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基于耗散稀释理论的声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器设计与实现

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中国科学：技术科学 2024年第5期54卷 898-910页

作者：刘瑛郑贤德徐博巫佳琦王曾晖吕克洪邱静刘冠军国防科技大学智能科学学院长沙410073 国防科技大学装备综合保障技术重点实验室长沙410073 电子科技大学基础与前沿研究院成都610054

室温品质因数低下是石墨烯纳机电谐振器走向工程应用面临的关键瓶颈,欧姆损耗难以完全解释石墨烯室温低品质因数以及品质因数应力调控现象.耗散稀释理论揭示了传统高应力硅基谐振器品质因数调控的内在能量及耗散机制,有望适用于石墨烯... 详细信息

室温品质因数低下是石墨烯纳机电谐振器走向工程应用面临的关键瓶颈,欧姆损耗难以完全解释石墨烯室温低品质因数以及品质因数应力调控现象.耗散稀释理论揭示了传统高应力硅基谐振器品质因数调控的内在能量及耗散机制,有望适用于石墨烯类二维材料体系.本文基于Zener滞弹性理论,对比分析高应力石墨烯薄板-薄膜模型下的能量分布与耗散特性,揭示边界处弯曲势能在总弯曲势能中的主导作用,指出薄板模型更适宜分析谐振器能量耗散特性.基于耗散稀释理论,结合石墨烯弯曲刚度特性,构建石墨烯纳机电谐振器耗散稀释理论模型,提出声子晶体软支撑耗散稀释机制.采用三角晶格晶胞构建声子晶体,并以此构建声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器,仿真验证局域态的存在且其品质因数放大因子高于非局域态近5倍,证明了声子晶体软支撑设计提高品质因数的有效性.通过分析局域态的振幅与曲率分布,解释了声子晶体软支撑局域振动能量、抑制耗散的机制.仿真分析品质因数放大因子与软支撑声子晶体层数关系,研究发现仅需2~3层声子晶体即可实现较优局域效果,对谐振器设计具有重要指导意义.针对设计方案,提出了大规模悬空石墨烯背浮法制备工艺与石墨烯声子晶体软支撑结构FIB刻蚀工艺,成功实现了声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器的制备.扫频测试结果表明,声子晶体软支撑石墨烯谐振器品质因数为圆形鼓膜石墨烯谐振器的2.5倍,验证了声子晶体软支撑结构抑制耗散提高品质因数的有效性.本文所建立石墨烯耗散稀释理论模型与声子晶体软支撑耗散稀释机制为石墨烯纳机电谐振器耗散特性研究提供了新思路,所研制声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器为石墨烯纳机电谐振器谐振特性分析、耗散机制研究提供了新平台和新方法.

关键词：石墨烯耗散稀释品质因数声子晶体聚焦离子束

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深度视觉语音生成研究进展与展望

国防科技大学学报 2024年第2期46卷 123-138页

作者：刘丽隋金坪丁丁赵凌君匡纲要盛常冲国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073 海军大连舰艇学院作战软件与仿真研究所辽宁大连116016 国防科技大学教研保障中心湖南长沙410073 海军工程大学电磁能技术全国重点实验室湖北武汉430033

为了进一步推进深度学习技术驱动的视觉语音生成相关科学问题的研究进展,阐述了视觉语音生成的研究意义与基本定义,并深入剖析了该领域面临的难点与挑战;在此基础上,介绍了目前视觉语音生成研究的现状与发展水平,基于生成框架的区别对... 详细信息

为了进一步推进深度学习技术驱动的视觉语音生成相关科学问题的研究进展,阐述了视觉语音生成的研究意义与基本定义,并深入剖析了该领域面临的难点与挑战;在此基础上,介绍了目前视觉语音生成研究的现状与发展水平,基于生成框架的区别对近期主流方法进行了梳理、归类和评述;最后探讨视觉语音生成研究潜在的问题和可能的研究方向。

关键词：视觉语音生成深度学习计算机视觉计算机图形学

大掠射角下幅相极化特征融合雷达导引头舰船检测方法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：韩静雯杨勇连静王威北京电子工程总体研究所国防科技大学电子科学学院

大掠射角下海面目标信号往往淹没在强海杂波中，给雷达导引头目标检测带来了严峻的挑战。为改善大掠射角下雷达检测微弱目标性能，提出一种基于多特征融合的海面目标检测方法。首先，通过分析大掠射角下雷达导引头挂飞实测数据，发现海... 详细信息

大掠射角下海面目标信号往往淹没在强海杂波中，给雷达导引头目标检测带来了严峻的挑战。为改善大掠射角下雷达检测微弱目标性能，提出一种基于多特征融合的海面目标检测方法。首先，通过分析大掠射角下雷达导引头挂飞实测数据，发现海杂波和舰船在展开相位差均值、同极化比相位均值和极差、同极化幅均比四个幅相特征方面存在较大差异；其次结合支持向量机方法，与已有特征集对比，验证了海杂波与舰船目标+海杂波在该四维特征空间可分性更高；进而对分类器加以虚警控制，提出一种幅相特征融合的海面目标检测方法；最后利用实测数据对比检验其性能，结果显示所提方法可以实现大掠射角下海面目标的有效检测。

关键词：目标检测海杂波大掠射角雷达导引头

基于人口流动大数据的传染病初期感染人数估计:以新冠肺炎为例

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指挥与控制学报 2024年第4期10卷 469-478页

作者：韩鸿渐谭索怡陈洒然吕欣国防科技大学系统工程学院长沙410073 盲信号处理国家重点实验室成都610041

基于运营商提供的匿名、累计手机定位大数据,提取全国人口在春节期间的出行信息,并基于爆发地区人口流动情况构建模型推算武汉感染患者数量以及增长趋势。研究结果表明,截止武汉“封城”前,基于湖北省外50座城市感染情况构建DPNA-M模型... 详细信息

基于运营商提供的匿名、累计手机定位大数据,提取全国人口在春节期间的出行信息,并基于爆发地区人口流动情况构建模型推算武汉感染患者数量以及增长趋势。研究结果表明,截止武汉“封城”前,基于湖北省外50座城市感染情况构建DPNA-M模型估计武汉感染人数为26464人,与依据境外检出概率的估计结果接近。与现有的估计方法相比,该模型不严格依赖于疫区统计数据,估计结果更准确,在模型稳健性与应用普适性方面更具优势。

关键词：感染人数早期估计新冠肺炎人口流动检出概率

基于DCGAN-CNN的小样本通信干扰信号识别

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无线电通信技术 2024年

作者：李程陈明虎施育鑫张宁松胡凯国防科技大学第六十三研究所南京信息工程大学电子与信息工程学院国防科技大学电子科学学院

在复杂电磁环境下，真实干扰信号样本的获取往往会比较困难。针对该问题，该文提出了一种基于深度卷积生成对抗网络-卷积神经网络（Deep Convolution Generative Adversarial Network-Convolutional Neural Network，DCGAN-CNN）的小样... 详细信息

在复杂电磁环境下，真实干扰信号样本的获取往往会比较困难。针对该问题，该文提出了一种基于深度卷积生成对抗网络-卷积神经网络（Deep Convolution Generative Adversarial Network-Convolutional Neural Network，DCGAN-CNN）的小样本通信干扰信号识别方法，利用DCGAN具有的生成对抗特性扩充小样本通信干扰信号时频图数据集，将真实样本和生成样本组成混合数据集输入到CNN中进行训练识别，此外，文章在DCGAN和CNN中引入学习率调度器帮助模型更好收敛，仿真结果表明，所提方法可有效提高小样本情况下通信干扰信号的识别率。

关键词：通信抗干扰通信干扰信号识别小样本学习 DCGAN-CNN

面向大规模目标跟踪的相控阵雷达资源分配方法

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信号处理 2024年第9期40卷 1608-1620页

作者：卓娅玲李响左磊胡娟唐波西安电子科技大学雷达信号处理全国重点实验室陕西西安710071 清华大学电子工程系北京100084 国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230037

相比于传统雷达,相控阵雷达能够同时生成多个波束并灵活改变波束指向,被广泛应用于多目标跟踪领域。在大规模集群目标协同探测场景中,为支持后续节点对敌方目标进行火力拦截与打击的任务需求,相控阵雷达需要在规定时间内将空域内优先级... 详细信息

相比于传统雷达,相控阵雷达能够同时生成多个波束并灵活改变波束指向,被广泛应用于多目标跟踪领域。在大规模集群目标协同探测场景中,为支持后续节点对敌方目标进行火力拦截与打击的任务需求,相控阵雷达需要在规定时间内将空域内优先级更高的目标更快地跟踪至火控精度,然而若空域内目标数量过多,雷达探测资源有限,难以完成指定跟踪任务。为了解决这一问题,本文提出了一种面向大规模目标跟踪的相控阵雷达目标分配与功率联合优化算法。首先,推导出包含目标分配和功率优化的预测条件克拉美罗下界,并将其作为目标跟踪性能的衡量指标;随后,本文同时考虑跟踪容量和跟踪精度,以最大化满足跟踪精度的目标数量和最小化多目标优先级加权平均跟踪误差为优化目标,结合相控阵雷达系统资源,建立了大规模目标跟踪下的目标分配和功率联合优化模型,对目标分配变量和发射功率变量进行自适应联合优化配置。针对上述优化问题,本文采用两步分解法,将其分解为目标分配子问题和功率优化子问题,并结合激活函数对非平滑非凸的目标函数进行平滑近似。然后,利用谱投影梯度法进行求解。仿真实验验证了所提算法相较于传统算法在多个场景下均能在指定时间内更快速地将更多目标跟踪至指定精度。

关键词：相控阵雷达大规模目标跟踪目标分配功率优化

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片上集成光学神经网络综述(特邀)

中国激光 2024年第1期51卷 403-418页

作者：符庭钊孙润黄禹尧张检发杨四刚朱志宏陈宏伟国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 清华大学电子工程系北京100084 北京信息科学与技术国家研究中心北京100084 国防科技大学新型纳米光电信息材料与器件湖南省重点实验室湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073

光学神经网络是区别于冯·诺依曼计算架构的一种高性能新型计算范式,具有低延时、低功耗、大带宽以及并行信号处理等优势。片上集成是光学神经网络微型化发展的一种典型方式,近年来片上集成光学神经网络获得了学术界及工业界的广泛关注... 详细信息

光学神经网络是区别于冯·诺依曼计算架构的一种高性能新型计算范式,具有低延时、低功耗、大带宽以及并行信号处理等优势。片上集成是光学神经网络微型化发展的一种典型方式,近年来片上集成光学神经网络获得了学术界及工业界的广泛关注。对基于不同计算单元结构的片上集成光学神经网络的相关研究工作进行了梳理,并分析了其设计原理、实现方法及系统架构特征。同时结合国内外最新研究进展,进一步分析了片上集成光学神经网络在计算单元大规模拓展、可重构、非线性运算和实用化等方面面临的挑战及其未来发展趋势。

关键词：集成光学光计算光学神经网络芯片人工智能

针对回波数据异常时的雷达前视超分辨快速成像方法

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雷达学报（中英文） 2024年第3期13卷 667-681页

作者：李维新李明陈洪猛左磊王东杨磊辛东金济南大学信息科学与工程学院济南250022 西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室西安710071 北京无线电测量研究所北京100854

机载扫描雷达前视成像可广泛应用于态势感知、自主导航和地形跟随。在雷达扫描过程中受到不经意的电磁脉冲干扰或设备性能异常等影响时,雷达回波数据出现异常值。已有的超分辨方法可以抑制回波中的异常值、提高角度分辨率,但没有考虑计... 详细信息

机载扫描雷达前视成像可广泛应用于态势感知、自主导航和地形跟随。在雷达扫描过程中受到不经意的电磁脉冲干扰或设备性能异常等影响时,雷达回波数据出现异常值。已有的超分辨方法可以抑制回波中的异常值、提高角度分辨率,但没有考虑计算实时性问题。针对上述问题,该文提出了一种机载雷达超分辨方法实现回波数据异常时的快速前视成像。为了更好地拟合回波噪声,引入对异常值更加鲁棒的学生t分布,并采用期望最大化方法对成像参数进行估计。受截断奇异值分解方法的启发,将截断的酉矩阵引入目标散射系数的估计公式中。通过矩阵变换降低了求逆矩阵的尺寸,从而降低了参数估计的计算复杂度。仿真结果表明该文提出加速方法可以用更短的时间提高前视成像的角度分辨率,抑制回波数据中的异常值。

关键词：前视成像超分辨数据异常矩阵变换

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基于神经网络的全双工干扰机自干扰对消方法

系统工程与电子技术 2024年

作者：朱虹宇胡卫东王超施庆展张曦蒙袁乃昌国防科技大学电子科学学院国防科技大学自动目标识别国家重点实验室

全双工干扰机具有同时侦收和转发高威胁信号的能力，在雷达、通信对抗领域具有广阔的应用前景。然而，当前的全双工干扰机面临着一个严重问题，即发射的大功率信号会泄漏进入侦收通道，严重降低侦收的灵敏度，极大限制了其使用场景。本... 详细信息

全双工干扰机具有同时侦收和转发高威胁信号的能力，在雷达、通信对抗领域具有广阔的应用前景。然而，当前的全双工干扰机面临着一个严重问题，即发射的大功率信号会泄漏进入侦收通道，严重降低侦收的灵敏度，极大限制了其使用场景。本文通过分析全双工系统中发射泄露产生的自干扰信号的组成及其非线性特性，基于多级隔离和对消自干扰的思想，提出了一种数字域神经网络方法来建立自干扰信号的对消模型。神经网络通过快速学习和感知侦收自干扰信道模型参数，能有效地对消泄露进来的自干扰信号。仿真实验结果表明，与传统的线性对消和传统的数字对消方法相比，本文提出的方法能够快速适应雷达信号的变化，具有更强的自干扰抑制能力，为改善全双工干扰机的性能提供了新的技术途径。

关键词：全双工干扰机大功率信号非线性特性雷达信号变化自干扰抑制能力