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双级PIN限幅器的微波脉冲响应机理及规律

物理学报 2024年第6期73卷 349-359页

作者：高铭萱张洋张军国防科技大学前沿交叉学科学院长沙410073 国防科技大学理学院长沙410073

基于双级限幅器中两个PIN二极管的多物理场仿真模型与限幅器中其他电路元器件的SPICE模型,搭建了Si基双级PIN限幅器的场路协同仿真模型,利用这一模型对微波脉冲作用下限幅器中两级PIN二极管的温度响应特性进行了仿真.在此基础上对限幅... 详细信息

基于双级限幅器中两个PIN二极管的多物理场仿真模型与限幅器中其他电路元器件的SPICE模型,搭建了Si基双级PIN限幅器的场路协同仿真模型,利用这一模型对微波脉冲作用下限幅器中两级PIN二极管的温度响应特性进行了仿真.在此基础上对限幅器在不同频率、幅值微波脉冲信号作用下内部发生熔化现象所需的时间与能量进行了仿真,并对这一过程进行了机理分析与响应特性规律总结.仿真结果表明,当限幅器中第一级PIN二极管内部最高温度已达到材料熔点时,第二级PIN二极管的温度变化幅度较小.限幅器内部发生熔化现象所消耗的时间与能量随信号幅值、频率的变化呈现出规律性关系,发生熔化现象所需的时间随信号幅值或频率的提升而减小;发生熔化现象所需的能量随频率的提升而降低,随幅值的变化存在极大值点;限幅器的响应特性对信号参数表现出了不同的敏感性.

关键词：双级PIN限幅器微波脉冲场路协同仿真热效应

电磁感应透明条件下里德伯原子系统的亚稳动力学

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物理学报 2024年第10期73卷 175-183页

作者：夏刚张亚鹏汤婧雯李春燕吴春旺张杰周艳丽国防科技大学理学院长沙410073

开放量子系统是新兴量子科技不可或缺的量子平台,也是量子物理中非常重要的研究领域,其中丰富的动力学现象引起了人们广泛的关注.例如,某些情况下系统在弛豫至稳态之前一般会经历漫长的动力学过程,即亚稳动力学过程.完整描述这种复杂而... 详细信息

开放量子系统是新兴量子科技不可或缺的量子平台,也是量子物理中非常重要的研究领域,其中丰富的动力学现象引起了人们广泛的关注.例如,某些情况下系统在弛豫至稳态之前一般会经历漫长的动力学过程,即亚稳动力学过程.完整描述这种复杂而又缓慢的动力学过程往往非常困难.针对该问题,本文研究了如何在刘维尔的慢变本征模式子空间中对亚稳动力学过程进行低维度的近似描述,从而简化计算难度.然后,针对电磁感应透明条件下的里德伯原子系统,研究了其亚稳动力学过程的有效描述,并讨论了该有效描述和真实动力学之间的误差.本文的研究为建立开放多体系统动力学过程的有效简化描述提供了一种可行的思路和方法.

关键词：亚稳动力学弛豫电磁感应透明刘维尔超算子

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面向富语义复杂事件的时空数据建模

地理学报 2024年第7期79卷 1700-1717页

作者：刘凤钟志农贾庆仁景宁马梦宇杨飞国防科技大学长沙410073

时空是事件的基本特征,复杂事件是多个事件的综合过程,具有多尺度时空特征、多层次语义特征。如何依托时空数据模型,从事件的基本特征出发对复杂事件建模、分析,是实现对事件时空演变知识挖掘与模拟推理的关键途径。由于现有模型难以捕... 详细信息

时空是事件的基本特征,复杂事件是多个事件的综合过程,具有多尺度时空特征、多层次语义特征。如何依托时空数据模型,从事件的基本特征出发对复杂事件建模、分析,是实现对事件时空演变知识挖掘与模拟推理的关键途径。由于现有模型难以捕捉事件中跨时空粒度多实体对象间的演变轨迹与时空演化因果关联,缺乏对复杂事件语义动态变化的刻画,无法满足对复杂事件的建模需求。本文主要:(1)分析复杂事件中事件的概念,提出富语义事件时空数据模型,拓宽了时空数据模型所表达的事件维度。依据事件的多维度特征,实现了对跨时空粒度的多实体对象伴随事件演变的状态与行为特征描述;(2)以事件特征聚合事件层次结构,建立事件由繁至简、由事件本身到其组成要素的多级逻辑框架;(3)刻画复杂事件中事件与事件、实体与实体的关联关系,以时空关系、属性关系的演变推动对事件潜在因果关系的分析;(4)以人类社会历史战争为例,阐述富语义事件时空数据模型的建模与分析方法,依托GIS平台阐述模型表达内容在事件实例中的应用,解释了伴随事件推进引起实体属性演变、实体与实体关系演变,再由上述变化引发新的事件发生的知识推理过程,验证了模型的可行性与实用性。

关键词：复杂事件富语义事件时空数据模型多时空时空演化因果关联

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存储体编译和布局协同的片上缓存设计方法

国防科技大学学报 2024年第1期46卷 198-203页

作者：刘必慰熊琪杨茗宋雨露国防科技大学计算机学院湖南长沙410073 国防科技大学理学院湖南长沙410073 国防科技大学军政基础教育学院湖南长沙410073

为了提高片上缓存的速度、降低面积和功耗,提出了一种存储体编译和布局协同的片上缓存设计方法。该方法基于存储体在芯片上的不同空间位置预估该存储体的时序余量,分别采用拆分/合并、尺寸调整、阈值替换和长宽比变形等多种配置参数穷... 详细信息

为了提高片上缓存的速度、降低面积和功耗,提出了一种存储体编译和布局协同的片上缓存设计方法。该方法基于存储体在芯片上的不同空间位置预估该存储体的时序余量,分别采用拆分/合并、尺寸调整、阈值替换和长宽比变形等多种配置参数穷举组合进行存储体编译,根据时序余量选择最优的静态随机存取存储器存储体编译配置。将该方法与现有的物理设计步骤集成为一个完整的设计流程。实验结果表明,该方法能够降低约9.9%的功耗,同时缩短7.5%的关键路径延时。

关键词：片上缓存静态随机存取存储器协同设计低功耗

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基于强化学习与种群博弈的近距空战决策

航空学报 2024年第12期45卷 169-184页

作者：王宝来高显忠谢涛侯中喜国防科技大学计算机学院长沙410073 国防科技大学空天科学学院长沙410073

随着人工智能与无人机(UAV)技术的发展,近距空战智能决策得到了世界各国的广泛关注。针对传统强化学习在解决近距空战智能决策问题时存在过拟合与策略循环等问题,提出了一种基于种群博弈的空战智能决策模型训练范式。通过构建由多个无... 详细信息

随着人工智能与无人机(UAV)技术的发展,近距空战智能决策得到了世界各国的广泛关注。针对传统强化学习在解决近距空战智能决策问题时存在过拟合与策略循环等问题,提出了一种基于种群博弈的空战智能决策模型训练范式。通过构建由多个无人机智能体组成的种群,并为每个智能体赋予不同奖励权重系数,实现了无人机智能体多样化的风险偏好。种群中不同风险偏好的智能体模型相互进行对抗训练,能够有效避免过拟合和策略循环问题。在训练过程中,每个无人机智能体根据与不同对手策略的对抗结果自适应地优化奖励权重系数。在数值仿真实验中,种群博弈训练中的智能体5与智能体3分别以88%和85%的胜率击败了专家系统对抗训练和自博弈训练得到的智能决策模型,算法性能得到有效验证。此外,通过进一步实验表明了种群博弈训练范式中权重系数动态调整的必要性,并在异构机型上验证了所提训练范式的通用性。

关键词：近距空战智能决策强化学习种群博弈 SAC算法

面向高速PAM4有线收发机的自适应和低复杂度最大似然序列检测器

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第3期36卷 452-463页

作者：许超龙赖明澈吕方旭王强齐星云罗章李世杰张庚国防科技大学计算机学院长沙410000

高速串行收发机是中央处理器、网卡和交换机等高性能芯片的关键部件.判决反馈均衡器(decision feedback equalization,DFE)是高速串行收发机的主要判决电路.针对传统DFE在高码间干扰(intersymbol interference,ISI)信道下的高误码率制... 详细信息

高速串行收发机是中央处理器、网卡和交换机等高性能芯片的关键部件.判决反馈均衡器(decision feedback equalization,DFE)是高速串行收发机的主要判决电路.针对传统DFE在高码间干扰(intersymbol interference,ISI)信道下的高误码率制约串行收发机速率提升的问题,提出一种面向4电平调制(4 pulse amplitude modulation,PAM4)串行收发机的自适应、低复杂度的减状态序列检测器(adaptive reduced-state sequence detector,ARSSD).ARSSD基于最大似然序列检测结构降低检测误码率;结合Viterbi算法和分区算法降低运算复杂度;采用基于迫零算法的ISI参数获取方式实现检测器参数的自适应更新.所提结构最终完成了行为仿真、电路设计以及系统验证.基于模拟前端芯片和现场可编程门阵列电路的实验结果表明,与传统DFE相比,当12~64 Gbps PAM4信号经过−8~−18 dB@16 GHz衰减信道时,32×4路并行ARSSD检测误码率降低2个数量级,与行为仿真结果一致.

关键词： 4电平调制串化器/解串器最大似然序列检测 Viterbi算法迫零算法现场可编程门阵列

R13/R26矩方法的介观尺度壁面边界条件

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国防科技大学学报 2024年第3期46卷 98-104页

作者：杨伟奇杨惠国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073 国防科技大学计算机学院湖南长沙410073

宏观尺度NSF(Navier-Stokes-Fourier)、R13/R26矩方程边界条件在中、大克努森数Kn来流条件下计算精度大幅度降低,也极易发散。针对这一难题,提出R13/R26矩方程的介观尺度边界条件,在靠近壁面处重构速度分布函数,并输入介观尺度Boltzman... 详细信息

宏观尺度NSF(Navier-Stokes-Fourier)、R13/R26矩方程边界条件在中、大克努森数Kn来流条件下计算精度大幅度降低,也极易发散。针对这一难题,提出R13/R26矩方程的介观尺度边界条件,在靠近壁面处重构速度分布函数,并输入介观尺度Boltzmann模型方程;基于离散速度法求解宏观参数,所得到的宏观参数作为R13/R26矩方程的壁面边界条件。仿真结果表明:基于介观尺度边界条件的R13/R26矩方法相较原边界条件计算精度最大提高59.84%,同时,所提出的边界条件将矩方法对Kn的适用范围拓展到1.0。

关键词：稀薄气体矩方法非平衡流边界条件

壁面渗透气膜工质对圆锥高超声速边界层稳定性的影响

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物理学报 2024年第12期73卷 221-234页

作者：胡玉发易仕和刘小林徐席旺张震张臻国防科技大学空天科学学院长沙410073

壁面渗透气膜是一种有应用前景的高超声速边界层转捩控制和减阻降热方式.在马赫数6高超声速静音风洞内,使用纳米粒子示踪的平面激光散射(nano-tracer planar laser scattering,NPLS)技术和高频脉动压力测试技术,研究了壁面渗透气膜工质... 详细信息

壁面渗透气膜是一种有应用前景的高超声速边界层转捩控制和减阻降热方式.在马赫数6高超声速静音风洞内,使用纳米粒子示踪的平面激光散射(nano-tracer planar laser scattering,NPLS)技术和高频脉动压力测试技术,研究了壁面渗透气膜工质(氦气、空气和二氧化碳)在相同体积流量条件下对圆锥高超声速边界层的影响.实验结果表明,壁面渗透气膜显著增厚了边界层,最厚位置都出现在渗透区域下游边界处,且氦气气膜时边界层最薄,二氧化碳气膜时最厚.通常,空气气膜和二氧化碳气膜使得边界层内提前出现规则的绳状交织的第二模态波结构,但体积流量较大条件下二氧化碳气膜时,扰动波结构类似剪切层不稳定性.氦气气膜时,扰动波结构不是第二模态波,其形状不规则,随时空变化较大,壁面脉动压力功率谱密度没有出现峰值频率.空气气膜时第二模态波波长大约是边界层厚度的2—3倍,而二氧化碳气膜时增大到3倍以上.二氧化碳气膜时第二模态波峰值频率最小,频带范围最窄,波长最长,幅值最大,扰动波传播距离较远且非线性相互作用较强.

关键词：高超声速边界层壁面渗透气膜第二模态波剪切层不稳定性

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惯性角速度匹配测量方程的耦合误差分析

中国惯性技术学报 2024年第3期32卷 226-233页

作者：吴伟李湘源马昕明秦石乔国防科技大学前沿交叉学科学院长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室长沙410073

针对惯性角速度匹配测量方程得不到理论精确解的问题,根据角速度匹配测量方程建立了形变角估计误差与船体角运动和动态形变角的相关函数模型,从理论上证明了船体角运动与动态形变角之间的交叉耦合将产生形变角估计误差。在动态形变角和... 详细信息

针对惯性角速度匹配测量方程得不到理论精确解的问题,根据角速度匹配测量方程建立了形变角估计误差与船体角运动和动态形变角的相关函数模型,从理论上证明了船体角运动与动态形变角之间的交叉耦合将产生形变角估计误差。在动态形变角和船摇角幅度分别为20″和2°的仿真条件下,当船体运动角速度与动态形变角速度不相关时,形变角估计误差均值分别为-1.8"、3.7"、3.8";当船体运动角速度与动态形变角速度完全相关时,形变角估计产生约50"的偏置误差。仿真和实验结果表明,误差的大小与二者之间的相关系数呈正相关。研究结果可为舰船形变测量和传递对准相关的理论研究和工程应用提供参考。

关键词：船体形变角速度匹配相关函数耦合误差