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2020年 第33卷 第3期 刊出日期：2020-03-15

  

一种无源高线性混频组件的设计与实现

燕阳,石玉

2020, 33(3):  1-5.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.03.001

摘要 ( 353 )   HTML ( 14 )   PDF (1002KB) ( 88 )  

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在射频通信系统中,混频器作为接收机的核心器件,其线性指标将直接影响整个接收系统的性能。文中设计并实现了一种无源高线性混频组件电路,采用“平衡混频器+吸收式滤波器”的方式达到了高线性要求。平衡混频器采用一对双平衡混频器互联,通过相位抵消达到优化线性的目的;吸收式滤波器吸收混频器产生非线性谐波,使其无法在空间中进行反射,两者共同作用优化了组件整体的线性指标。测试显示,在射频频率为30~1 350 MHz,本振频率为3 030~4 350 MHz,中频频率为3 000 MHz的条件下,混频组件的IIP₂可以达到94 dBm,IIP₃可以达到29 dBm。相比于单独混频器,新电路的线性性能得到极大的优化,更适合高性能的接收机使用。

基于个体排序的自适应遗传算法

丁家会,张兆军

2020, 33(3):  6-11.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.03.002

摘要 ( 405 )   HTML ( 3 )   PDF (949KB) ( 58 )  

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针对遗传算法容易陷入局部最优的缺点,文中提出了一种基于个体排序的自适应遗传算法。在传统自适应遗传算法中,交叉概率和变异概率的自适应更新是依据个体的适应度值进行的。但是在算法后期,由于种群陷入局部极值,使得值的差异变小,更新时难以体现个体差异。借鉴序优化的思想,在所提改进算法中,将个体适应度值排序,并采用排序号替代适应度值。这种采用序差异取代值差异的方法能够增大种群中、后期的交叉概率和变异率的值,有利于避免算法陷入早熟收敛。文中对几种标准的函数进行了测试,结果表明,改进后的算法在收敛速度和收敛精度方面优于其他两种自适应改进算法。

基于迁移学习与权重支持向量机的图像多标签标注算法

陈磊,李菲菲,陈虬

2020, 33(3):  12-16.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.03.003

摘要 ( 258 )   HTML ( 4 )   PDF (708KB) ( 40 )  

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为解决图像的多标签自动标注中标签不平衡性的问题,提出了一种基于迁移学习与权重支持向量机的图像自动标注方法。为了解决所选数据集规模较小无法训练出最优的卷积神经网络的问题,文中采用迁移学习的方法,将通过Imagenet数据集训练出的Alexnet的参数迁移到文中所用的卷积神经网络模型中,并对最后一层全连接层进行微调,利用多标签分类多合页损失函数构成多分类的支持向量机。最后,文中对低频标签进行权重排序以得到图像的多标签标注结果。在Corel-5k、Esp-Game和IAPR-TC12共3个数据集上进行了实验,权重支持向量机获得的平均召回率分别提升了10%、9%和6%,低频标签对其平均精确率均提升了12%。实验结果表明,基于迁移学习的权重支持向量机的图像多标签标注方法可在有效提高数据集的召回率的同时提升低频标签的平均精确度。

基于消失模耦合的脊波导滤波器设计方法

李刚

2020, 33(3):  17-20.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.03.004

摘要 ( 413 )   HTML ( 22 )   PDF (631KB) ( 132 )  

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针对传统脊波导滤波器设计中没有考虑耦合结构频率特性导致设计精度不高的问题,文中提出了一种基于消失模耦合的脊波导滤波器设计方法。该方法将工作于消失模状态下的矩形波导结构等效为频变阻抗变换器模型,通过等效电路变换将耦合结构的频变特性影响转换为对传输线谐振腔电抗斜率参数的影响,采用逐级仿真策略确定滤波器结构尺寸,避免了耗时的全波仿真优化。最后,通过一个4阶切比雪夫特性的脊波导滤波器设计实例进行验证。全波仿真结果显示了与理论设计相同的通带内等波纹特性,验证了所提方法的有效性。

一种基于锁相环梳状谱发生器的设计

刘汉子,石玉,张玮

2020, 33(3):  21-25.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.03.005

摘要 ( 441 )   HTML ( 5 )   PDF (970KB) ( 68 )  

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针对传统模拟梳状谱发生器难以实现高平坦度、窄间距、灵活操控的缺陷,文中提出了一种基于锁相环机理实现梳状信号的新方式。该方法利用锁相环反馈回路的N分频器对压控振荡器输出的高频信号进行分频以得到脉冲宽度窄的脉冲信号,然后再令其通过滤波器得到满足目标带宽的高平坦度梳状谱信号。通过对分频器进行灵活编程控制可以得到不同间距的谱线,且不需要修改硬件电路设计。实验结果表明,这种基于锁相环机理及的梳状谱发生器所产生的谱线具备信号带宽大、幅度一致性高、间距可调、小型化、低功耗等优点。

基于声发射信号k9光学玻璃划痕形貌及粗糙度预测

胡吉雄,姜晨,郎小虎

2020, 33(3):  26-32.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.03.006

摘要 ( 248 )   HTML ( 2 )   PDF (1564KB) ( 26 )  

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针对目前k9光学玻璃材料去除缺乏以声发射信号描述的问题,文中采用了基于声发射信号建立划痕形貌理论模型来描述划痕形貌及粗糙度预测的方法。该方法采用单颗随机磨粒刮头,在五轴联动机床上对k9光学玻璃进行变深度划刻声发射试验,并设计带通滤波器对声发射信号进行分析处理。目标时域声发射信号幅值约0.01dB,对目标频域内声发射信号进行傅里叶变换,得到信号能量集中在60~160 kHz低频段。最后,通过发射信号划痕表面的划痕形貌模型计算划痕粗糙度,并将结果与显微镜测量出的粗糙度值做对比。实验结果显示,新方法的预测值更为接近真实值。

水平极化CW辐照器辐射振子的仿真设计

毛思婕,周香

2020, 33(3):  33-37.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.03.007

摘要 ( 219 )   HTML ( 3 )   PDF (985KB) ( 32 )  

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核电磁脉冲武器对工作在战场中的电子设备危害巨大,为确保电子设备在复杂的战场电磁环境中可以正常工作,需要对其进行辐射测试。针对系统级电磁脉冲测试需求,文中提出了一种CW辐射装置的设计方法。通过对辐照器的辐射振子进行结构设计与加载设计并结合计算工具MATLAB,给出了一种工作频段为100 kHz~500 MHz的水平极化CW辐照器的设计方法。设计结果表明,在100 kHz~10 MHz的频段内,辐照器振子形状变化对于测试区域的场分布影响较小;当辐照器振子加载增加数倍时,测试区域空间波阻抗也增加相同倍数。

结合关键点和块优点的复制粘贴检测算法

杨珊珊,张大兴,郭家伟,王诗迢

2020, 33(3):  38-43.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.03.008

摘要 ( 230 )   HTML ( 0 )   PDF (1139KB) ( 24 )  

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数字图像应用广泛,但随着各种编辑图像软件的使用,使得图像的真实性有待考证。大多数基于关键点检测的算法由于关键点数量有限,导致最后检测结果不完整或者表示不明确,文中提出了一种基于分割结合关键点特征的检测算法,利用SIFT提取关键点特征,再使用g2NN算法匹配关键点,用设计的聚类去除误匹配,根据改进的自适应分割算法,标记匹配的图像块,然后找出周围邻居块进行对比匹配输出结果。该算法能有效快速地检测并标记大图片的复制篡改区域,对大多数后处理鲁棒,较完整地标记出篡改区域。

一种飞机俯仰角二自由度PID控制算法

崔悦,张伟

2020, 33(3):  44-49.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.03.009

摘要 ( 372 )   HTML ( 3 )   PDF (821KB) ( 53 )  

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飞机俯仰角是飞机纵向运动中最基本的控制模态,实现对其控制难度较大。针对飞行器俯仰角增量和舵面偏移量构成的四阶系统简化后的一阶积分延时系统,文中提出了一种二自由度PID控制算法。该算法基于多主导极点配置法与直接综合法,将设定点滤波器与控制器分开设计,并以解析式的形式给出整定律。通过算法仿真验证可知,文中提到的方法能较好地应用于飞行器俯仰角的四阶系统,并且具有优良的扰动抑制性能以及更好的伺服性能和鲁棒性。

改进的核相关滤波跟踪算法

曾照,吴薇,汪欣

2020, 33(3):  50-55.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.03.010

摘要 ( 256 )   HTML ( 0 )   PDF (1126KB) ( 19 )  

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针对核相关滤波算法在目标跟踪过程中尺度特定和遮挡判断失败的问题,文中提出一种利用自适应特征融合的位置滤波器来判断目标是否被遮挡的方法。该方法检测到峰值旁瓣比异常时,停止模型自适应更新,启动在线重检测;并结合尺度金字塔中的尺度滤波器来确定目标尺寸,从而得出精准的目标位置。实验通过复杂背景下的10组运动视频来评估改进算法的性能。与基础核相关滤波算法相比,改进算法的平均中心位置误差降低了36.683 pixel;在像素阈值设为20 pixel时,平均距离精度提升了44.632%;在边界框重叠阈值设为0.5时,重叠精度提升了46.453%。

基于事件触发和量化的非线性系统稳定性研究

郭欣,高燕,蒋琳,张志姝

2020, 33(3):  56-61.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.03.011

摘要 ( 225 )   HTML ( 0 )   PDF (791KB) ( 31 )  

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针对非线性系统的数据采样稳定性问题,文中设计了基于事件触发机制和数据量化机制的神经网络控制器。采样器时刻监测非线性系统,采样信号经事件触发机制检测,满足阈值后由量化器量化传入控制器,经所设计的控制器输出反馈给非线性系统。为降低系统保守性,选取了新颖的分段Lyapunov-Krasovskii泛函,针对系统中所包含的传输时滞,采用时滞分析法将同步控制器求解问题转化为所对应时滞系统的稳定性问题,并结合Jensen不等式,给出了非线性系统稳定性条件。最后通过数值仿真验证了所提出方法的有效性。

GaN能量转换器件的制作及其性能研究

张达芮,王丁,王现英

2020, 33(3):  62-65.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.03.012

摘要 ( 205 )   HTML ( 0 )   PDF (789KB) ( 24 )  

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针对纳米发电机不易在较低温度下产生稳定的直流电的问题,文中把GaN纳米线阵列制作了能量转换器件。将GaN能量转换器件分别置于25~74 ℃的环境中,检测器件产生的开路电压和短路电流,并检测器件产生电信号大小与温度的关系。结果表明,通过刻蚀法制备的GaN纳米线阵列,制作成能量转换器件后,产生的电信号会随着环境温度的升高而增加,并且在约74 ℃时,可以产生高达78 mV的开路电压和0.24 nA的短路电流。

低熔点合金在电连接头中的应用性能研究

赵佳丽,尹志宏,张文斌

2020, 33(3):  66-70.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2020.03.013

摘要 ( 208 )   HTML ( 1 )   PDF (928KB) ( 29 )  

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针对输配电线路电连接头发热导致能源损耗甚至引发事故的问题,文中研究了低熔点合金在电连接头中的应用性能。选用在铜界面上润湿性较好的低熔点合金Sn-3.5Ag、Sn-1.6Cu、Sn-Zn-0.7Cu,设计其在电连接中的连接工艺并制作试样。利用ERESCO MF4便携式X光机判断连接后界面的可靠性,再搭建SLQ-2000A升流实验系统并模拟实际工况。最后,测试了低熔点合金和电力复合脂试样在额定通流值为180 A时,持续通流时间4 h过程中试件的发热情况。研究结果表明,低熔点合金作为电连接接触面材料后试样的发热量均低于电力复合脂连接试样的发热量。