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基于CMOS的高响应度太赫兹探测器线阵

红外与毫米波学报 2024年第1期43卷 70-78页

作者：白雪张子宇徐雷钧赵心可范小龙江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 中国电子科技集团公司第五十五研究所江苏南京210016

本文提出了一种基于CMOS 0.18μm工艺的改进型高响应度太赫兹探测器线阵,各探测像素单元由高增益片上天线、高耦合度差分自混频功率探测电路和集成电压放大器组成。其中,差分探测电路利用源极差分驱动场效应管的交叉耦合电容,将太赫兹... 详细信息

本文提出了一种基于CMOS 0.18μm工艺的改进型高响应度太赫兹探测器线阵,各探测像素单元由高增益片上天线、高耦合度差分自混频功率探测电路和集成电压放大器组成。其中,差分探测电路利用源极差分驱动场效应管的交叉耦合电容,将太赫兹差分信号耦合至场效应管的栅极与源极,增强场效应管沟道内自混频太赫兹信号的强度,实现高响应度。其次,该探测器配备高增益片上环形差分天线与集成电压放大器,可有效放大混频后的信号,进而提高系统信噪比,最终达到增强探测器响应度的目的。探测器1×3线阵系统充分利用CMOS工艺多层结构的特点,将电压放大器布置在天线地平面下方,提高了芯片面积的利用率,有效降低了制作成本,整个系统的面积为0.5 mm^(2)。测试结果表明,当场效应管的栅极偏置为0.42 V时,该探测系统对0.3 THz辐射信号的电压响应度(Rv)最大可达到43.8 kV/W,对应的最小噪声等效功率(NEP)为20.5 pW/Hz^(1/2)。动态测试结果显示该探测器可对不同材质的隔挡物进行区分。

关键词：互补金属氧化物半导体太赫兹探测器宽带天线高响应度

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大数据时代光电共封技术的机遇与挑战

激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 65-76页

作者：卞玲艳曾燕萍蔡莹陆霄周倩蓉唐清林顾廷炜王辂中国电子科技集团公司第五十八研究所江苏无锡214072

人工智能和大数据时代对数据存储、传输和处理能力的需求日益增加,数据传输所需带宽和通信速率也随之增加。然而系统级封装中的电互连受到介质材料、传输速率的影响,表现出强烈的损耗、反射、延迟和串扰等现象,无法满足日益增加的带宽... 详细信息

人工智能和大数据时代对数据存储、传输和处理能力的需求日益增加,数据传输所需带宽和通信速率也随之增加。然而系统级封装中的电互连受到介质材料、传输速率的影响,表现出强烈的损耗、反射、延迟和串扰等现象,无法满足日益增加的带宽和通信速率的需求。光电共封装技术基于先进封装技术将光模块和电芯片共同封装在同一封装体内,缩短了光模块和电芯片之间的互连长度,减小了寄生效应,具有宽频带、抗电磁干扰、低传输损耗和小功耗等明显优势,成为了近年来的研究热点。本文论述了光电共封装的基本概念、优势特性,梳理了基于2D、2.5D和3D封装的典型技术和国内外最新进展,分析了作为新一代封装技术所面临的挑战。

关键词：光电共封装 2.5D/3D集成光通信光电集成先进封装

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压气机叶片几何气动性能优化设计方法综述

推进技术 2024年第4期45卷 1-19页

作者：黄松王鹏汪洋冰中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心二动力系统部江苏南京211106 中国航空工业集团公司航空机电系统综合航空科技重点实验室江苏南京211106

优化设计可有效减少对人工设计经验的依赖,改善压气机几何气动性能设计的难度,缩短压气机设计的周期。为克服压气机叶片几何气动性能优化设计中高维、耗时、黑箱三大难题,本文回顾近40年来在压气机气动外形参数化方法、数值计算技术、... 详细信息

优化设计可有效减少对人工设计经验的依赖,改善压气机几何气动性能设计的难度,缩短压气机设计的周期。为克服压气机叶片几何气动性能优化设计中高维、耗时、黑箱三大难题,本文回顾近40年来在压气机气动外形参数化方法、数值计算技术、优化算法三个方面的研究进展;总结了机器学习及数据挖掘、基于不确定性的鲁棒性优化设计理论的研究进展;指明优化设计可探索压气机几何形状最佳气动性能极限,并总结和展望了压气机叶片优化设计方法的发展方向。

关键词：压气机优化设计优化算法机器学习不确定性综述

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不同驱动压力场对数值空蚀预测的影响分析

水动力学研究与进展A辑 2024年

作者：方海渊张睿杰曹彦涛郑恩慧张成华耿琳琳江苏大学流体机械工程技术研究中心中国船舶科学研究中心船舶振动噪声重点实验室江苏亚太泵阀有限公司

为了评估驱动压力对于空化空蚀预测准确性的影响，该文采用密度修正的SST湍流模型及Sauer空化模型对扭曲水翼进行瞬态空化数值计算，通过对比空泡脱落频率及实验中空泡瞬态特征，验证了当前数值方法的准确性，并通过表征流场中空蚀能量... 详细信息

为了评估驱动压力对于空化空蚀预测准确性的影响，该文采用密度修正的SST湍流模型及Sauer空化模型对扭曲水翼进行瞬态空化数值计算，通过对比空泡脱落频率及实验中空泡瞬态特征，验证了当前数值方法的准确性，并通过表征流场中空蚀能量密度及映射流场空蚀能量算法实现壁面空蚀强度预测。对比瞬时及累计壁面空蚀强度，发现采用时均压力场作为驱动压力能够获取空泡瞬态演化过程的壁面瞬时空蚀强度，且累加瞬态空蚀强度得到的易空蚀区域与实验空蚀结果更加吻合。同时发现，翼型中部被侵蚀区域与片状空穴尾缘溃灭及云状空穴向下游发展过程中的溃灭相关，而翼型尾缘中部零散分布的点蚀区域则主要与U型涡的溃灭密切相关。

关键词：空化空蚀瞬态空化空蚀预测壁面空蚀强度时均压力场

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柔性浅埋物的声-振智能探测

光学精密工程 2024年第5期32卷 661-669页

作者：王驰曹鹏黄庆王超盛才良上海大学精密机械工程系上海200444 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所河南洛阳471023 江苏永康机械有限公司江苏无锡214203

提出一种基于目标检测算法的柔性浅埋物的声-振智能探测方法,将声波激励、激光散斑干涉测振和目标检测算法有机结合,用以柔性浅埋物的大范围快速探测。在论述YOLO系列目标检测算法原理的基础上,选择并优化柔性浅埋物的智能探测网络模型... 详细信息

提出一种基于目标检测算法的柔性浅埋物的声-振智能探测方法,将声波激励、激光散斑干涉测振和目标检测算法有机结合,用以柔性浅埋物的大范围快速探测。在论述YOLO系列目标检测算法原理的基础上,选择并优化柔性浅埋物的智能探测网络模型;然后,搭建声-光融合智能探测系统,构建不同柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图数据集;最后,对数据集进行训练和测试,验证该算法用于干涉条纹图识别的可行性。实验结果表明:在给定实验条件下,柔性浅埋物智能探测网络模型的精确率为98.39%,召回率为84.72%,平均识别精度为99.66%。该声-振智能探测方法可以在给定实验环境下对多种柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图进行智能识别,适用于浅层地下柔性掩埋物的大面积快速探测。

关键词：声-光融合探测柔性浅埋物 YOLOv5 声-地震耦合干涉条纹

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基于COMGRU的AUV航路轨迹预测方法

哈尔滨工程大学学报 2024年第7期45卷 1384-1390页

作者：徐鹏徐东李腾涛赵宏瑞赵佳媛中国船舶重工集团公司江苏连云港222006 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001

针对采用神经网络预测自主水下机器人航迹存在滞后性的问题,本文提出一种基于信息压缩的改进门控循环神经网络,用于水下自主机器人航路多步轨迹预测。该算法将水下自主机器人航行轨迹附近的障碍物位置信息、海流信息以及时空轨迹信息共... 详细信息

针对采用神经网络预测自主水下机器人航迹存在滞后性的问题,本文提出一种基于信息压缩的改进门控循环神经网络,用于水下自主机器人航路多步轨迹预测。该算法将水下自主机器人航行轨迹附近的障碍物位置信息、海流信息以及时空轨迹信息共同构成的地理位置信息进行数据压缩处理,作为本文预测网络的输入,以提高网络训练效率。实验验证该算法减少了水下自主机器人航迹多步预测的滞后性且具有较高的准确率。

关键词：水下自主机器人航迹预测门控循环神经网络数据压缩时空轨迹多步预测滞后性

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考虑柱塞倾斜的航空柱塞泵柱塞副润滑特性研究

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润滑与密封 2024年第10期49卷 9-15页

作者：杜媛英曹沁鑫王文山浦海燕陈伯简兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 庆安集团有限公司陕西西安710077 江苏双达泵业股份有限公司江苏靖江214537

柱塞泵在高速高压下运行时,柱塞和缸体之间常常存在一定倾角,使得柱塞副出现摩擦磨损或柱塞卡滞现象,严重影响其服役寿命。为研究柱塞倾斜对柱塞副润滑及泄漏特性的影响,引入压力流和剪切流影响因子修正间隙流动的雷诺控制方程,建立考... 详细信息

柱塞泵在高速高压下运行时,柱塞和缸体之间常常存在一定倾角,使得柱塞副出现摩擦磨损或柱塞卡滞现象,严重影响其服役寿命。为研究柱塞倾斜对柱塞副润滑及泄漏特性的影响,引入压力流和剪切流影响因子修正间隙流动的雷诺控制方程,建立考虑柱塞偏斜下的油膜厚度方程,采用有限元方法分析柱塞副的润滑及泄漏特性,得到以下结论:柱塞倾角对柱塞副的润滑特性影响极大,柱塞倾斜时的最大油膜压力明显增大,最小油膜厚度明显减小;倾角为0.00015°时,柱塞副内的润滑状态由弹流润滑向混合润滑转变,倾角为0.00025°时最大油膜压力约为无倾斜时的14倍;柱塞倾角对柱塞副的泄漏特性影响不大,随柱塞副的两端压力差增大,单个柱塞副的泄漏比大部分呈近似线性增大的趋势,当接触长度较小时,泄漏量大且变化曲线的斜率较陡;当单边间隙增加到一定值时,泄漏比显著增大。研究结果为航空柱塞泵柱塞副的精确理论设计及核心旋转组件的失稳问题研究提供参考。

关键词：柱塞副偏斜油膜压力润滑泄漏

高k栅介质增强型β-Ga_(2)O_(3) VDMOS器件的单粒子栅穿效应研究

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固体电子学研究与进展 2024年第1期44卷 6-12页

作者：王韬张黎莉段鑫沛殷亚楠周昕杰中国电子科技集团公司第五十八研究所江苏无锡214072

以增强型β-Ga_(2)O_(3)VDMOS器件作为研究对象,利用TCAD选择不同的栅介质材料作为研究变量,观察不同器件的单粒子栅穿效应敏感性。高k介质材料Al_(2)O_(3)和HfO_(2)栅介质器件在源漏电压200 V、栅源电压-10 V的偏置条件下能有效抵御线... 详细信息

以增强型β-Ga_(2)O_(3)VDMOS器件作为研究对象,利用TCAD选择不同的栅介质材料作为研究变量,观察不同器件的单粒子栅穿效应敏感性。高k介质材料Al_(2)O_(3)和HfO_(2)栅介质器件在源漏电压200 V、栅源电压-10 V的偏置条件下能有效抵御线性能量转移为98 MeV·cm^(2)/mg的重离子攻击,SiO_(2)栅介质器件则发生了单粒子栅穿效应(Single event gate rupture,SEGR)。采用HfO_(2)作为栅介质时源漏电流和栅源电流分别下降92%和94%,峰值电场从1.5×10^(7)V/cm下降至2×10^(5)V/cm,避免了SEGR的发生。SEGR发生的原因是沟道处累积了大量的空穴,栅介质中的临界电场超过临界值导致了击穿,而高k栅介质可以有效降低器件敏感区域的碰撞发生率,抑制器件内电子空穴对的进一步生成,降低空穴累积的概率。

关键词：氧化镓单粒子栅穿 TCAD仿真 VDMOS器件

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改进的电阻型DAC数字校准算法

固体电子学研究与进展 2024年第4期44卷 319-324页

作者：任凤霞梁思思王佳琪陈旻琪张一圣万书芹中国电子科技集团公司第五十八研究所江苏无锡214035

设计了一款用数字校准算法实现的改进的电阻型数模转换器(Digital-to-analog converter, DAC)。首先,增加数字校准算法电路提高DAC的精度,校准算法将输入数据分为高中低三部分进行不同编码,高位采用温度计编码方式,中位采用分数编码方式... 详细信息

设计了一款用数字校准算法实现的改进的电阻型数模转换器(Digital-to-analog converter, DAC)。首先,增加数字校准算法电路提高DAC的精度,校准算法将输入数据分为高中低三部分进行不同编码,高位采用温度计编码方式,中位采用分数编码方式,低位采用二进制编码方式,并对高位和中位分别进行校准运算;然后根据算法分析设计电路,同时为了节省面积,算法结构采用分时复用加法器的结构;最终将校准算法模块应用于数字校准电路和模拟电路相结合的电阻型DAC中。基于0.5μm BCD工艺进行流片,实际测试结果表明,所设计的改进的电阻型DAC满足16位的分辨率、积分非线性小于±1 LSB和微分非线性小于±1 LSB的性能指标要求。

关键词：数字校准算法改进电阻型DAC 分辨率