摘要:面对日益复杂的电磁环境，电磁空间态势因其整体性、动态性、关联性、可视性、海量性、多维性等特点，为提升用频系统综合性能、实现移动通信系统频谱共享及保障重大安保活动频谱安全等提供了重要的理论支撑，已经逐渐成为国内外频谱领域最具活力的研究方向之一。本文从电磁空间态势的角度出发，重点介绍了国内外电磁空间态势研究的相关技术，并进一步系统性介绍了国内外的代表性工作。最后，总结了电磁空间态势研究的重要性与发展现状，并提出了该领域在未来面对的挑战。

摘要:迁移学习技术可以利用经验信息辅助当前任务，已在计算机视觉和语音识别领域得到广泛应用，但在电磁领域还没有取得明显的成就。电磁环境变化速度快，源数据或分类器模型在新环境中性能会显著下降，重新训练不仅需要大量的数据且费时费力。迁移学习技术与电磁目标识别任务十分相关，本文采用实测电磁目标数据集，探索迁移学习在解决电磁目标小样本问题中的几种应用，包括同类目标迁移和异类目标迁移。实验结果表明，通过将预训练模型迁移到目标域小样本识别任务，当目标域为同类源且标记样本只有20个情况下，相较于非迁移模型，验证准确率提高25%，并且大大缩短了目标域训练时间；当目标域为异类源时，也能够在保证识别准确率的同时使训练时间少于源域的1/5。

摘要:为解决调制识别研究中较少考虑到不同信号的特征之间联系性的问题，搭建了卷积神经网络(CNN)来提取信号的彩色时频图对应的特征，并利用时频变换的分析方法，将一维信号处理成彩色时频图，通过卷积神经网络架构提取图像特征；同时为了提升算法在低信噪比下的分类识别准确率，对时频图像的纹理特征进行了特征提取，将提取到的纹理特征与卷积神经网络中提取到的特征进行特征融合。仿真实验结果表明，采用的时频卷积神经网络(TF–CNN)和TF–Resnet网络框架能够达到高精确度信号自动调制识别分类的目的。

摘要:为解决地对空快速单站无源定位问题，提出了一种长基线阵列地面单站无源定位方法。该方法将阵列天线嵌套在三天线长基线系统中，利用目标到长基线两端的视向夹角隐含在相位差参数上的原理，由视向夹角相位差估计角度变化率，同时利用阵列天线测出目标的实际方向，最后获得目标的位置参数。该方法可以在单个脉冲实现对目标的无源定位，仿真结果验证了该方法的正确性。

摘要:针对认知无线电网络中多个异质用户具有不同的服务质量(QoS)要求，提出一种基于多智能体强化学习的动态频谱分配方法。该方法从用户满意度角度出发，以用户体验质量(QoE)作为系统的评价指标，构建多个虚拟智能体，模拟多个用户以合作方式与环境进行交互学习，融合各个用户的学习和频谱决策结果，实现频谱资源优化分配。仿真结果表明，在未知主要用户使用规律和信道动态特性条件下，相比基于传统强化学习的动态频谱分配方法，提出的方法能有效提高次用户的QoE，降低用户间的冲突概率。

摘要:实现电磁数据的异常检测和模式发现，对电磁目标异常行为的判断与提前预警具有重要价值。不同类型的电磁数据通常以时间序列的形式存在，且具有正常数据与异常数据不均衡等特点。为应对上述挑战，提出一种基于时空联合注意力机制的时间序列异常检测方法。基于电磁数据的时间与空间特征，结合通道与空间注意力机制，增强对时序数据异常部分的特征表示。实验结果表明，提出的检测算法能够有效应对数据不均衡的难点，具有较强的鲁棒性。

摘要:基于人工智能的方法在雷达辐射源识别任务中已取得很好的效果。但随着电子信息技术的发展，将会出现越来越多的未知辐射源，其特征分布与类别都是未知的，在缺少先验知识的情况下，难以对人工智能模型进行充分的训练，使得现有的大多数方法都无法很好地完成对未知雷达辐射源的识别。为了解决上述问题，提出并阐述了可用于未知雷达辐射源识别的电磁大数据的解决方案，重点研究了基于Flink的未知雷达辐射源快速比对检索识别算法。通过对比实验证明了该方法的有效性，其识别准确率可达87.2%，当并行度设置为6时，整个互信息与K最近邻(MI-KNN)并行化算法耗时仅为4.7 s。

摘要:为阻止设备克隆、重放攻击和用户身份假冒等问题的发生，准确识别和认证物联对象，提出一种基于功率谱密度指纹特征与智能分类器的通信辐射源个体识别方法。利用接收机采集I路射频基带信号；通过方差轨迹检测截取稳态信号片段，并对稳态信号片段进行数据标准化处理；计算数据标准化处理后的稳态信号片段的功率谱密度得到特征向量，将所述特征向量作为发射机的射频指纹；最后利用智能分类器识别所述射频指纹，完成通信辐射源个体识别。通过对同厂家、同型号、同批次的8个无线数传电台E90-DTU设备和100个WiFi网卡设备的实验测试表明，本文所提方法在视距(LOS)场景、视距场景与非视距(NOS)场景的混合场景、低信噪比场景、大数量物联设备场景都具有良好的识别准确率。

摘要:射频指纹(RFF)来源于发射机电路设计的差异和生产过程中硬件电路的制造容差，是一种新兴的设备身份识别和认证技术。对射频指纹产生机理进行建模是深入研究射频指纹技术的基础。本文根据一种通用的零中频数字通信发射机结构分析了各环节对射频指纹的影响，并建立了对应的射频指纹时域基带模型。此外，归纳总结了一系列通信标准的若干重要时域参数的容差，并着重研究了LTE标准下，正交相移键控(QPSK)和十六进制正交振幅调制(16-QAM)两种典型调制方式的最大均方根误差向量幅度(RMS EVM)。最后，通过理论推导和Matlab仿真给出了直流偏置、同相/正交(I/Q)增益不平衡、I/Q正交偏移误差、I/Q滤波器偏差、振荡器相噪和功放非线性参数的上下界，并分析了各种射频指纹参数临界情形下星座图的变化，为射频指纹提取和识别技术的研究提供了合理的参数指导。

摘要:为提高调制分类识别精确度，降低计算复杂度，提出了一种基于卷积神经网络(CNN)与红绿蓝(RGB)循环谱二维图的智能调制识别方法。基于循环谱特征可识别调制类型的机理，为了降低计算复杂度，将三维的循环谱转换为二维平面的RGB循环谱图，并将其用于构建数据集；将一种计算复杂度较低的CNN作为调制类型分类识别器。仿真结果表明，所提出的智能调制识别方法能够以较低的计算复杂度，获得更高的分类精确度。

摘要:功率谱密度(PSD)预测是频谱管理中的重要环节。由于功率谱密度具有高度的复杂性、非线性和不确定性，单一的预测模型很难确保预测的准确性和效率。为克服单一预测方法的不足，提出一种混合的机器学习模型，将自组织映射(SOM)网络与回归树(RT)相结合，以预测信号的功率谱密度。使用自组织映射网络将具有相似手工特征的原始样本集聚类成簇；将每一个簇分别构建回归树来预测功率谱密度；最后，使用亚琛工业大学的数据进行实验。结果表明，预测结果的均方根误差比现有方法提高0.824，证明混合模型具有较高的预测精确度和较好的泛化能力。

摘要:目前大部分直接定位方法主要针对窄带信号，为此提出了一种基于分布式无人机 (UAV)平台的宽\窄带信号直接定位(DPD)方法。首先在频域对多个无人机平台的接收数据进行合成，基于多个频点建立和信源位置直接相关的代价函数；然后，将监测区域进行网格化处理得到目标信源的位置；最后，多无人机移动监测，并不断缩小监测区域，对多次定位结果聚类分析，得到最终定位结果。通过仿真验证，本方法的定位性能明显优于传统的定位方法。同时实测数据的处理结果表明，本文所提方法定位性能优于改进的到达时间差(TDOA)定位方法。

摘要:提出了一种应用于噪声环境下的多尺度卷积神经网络(CNN)在线地震前电磁异常检测模型。该模型在CNN强大特征提取能力的基础上，通过多尺度机制协同长短期地空电磁频谱特征，多维度、多视角地开展对地震前电磁的异常检测。同时引入自适应变分模态分解(VMD)降噪方法提取观测信号中的有效信息，最后配合在线学习策略，实现对地震前电磁异常模式可能变化的持续学习。仿真结果表明，多尺度模型在低信噪比下能够保持较高的准确率，在线学习策略能够有效缩短模型更新时间，由此证明了模型的有效性。

摘要:提出了一种基于液晶的太赫兹电控反射式移相器及其构成的波束扫描阵列天线。通过采用液晶调控的开槽结构移相器，解决了液晶调控过程中谐振层覆盖面不足造成的液晶取向不均、边缘效应和饱和电压增大等问题。设计了工作在380 GHz三开槽的移相器，对谐振频点的表面电流分布和谐振频点进行了仿真分析。数值计算结果表明当液晶相对介电常数在2.47~3.26范围内变化，377~392 GHz频率范围内移相器能够实现360°的相移。采用三开槽结构反射相移单元，设计了工作于380 GHz的电控波束扫描阵列天线，实现了30°范围内的一维波束扫描，主瓣增益大于20 dBi。

摘要:研究了表面化学硫硒钝化技术对砷化镓基光控太赫兹调制器件性能的增强效应和机制。实验表明，硫硒钝化能有效地去除砷化镓表面氧化物，减少表面复合中心，从而改善砷化镓的表面状态。钝化后，光致发光(PL)强度显著增强，是参考砷化镓基底的6倍。同时，钝化效应可以显著提升砷化镓中少数载流子的寿命，可达2.2 ns。表面钝化效应可以显著提高砷化镓基太赫兹调制器的调制性能，在3 mW激光功率下测得调制深度为41%，调制速率为88.81 MHz。该光控太赫兹调制器在低功率下具有高调制深度和调制速率，在太赫兹通信领域有巨大的应用潜力。

摘要:光电导天线(PCA)作为常用的太赫兹发射器件，如何提高其辐射效率，成为国内外研究人员研究的重点。通过时域有限差分法对PCA辐射效率进行研究，在光敏层表面加入柱状结构，使更多的光被捕获到光敏层，模拟结果表明该结构具有显著增强辐射效率的作用。通过对比材料、柱状形状对增强效果的影响，结果表明，在同一种柱状结构下，银材料的PCA、金材料的PCA、砷化镓材料的PCA的增强效果依次降低；同一材料下，带有正六棱柱结构、圆柱形结构、正四棱柱结构的光PCA的增强效果依次降低。通过材料与结构的最佳组合，最高的增强效率为传统PCA的1 100%，最低的增强效率为传统PCA的150%。

摘要:针对被动式太赫兹安检的检测需求，提出一种基于最大二维熵的隐蔽目标分割方法。该方法设计了一组适用于被动式太赫兹图像的滤波器组，实现噪声过滤和图像增强；设计了一种待检区域自生成的算法，实现对重点检测区域的自动覆盖；同时，引入二维熵的概念，实现对待检测区域内的隐蔽目标的轮廓分割。在0.2 THz频段的被动成像下开展了评估和对比实验，实验表明本文方法具有较好的分割效果和实时性能。

摘要:为解决星载合成孔径雷达(SAR)相控阵天线中成千上万个微波组件的可靠性控制问题，提出一种基于并行链式拓扑的波控系统设计方案。该方案采用链式拓扑总线简化单元互联，实现轻量化设计；提出接收电路归一化方法，实现波控单元对等互换；从直流偏置、故障隔离和同步传输三方面阐述了预防接口电路失效的可靠性设计措施。测试结果表明，当接收芯片阈值为400 mV时，直流偏置电阻值小于690 Ω，能避免接收端输出不定态；当总线中任意接收端失效时，串接1 kΩ隔离电阻，能避免总线通信瘫痪；当接收数据时钟下降沿均位于数据码元的1/2长度时，同步传输无误码。研究结果可以为后续星载大型相控阵雷达波控系统以及其他类似航天载荷的可靠性设计提供参考。

摘要:为了解决WiFi外辐射源雷达现场应用中首先需要实时获取室内辐射源位置的问题，通过详细分析室内环境中信号的反射方式和特性，利用一次反射信号建立了WiFi辐射源测量的到达时间差(TDOA)模型，并分析推导出辐射源坐标求解方程。对于该非线性方程，先利用Taylor展开在初值处将其线性化，然后利用高斯牛顿迭代法估计辐射源坐标，且具有较快的收敛速度。仿真分析表明其所提算法可实现室内辐射源定位，且因方程线性化带来的精确度损失可通过迭代得到快速补偿。

摘要:针对传统电离层斜向探测仪结构复杂、探测信道固定、多站同步探测中相干干扰严重问题，提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和先进精简指令集处理器(ARM)结构的嵌入式电离层斜向探测系统的探测方法，并给出系统结构设计。采用完全互补码解决多站同步探测的相干干扰问题，丰富了探测码制；利用数字中频接收结构在数字域中进行二次混频，避免了寄生信号和交调失真，具有标准化、模块化、扩展性强的特点；使用灵活的静态存储控制(FSMC)协议解决了控制模块之间高速并行数据传输问题，实现了数据的自动判读和频率优选。实验结果验证了系统设计的正确性及可靠性，该系统在空间物理学研究、天波超视距雷达探测、应急抢险救灾等领域有重要应用前景。

摘要:基于共集共基电路的宽带小型化限幅放大器设计，利用三极管发射结特有的IV特性，将输入三极管工作在共集组态，并在后级级联共基组态三极管，实现输入信号非饱和削波，达到限幅目的。由于共集与共基放大电路都具有宽带特性，故其级联后电路特性也具有宽带特性。本文利用该结构设计了一款宽带限幅放大器，工作带宽覆盖10~200 MHz，增益大于25 dB，限幅输出功率2 dBm，输入输出回波损耗均大于20 dB。利用薄膜电路工艺设计实现小型化限幅放大器设计，电路尺寸为7.15 mm×8.1 mm，与印制板(PCB)电路相比，尺寸明显较小。该电路结构精简，性能优越，适合分离元件电路设计。

摘要:在多路注入锁频大功率连续波磁控管的相干功率合成实验中，输出特性分析有利于提升合成效率。搭建了一款S波段20 kW连续波磁控管注入实验系统，该系统包含幅频可调的微波源和移相器，由磁控管信号发生系统、注入锁定系统以及相位差检测系统3个小系统组成。利用外部注入信号，分别对磁控管输出信号的相位稳定度、频谱和相位噪声进行实验分析，实现了对实际磁控管在外部注入前后的特性分析。其中，相位差波动最小不足4°，最大17°，锁频带宽在2.9~13 MHz之间变化，在偏移频率1 MHz内对相位噪声抑制超过40 dB；并对注入锁频信号与输出信号之间的关系进行了总结，为多路大功率磁控管的功率合成提供理论依据。

摘要:针对环境混合能量收集(天线)的小型化设计目标，设计一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电材料的双频段共面波导(CPW)天线。天线的主要辐射单元为矩形铜皮贴纸，两侧对称的L型铜皮贴纸形成共面波导馈电结构，并作为微扰单元改变天线的表面电流分布，实现双频的设计要求。天线设计并制造在PVDF压电薄膜上，由于压电材料本身所具备的压电特性和高介电常数，该天线可同时收集射频与振动2种能量，天线尺寸得到有效减小。实验结果表明：该天线可同时工作在2.4 GHz和5.8 GHz的常用工业、科学与医学(ISM)频段，峰值增益分别为0.77 dB和2.47 dB。

摘要:早期区块链系统主要运行在冯·诺依曼架构的通用处理器上，随着区块链技术的发展，其在各行各业得到广泛应用和大规模部署的情况下，在计算密集型和通信密集型场景中，需要同时兼顾高计算能效和高计算灵活性。本文在此基础上，利用本地计算机和云服务器这类通用处理器结合现场可编程门阵列(FPGA)组成异构计算区块链网络，从而经济有效地获得了高能效计算能力、优秀的兼容性和可拓展性，以及较高的计算资源利用率，为区块链计算方式由同构走向异构提供底层技术方案，带来了更多的区块链应用可能性，具有广阔应用前景。

摘要:故障模式、影响及危害性分析(FMECA)中基于风险优先数(RPN)的危害性分析方法，通常用来识别风险因素，确定关键故障模式和薄弱环节，提供决策依据。传统RPN中评价信息都是确定性信息，并且没有考虑故障模式的相关性。而在工作实际中，评价人员由于自身的属性和对评价对象的认识水平的限制，有时只能给出不确定评价信息，同时故障模式之间往往存在相关性，这都会影响最终危害性的分析结果。针对存在的问题，利用可靠性屋(HoR)来考虑故障模式相关性，针对三角模糊评价信息采用逼近理想解排序技术(TOPSIS)开展模糊RPN评价方法研究。最后结合实际案例，对不同情况下获得的RPN值进行比较。仿真结果表明，考虑故障模式相关性的模糊RPN评价方法，可以提高RPN值的可信度，为风险决策提供更可靠的依据。

摘要:针对无先验知识下，混合二进制协议数据帧难以识别分离的问题，提出了一种基于联合高斯混合模型(GMM)和自编码器的聚类方法。对于捕获到的未知二进制数据帧，首先通过栈式自编码器对其进行降维提取特征，并根据相应判别准则获取最佳聚类个数，最后使用改进了代价函数的自编码器对二进制数据帧进一步训练以提高聚类准确率。实验表明，该方法对网络二进制协议数据帧识别的准确率达到94%以上。

摘要:为应对侧信道能量信息泄漏检测中的多重t检验问题，提出了一种控制多重t检验过程的错误识别率并提升检验效力的泄漏检测方案。在对多重假设检验问题进行分析的基础上引入错误识别率和检验效力作为多重t检验过程中的控制参量。介绍了已有控制多重假设检验问题的方案，结合泄漏检测过程，通过提升检验阈值和调整检验水平的方法对已有控制方案进行了改进，并进行了实验验证。验证结果表明该方案能在提升能量信息泄漏检测能力的同时将检验差错控制在一定范围内。

摘要:针对不同谱段图像获取代价不同的问题，提出一种基于生成对抗网络的图像转换方法。转换过程以肉眼可分辨范围内图像轮廓不变为出发点。首先，通过成对的训练数据对生成器和判别器进行交替训练，不断对损失函数进行优化，直到模型达到纳什平衡。然后用测试数据对上述训练好的模型进行检测，查看转换效果，并从主观观察和客观上计算平均绝对误差和均方误差角度评价转换效果。通过上述过程最终实现不同谱段图像之间的转换。其中，生成器借鉴U-Net架构；判别器采用传统卷积神经网络架构；损失函数方面增加L1损失来保证图像转换前后高、低频特征的完整性。以红外图像与可见光图像之间的转换为例进行实验，结果表明，通过本文设计的生成对抗网络，可以较好地实现红外图像与可见光图像之间的转换。

摘要:研究了几种典型电源类电子器件的中子和总剂量辐射效应，包括单总剂量效应、单中子辐射效应、总剂量和中子分时序贯辐照效应以及中子和总剂量同时辐照效应，分析了不同辐照条件下电子器件的失效中子注量(总剂量)阈值。试验结果显示，分时序贯、同时辐照试验给出的电子器件辐照失效阈值低，而单项辐射效应试验给出的失效阈值偏高。对于该类双极工艺器件存在协同增强损伤的机理进行了分析，其主要原因在于同时辐照时，电离损伤在晶体管氧化层产生氧化物正电荷，使基区表面势增加，与此同时界面态数量增多，减少Si体内次表面载流子浓度的差异，从而使电流增益的退化加剧，增强晶体管的中子位移损伤。按照同时辐照进行试验考核，更能真实评估器件的综合抗辐射性能，研究结果对于器件抗辐射性能评估具有重要意义。

摘要:为实现密封电子设备内部多余物信号的同步采集，设计了一个基于秒脉冲(PPS)的多余物信号同步采集系统。针对多通道的多余物信号同步采集一致性差的问题，采用双微控制单元(MCU)控制与内存共享结构，将信号采集过程中的数据读写分离，通过北斗PPS触发外部中断，实现各通道信号采集的同步，引用协调通用时间(UCT)为单脉冲内采集的多通道信号设置标签，进行传输信号的再同步。测试表明，各通道信号采集的同步误差在微秒范围内，信号的时间标签一致，为多余物信号的检测提供了重要参考价值。

摘要:以18650型锂电池为研究对象，建立双极化Thevenin(DP-Thevenin)等效电路模型描述其动静态特征。分别以恒流脉冲放电实验和带遗忘因子的递推最小二乘法完成电池电动势及模型参数的辨识；在Simulink中搭建等效电路模型，以脉冲电流作为激励进行验证，得出模型响应电压与实际端电压契合度较好，平均误差为1.836%；构建电池实验硬件电路，编写算法程序完成了锂电池实验系统的构建。最后，在随机测试工况下借助Matlab分析了基于联合算法的锂电池荷电状态(SOC)与健康状态(SOH)在预测精确度、错误初值时算法收敛性等方面的性能。实验结果表明，算法可精确估计出电池SOC和内阻大小，最大误差不超过3.5%；且在初值相差15%时，算法可在319 s内收敛至真值附近，鲁棒性较好

摘要:2021年4月25~29日，由厦门大学、北京大学、电子科技大学联合举办的第十六届IEEE国际纳米/微米工程及分子系统大会(IEEE-NEMS 2021)于福建厦门顺利召开，共有来自全球各地的500多名微纳米科技领域专家学者与会分享最新研究成果。本文从纳米生物技术与纳米医学、微纳米传感器/驱动器和系统、纳米材料、微纳米与分子制造等4个角度介绍本次大会所展现的最新成果，并总结展望未来微纳米技术的发展趋势。