• 2011年第9卷第6期文章目次
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    • 中国工程物理研究院成立太赫兹科学技术研究中心

      2011, 9(6).

      摘要 (4701) HTML (0) PDF 151.86 K (3668) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 深空测控通信网技术的发展与展望

      2011, 9(6):669-674.

      摘要 (4532) HTML (0) PDF 635.12 K (4540) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了美国喷气推进实验室(JPT)的概况及其在人类深空探测活动中所处的重要地位,进而介绍了深空测控通信网的地理分布、组成部分及使用设备,研究了美国深空网在信号覆盖、遥控能力、遥测能力及轨道测量方面的技术特点,最后对深空测控通信网技术的发展方向进行了归纳、分析和展望,提出了建立激光统一测控体制的构想。

    • OFDM系统中的自适应比特功率分配算法

      2011, 9(6):675-679.

      摘要 (4585) HTML (0) PDF 370.66 K (4146) 评论 (0) 收藏

      摘要:正交频分复用(OFDM)系统各子信道具有不同的衰落特性,如果采用相同的调制方式,则不能更好地利用系统资源。在系统容量受限和误比特率一定的条件下,文章提出了一种高效的OFDM自适应比特功率分配算法。在要求误比特率BER<10-3时,该算法与Chow算法相比,发射总功率减小了2.5 dB;与Hughes-Hartogs算法相比,系统消耗的总时间也明显缩短。仿真结果验证了算法的有效性。

    • 地形特征对粒子滤波导航算法精度影响分析

      2011, 9(6):680-683.

      摘要 (4001) HTML (0) PDF 300.63 K (3649) 评论 (0) 收藏

      摘要:地形导航是利用飞行器下方地形估计飞行器空间位置的导航方法。由于地形是强非线性模型,因此地形导航可以看作非线性状态估计问题,地形特征直接影响导航精度。在讨论粒子滤波导航算法基础上,重点研究了地形特征对后验概率密度和Cramer-Rao下界的影响,得出了地形梯度和相似度是影响粒子滤波导航算法精度的根本原因,为飞行区域选择、飞行路径规划提供了依据,具有较强的实用性。

    • 浅海水下地形SAR成像的速度聚束调制

      2011, 9(6):684-688.

      摘要 (4546) HTML (0) PDF 336.34 K (3822) 评论 (0) 收藏

      摘要:速度聚束调制是浅海水下地形合成孔径雷达(SAR)成像的关键理论,文中对其进行了深入研究。首先从多普勒频移观点论述了速度聚束调制,然后从海浪运动观点,对速度聚束调制重新进行理论推导,指出了两种观点得到结果的异同。最后由理论推导,证明了雷达参数之间需要满足一定的约束条件,才能保证速度聚束调制的准确性。本研究为SAR海洋遥感系统的设计提供了参考。

    • 基于时滞不确定Lorenz混沌同步的保密通信

      2011, 9(6):689-693.

      摘要 (4165) HTML (0) PDF 321.45 K (3455) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对一类含保密信息的时延不确定Lorenz混沌系统,提出了基于径向基神经网络的同结构同步控制方案,在混沌系统同步的基础上,有效地恢复出隐藏的多路明文信号。利用神经网络的良好逼近能力对时延Lorenz混沌系统设计鲁棒同步控制器,实现了同步误差的收敛。当同步误差收敛时,混沌系统所传输的隐藏信号则可以正确恢复。仿真结果表明,文章所给出的同步控制器可以在5 s内实现时延不确定Lorenz混沌系统同步,并能恢复出多路明文信号。

    • 相控阵雷达自适应调度算法仿真

      2011, 9(6):694-697.

      摘要 (4287) HTML (0) PDF 290.50 K (3467) 评论 (0) 收藏

      摘要:灵活、高效的调度算法是相控阵雷达发挥其性能优势的关键,而如何分配任务优先级对雷达性能有着决定性的影响。文章将BP神经网络引入调度算法,利用目标运动参数和跟踪状态实时自适应地分配任务优先级。算法根据优先级和时间约束,合理安排调度周期内雷达任务请求,选择优先级较高的那部分雷达任务执行,并通过仿真结果验证了算法的有效性。

    • 核部件探测技术算法研究初探

      2011, 9(6):698-702.

      摘要 (4197) HTML (0) PDF 357.29 K (3741) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于军控核查技术发展和国际核裁军的需求,针对国外研究的状况和发展趋势,对当前国内外主要核部件的探测技术及核信号的分析测量方法进行了论述与评价,探讨核部件的数据信号处理与特征提取分析算法及其发展趋势,阐述了时间关联分析技术与符合分析相结合的噪声分析方法,为进一步探测核部件的存在、质量、丰度等属性提供工作基础与发展方向。

    • 基于神经网络的飞艇非线性鲁棒滑模飞行控制

      2011, 9(6):703-707.

      摘要 (4582) HTML (0) PDF 329.73 K (3431) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高飞艇飞行的鲁棒性能,针对飞艇水平面受扰运动提出了一种基于非线性滑模的鲁棒神经网络飞行控制方案。对于飞艇模型中的不确定性,采用神经网络进行逼近,同时对神经网络权值进行在线调整以达到在线逼近的目的。为了有效地处理外部时变干扰对飞艇飞行控制的影响,将参数自适应、神经网络输出与滑模控制相结合设计了飞艇的鲁棒飞行控制。最后,通过飞艇水平面运动控制验证了本文所提出的飞艇鲁棒飞行控制方法的有效性。

    • 高动态条件下伪随机码捕获的旁瓣虚警分析

      2011, 9(6):708-712.

      摘要 (4447) HTML (0) PDF 437.35 K (3652) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用Matlab对扩频码的自相关旁瓣在载波频差条件下的改变情况进行了仿真,可以看出自相关旁瓣峰值和均值随载波频偏的变化发生了较为明显的改变,在0 kHz~1 kHz范围内变化最为明显,在1 kHz~10 kHz范围内变化幅度较小,成波浪起伏变化。同时自相关旁瓣的变化,导致系统捕获时的虚警概率也发生了相应变化,进而导致虚假捕获。而在采用自适应门限情况下,虚警概率大大降低,因此在实际情况中,基于高斯分布的固定门限不是最佳选择。

    • 基于肖特基二极管的140 GHz次谐波混频器

      2011, 9(6):713-717.

      摘要 (5079) HTML (0) PDF 411.73 K (4394) 评论 (0) 收藏

      摘要:肖特基二极管混频器是毫米波太赫兹频段的超外差接收机中的关键器件,其研制对于太赫兹通信和雷达应用具有重要意义。本文描述了一种基于低寄生参量肖特基二极管DBES105a的140 GHz二次谐波混频器(SHM)的仿真设计和制作测试。为了计算二极管特性阻抗,通过对二极管半导体物理结构的研究,建立了肖特基二极管三维电磁仿真模型。次谐波混频器采用波导腔体悬置微带线结构,通过HFSS +ADS联合仿真设计。仿真结果显示,在65 GHz,7 dBm本振信号激励下,140 GHz频点处的SSB转换损耗为6.3 dB,1 dB转换损耗带宽为14 GHz,DSB噪声温度小于400 K。测试结果显示,最低SSB转换损耗为26 dB/135 GHz,3 dB转换损耗带宽为8 GHz。

    • 带倒角的波导H面阶梯滤波器分析及设计

      2011, 9(6):718-721.

      摘要 (4521) HTML (0) PDF 349.65 K (4112) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用模式匹配法分析了H面阶梯的散射矩阵,通过等效电路法得到耦合系数以及等效电长度。为了将加工中倒角的影响考虑在内,使用阶梯近似,采用S矩阵级联的方法计算H面阶梯波导滤波器加工过程中倒角后阶梯的阻抗变换器值,并通过设计例子来验证该方法的有效性。

    • 基于薄膜电路工艺的毫米波功分器设计

      2011, 9(6):722-724.

      摘要 (4821) HTML (0) PDF 354.71 K (4346) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现毫米波多级固态功放小型化设计,根据传统Wilkinson功分器的设计原理,以新型材料以及薄膜电路加工工艺为基础,在HFSS中仿真设计了一款集成薄膜电阻的Ka波段Wilkinson功分器,其在10 GHz带宽内具有插损低,驻波小和隔离度高等特点,且尺寸小,结构简单,易于生产,适合于芯片功率合成或其他毫米波电路小型化设计应用。

    • 基于Marx发生器的紧凑型宽谱辐射源

      2011, 9(6):725-727.

      摘要 (4058) HTML (0) PDF 350.17 K (3918) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用Marx发生器作为脉冲功率源,用螺旋天线作为辐射系统,设计了一种紧凑型宽谱辐射源,用于宽带天线技术研究。充电系统采用24 V锂电池逆变倍压产生几十kV的交流高压,给脉冲功率系统供电。10级Marx发生器设计为同轴结构,最大输出电压200 kV,整个Marx发生器尺寸为ф150 mm×550 mm。Marx发生器产生的脉冲经过辐射系统,最后通过螺旋天线辐射出去。实验结果为:辐射场中心频率为171 MHz,2 m处最大辐射场为10.5 kV/m。

    • 电路端口电磁脉冲响应仿真分析

      2011, 9(6):728-732.

      摘要 (4367) HTML (0) PDF 371.00 K (4071) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了将系统辨识理论用于典型电路电磁脉冲效应敏感度预测领域,利用电路仿真软件PSPICE,选用基础单元电路,并在可变的脉冲干扰下获得其端口仿真条件下的响应输出。根据系统辨识理论,运用1组输入输出数据建立电路能量耦合模型。模型的预测输出与实际输出的拟合度能够达到98.5%,说明模型的精度达到了要求。通过改变干扰电压的各项参数,对比实际输出与模型输出的拟合度,检验任意干扰下模型的适用性。结果表明,模型输出的峰值、趋势都能逼近实际输出;参数改变幅度越大,拟合度越低。这一方法能够在一定程度上反映电路对脉冲干扰的敏感性能,为电磁脉冲效应敏感度预测新方法的探索打下基础。

    • 基于形态滤波的短波信号检测算法

      2011, 9(6):733-738.

      摘要 (4253) HTML (0) PDF 432.76 K (3656) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对短波信号检测中色噪声干扰导致信号检测概率低的问题,通过研究实际短波信道特性和信号的频谱特征,提出一种将信号频谱图作为一维灰度图像进行形态学滤波的预处理算法,应用联合形态学滤波估计信号噪声基底,利用改进的顶帽变换进行白化滤波,最后依据高斯白噪声环境下的门限估计理论进行信号检测。实验结果表明,该算法能在复杂的短波信道环境下较好地抑制色噪声干扰,对弱信号的有效检测率可提高10%~20%。

    • 线性自调频系统动力学行为分析

      2011, 9(6):739-743.

      摘要 (4183) HTML (0) PDF 396.18 K (3441) 评论 (0) 收藏

      摘要:为重点研究线性自调频系统的动力学行为,根据锁相环的结构提出了一种新的线性自反馈调频系统,通过对线性自调频系统数学模型的分析,其动力学行为可以用简单的正弦映射描述。文章通过相空间轨迹、分岔图和Lyapunov指数研究正弦映射中的动力学行为和混沌现象,发现其动力学行为具有周期性和对称性的特点。同时分析对比了自调频混沌系统在不同状态下的频谱,为进一步研究自调频混沌信号源的设计和应用提供理论依据和数值参考。

    • 小波MFCC和HMM在低空声目标识别中的应用

      2011, 9(6):744-748.

      摘要 (4452) HTML (0) PDF 337.86 K (4426) 评论 (0) 收藏

      摘要:低空目标声信号是时变的、非平稳的,若以传统的Mel倒谱系数(MFCC)作为特征参数,虽然能模拟人耳的听觉特性,但不能更好地反映低空声信号的动态特性。基于小波变换可以精确反映非平稳信号瞬间变化的特点,文中用小波变换替代MFCC参数提取过程中的FFT变换,将改进后的MFCC与能够很好表征时变信号特性的隐马尔可夫模型(HMM)结合,对低空目标声信号进行检测识别。最后用实际采集到的直升机声信号和非直升机声信号进行实验,取得了较好的识别效果。实验的对比结果验证了该方法的有效性和可行性。

    • 基于FrFT空间目标探测与高精度频率估计

      2011, 9(6):749-753.

      摘要 (4075) HTML (0) PDF 351.25 K (3425) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对空间目标探测中低信噪比下信号检测与频率精确估计的问题,提出了基于分数阶傅里叶变换(FrFT)的实现方法。首先介绍FrFT进行参数估计的基本原理,在对接收回波信号的动态特性进行分析的基础上,为满足信号检测概率和实时处理要求,设计FrFT在空间目标检测应用中的相关参数,并提出频率估计精度的改进措施,分析了目标检测和频率估计性能。仿真分析结果表明该方法满足工程要求。

    • 区间二型模糊C均值聚类在图像分割中的应用

      2011, 9(6):754-758.

      摘要 (5231) HTML (0) PDF 341.15 K (3964) 评论 (0) 收藏

      摘要:聚类分析是非监督模式识别的重要分支,模糊C均值聚类算法(FCM)是其中的一类经典算法,然而该算法以一型模糊集为基础,无法处理数据集以及算法中的不确定性,为此引入区间二型模糊C均值聚类算法(IT2FCM)。二型模糊集处理不确定性的能力强于一型模糊集,基于二型模糊集的IT2FCM在处理不确定性时效果优于FCM算法。文章以图像分割为应用对象,比较IT2FCM和FCM算法的分割效果,实验证明IT2FCM较传统FCM有更好的抗噪性。

    • 一种欠定盲源分离中混合矩阵的估计方法

      2011, 9(6):759-764.

      摘要 (4321) HTML (0) PDF 341.60 K (3353) 评论 (0) 收藏

      摘要:欠定盲源分离问题中基于源信号稀疏性的两阶段法中,混合矩阵估计的准确与否,直接影响源信号的恢复效果。文中提出了一种在稀疏域估计混合矩阵的新方法。该方法通过搜索稀疏域中同一直线附近的点,利用这些点重构出混合矩阵,避免了远离直线周边的点对估计混合矩阵的干扰,从而大大降低了计算量。仿真表明该算法性能良好。

    • 弱稀疏语音信号的欠定盲分离

      2011, 9(6):765-769.

      摘要 (4634) HTML (0) PDF 452.42 K (3617) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决弱稀疏语音信号的欠定盲分离问题,根据语音信号的部分W-分离正交性,提出一种基于单源主导区间的混合矩阵盲估计方法。该方法根据单源主导区间的性质,通过二元行矢量提取单源观测样本,对单源观测样本进行K均值聚类和主成分分析来估计混合矩阵。仿真结果表明,提出的方法可有效提高分离语音的性能,与直接利用K-PCA方法相比,分离语音的平均信噪比提高了10 dB左右。

    • 基于COM组件技术的岩心图像在线三维重建

      2011, 9(6):770-773.

      摘要 (3908) HTML (0) PDF 432.44 K (3398) 评论 (0) 收藏

      摘要:在石油、地质部门,很多重要的地质参数都来自于钻井出来的岩心,而岩心图像是钻井得到岩心后的第一手资料,在对岩心的研究中发挥着重要作用。但只观看岩心表面图像不够直观,无法看到岩心的实际形状,因此需要进行三维重建。而在钻井过程中不可避免地造成岩心受到一些破坏。为此提出一种对岩心图像先进行简单修复,然后采用OpenGL技术,基于COM组件的在线三维重建技术,使得地质专家不必亲临现场就可以查看岩心的三维图像。实践表明,岩心图像在线三维重建技术可应用于石油和地质部门。

    • SOI CMOS SRAM单元单粒子翻转效应的模拟

      2011, 9(6):774-777.

      摘要 (4274) HTML (0) PDF 369.17 K (4135) 评论 (0) 收藏

      摘要:为简单快速模拟静态随机存储器(SRAM)的单粒子效应,在二维器件数值模拟的基础上,以经典的双指数模型为原型,通过数值拟合得到了单粒子效应瞬态电流脉冲的表达式,考虑晶体管偏压对瞬态电流的影响,得到修正的瞬态电流表达式,将其带入电路模拟软件HSPICE中进行SRAM存储单元单粒子翻转效应的电路模拟,通过与实际单粒子实验结果的对比,验证了这种模拟方法的实用性。

    • 超声波电机的装配调试技术

      2011, 9(6):778-781.

      摘要 (4033) HTML (0) PDF 641.55 K (4158) 评论 (0) 收藏

      摘要:超声波电机的装配调试是超声波电机研制的重要环节,主要难点是压电振子粘接、预紧力调试及机电匹配调试。本文自主摸索出一套适合超声波电机快速小批量生产的装配和调试技术。采用摩擦材料、定子弹性体、压电陶瓷、柔性印制电路板的一体化粘接,解决压电振子的粘接难题;采用粗调和微调相结合的方法,快速完成机电匹配调试,缩短生产周期。形成一套规范化的装配调试方法及流程,并应用于超声波电机的小批量生产和研制,研制出的超声波电机微型扁平,体积为14 mm×14 mm×4 mm,输出力矩达到2 mN?m,通过功率谱密度(PSD)为0.2 g2/Hz的随机振动和–40℃~60℃的高低温试验,并集成应用到系统中实现步进驱动功能。

    • 基于NX主模型的模具并行设计在PDM中的实现

      2011, 9(6):782-785.

      摘要 (4993) HTML (0) PDF 322.41 K (3671) 评论 (0) 收藏

      摘要:NX主模型是在产品生命周期中,协调全局,指导并保证数据共享和数据全局一致性的统一的数字化几何模型。在产品数据管理中,主模型是以基于产品数据管理为核心的一个中央数据库文件。利用NX软件主模型设计原理,以三维模型为单一数据源,实现产品数据管理系统(PDM)下的产品并行研发,能有效提高模具设计的效率和质量。文章探讨了PDM系统中利用主模型进行并行设计的原理和实现方法,最后以具体设计实例验证了方法的有效性。

    • 大型激光装置光路准直并行控制模型设计

      2011, 9(6):786-789.

      摘要 (3810) HTML (0) PDF 377.57 K (3177) 评论 (0) 收藏

      摘要:大型激光装置中的光路准直部分涉及大量的精密控制检测设备元器件,对控制的可靠性和控制时间有极高的要求。本文就多光束准直的并行化设计进行了详细阐述,完整地给出了大型激光装置并行光路准直在软硬件中的解决方案,包含总体控制结构、运动控制、图像采集和处理等并行化处理和设计。该模型在光学实验平台上得到了很好的验证和应用,为即将开展的准直控制流程、图像处理以及运动控制并行算法在激光装置光路准直工程中的实现提供了技术支持和保障。

    • 温度测试系统中的误差分析与控制方法

      2011, 9(6):791-794.

      摘要 (4509) HTML (0) PDF 417.80 K (4526) 评论 (0) 收藏

      摘要:温度测试系统是飞行器飞行试验中关于系统发射环境温度参数等的测试装置之一。本文从热电偶传感器结构设计与材料选择、信号放大与采集及数据处理等几方面出发,分析了某飞行器飞行试验温度测试系统存在的误差因素;结合飞行试验情况,并按照实际应用的标准,给出了有效提高系统测试精确度的相应控制措施。最后通过试验情况的相关对比,验证了文中所述误差控制方法的有效性。

    • 基于XBee-pro的布袋除尘检漏无线控制系统

      2011, 9(6):795-798.

      摘要 (4082) HTML (0) PDF 323.37 K (3813) 评论 (0) 收藏

      摘要:无线检漏布袋除尘系统是以XBee-pro无线通信模块为基础进行数据传输,利用单片机和PLC来达到控制的目的。由于工作环境中的粉尘进入滤室会吸附在悬浮装置上,导致液位高度上升。本系统主要通过高精度的液位传感器采集装置中液位的高度信息,然后通过高精度的A/D将液位高度信息转化成数字信号传递给单片机,封装成帧结构转发给协调器,协调器接收到发送帧,然后转交给PC机解析、计算出环境中粉尘比例,实现对环境中粉尘比例的检测。在控制过程中,通过给终端XBee-pro发送控制帧信息,传递给单片机解析出控制命令信息,移交给PLC以实现对各个阀的控制。

    • 复杂网络社团结构理论在电力调度网中的应用

      2011, 9(6):799-803.

      摘要 (3908) HTML (0) PDF 495.41 K (3593) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着电力调度网规模的不断扩大,电力分级调度网络的划分日益成为复杂难解的问题。本文以复杂网络理论为基础,构建电力调度网的复杂网络模型,通过计算网络节点介数,挖掘网络社团结构,进行电力分级调度拓扑结构构建,并采用了一个模拟的电力调度网进行实验验证,划分准确率达到100%,实验结果说明该方法是有效、可行的。

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