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基于迭代算法的不同状态散射光场聚焦

物理学报 2024年第12期73卷 190-197页

作者：段美刚赵映左浩毅太原科技大学应用科学学院太原030024 四川大学物理学院成都610065

透过散射介质传递光学信息在生物医学、航空航天等领域具有广阔的应用前景.但是,当光通过散射介质后会引起波前畸变,导致光学信息失真.基于波前振幅调制技术是利用优化算法不断对入射光波前振幅进行调整,找到可使目标区域光强最大对应... 详细信息

透过散射介质传递光学信息在生物医学、航空航天等领域具有广阔的应用前景.但是,当光通过散射介质后会引起波前畸变,导致光学信息失真.基于波前振幅调制技术是利用优化算法不断对入射光波前振幅进行调整,找到可使目标区域光强最大对应的波前振幅分布.实验主要研究通过波前振幅调制使透过散射介质的空间光实现光聚焦,讨论在不同持续时间的散射光场中控球后卫算法与遗传算法对散射光场的调控能力.实验结果表明,在散射介质持续时间相同的情况下,控球后卫算法可以实现比遗传算法更高增强因子的聚焦点以及更均匀的多点聚焦.

关键词：散射介质波前整形聚焦振幅调制

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RIS辅助通信系统中基于深度压缩感知的信道估计

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北京邮电大学学报 2024年第1期47卷 38-44页

作者：刘峰杨柳赵磊上海电机学院电子信息学院上海201306

针对可重构智能表面(RIS)辅助多用户通信系统中信道估计导频开销大和精度有限的问题,提出一种基于深度压缩感知的信道估计算法。为了降低传统正交匹配追踪(OMP)算法的导频开销,利用级联信道特有的双结构稀疏性质,提出改进OMP算法,获得... 详细信息

针对可重构智能表面(RIS)辅助多用户通信系统中信道估计导频开销大和精度有限的问题,提出一种基于深度压缩感知的信道估计算法。为了降低传统正交匹配追踪(OMP)算法的导频开销,利用级联信道特有的双结构稀疏性质,提出改进OMP算法,获得级联信道的粗估计值;为了进一步提升信道估计的精度,设计了一种深度学习模型,将粗估计信道矩阵视为低分辨的图像,通过多路卷积网络最大程度地隐式学习噪声特征;最后,提出了基于残差连接的多路卷积网络(RMCN)结构,利用噪声的空间特性和可加性,去除噪声对信道矩阵的影响,输出一个高分辨率的级联信道矩阵,从而完成信道估计。仿真结果表明,相比于传统OMP算法,所提RMCN-OMP算法的归一化均方误差减小了约2.5 dB,在降低导频开销的同时,具有更高的估计精度。

关键词：可重构智能表面信道估计深度压缩感知多路卷积网络

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大视场小型无热化长波红外镜组设计

红外技术 2024年第1期46卷 20-26页

作者：肖纳川孙拓胡力允赵永权王双保徐智谋张学明华中科技大学光学与电子信息学院湖北武汉430074

跟随红外镜头小型化、大视场化的趋势,利用ZEMAX设计了一款大视场无热化小型长波红外镜组。系统匹配384×288@17μm的非制冷型长波红外探测器,工作波段为8~12μm。系统F数为1.6,相比于传统红外镜头,视场角更大,全视场达72°,尺寸更小,... 详细信息

跟随红外镜头小型化、大视场化的趋势,利用ZEMAX设计了一款大视场无热化小型长波红外镜组。系统匹配384×288@17μm的非制冷型长波红外探测器,工作波段为8~12μm。系统F数为1.6,相比于传统红外镜头,视场角更大,全视场达72°,尺寸更小,总长仅为6.96 mm。主镜头仅用3片镜片,通过两种红外光学材料的搭配以及6面非球面实现像差的校正和光学系统的无热化,工作温度范围覆盖-40~60℃。仿真结果表明,在空间频率15 lp/mm处,全视场的调制传递函数大于0.5,空间频率30 lp/mm处,全视场调制传递函数大于0.15。同时为了增大红外探测器的填充因子,提高能量利用率,在系统中搭配设计了放置于红外传感器前的微透镜阵列。实现了红外光学系统的小型化,为红外热像仪在智能手机上的应用提供了解决方案。

关键词：长波红外无热化大视场微透镜阵列

基于改进秃鹰算法优化极限学习机的谐波发射水平估计

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电力系统保护与控制 2024年第1期52卷 156-165页

作者：夏焰坤朱赵晴唐文张任俊杰张艺凡西华大学电气与电子信息学院四川成都610039

针对目前电力系统谐波发射水平难以直接测量的问题,提出了一种基于改进秃鹰算法(improved bald eagle search,IBES)优化极限学习机(extreme learning machine,ELM)的谐波发射水平估计方法。首先,在传统秃鹰搜索算法中引入Tent混沌映射... 详细信息

针对目前电力系统谐波发射水平难以直接测量的问题,提出了一种基于改进秃鹰算法(improved bald eagle search,IBES)优化极限学习机(extreme learning machine,ELM)的谐波发射水平估计方法。首先,在传统秃鹰搜索算法中引入Tent混沌映射和柯西变异算子,利用IBES算法对ELM模型的输入权重和阈值进行寻优。其次,输入公共连接点(point of common coupling,PCC)处谐波电压和谐波电流,代入IBES-ELM模型,估计用户侧和系统侧谐波发射水平。最后进行仿真和工程实例分析,并与其他算法的估计结果进行对比。结果表明,所提IBES-ELM方法估计精度优于长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)、卷积神经网络(convolution neural network,CNN)、反向传播神经网络(back propagation neural network,BP)和CNN-LSTM算法模型,验证了该方法的有效性和稳定性。

关键词：谐波发射水平秃鹰搜索优化 Tent混沌映射柯西变异算子极限学习机

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图像跨尺度特征融合与数据增强的公交客流检测模型

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 700-708页

作者：黄丽龚志鹏刘凡凡程起敏中南民族大学电子信息工程学院湖北武汉430074 华中科技大学电子信息与通信学院湖北武汉430074

针对目前公交客流目标检测中由于前后排乘客图像尺寸差距大、遮挡严重而难以检测的问题,提出一种改进的目标检测模型YOLOv5s_P。该模型基于YOLOv5基本架构,针对乘客图像尺寸差距大的问题,使用重复加权双向特征金字塔网络结构替换YOLOv5... 详细信息

针对目前公交客流目标检测中由于前后排乘客图像尺寸差距大、遮挡严重而难以检测的问题,提出一种改进的目标检测模型YOLOv5s_P。该模型基于YOLOv5基本架构,针对乘客图像尺寸差距大的问题,使用重复加权双向特征金字塔网络结构替换YOLOv5中的路径聚合网络结构,引入权重机制双向跨尺度融合不同特征,增强提取复杂目标特征的能力;同时针对遮挡问题,结合Mixup数据增强方法,扩充遮挡和重叠图像的训练样本,提高模型泛化能力,减少客流图像残缺导致的漏检。为了验证YOLOv5s_P模型性能,将其应用于实际公交场景,并与Faster R-CNN、SSD300、RetinaNet、YOLOv5s 4种模型进行对比测试。实验结果表明,YOLOv5s_P模型在不影响检测速度的情况下,平均精度均值达到96.9%,平均漏检率较YOLOv5s模型降低了3.43%,提高了公交客流的检测精度。

关键词：深度学习 YOLOv5s_P 公交客流目标检测特征融合数据增强

一种基于传输线理论的pn结二极管小信号模型

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半导体技术 2024年第3期49卷 218-225页

作者：李翔刘军杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018

为了精确表征毫米波频段pn结二极管的特性,提出了一种基于传输线理论的pn结二极管小信号模型。该模型包括表征pn结的本征部分和寄生部分。以量化的pn结耗尽区串联电阻作为中间项,通过非线性传输线理论近似方法,推导出全新的pn结二极管... 详细信息

为了精确表征毫米波频段pn结二极管的特性,提出了一种基于传输线理论的pn结二极管小信号模型。该模型包括表征pn结的本征部分和寄生部分。以量化的pn结耗尽区串联电阻作为中间项,通过非线性传输线理论近似方法,推导出全新的pn结二极管小信号模型的拓扑结构。通过导纳参数和阻抗参数的参数解析提取方法,提取等效电路中各元件参数值。使用某磷化铟(InP)工艺线加工所得2×3μm、8×8μm、4×16μm二极管的散射参数数据进行验证。结果表明,在1~110 GHz频率范围内,不同偏压的模型仿真结果与测试结果均吻合较好,同时也能表明模型在毫米波频段内有良好的适用性。

关键词：毫米波频段 pn结耗尽区串联电阻传输线理论参数解析提取

相移光纤光栅耦合强度对DFB光纤激光器输出性能的影响研究

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中国激光 2024年

作者：邹萌鲁强肖翔鹏代雨泽沈凯孙琪真闫志君华中科技大学光学与电子信息学院华中科技大学无锡研究院

我们研究了相移光纤光栅（PS-FBG）耦合强度对DFB光纤激光器（DFB-FL）输出性能的影响。基于传输矩阵理论和粒子能级速率方程，建立了DFB-FL的传输模型，仿真结果表明，PS-FBG透射狭缝带宽随耦合强度增加而下降；DFB-FL泵浦效率随PS-FB... 详细信息

我们研究了相移光纤光栅（PS-FBG）耦合强度对DFB光纤激光器（DFB-FL）输出性能的影响。基于传输矩阵理论和粒子能级速率方程，建立了DFB-FL的传输模型，仿真结果表明，PS-FBG透射狭缝带宽随耦合强度增加而下降；DFB-FL泵浦效率随PS-FBG耦合强度增加先上升后下降；DFB-FL的输出偏振态与光纤内部双折射和PS-FBG耦合强度相关，降低PS-FBG耦合强度或增大光纤内部双折射有利于DFB-FL单偏振态输出；DFB-FL的驰豫振荡频率（ROF）随着PS-FBG耦合强度增加向高频移动，同时相对强度噪声（RIN）下降。实验制备了不同PS-FBG耦合系数和光栅长度的DFB-FL，性能测试结果和理论相吻合，最终通过封装结构设计，获得了输出激光线宽4.1kHz,RIN峰值<-120dB/Hz，偏振消光比（PER）23dB，泵浦效率0.17%的窄线宽光纤激光器。研究结果对研制高效率、窄线宽、低噪声、单偏振输出的种子源激光器有一定指导意义。

关键词：相移光纤光栅 DFB光纤激光器窄线宽单偏振相对强度噪声

不同压下量对波纹辊轧制铜/铝复合板微观组织及力学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第7期53卷 1826-1835页

作者：李岩史爱尊张文斌刘翠荣太原科技大学材料科学与工程学院山西太原030024 山西电子科技学院智能制造产业学院山西临汾041000

波纹辊冷轧粘合(CCRB)作为一种新型轧制工艺,在金属复合板的制备过程中受到广泛关注,但不同压下量下波纹复合板的力学性能及界面的微观形貌尚不明确。采用数值模拟和实验方法,研究了在55%、60%、65%和70%压下量下制备铜/铝波纹复合板的... 详细信息

波纹辊冷轧粘合(CCRB)作为一种新型轧制工艺,在金属复合板的制备过程中受到广泛关注,但不同压下量下波纹复合板的力学性能及界面的微观形貌尚不明确。采用数值模拟和实验方法,研究了在55%、60%、65%和70%压下量下制备铜/铝波纹复合板的情况。通过ABAQUS有限元模拟仿真软件建立三维模型,模拟了轧制过程中的应力和应变曲线。通过扫描电子显微镜、电子背散射衍射、X射线能谱仪等方法研究了波纹复合板界面形貌。结果表明,复合板的极限抗拉伸强度和剪切强度在65%压下量下达到最大值,分别为221.08和79 MPa,在55%压下量下达到最小值,分别为169.34和45 MPa。在65%和70%压下量下,由于剧烈的塑性变形作用,复合板形成拉长的晶粒和细小的等轴晶。但70%压下量下,由于轧制力过大,基体金属产生微裂纹,导致拉伸性能下降,这与力学实验结果一致。

关键词：铜/铝波纹复合板波纹辊冷轧粘合(CCRB) 压下量 ABAQUS有限元模拟力学性能微观形貌

基于融合式神经网络的目标多磁性参数反演研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 130-134页

作者：文无敌张广豫陈俊欧阳君海军工程大学兵器工程学院湖北武汉430033 华中科技大学光学与电子信息学院湖北武汉430074

针对由不同磁性材料构成的复杂目标体多个磁导率参数反演困难的问题,基于深度学习提出了一种高效的融合式神经网络反演方法.首先,通过融合式神经网络中的分类器将大尺度范围目标磁场信号进行粗化分类,以映射到小尺度局部范围;然后,再通... 详细信息

针对由不同磁性材料构成的复杂目标体多个磁导率参数反演困难的问题,基于深度学习提出了一种高效的融合式神经网络反演方法.首先,通过融合式神经网络中的分类器将大尺度范围目标磁场信号进行粗化分类,以映射到小尺度局部范围;然后,再通过融合式神经网络中的解算器进行多磁性参数的精细化回归预测.将所提出的融合式神经网络与传统的全连接神经网络进行了仿真实验对比,实验结果表明:融合式神经网络对多磁导率参数的推算精度高达97.5%,比传统全连接神经网络具有更高的预测精度.

关键词：磁反演神经网络多参数预测深度学习磁导率