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基于计算成像的端到端延展景深衍射元件的设计

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光学学报 2024年第2期44卷 144-152页

作者：吉佳瑞谢洪波杨磊天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室天津300072

提出一种基于计算成像理论的端到端衍射元件设计方法,通过全局性优化方案将光学设计和图像复原作为整体,从而降低前端光学系统的成像质量要求,并利用图像复原算法去除残余像差以简化系统。所提设计方法涵盖光场传播、探测器去噪和图像... 详细信息

提出一种基于计算成像理论的端到端衍射元件设计方法,通过全局性优化方案将光学设计和图像复原作为整体,从而降低前端光学系统的成像质量要求,并利用图像复原算法去除残余像差以简化系统。所提设计方法涵盖光场传播、探测器去噪和图像后处理等关键环节的模型建立与联合优化。该设计方案可用于景深延展的轻薄型衍射元件的设计,且所适用的大景深的简单光学系统具有较高的成像质量。

关键词：成像系统端到端景深延展图像复原衍射元件

基于非脉冲矢量网络分析仪的非反向交叉眼干扰实验设计与分析

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系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 62-70页

作者：周亮孟进刘永才李伟杨浩楠海军工程大学舰军用电力科学与技术研究所船综合电力国防科技重点实验室湖北武汉430033

交叉眼技术是对抗单脉冲雷达最有效的方式之一。针对交叉眼干扰多侧重于仿真建模、实验设计及实施复杂等特点,基于交叉眼干扰原理、单脉冲测角原理和矢量网络分析仪幅相精确测量等特性,设计了基于喇叭天线、微带天线、幅相调节器和非脉... 详细信息

交叉眼技术是对抗单脉冲雷达最有效的方式之一。针对交叉眼干扰多侧重于仿真建模、实验设计及实施复杂等特点,基于交叉眼干扰原理、单脉冲测角原理和矢量网络分析仪幅相精确测量等特性,设计了基于喇叭天线、微带天线、幅相调节器和非脉冲矢量网络分析仪组成的非反向交叉眼干扰实验系统。在微波暗室环境下,先后开展了基于矢量网络分析仪的测角实验和非反向交叉眼干扰实验,并通过建立干扰天线相位中心电磁仿真模型,对误差展开了分析。实验和仿真结果表明:交叉眼干扰下实验测量的角度值与理论角度值随相位差变化趋势一致,其理论最大角度值与实际最大角度值误差不超过2°,对应的交叉眼增益误差小于0.5;基于矢量网络分析仪设计的非反向交叉眼实验系统可行,可模拟非反向交叉眼干扰对被动单脉冲雷达干扰,亦可部分模拟反向交叉眼干扰应用场景,为交叉眼干扰机设计和测试提供一定的指导。

关键词：单脉冲雷达交叉眼干扰机矢量网络分析仪

基于声子水动力学方程分析全环绕栅极晶体管的瞬态热输运过程

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物理学报 2024年第14期73卷 136-144页

作者：刘哲魏浩崔海航孙锴孙博华西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院西安710055 西安建筑科技大学力学技术研究院西安710055 中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院北京纳米能源与系统研究所北京101400

相较于经典的傅里叶定律,声子水动力学模型在描述纳米尺度超快声子热输运中已经展现出显著优势.全环绕栅极晶体管(GAAFET)通过三维沟道设计极大优化了电学性能,但其纳米尺度特征也导致自热问题和局部过热的挑战.基于此,本文针对纳米尺度... 详细信息

相较于经典的傅里叶定律,声子水动力学模型在描述纳米尺度超快声子热输运中已经展现出显著优势.全环绕栅极晶体管(GAAFET)通过三维沟道设计极大优化了电学性能,但其纳米尺度特征也导致自热问题和局部过热的挑战.基于此,本文针对纳米尺度GAAFET器件内的声子热传输特性开展理论和数值模拟分析.首先,基于声子玻尔兹曼方程严格推导了声子水动力学模型和边界条件,建立了基于有限元的数值求解手段,针对新型的GAAFET器件,分析了表面粗糙度、沟道长度、沟道半径、栅极电介质、界面热阻等因素对其热传输特性的影响规律.研究结果表明,本文构建的连续介质框架下基于声子水动力学模型及温度跳跃条件的非傅里叶热分析方法能够精确预测GAAFET内部非傅里叶声子导热过程,并揭示声子阻尼散射和声子/界面散射的作用机制.这项工作为进一步优化GAAFET的热可靠性设计,提高其热稳定性和工作性能提供了重要的理论支持.

关键词：全环绕栅极晶体管声子水动力学模型温度跳跃非傅里叶热分析

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天文/惯性组合系统中重力扰动补偿方法

系统工程与电子技术 2024年第4期46卷 1357-1363页

作者：冷悦钟胜华中科技大学人工智能与自动化学院湖北武汉430074 多谱信息智能处理技术全国重点实验室湖北武汉430074 华中光电技术研究所武汉光电国家研究中心湖北武汉430223

针对重力扰动引起惯性水平基准姿态测量误差进而导致天文/惯性组合导航系统定位精度下降的问题,提出天文/惯性组合系统中的重力扰动补偿方法。首先,基于导航误差模型分析了影响天文/惯性组合导航系统定位精度的主要因素。其次,推导了重... 详细信息

针对重力扰动引起惯性水平基准姿态测量误差进而导致天文/惯性组合导航系统定位精度下降的问题,提出天文/惯性组合系统中的重力扰动补偿方法。首先,基于导航误差模型分析了影响天文/惯性组合导航系统定位精度的主要因素。其次,推导了重力扰动、惯性水平基准姿态测量误差与天文导航定位误差之间的传播机理。然后,研究了重力扰动建模与修正方法,并将重力扰动补偿方法应用于惯性水平基准的导航解算回路中,实现重力扰动的有效补偿。跑车试验结果表明,所提重力扰动补偿方法可以将天文/惯性组合导航系统中定位误差的振荡幅值由1.6 n mile降低至0.5 n mile。

关键词：天文导航系统惯性导航系统组合导航系统重力扰动

基于光锁相环的大气湍流随机相位差解调系统仿真研究

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激光杂志 2024年

作者：刘乐嘉南航张鹏王大帅佟首峰高培钧马晨源长春理工大学光电工程学院空间光电技术研究所

大气湍流是影响大气光通信性能的主要原因之一，传统测量法存在测量范围有限、易受环境影响等问题。本文基于零差相干光通信系统中光锁相环技术，通过对信道间大气湍流引入的随机相位解调，实现对信道内大气湍流强度的高精度、宽范围、... 详细信息

大气湍流是影响大气光通信性能的主要原因之一，传统测量法存在测量范围有限、易受环境影响等问题。本文基于零差相干光通信系统中光锁相环技术，通过对信道间大气湍流引入的随机相位解调，实现对信道内大气湍流强度的高精度、宽范围、高响应的实时测量。首先建立了测量系统理论模型，模拟了不同强度下大气湍流随机相位噪声模型；然后通过软件搭建了零差相干光通信仿真系统；最后导入湍流随机相位信息并进行通信和湍流测量，仿真结果验证了理论的可行性，湍流强度测量范围为10-18m-2/3～10-12m-2/3，测量精度优于14.8%。本方法相比传统方法具有更宽的测量范围、更高的测量精度以及更灵活的测量距离的优势，对研究大气光通信系统信道间的大气湍流强度具有重要意义。

关键词：大气湍流大气光学光学锁相环空间相干光通信 90°空间光混频器

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一种避障场景下的快速航迹恢复算法

计算机科学 2024年第6期51卷 331-337页

作者：马英红李续楠董旭焦毅蔡伟郭有光西安电子科技大学通信工程学院西安710071 中国电子系统工程公司北京100000 西安邮电大学通信与信息工程学院西安710121 中国航天空气动力技术研究院北京100074

针对现有大部分避障场景中无人机避障算法未考虑无人机航迹恢复、少数航迹恢复算法恢复效果不佳的缺点,提出了一种避障场景下的无人机快速航迹恢复算法。综合考虑环境约束与无人机机动性能约束,通过旋转坐标系、判断无人机转弯方向、利... 详细信息

针对现有大部分避障场景中无人机避障算法未考虑无人机航迹恢复、少数航迹恢复算法恢复效果不佳的缺点,提出了一种避障场景下的无人机快速航迹恢复算法。综合考虑环境约束与无人机机动性能约束,通过旋转坐标系、判断无人机转弯方向、利用二分法对无人机整个避障及航迹恢复过程中的多个关键航迹点坐标进行计算,最终规划出一条安全高效的无人机避障及航迹恢复航迹。对比实验结果表明,快速航迹恢复算法规划出的避障及航迹恢复航迹更短,可以在距离障碍物更近的航迹点开始避障,避障及航迹恢复用时更短,航迹偏离度更小,整体航迹更优,对于绝大多数侦察场景中无人机需尽量保持沿离线航迹巡航的情况更加有利。

关键词：无人机航迹规划避障航迹恢复旋转坐标系

基于眼动实验的增强现实抬头显示器色彩编码研究

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包装工程 2024年

作者：刘文桂慧武汉工程大学

目的增强现实抬头显示器（AR-HUD）的色彩编码是影响驾驶员认知绩效的关键因素。分析AR-HUD中显示信息的色彩搭配对用户的影响，探究最易识别和理解的配色方案，并提出相应的设计建议，以提高用户在使用AR-HUD时识别和理解信息的速度... 详细信息

目的增强现实抬头显示器（AR-HUD）的色彩编码是影响驾驶员认知绩效的关键因素。分析AR-HUD中显示信息的色彩搭配对用户的影响，探究最易识别和理解的配色方案，并提出相应的设计建议，以提高用户在使用AR-HUD时识别和理解信息的速度。方法采用眼动追踪技术，收集被试在模拟昼夜驾驶条件下观看不同配色方案的眼动数据，提取兴趣区域内的首次注视时间、首次注视持续时间、平均注视持续时间共3项注视类指标。结合被试的主观评价，对AR-HUD的不同配色方案进行了综合分析。结论白天环境下，青色与白色或橙色的组合能有效吸引驾驶员注意，可识别性和可理解性较高；红色可视性较低；绿色与青色的组合容易导致信息混淆；而黄色在强光环境下的信息可见度较低。夜间环境下，黄色搭配白色或青色有助于快速吸引驾驶员注意力并有效处理信息。研究结论可为AR-HUD界面设计的色彩搭配提供参考。

关键词：增强现实抬头显示器色彩编码眼动实验信息可识别性

基于激光熔覆的缸套表面梯度材料制备及其摩擦学性能研究

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表面技术 2024年第7期53卷 40-47页

作者：刘永琪袁成清饶响郭智威武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063 武汉理工大学水路交通控制全国重点实验室武汉430063 国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所武汉430063

目的研究功能梯度材料对缸套表面的抗磨减摩作用,提升缸套-活塞环配副的摩擦学性能。方法通过激光打标机在缸套表面制备具有30°角规则纹理排布的凹槽,在凹槽内采用同轴送粉的方式熔覆镍含量不同的铁基粉末,分析熔覆合金层的金相组织,... 详细信息

目的研究功能梯度材料对缸套表面的抗磨减摩作用,提升缸套-活塞环配副的摩擦学性能。方法通过激光打标机在缸套表面制备具有30°角规则纹理排布的凹槽,在凹槽内采用同轴送粉的方式熔覆镍含量不同的铁基粉末,分析熔覆合金层的金相组织,并利用往复式摩擦磨损试验机研究在一定载荷压力下功能梯度材料缸套的摩擦学性能。结果熔覆层金相组织呈现梯度排布,熔覆层与基体材料分子原子交互扩散形成良好的冶金结合。牌号为350、镍质量分数为4.2%、铁质量分数80%的粉末所制备的功能梯度材料,减摩效果最为明显,相比未经处理的对照组,平均摩擦因数降幅为25.4%,且该组在试验中接触电阻的平均值最大,相比对照组提升了63.45%。牌号为330、镍质量分数为9%、铁质量分数为70%的粉末制备的缸套,表面支撑指数最高为0.78,相比于未处理的对照组,增幅达到35%,且试验组活塞环经摩擦后,磨损量均小于对照组。结论制备了30°角分布的功能梯度材料,能使得缸套-活塞环摩擦学系统在工作过程中摩擦副的润滑油膜厚度更厚,且在运行过程中更稳定,以减少摩擦力和降低摩擦因数。同时,增强其支撑能力和储存润滑油的能力,使所制备的缸套摩擦因数显著降低。牌号为350的材料,改善摩擦学性能的效果最优。

关键词：功能梯度材料缸套-活塞环激光熔覆摩擦特性金相组织

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淮北及邻区地壳均衡异常与构造背景

地球物理学报 2024年第9期67卷 3341-3356页

作者：庞琪沛吴云龙张毅张丽芬廖武林王顺丁开华鄢建国中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院武汉430074 中国地质大学(武汉)地质探测与评估教育部重点实验室武汉430074 中国地质大学(武汉)国家地理信息系统工程技术研究中心武汉430074 中国地震局地震研究所武汉430071 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430072

淮北地区位于华北板块东南缘,东侧以郯庐断裂为界与扬子板块相接,研究这一区域的地壳密度结构以及分析其地壳均衡状态对于认识该地区深部构造特征和构造背景具有重要的参考价值.本文基于实测地震数据和重力/GNSS同址观测数据,获取了研... 详细信息

淮北地区位于华北板块东南缘,东侧以郯庐断裂为界与扬子板块相接,研究这一区域的地壳密度结构以及分析其地壳均衡状态对于认识该地区深部构造特征和构造背景具有重要的参考价值.本文基于实测地震数据和重力/GNSS同址观测数据,获取了研究区域重力异常值以及剖面S波速度场,以其为约束反演了剖面地壳密度结构.基于均一和分层地壳模型假设,反演得到了研究区域的莫霍面深度、均衡面深度、均衡异常与均衡附加力,分析了深部构造特征.结果表明,区域内莫霍面深度范围为32~41 km,地壳自西向东逐渐变薄,且上地壳、中地壳和下地壳的变化趋势与莫霍面的变化趋势较为一致,在郯庐断裂带所在区域上地幔物质存在隆起的现象.研究区域整体处于正均衡异常状态,在淮北以东区域,地壳处于较为稳定的状态,均衡面深度范围为30~32km,均衡异常在-2~10 km变化.研究区域内的均衡附加力主要为正值,大小在-20~64 MPa之间变化,整体呈现正均衡异常状态,地壳处于抬升趋势.

关键词：莫霍面均衡面重力异常均衡异常均衡附加力