和实测结果与理论分析值相吻合,验证了抗辐射加固措施的有效性。

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    • huang qingshun,邓兵

      Doi: 10.11805/TKYDA2020419

      Abstract:

      针对双无人机无源雷达对宽带辐射源目标的直接无源定位(DPD)初始值敏感,本文提出一种基于小生境矢量粒子群(NTVIPSO)的直接无源定位算法,本文的算法是将直接法和间接法结合起来,依靠间接法中尺度差参数构造约束条件,利用小生境矢量粒子群求解得到精确的位置,仿真结果表明本文粒子群算法优于矢量粒子群算法和邻域拓扑结构粒子群算法。提出的存在扰动情况下尺度差约束条件下的直接无源定算法精度低于直接法但优于间接法,而计算复杂度低于直接法但优于间接法

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      • 林佳森,李 智,李乔峰,马一森

        2012,10(1):22-26, Doi:

        Abstract:

        选择有效的方案实现智能电网中的双向实时通信至关重要,电力线载波(PLC)技术提供了一种适合中国国情的低成本解决方案。介绍了OFDM PLC调制技术的优势,通过分析低压电力线通信信道输入阻抗,建立了低压电力线载波模块系统模型。并在关于电力线信道的研究基础上,设计了基于低压电力线的高速载波模块。测试结果表明,该载波模块设计方案具有较高的接收灵敏度和抗噪声能力。

      • 王 毅,廖晓菊,潘泽友

        2011,9(1):7-11, Doi:

        Abstract:

        随着互联网的应用发展,用户对带宽的需求日益增大。同时,伴随着宽带接入技术的发展,终端可以同时具有多条网络链接,然而传统传输控制协议(TCP)采取单路通信,因而造成资源浪费。为此,IETF专门提出了多路径TCP(MPTCP)来实现TCP的多路传输,从而提高链路利用率和协议鲁棒性。本文对国内外MPTCP的最新研究成果进行了总结,包括MPTCP的体系结构、路由和拥塞控制等内容,可为国内研究者进一步深入研究提供参考。

      • 江孝国,杨兴林,李 洪,文 龙,石金水,张开志,李 劲,王 远

        2010,8(5):573-576, Doi:

        Abstract:

        针对微应变片的高精密度、高线性度、高稳定度及较高增益的测量要求,采用仪用放大器AD625为核心器件,通过将精密匹配的电阻对安装于器件的恒温位置的巧妙设计,尽可能地消除电路中存在的共模电压,由于电路布局使匹配电阻的温度变化基本一致,也极大地降低了温度漂移的影响,从而获得了一种适用于微应变计测量的高性能差动放大电路,其增益的线性度达到约0.01%的水平,共模抑止比达到129 dB。

      • 王小霞,陈 练,李心耀

        2010,8(5):569-572, Doi:

        Abstract:

        针对传统测量方法和测量仪器无法准确测量失真正弦波或非正弦信号有效值的问题,提出利用美国AD公司的真有效值检测单块集成电路AD536A测量任意高频信号真有效值的方法。从理论上说明平均值测量法测量的有效值与真有效值的区别,分析了当前有效值测量方法的缺点,设计了真有效值检测电路。实验表明,该测量方法和检测电路能实现对任意高频信号真有效值的测量。

      • 肖永健,肖 力,孙志刚

        2013,11(4):583-587, Doi:

        Abstract:

        针对目前井下人员定位系统存在的问题,提出一种基于步行者航位推算的辅助定位方法。利用低成本的惯性测量单元(IMU)和磁力计,设计稳定的姿态与航向参考系统(AHRS),利用惯性导航的相关理论,并通过分析人员步行姿态,进行零速修正(ZUPT),组成步行者航位推算系统,对井下人员进行实时航位推算。以实验室大楼走廊模拟井下矿道环境进行航位推算实验,实验结果表明,本方法对人员行走距离和方向做出良好的推算,能成为现有井下定位的有效补充,提高人员定位精确度。

      • 王 波,张 岩

        2015,13(1):1-12, Doi: 10.11805/TKYDA201501.0001

        Abstract:

        太赫兹光电子学的兴起推动了太赫兹波产生、传输和探测3方面理论和器件的快速发展。通过调控亚波长金属结构与太赫兹波相互作用的特异光学响应,太赫兹超材料和超表面器件已在太赫兹光束整形、导波和调制方面显示了巨大的潜力和优势,并可能推动太赫兹光源和探测器的发展。进一步发展和丰富太赫兹超材料和超表面器件,也将对太赫兹波在传感、通信和雷达等应用方面产生有益影响。本文综述了首都师范大学超材料与器件课题组近年来在太赫兹波段开展的基于超材料和超表面材料的光谱调制器件、光场调制衍射光学元件和主动光学元件的工作,介绍了超材料与器件的基本物理理论以及相应的实验研究成果,希望能够推动超材料与超表面太赫兹调制器件的发展与应用。

      • 李 沫,孙 鹏,宋 宇,代 刚,张 健

        2015,13(1):160-168, Doi: 10.11805/TKYDA201501.0160

        Abstract:

        因对半导体器件进行安全、快捷、无损伤的辐射效应研究及验证的迫切需求,激光模拟辐射电离效应方法应运而生,并得到了国外科研界的推动和认可。相比于大型地面辐射模拟装置,激光模拟方法具有许多独特优势,可为深入认识半导体器件辐射效应,开展有针对性的抗辐射加固设计提供重要的补充手段,其研究在理论和应用方面均具有重要意义。本文简要叙述了γ射线、激光与半导体器件相互作用产生电离效应的主要机理,归纳了激光模拟的物理基础和主要特点,总结了国内外发展的情况,深入分析了当前研究存在的问题,并提出了开展研究可以采取的手段和方法。最后展望了未来值得进一步探索的研究内容和方向。

      • 周 添,岳艳涛,徐冠雄,张洋洋,季春霖

        2015,13(1):76-79, Doi: 10.11805/TKYDA201501.0076

        Abstract:

        超宽频带传输在短距离内(通常10 m范围内)利用自身的带宽优势,可以通过较低的能量(功率谱密度小于-41.3 dBm/MHz)和较大带宽(超过500 MHz)进行高速通信(100 Mb/s以上,理论上可以达到1 Gb/s)。超宽频带通信技术与多入多出技术的结合还可以进一步增加通信容量。作为超宽带通信应用中重要的一环,超宽频带天线的优化设计显得尤为重要。超宽频带天线为带宽超过500 MHz或相对带宽大于20%的宽频天线。本通信选取最具代表性的Vivaldi天线为例,通过统计优化算法对多目标任务进行优化,得到130 mm ×100 mm尺寸天线的-10 dB带宽达2.4 GHz。该设计方法对宽频带、多参数天线设计有较好的借鉴。

      • 江小平,李中捷,余晓峰

        2010,8(4):451-454, Doi:

        Abstract:

        针对ISO14443,ISO15693和Tag-it等多种协议,提出了一种新型的基于高级RISC微处理器(ARM)的射频识别系列通用射频卡读卡器的电路设计,并使用加密模块实现了在操作过程中对数据流的加密。介绍了系统组成、工作原理和工作流程,给出了加密电路和射频网络的详细硬件设计,对该设计结果进行了测试及分析,结果表明该电路能对有效范围内的多种类型的卡准确无误地读写和加密。

      • 张立东,戴作杏

        2015,13(1):31-34, Doi: 10.11805/TKYDA201501.0031

        Abstract:

        介绍了太赫兹频段引信天线的优缺点与背景需求。为实现太赫兹频段引信天线工程应用,分析了介质透镜天线在太赫兹频段的工作原理及应用特点,采用H面喇叭嵌装介质透镜天线形成太赫兹频段引信天线,可以有效缩短H面喇叭天线的纵向尺寸。并利用透镜的偏焦技术形成不同波束倾角的引信天线,对不同波束倾角的太赫兹引信天线进行了仿真计算,仿真计算结果验证了该技术方案的可行性。

      • 和小冬,丁 丽

        2010,8(3):313-317, Doi:

        Abstract:

        高速数据采集系统是现代雷达信号处理不可缺少的重要组成部分。文章以宽带侦察接收机信号处理为应用背景,论述了一种基于带通采样的高速数据采集系统的设计方案。该方案以Xilinx公司Virtex-5系列FPGA为平台,控制高速模数转换器ADC08D1000,完成数据采样、传输、存储、信号处理功能,并选取高速FIFO作为存储设备,解决数据率转换问题。该系统实现了软件、硬件设计,测试结果验证了方案的可行性。

      • 贾 卓,刘 浩,邓意峰,邓 宏

        2015,13(1):174-178, Doi: 10.11805/TKYDA201501.0174

        Abstract:

        空间光调制技术广泛应用于阈值开关、高速光互连、光逻辑运算等领域,对光信号的实时快速寻址有极高的要求。与电寻址方式相比,光寻址采用并行寻址,速度快,分辨率高,具有更大的优势。但在实际应用中,如何实现快速稳定的光寻址成为空间光调制的关键。本文以ZnO薄膜作为光导层,构造光寻址液晶空间光调制器,更好地实现了对读出光光强和相位的二维空间分布的调制。

      • 王 鹏,杨 春,文招金

        2010,8(3):247-250, Doi:

        Abstract:

        为了提高调制器的灵活性和可扩展性,设计了一个中心频率和符号速率可调,且支持多种调制体制的高速通用数字调制器方案,并能产生中频为80 MHz,带宽为7.936 5 MHz的正交相移键控(QPSK)信号和16QAM(正交幅度调制)信号。集中论述基于软件无线电的通用调制算法、符号映射原理和高速成形滤波模块的具体实现。测试结果表明,该方案开放性好,结构简单,体积小,具有一定的实用性和通用性。

      • 徐 萍,卿粼波*,何小海,杨 超,许光辉

        2010,8(1):67-70, Doi:

        Abstract:

        TMS320DM642平台上实现TCP/IP通信,可为嵌入式多媒体系统的网络应用提供技术支持。分析TMS320DM642芯片功能和LWIP(轻量级网络协议)层次结构,通过LWIP的移植,实现TMS320DM642非NDK(网络开发者套件)解决方案的TCP/IP网络通信,实例验证了LWIP移植方法的有效性。

      • 徐 磊,涂学凑,万 超,裴宇峰,康 琳,吴培亨

        2015,13(1):27-30, Doi: 10.11805/TKYDA201501.0027

        Abstract:

        对于THz频段的检测器,当器件的尺寸远远小于检测信号的波长时,可以获得快速的响应速度,但耦合信号的能力会下降。为了提高检测器的信号耦合能力,需要借助天线收集信号。因此天线的性能直接决定着器件的响应频段及灵敏度等参数指标。六氮五铌(Nb5N6) 微测热辐射计太赫兹检测器采用平面集成天线的方式来耦合信号,平面天线通过微加工技术,经过光刻、剥离等过程,集成在基片上,Nb5N6置于平面天线的中心。针对0.32 THz的中心频率,尝试采用电容耦合信号的设计方法,提高了Nb5N6的信号耦合能力。

      • 邹 翔,卿粼波,何小海,张余强,徐顺飞

        2015,13(1):111-117, Doi: 10.11805/TKYDA201501.0111

        Abstract:

        针对传统的油田GIS系统存在的不足,包括客户机/服务器(C/S)模式运维不便,无法在线实时绘制兴趣点(POI),不能根据区域进行分割定位等方面,提出了相应的解决方案,设计并实现了基于AJAX+JSON+HTML5组合技术的浏览器/服务器(B/S)架构油田信息查询系统。实验结果显示,POI实时绘制功能和区域分割功能提高了交互性,丰富了用户体验,满足油田应用的实际需求,为多元化网络服务的发展铺垫了道路。

      • 张 豪,杨育红,辛 刚,杜 森

        2015,13(1):142-147, Doi: 10.11805/TKYDA201501.0142

        Abstract:

        针对GMSK混合信号的单通道盲分离问题进行了研究。由于不能直接采用逐幸存路径处理(PSP)算法对GMSK混合信号进行分离,考虑对GMSK信号作线性近似处理,使得GMSK混合信号适用于PSP算法。该算法通过在符号序列和信道参数组成的联合空间进行最大似然估计,保留最优路径,输出符号对,从而获得分离信号。仿真结果表明,使用PSP算法对GMSK混合信号进行分离的误码率性能略优于粒子滤波算法误码率性能,但复杂度远低于粒子滤波算法。

      • 苗江宏,马国宁,贺寓东,尹 亮

        2010,8(6):647-651, Doi:

        Abstract:

        伪码跟踪环的设计是实现非相干扩频接收机的关键环节。为了实现非相干扩频接收机的伪码跟踪,设计了能量归一化的延迟锁定跟踪环,给出了环路的实现结构及环路参数的计算方法。分析了非相干扩频的特点,指出环路设计的关键点,在此基础上阐述了码环鉴别器、环路滤波器、超前滞后码发生器的设计及实现方法,并给出一套具体的实现参数。Modelsim仿真结果及FPGA实测数据表明所设计的环路能对伪码进行精确跟踪。

      • 罗 亚,廖庆敏,王德生

        2015,13(1):35-39, Doi: 10.11805/TKYDA201501.0035

        Abstract:

        为实现高频地波雷达中的多目标跟踪,有效利用多普勒量测改善系统性能,采用多假设数据关联算法的多目标跟踪系统,提出了多普勒速度优先的二重波门设置和基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的多假设算法。基于EKF的多假设算法,直接利用EKF过程中得到的参数更新观测向量方差,计算假设的概率,实现多假设数据关联。建立仿真场景,验证了二重波门设置能有效减少杂波干扰,并将基于EKF的多假设算法与独立假设下引入多普勒速度的关联算法比较,结果表明基于EKF的多假设算法在高频地波雷达这种较高杂波密度条件下效率更高,捕捉航迹和滤除虚假点迹的能力更强。

      • 周晓青,李合生,陶荣辉,蔡英武

        2010,8(2):211-214, Doi:

        Abstract:

        作为一种快速精确进行超越函数运算的方法,坐标旋转数字计算(CORDIC)算法在现代工程实践中获得了广泛应用。本文简要介绍了该算法的基本原理,给出了具体的计算方法,并以双曲正余弦函数的求取为例,给出了CORDIC算法在FPGA中的实现方法,在集成综合环境(ISE)平台上进行了仿真。结果表明,由于采用了流水线结构,算法精度较高,实时性较好。另外,通过Matlab相应的算法进行了仿真,得出迭代次数和计算误差之间的关系曲线,有助于实际应用中选择迭代次数。

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      • 刘 跃,吴晓红,王正勇,孔紫阳

        2012,12(2):290-294, Doi:

        Abstract:

        针对岩心图像由于光照不均,及其自身因素导致的拼接图像出现明显拼接缝的问题,对比分析了多种图像融合算法,并将多分辨率图像融合算法引入到岩心图像拼接中,该算法利用拉普拉斯金字塔结构将图像按频率进行分解,对各个频率上的带通图像分别进行融合,再利用金字塔反变换还原出融合结果图,最终实现了岩心图像无缝拼接。

        • 1
      • 徐 闻,王 斌

        2011,11(2):260-265, Doi:

        Abstract:

        针对现有数字信号调制识别的问题,提出了一种基于核Logistic回归(KLR)的自动分类方法。该方法提取了信号的高阶累积量参数用作训练与测试数据,采取常用的决策树分类构架的思想,仿真并比较已有的基于支撑向量机(SVM)的调制分类方法,结果表明,在低信噪比为0 dB时,分类性能一般高于SVM;5 dB时,采用KLR的分类识别率均达到90%以上,有较为优越的分类性能。

        • 1
      • 张少平,杨 忠,黄宵宁,吴怀群,顾元政

        2010,11(4):609-613, Doi:

        Abstract:

        在分析输电线路无人机巡检系统航拍图像中绝缘子及其自爆缺陷特征的基础上,提出一种玻璃绝缘子自爆缺陷的检测及定位方法。该方法首先在色调、色饱和度、亮度(HSI)颜色空间分别对H(Hue)和S(Saturation)分量运用最大类间方差法(OTSU)分割图像,获取绝缘子前景连通域;之后,运用直方图方法对检测到的前景轮廓的倾角和面积分布进行统计,准确识别绝缘子轮廓;最后,设计了一种特征检测算法,检测并标记自爆绝缘子位置。实验证明该方法能从自然背景中准确检测并定位绝缘子自爆缺陷,具有较好的工程应用价值。

        • 1
      • 周志增,刘 朋,顾荣军

        2010,11(5):736-740, Doi:

        Abstract:

        分析了自由空间和多径2种环境下雷达探测概率与信噪比的关系,雷达探测范围以及不同反射系数和不同载频下的多径传输因子。研究结果表明,反射系数越小,探测概率曲线越接近自由空间下的变化曲线。信噪比较大时,多径衰落造成其检测性能逐渐下降。当性噪比较低时,为得到相同的检测概率,多径所需要的信噪比比自由空间下约小7 dB~8 dB。多径传输因子随着距离起伏较大,反射因子越大,多径传输因子起伏越大,其相应的暴露区裂化程度越严重。

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      • 郑瑞瑞,汪立新

        2013,11(5):792-796, Doi:

        Abstract:

        提出循环码的一种盲识别方法。在码字起点已知的条件下,分析循环码码重分布特点,基于码重分布概率方差识别码长;根据码重分布统计结果选择最佳的码字,求其循环移位后码多项式的公因式, 最后通过判决关系识别生成多项式完成循环码的盲识别。仿真实验表明该方法对误码率在10-2时的循环码具有较好的识别效果。

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