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基于改进SBR的舰船SAR成像快速仿真计算方法

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电子学报 2024年第2期52卷 602-613页

作者：章琪琪张寅范君杰夏翀翔闫钧华南京航空航天大学空间光电探测与感知工业和信息化部重点实验室江苏南京211106 南京航空航天大学航天学院江苏南京211106 上海卫星工程研究所上海200240

针对SAR(Synthetic Aperture Radar)舰船成像仿真应用中电磁散射特性计算效率低下的问题,在现有SBR(Shooting and Bouncing Rays)算法的基础上,本文提出两方面改进.一是基于叶节点空间邻域编码搜索的射线管相交面元检测算法,通过只追踪... 详细信息

针对SAR(Synthetic Aperture Radar)舰船成像仿真应用中电磁散射特性计算效率低下的问题,在现有SBR(Shooting and Bouncing Rays)算法的基础上,本文提出两方面改进.一是基于叶节点空间邻域编码搜索的射线管相交面元检测算法,通过只追踪射线管中心射线并搜索叶节点空间周围潜在相交面元,在有效提升相交检测速度的同时避免遗漏相交面元;二是射线管三角剖分快速分裂算法,将射线管和相交面元投影至射线管虚拟孔径面,利用Delaunay三角剖分算法自适应地将射线管快速分裂成连续的子射线管.对典型舰船目标进行RCS(Radar Cross Section)计算及SAR成像仿真实验,结果表明,在保证计算精度的前提下,本文方法计算效率比Kd树(K-dimension tree)加速SBR方法提升14倍以上,比经典自适应射线管分裂SBR方法提升3倍以上,计算效率显著提高.

关键词： SAR成像仿真 SAR回波仿真舰船RCS计算弹跳射线法自适应射线管分裂

基于二维自适应稀疏匹配的弹载阵列雷达三维前视成像技术

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现代雷达 2024年第6期 32-38页

作者：戴金珂吴迪蒋朋辉朱岱寅南京航空航天大学雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室南京航空航天大学深圳研究院四川航天电子设备研究所

弹载雷达高分辨成像技术能够获取打击区域的高分辨率图像，为后续的目标跟踪、干扰识别提供保障，是一种有效的抗无源干扰手段。然而，在末制导阶段，目标往往位于雷达的正前方，此时无法采用合成孔径雷达技术实现成像，成像处理只能通... 详细信息

弹载雷达高分辨成像技术能够获取打击区域的高分辨率图像，为后续的目标跟踪、干扰识别提供保障，是一种有效的抗无源干扰手段。然而，在末制导阶段，目标往往位于雷达的正前方，此时无法采用合成孔径雷达技术实现成像，成像处理只能通过前视成像算法完成。而现有的前视两维成像算法只能获得三维空间中的距离向和方位向信息，无法获取俯仰向的信息。为了进一步获取目标的三维信息，提升雷达后续干扰识别、对抗性能，文中提出了一种基于二维超分辨处理的弹载阵列雷达前视三维成像算法。该算法首先通过二维自适应稀疏匹配技术获得每个快拍在方位-俯仰域的二维超分辨谱，随后根据雷达实时波束扫描中心位置完成信号的积累，最终获取目标前视区域的三维图像。文中采用多组仿真数据进行了验证，结果表明，该算法可以在单快拍条件下重构信号源的方位、俯仰信息，有效提升现有弹载雷达系统的前视三维成像分辨率。

关键词：前视成像三维成像阵列雷达正交匹配追踪

柔性转子弹性对行波旋转超声电机接触特性的影响

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摩擦学学报（中英文） 2024年第1期44卷 1-9页

作者：陈虎城季宏丽赵盖裘进浩南京航空航天大学航空学院机械结构力学及控制国家重点实验室江苏南京210016 桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004

转/定子间动态接触过程决定行波旋转超声电机(TRUM)的输出性能,但是柔性转子弹性在以往界面接触特性研究中常被忽略.本文中基于建立的考虑柔性转子和摩擦层三维弹性的转-定子动力学耦合模型,从接触界面的接触状态、速度、接触应力、摩... 详细信息

转/定子间动态接触过程决定行波旋转超声电机(TRUM)的输出性能,但是柔性转子弹性在以往界面接触特性研究中常被忽略.本文中基于建立的考虑柔性转子和摩擦层三维弹性的转-定子动力学耦合模型,从接触界面的接触状态、速度、接触应力、摩擦应力驱动和阻碍子区等空间分布角度,研究了柔性转子弹性对TRUM摩擦界面的动态接触行为和摩擦损耗的影响.结果表明:柔性转子在轴向、径向和切向均呈现出一定的振动速度,且在接触界面沿圆周方向与定子各向速度形成一定的相位关系,显著影响界面动态接触特性、摩擦特性和摩擦损耗;柔性转子与定子轴向位移分布的相位一致性表明,定子与摩擦层的接触界面具有类齿轮啮合机制;与以往中间驱动两端阻碍的分布结果不同,考虑转/定子动力学耦合的接触区摩擦应力分布为一端驱动和一端阻碍的新机制.计算结果表明在建模过程中忽略柔性转子弹性得到的界面摩擦损耗要比考虑柔性转子弹性获得的摩擦损耗大得多,主要原因:(1)柔性转子径向刚度小,摩擦力作用下接触区的运动方向与定子相同,从而减小了径向速度差和径向摩擦损耗;(2)柔性转子界面的切向振动特性,改变了接触界面黏-滑子区分布,使得行波远离端的摩擦应力阻碍子区消失,且摩擦层界面切向剪切变形长度增大,从而减小了切向滑动和摩擦损耗.研究结果将有助于更好地理解TRUM中的动态接触特性,并指导摩擦界面的设计.

关键词：超声电机柔性转子转子弹性接触特性动态接触摩擦损耗

吸波材料/结构及吸波-承载功能一体化结构研究进展

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复合材料学报 2024年

作者：王江涛陈帅沈承高金翎刘家贵赵振宇王昕李振王鹏飞孟晗卢天健南京航空航天大学多功能轻量化材料与结构工信部重点实验室西安交通大学机械工程学院国际机械中心南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室中国航天科技创新研究院先进材料与能源研究中心

随着现代科学技术的迅速发展，电子信息设备的普及极大改善了人们的生活质量，但随之也带来了电磁干扰与电磁辐射等安全问题，尤其是对于国防军工领域，雷达测试技术的改进升级使得武器装备的生存力面对巨大威胁。因此迫切需要开发高性... 详细信息

随着现代科学技术的迅速发展，电子信息设备的普及极大改善了人们的生活质量，但随之也带来了电磁干扰与电磁辐射等安全问题，尤其是对于国防军工领域，雷达测试技术的改进升级使得武器装备的生存力面对巨大威胁。因此迫切需要开发高性能的电磁吸波材料来抑制电磁干扰与辐射，防止信息泄露。本文以吸波材料与吸波结构应用为切入点，对各种吸波材料的电磁波损耗机制进行了系统地整理，同时探讨了吸波结构的主要应用手段，并以此为基础阐述了吸波材料与吸波结构的研究现状与发展趋势，进一步分析了目前研究发展中吸波材料与吸波结构具备的优势与不足，最后提炼出了吸波领域未来需要解决的关键科学问题，针对现今吸波材料与结构功能一体化研究的不足，提出了关于未来研究方向的关键性建议。在此所讨论的方法与提出的策略有望对未来吸波-承载结构创新型设计提供一定的指导。

关键词：吸波材料/结构吸波-承载功能一体化电磁波损耗机制电磁辐射

固体电解质界面层锂合金相的高通量筛选与界面离子输运研究

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物理化学学报 2024年第3期40卷 50-59页

作者：窦智段慧宇林奕希夏颖慧郑明波许真铭南京航空航天大学材料科学与技术学院江苏省高效电化学储能技术重点实验室南京210016

固体电解质界面层(SEI)对锂离子电池的电化学性能有着重要影响,理想的SEI层应同时具备良好的电子绝缘性、较高的离子电导率,以及一定的界面机械强度来承受锂沉积/剥离行为所伴随的体积变化和抑制锂枝晶形成。构筑LiF基人工SEI层已被证... 详细信息

固体电解质界面层(SEI)对锂离子电池的电化学性能有着重要影响,理想的SEI层应同时具备良好的电子绝缘性、较高的离子电导率,以及一定的界面机械强度来承受锂沉积/剥离行为所伴随的体积变化和抑制锂枝晶形成。构筑LiF基人工SEI层已被证明是保护固态锂离子电池负极界面的有效策略。本工作通过材料数据库挖掘技术、高通量第一性原理计算和从头算分子动力学模拟对若干锂合金进行相图计算、扩散能垒计算,以评估其热力学稳定性和锂离子扩散能力,最终筛选出27种可用于LiF基人工SEI层锂离子导电相的锂合金材料。同时,对若干锂合金的晶体结构-扩散性质进行构效关系分析发现,锂合金晶体结构类型对锂离子扩散能力的影响比其元素组分更加显著,即I43d和Fm3m族群结构的锂合金具备非常优异的锂离子输运性能,而Pm3m和F43m族群结构的锂合金扩散通道狭窄,锂离子输运性能差。此外,本计算工作发现锂离子在LiF晶体中扩散迁移是极其困难的,而在LiF晶界和LiF/LiM合金界面迁移扩散阻力极小,藉此获得人工SEI界面层中锂离子输运的物理图像。

关键词：固态电池人工SEI界面锂合金第一性原理计算界面离子扩散

可重构智能表面辅助的V2I通信系统联合波束赋形算法

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电子与信息学报 2024年

作者：仲伟志何艺段洪涛万诗晴范振雄朱秋明林志鹏南京航空航天大学电磁频谱空间认知动态系统工业与信息化部重点实验室国家无线电监测中心

为解决基于信道先验知识的联合波束赋形方法受限于多变的车辆与交通基础设施(V2I)通信场景且信道估计开销过大等问题，该文结合环境态势感知，提出一种基于无线传播链路预测的联合波束赋形方法。该方法首先利用射线追踪模拟器构建了可... 详细信息

为解决基于信道先验知识的联合波束赋形方法受限于多变的车辆与交通基础设施(V2I)通信场景且信道估计开销过大等问题，该文结合环境态势感知，提出一种基于无线传播链路预测的联合波束赋形方法。该方法首先利用射线追踪模拟器构建了可重构智能表面(RIS)辅助的V2I毫米波通信系统模型，通过改变环境态势以获取多样的无线传播链路数据来构建数据集。其次，使用该数据集训练基于机器学习的无线传播链路预测模型。最后，在最大发射功率约束条件下，构建了联合波束赋形问题模型，并基于预测结果采用交替迭代优化方法(AIOA)优化基站波束赋形矩阵和RIS相移矩阵，以实现同步通信车辆用户最小信干噪比(SINR)的最大化。仿真结果验证了该方法的有效性，通过引入非信道先验知识驱动，降低了信道探测开销，提高了该方法在V2I场景中的可行性。

关键词： V2I通信可重构智能表面联合波束赋形环境态势感知信道预测

基于微带双脊间隙波导技术的Ka波段六端口网络电路

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微波学报 2024年第2期40卷 84-89页

作者：包建晔姜勋施永荣合肥云之微电子有限公司合肥230022 南京航空航天大学电子信息工程学院南京211106 南京理工大学ZNDY重点实验室南京210094

面向毫米波高精度雷达探测应用,文中提出了一种基于微带双脊间隙波导技术的六端口网络电路。设计了基于微带双脊间隙波导的功分器和耦合器电路,提出了微带双脊间隙波导至微带线的新型过渡转换结构,并基于简化的六端口网络原理框图,将所... 详细信息

面向毫米波高精度雷达探测应用,文中提出了一种基于微带双脊间隙波导技术的六端口网络电路。设计了基于微带双脊间隙波导的功分器和耦合器电路,提出了微带双脊间隙波导至微带线的新型过渡转换结构,并基于简化的六端口网络原理框图,将所设计的功分器、耦合器以及过渡转换结构进行有机组合,实现了所设计的Ka波段六端口网络电路。实验测试结果表明:在所设计的37.5 GHz~42.5 GHz频率范围内,输入端口1与四个输出端口间的相位差均在±2.5°以内,输入端口2与四个输出端口间的相位差均在±5°内,工作中心频率处的输入输出间插入损耗约为7.3 dB。实验与仿真结果吻合较好。

关键词：微带双脊间隙波导六端口网络电路功分器耦合器过渡转换

基于GaSe/Ga_(2)O_(3)异质结的自供电日盲紫外光电探测器

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物理学报 2024年第11期73卷 360-367页

作者：宿冉奚昭颖李山张嘉汉姜明明刘增唐为华南京邮电大学集成电路科学与工程学院(产教融合学院) 氧化镓半导体创新中心(IC-GAO)南京210023 内蒙古大学电子信息工程学院呼和浩特010021 南京大学电子科学与工程学院南京210093 南京航空航天大学物理学院空天信息材料与物理工信部重点实验室南京211106

氧化镓(Ga_(2)O_(3))作为超宽禁带半导体在深紫外探测领域有极其重要的应用价值.它能与GaSe形成典型的Ⅱ型异质结构,促进载流子分离与传输,进而实现高性能的自供电探测.本文利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术在蓝宝石衬底上生长... 详细信息

氧化镓(Ga_(2)O_(3))作为超宽禁带半导体在深紫外探测领域有极其重要的应用价值.它能与GaSe形成典型的Ⅱ型异质结构,促进载流子分离与传输,进而实现高性能的自供电探测.本文利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术在蓝宝石衬底上生长了Ga_(2)O_(3)薄膜,并采用布里奇曼技术在氧化镓薄膜上生长了GaSe薄膜,构建了GaSe/β-Ga_(2)O_(3)异质结光电探测器,分析其中涉及的光物理与界面物理问题.该探测器对深紫外光有很好的响应性能,在8 V的电压下器件的暗电流仅为1.83 pA,254 nm光照下的光电流达到了6.5 nA,且UV-C/可见光(254 nm/600 nm)的抑制比约为354,即使在很小的光照强度下,响应度和探测度也达到了1.49 mA/W和6.65×10^(11)Jones.同时,由于结界面上的空间电荷区形成的光伏效应,该探测器在零偏压下表现出自供电性能,开路电压为0.2 V.此外,探测器有很好的灵敏度,无论是在电压恒定的条件下用不同光强的光照射探测器,还是在光强恒定条件下改变电压,器件都能快速响应.

关键词：光电探测器氧化镓硒化镓自供电

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复杂系统测试性设计与故障诊断策略研究进展

系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2359-2373页

作者：陆宁云李洋姜斌黄守金马坤南京航空航天大学自动化学院江苏南京211106 航空航天结构力学及控制全国重点实验室江苏南京211106 上海大学机电工程与自动化学院上海200444 中国计量科学研究院北京100029

测试性设计是提高系统可靠性、安全性、维修性、保障性的重要前沿技术,决定了系统故障检测率和隔离率,直接影响系统的维护(测试)成本。系统测试性设计包含结构化设计、模型化设计、数据驱动设计等多种设计策略。其中,数据驱动设计于近... 详细信息

测试性设计是提高系统可靠性、安全性、维修性、保障性的重要前沿技术,决定了系统故障检测率和隔离率,直接影响系统的维护(测试)成本。系统测试性设计包含结构化设计、模型化设计、数据驱动设计等多种设计策略。其中,数据驱动设计于近年逐渐兴起并成为重要发展方向之一,该类方法通过对系统测试与故障之间的关系进行建模,依据测试结果进行故障推理,形成故障诊断方案。首先,简要回顾了系统测试性设计的发展历程;其次,重点介绍了测试性设计的研究进展,分析总结了结构化、模型化、数据驱动3类测试方案;然后,介绍了测试性诊断策略构建,根据测试方案中的建模方法确定诊断策略的构建技术,并总结归纳了每类技术的研究特点和适用性;最后,探讨了当前复杂系统测试性设计面临的挑战性问题和可能的未来研究方向。

关键词：测试性设计模型化设计数据驱动测试性诊断策略

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