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基于MTJ和双组分多铁纳磁体的超低功耗磁弹模数转换器

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物理学报 2024年

作者：夏永顺杨晓阔豆树清崔焕卿危波梁卜嘉闫旭空军工程大学基础部

本文提出了一种由8个磁性隧道结(magnetic tunnel junction，MTJ)构成的3位磁弹模数转换器(magneto-elastic analog-to-digital converter，MEADC)，该转换器中MTJ自由层为双组分多铁纳磁体。通过对多铁纳磁体实施应变介导的电压调控，... 详细信息

本文提出了一种由8个磁性隧道结(magnetic tunnel junction，MTJ)构成的3位磁弹模数转换器(magneto-elastic analog-to-digital converter，MEADC)，该转换器中MTJ自由层为双组分多铁纳磁体。通过对多铁纳磁体实施应变介导的电压调控，可以实现零场条件下的确定性磁化翻转。研究发现：对于给定尺寸，给定材料的双组分多铁纳磁体，压电层厚度与双组分多铁纳磁体的临界翻转电压线性相关。基于该原理，通过调整压电层的厚度使得MEADC有8个不同的电压切换阈值，将模拟信号转换为8个多铁MTJ不同磁化状态组合。同时，设计了锁存比较器和独立的读取电路来检测MTJ的阻态，以此实现了数字信号的输出。Monte Carlo功能模拟表明：该MEADC在室温下写入成功率可达100%；此外，读写电路相互分离，使得压电层厚度与MTJ的输出参考电压无关，因此每个MTJ可设置相同的参考电压，从而具有更高的读取可靠性。微磁仿真和数值模拟分析发现：该MEADC的工作频率可达250MHz，单次转换能耗仅为20aJ；与基于Racetrack技术的磁模数转换器相比，能耗降低了1000倍，采样速率提高了10倍。本文提出的MEADC可为基于自旋电子器件的存算一体电路架构提供重要的技术支撑。

关键词：磁弹模数转换器磁性隧道结自旋电子学纳磁体

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雷达探测高超声速目标分区搜索资源优化

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年第9期52卷 29-37页

作者：郑建成李志淮曲智国喻晨龙空军预警学院防空预警装备系中国人民解放军95246部队空军预警学院雷达士官学校

针对高超声速目标来袭方式多样而不易捕获的问题，设计了一种远程、中远程、近程区域同时搜索的相控阵雷达分区搜索资源优化方法．首先分析此类目标复杂的目标特性对雷达搜索任务的影响，指出雷达现有搜索工作模式的不足并构设分区搜索... 详细信息

针对高超声速目标来袭方式多样而不易捕获的问题，设计了一种远程、中远程、近程区域同时搜索的相控阵雷达分区搜索资源优化方法．首先分析此类目标复杂的目标特性对雷达搜索任务的影响，指出雷达现有搜索工作模式的不足并构设分区搜索场景；然后以累积探测距离作为雷达搜索任务质量的度量指标并映射至效益函数，建立分区搜索资源优化的数学模型；最后对设计方法的有效性进行仿真验证．结果表明：当给定分区同时搜索的任务优先级时，中远程、近程搜索区域均可达最大搜索任务质量；而远程搜索区域当任务效益值仅为0.55时，其搜索任务质量仍可达效益最大时搜索任务质量的86%．当雷达搜索资源使用受限时，设计的灵活搜索方法可有效应对具备多种来袭样式的高超声速目标威胁．

关键词：相控阵雷达高超声速目标任务质量分区搜索资源优化

低地球轨道卫星星座地球固定足印模式覆盖域切换方法

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通信学报 2024年第7期45卷 10-20页

作者：齐晓鑫宋宝军李勋空军工程大学防空反导学院陕西西安710100

在低地球轨道卫星星座中,当采用地球固定足印模式时,波束在覆盖域之间的切换会影响对地覆盖的仰角,进而影响通信质量。针对地球固定足印模式下的覆盖域切换问题,提出了一种覆盖域切换方法。首先,设计了覆盖域划分机制,使覆盖域拓扑保持... 详细信息

在低地球轨道卫星星座中,当采用地球固定足印模式时,波束在覆盖域之间的切换会影响对地覆盖的仰角,进而影响通信质量。针对地球固定足印模式下的覆盖域切换问题,提出了一种覆盖域切换方法。首先,设计了覆盖域划分机制,使覆盖域拓扑保持规则性;然后,以最大限度地增大波束对地面的最小仰角为目标,设计了切换时刻选择机制和目标覆盖域选择机制。所提方法考虑了极轨星座和倾斜轨星座的差异,同时支持2种星座。以OneWeb和Telesat星座为仿真场景,验证了所提方法。仿真结果表明,所提方法能够有效增大波束对地面覆盖的最小仰角,从而有助于提升链路质量。

关键词：低地球轨道卫星星座地球固定足印覆盖域波束切换

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无人集群博弈对抗系统仿真验证及决策关键技术综述

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系统仿真学报 2024年第4期36卷 805-816页

作者：梁晓龙杨爱武张佳强侯岳奇王宁黄骁龚俊斌空军工程大学空管领航学院陕西西安710051 陕西省电子信息系统综合集成重点实验室陕西西安710051 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

无人集群博弈对抗是一种新兴的作战样式,在智能化战争扮演着至关重要的作用,其核心是自主生成博弈对抗决策序列,为集群“赋能”。分析了无人集群博弈对抗系统仿真验证的进展;从基于专家系统和博弈论的技术、基于群体智能和优化理论的技... 详细信息

无人集群博弈对抗是一种新兴的作战样式,在智能化战争扮演着至关重要的作用,其核心是自主生成博弈对抗决策序列,为集群“赋能”。分析了无人集群博弈对抗系统仿真验证的进展;从基于专家系统和博弈论的技术、基于群体智能和优化理论的技术,以及基于神经网络和强化学习的技术三个方面论述了自主决策关键技术,以及课题组在自主决策上开展的相关工作;提出了无人集群博弈对抗的发展方向。

关键词：无人集群博弈对抗自主决策系统仿真验证

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基本飞行中战斗机飞行员对座舱智能化的使用需求

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空军航空医学 2024年第3期41卷 225-230页

作者：刘娟田甄白霜钟阿婷段宇郭华林榕杜健郭小朝空军军医大学空军特色医学中心研究部航空心理研究室北京100142 空军军医大学空军特色医学中心研究部航空医学工程研究中心北京100142 空军军医大学空军特色医学中心研究部航空卫生保障与飞行安全研究室北京100142 空军军医大学空军特色医学中心研究部航空人因工程研究室北京100142

目的通过调查战斗机飞行员的操作要求、认知特点和使用习惯等,提出基本飞行阶段飞行员对座舱智能化使用需求的具体条目及优先级,提高飞机智能化水平。方法编制《基本飞行阶段飞机座舱智能化使用需求调查表》,随机抽取296名男性飞行员进... 详细信息

目的通过调查战斗机飞行员的操作要求、认知特点和使用习惯等,提出基本飞行阶段飞行员对座舱智能化使用需求的具体条目及优先级,提高飞机智能化水平。方法编制《基本飞行阶段飞机座舱智能化使用需求调查表》,随机抽取296名男性飞行员进行调查,要求其回忆各项任务中需要人工观察、判断和计算的信息,在对信息进行分析汇总的基础上提出新型战斗机座舱智能化人机工效设计相关的意见/建议。结果共收集到各类意见/建议3182条,其中座舱智能化意见/建议共计2997条,占比94.19%;从2997条智能化意见/建议中提炼出智能化使用需求条目共计52个,其中受飞行员重点关注的条目共计34个;自动驾驶、智能语音(含告警)、智能避撞和语音操控等4个条目,在起飞前准备、滑出/起飞、进场/着陆、导航和巡航5个任务阶段均被飞行员重点关注,说明飞行员迫切需要将这4个条目的功能实现智能化。结论调查结果可为优化战斗机座舱控制界面的人-机适配性设计、科学合理地增强未来新型战斗机座舱的智能化水平及降低飞行员的工作负荷提供重要参考。

关键词：基本飞行座舱设计人工智能使用需求人机工效飞行员

基于2D-HCE混沌加密的动态DL-GMPWFRFT安全通信方法

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兵工学报 2024年

作者：贠彦直孟庆微王西康王晗空军工程大学信息与导航学院

为提升无线通信物理层的保密性，提出一种全新的基于2维Hénon-cosine-exponent混沌加密的动态双层广义多参数加权分数傅里叶变换安全通信方法（2D-HCE-DDL-GMPWFRFT）。通过向Hénon映射引入余弦和幂指非线性项扰动混沌迭代过程，构建... 详细信息

为提升无线通信物理层的保密性，提出一种全新的基于2维Hénon-cosine-exponent混沌加密的动态双层广义多参数加权分数傅里叶变换安全通信方法（2D-HCE-DDL-GMPWFRFT）。通过向Hénon映射引入余弦和幂指非线性项扰动混沌迭代过程，构建了新型2维Hénon-cosine-exponent混沌映射（2D-HCE），Lyapunov指数谱、系统分岔图等验证了其优越性。以广义多参数加权分数傅里叶变换（GMPWFRFT）为基础，结合双层WFRFT结构，设计构造了64种双层广义多参数加权分数傅里叶变换（DL-GMPWFRFT）。利用2D-HCE混沌序列实施星座幅相加密、随机选取DL-GMPWFRFT变换类型，对星座进行动态变换加密，进而掩盖了调制信号样式，并增强了系统对参数检测的防御能力。仿真结果表明，所提方法加密后星座图呈现类高斯分布，密钥空间大，可达到2218，密钥敏感性好，即使非法窃听者密钥与正确密钥有10-15误差，非法窃听者误比特率仍然在0.4-0.5之间。

关键词：物理层安全混沌加密动态函数加密双层广义加权分数傅里叶变换

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限制负载角的永磁同步电机序列模型预测控制

空军工程大学学报 2024年第3期25卷 41-47页

作者：刘亮亮张庆超钱坤王浩然樊明迪航空工业沈阳飞机设计研究所沈阳110035 苏州大学轨道交通学院江苏苏州215131

针对永磁同步电机模型预测控制中增加负载角限制函数可以避免电机失步但会导致模型预测控制权重系数调节更加繁琐的问题,提出了一种可限制负载角的永磁同步电机无权重系数模型预测控制。该方法基于字典法实现模型预测控制,对目标函数进... 详细信息

针对永磁同步电机模型预测控制中增加负载角限制函数可以避免电机失步但会导致模型预测控制权重系数调节更加繁琐的问题,提出了一种可限制负载角的永磁同步电机无权重系数模型预测控制。该方法基于字典法实现模型预测控制,对目标函数进行分层序列优化,实现无权重系数下的多目标优化。为验证该方法的有效性,进行了仿真和实验研究。结果表明,本方法可以实现负载角限制且动静态性能与传统方法一致,与传统方法相比,转矩与磁链的稳态误差相近,约为0.3N·m和0.005V·s,但省去了权重系数的调整,减少了计算负担。

关键词：负载角限制永磁同步电机序列模型预测控制

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饱和软弱地基冲压处理试验研究

岩土力学 2006年第4期27卷 653-656页

作者：黄晓波周立新杨志夏空军工程设计研究局北京100068

冲压处理饱和软弱地基是一种新型的软基处理方法,对于处理浅层固结硬壳层十分有效,应用于土基处理领域,特别适用于公路、场道的地基处理。以某大型工程的饱和软弱地基为例,在划分的试验区块进行冲压动力固结试验,试验过程中监测孔隙水... 详细信息

冲压处理饱和软弱地基是一种新型的软基处理方法,对于处理浅层固结硬壳层十分有效,应用于土基处理领域,特别适用于公路、场道的地基处理。以某大型工程的饱和软弱地基为例,在划分的试验区块进行冲压动力固结试验,试验过程中监测孔隙水压力并分析监测结果,提出了合理的施工参数和间歇周期。检测表明,处理后地基获得了良好的加固效果;冲压试验为工程提供了合理的施工方法和施工工艺,也为展开大面积施工提供了保证。

关键词：软弱地基冲压处理孔隙水压力试验

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粘弹性边界元法预测锚喷支护隧道围岩稳定性

岩土力学 2001年第1期22卷 12-15页

作者：徐干成空军工程设计研究局北京100077

采用理论分析、新奥法工程专家经验及原始测试资料三者相结合的方法，以粘弹性边界元理论为力学计算工具、工程类比定性内容为修正依据，探讨和发展设计、施工和现场量测一体化的分析方法。

关键词：隧道粘弹性边界元锚喷支护围岩稳定性