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基于物理信息神经网络的金属表面吸收率测量方法

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物理学报 2024年第9期73卷 145-152页

作者：方波浪武俊杰王晟吴振杰李天植张洋杨鹏翎王建国西北核技术研究所西安710024

漫反射金属吸收率的准确测量十分重要且比较困难.量热法可靠性较高,但是参数反演较为困难.为此,建立了一种物理信息神经网络方法.该方法通过神经网络拟合温度上升段曲线,进而获得吸收率.为了验证该方法,开展了数值仿真和实验研究.数值... 详细信息

漫反射金属吸收率的准确测量十分重要且比较困难.量热法可靠性较高,但是参数反演较为困难.为此,建立了一种物理信息神经网络方法.该方法通过神经网络拟合温度上升段曲线,进而获得吸收率.为了验证该方法,开展了数值仿真和实验研究.数值仿真结果表明,该方法适用于吸收率测量,抗干扰能力强,反演精度高,在0.05—0.2的吸收率范围内,最大误差为0.00092.实验以喷砂镀金铝板为被测对象,受表面粗糙度、镀金工艺等影响,这些样品的吸收率处于2%—10%之间,测量重复精度优于1%.基于物理信息神经网络的吸收率测量方法有望成为一种有力的金属表面吸收率测量方法.

关键词：测量方法和设备光学性能神经网络

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基于Adam算法的光学相控阵输出光束校准方法

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物理学报 2024年第9期73卷 136-144页

作者：王子豪龙烨仇轲徐佳木孙艳玲范修宏马琳廖家莉康永强西安电子科技大学光电工程学院西安710071 西安微电子技术研究所西安710000

基于微纳集成的光波导相控阵芯片是近年来激光雷达技术领域的研究热点.随着激光雷达系统空间分辨这一实际应用需求的不断提高,作为激光雷达系统中的光束控制器件,光波导相控阵需要扩大阵列规模以提升输出光束的空间分辨率.同时也为光波... 详细信息

基于微纳集成的光波导相控阵芯片是近年来激光雷达技术领域的研究热点.随着激光雷达系统空间分辨这一实际应用需求的不断提高,作为激光雷达系统中的光束控制器件,光波导相控阵需要扩大阵列规模以提升输出光束的空间分辨率.同时也为光波导相控阵输出光束的优化校准带来了困难,现有算法不仅光束校准质量不高,且校准效率较低.为此,本文将Adam算法应用于光波导相控阵输出光束校准系统中,通过建模仿真比较了Adam算法与现有SPGD算法和GS算法在光束校准层面上的优劣.同时,搭建实验系统实现了高质量的光束校准,根据校准结果,在Adam算法校准下光波导相控阵输出光束的主旁瓣比优于15.98 dB,对16×16光波导相控阵输出光束校准达到收敛所需的迭代次数低于600次.这一算法在光波导相控阵输出光束校准方面的应用,能够提高光波导相控阵的控制精度和效率,拓展光波导相控阵在激光雷达技术、数字全息技术和生物成像技术等方面的应用.

关键词：光波导相控阵光束校准算法 Adam算法

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军用千兆以太网交换芯片的设计与制造

兵器装备工程学报 2024年第S1期45卷 352-357页

作者：李小波李龙飞马徐瀚王剑峰杨靓西安微电子技术研究所西安710065

基于以太网交换芯片作为网络核心器件广泛应用于通信领域设计实现了8端口管理型千兆以太网交换芯片。除了实现以太网数据帧交换外,还实现了端口使能、端口保护、链路聚合、端口镜像、速率控制、发送队列调度、缓存访问、软件全局复位等... 详细信息

基于以太网交换芯片作为网络核心器件广泛应用于通信领域设计实现了8端口管理型千兆以太网交换芯片。除了实现以太网数据帧交换外,还实现了端口使能、端口保护、链路聚合、端口镜像、速率控制、发送队列调度、缓存访问、软件全局复位等安全和可靠性功能。完成验证和版图设计后在国内65 nm工艺线上完成流片,在国内军封线上完成封装、测试和筛选等制造环节。国产网络设备测试表明:功能满足协议和设计要求,丢包率为0%,吞吐量与理论值一致。该芯片设计、工艺和关键原材料均实现国产化,可应用于船舶、武器装备、航空航天等领域。

关键词：以太网交换芯片共享缓存高可靠性国产化

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激光维持等离子体多物理场耦合模型与仿真

物理学报 2024年第2期73卷 202-215页

作者：张东荷雨刘金宝付洋洋清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

激光维持等离子体作为一种光照强度高、光谱范围宽、发光稳定的新型辐射光源,在光学检测(半导体晶圆检测)等领域具有重要的应用价值.本文回顾了激光维持等离子体研究的发展历程,介绍了其基本物理过程及数学描述方程,建立了基于多物理场... 详细信息

激光维持等离子体作为一种光照强度高、光谱范围宽、发光稳定的新型辐射光源,在光学检测(半导体晶圆检测)等领域具有重要的应用价值.本文回顾了激光维持等离子体研究的发展历程,介绍了其基本物理过程及数学描述方程,建立了基于多物理场耦合的二维流体模型.利用该模型研究了激光在等离子体中的传播过程,探讨了激光维持等离子体的初始演化过程、能量注入机制、稳态特性及不稳定性等关键问题.通过与高气压氙气等离子体实验结果对比,确定了仿真模型的有效性.相关仿真结果有助于深入理解激光维持等离子体的底层物理机制,为实现光源系统设计、多参数优化提供理论依据.

关键词：激光维持等离子体流体模型多物理场耦合辐射与输运

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双机器人协作轴孔装配力柔顺控制技术研究

机械工程学报 2024年第3期60卷 20-33页

作者：王战玺张益铭张邦海罗子彦史梦格西北工业大学机电学院西安710072 南京电子技术研究所南京210012

轴孔精密装配是加工制造业中常见的装配形式,其完成过程同时存在位置约束和力约束关系,因此采用工业机器人实现轴孔自动装配一直是具有挑战性的热点问题。首先分析了轴孔装配过程插孔阶段的典型的单点接触和双点接触受力模型,并针对不... 详细信息

轴孔精密装配是加工制造业中常见的装配形式,其完成过程同时存在位置约束和力约束关系,因此采用工业机器人实现轴孔自动装配一直是具有挑战性的热点问题。首先分析了轴孔装配过程插孔阶段的典型的单点接触和双点接触受力模型,并针对不同的接触状态提出了机器人整体力调控策略;其次在基于位置的阻抗模型基础上,建立对环境位置和刚度具有自适应效果的力柔顺控制模型,通过仿真验证了控制模型可以消除力跟踪过程的系统稳态误差;然后建立了主从式双机器人协作轴孔装配模型,并进行轴孔装配仿真实验,在不同的机器人位置和姿态误差下验证双机器人协作装配的力位控制效果;最后搭建主从式双机器人装配实验平台,验证自适应力柔顺控制模型和主从式协作模型的可行性。

关键词：轴孔装配力柔顺控制阻抗控制主从式协作

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基于统一流体模型的微放电数值仿真研究

物理学报 2024年第12期73卷 235-259页

作者：王震赵志航付洋洋清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

数值仿真技术已发展成为气体放电领域的重要研究手段,常用于研究揭示某一具体放电形式的微观物理过程.本文介绍了气体放电的统一流体模型,包括粒子的连续性方程、能量守恒方程及泊松(Poisson)方程,考虑阴极电子发射(二次电子、热电子发... 详细信息

数值仿真技术已发展成为气体放电领域的重要研究手段,常用于研究揭示某一具体放电形式的微观物理过程.本文介绍了气体放电的统一流体模型,包括粒子的连续性方程、能量守恒方程及泊松(Poisson)方程,考虑阴极电子发射(二次电子、热电子发射)、反应倍变与气体加热、阴极热传导等基本过程,可模拟得到包含盖革-米勒(Geiger-Müller)放电、汤森(Townsend)放电、辉光放电、电弧放电等各区域的完整伏安特性曲线.基于该模型,仿真得到的气体放电伏安特性曲线与已有文献结果一致,验证了该模型的正确性.在此基础上,对间距为400μm、气压分别为50和500 Torr(1 Torr≈133.322 Pa)的放电过程进行了具体研究,对比分析了不同气压条件下放电典型参量的分布特性.该模型实现了广域参数范围条件下的气体放电数值仿真,拓展了气体放电流体模型的应用范围,促进了对放电参数特性的系统性分析.

关键词：气体放电统一流体模型伏安特性汤森放电辉光放电电弧放电

基于神经网络的FDA-MIMO低截获发射波形和接收波束形成联合设计

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雷达学报 2024年

作者：刘德顺夏德平陈露马艳峰南京电子技术研究所

针对传统相控阵或多输入多输出（MIMO）体制的低截获概率（LPI）阵列雷达仅能控制特定角度的辐射能量，而无法实现特定区域（距离、角度）能量控制的问题，该文提出一种基于神经网络的频控阵-多输入多输出（FDA-MIMO）雷达低截获概率发... 详细信息

针对传统相控阵或多输入多输出（MIMO）体制的低截获概率（LPI）阵列雷达仅能控制特定角度的辐射能量，而无法实现特定区域（距离、角度）能量控制的问题，该文提出一种基于神经网络的频控阵-多输入多输出（FDA-MIMO）雷达低截获概率发射波形设计方法。该方法通过对FDA-MIMO雷达的发射波形和接收波束形成联合设计，在确保雷达对目标检测概率的情况下，将雷达辐射能量均匀地分散到空域当中，并尽可能降低辐射到目标位置的能量，从而减小雷达信号被截获的概率。首先，建立了最小化方向图匹配误差准则下LPI性能发射波形设计和接收波束形成的优化目标函数；然后，将目标函数作为神经网络的损失函数；最后，通过迭代训练最小化神经网络的损失函数，直至网络收敛，求解出发射信号波形和对应的接收加权矢量。仿真结果表明，该文所提方法能更好地控制雷达功率分布，相比于传统算法，在控制发射方向图在非目标区域的波束能量分布方面有5d B的改善；此外，在接收端形成的接收方向图波束能量也更为集中，且在多个干扰位置均产生了-50 dB以下的零陷，具有很好的干扰抑制效果。

关键词： FDA-MIMO雷达 LPI雷达残差神经网络波形设计波束形成

局域分布式多功能一体化信号级博弈对抗仿真系统设计

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系统仿真学报 2024年

作者：李维谦杨天玉李宗阳陈建军南京电子技术研究所

未来战争的特征是体系化、一体化，现代化作战传感器电子设备已从单一功能向多功能一体化的方向转变，从单装对抗向体系对抗转变。为了研究区域内多个多功能一体化电子装备资源集约管控、自组织协同应用方式，构建了一种支持区域内多个... 详细信息

未来战争的特征是体系化、一体化，现代化作战传感器电子设备已从单一功能向多功能一体化的方向转变，从单装对抗向体系对抗转变。为了研究区域内多个多功能一体化电子装备资源集约管控、自组织协同应用方式，构建了一种支持区域内多个分布式多功能一体化电子装备开展协同作战/博弈对抗的信号级数字仿真系统。并针对博弈对抗仿真系统中多个装备工作模式不同、调度时序不同带来的仿真架构、仿真时序及节拍推进方式等仿真系统设计困难，提出一种“基于帧调度的变步长时间推进”与“独立事件驱动的时间推进”的联合时间推进机制，能够即保证每个装备每帧探测仿真数据的完整性，又能实现系统内多个装备按照自身的时序同时有序推进。仿真结果表明，该仿真系统能够实现对抗场景想定、博弈对抗仿真及结果显示，可为多功能一体化装备作战应用方式研究提供研究理论依据和试验平台支撑。

关键词：多功能一体化电子系统对抗仿真信号级仿真时间推进方式事件驱动

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一种小型化脉冲行波管高压电源设计与实现

强激光与粒子束 2024年第2期36卷 70-76页

作者：刘银川高文雷王桠枫刘期辉陈银杏北京真空电子技术研究所北京100015

为满足雷达整机对发射机小型化的需求,针对8~18 GHz宽带脉冲行波管设计了一种小型化高压电源。采用脉冲峰值功率设计方法,结合高压电容储能,实现了行波管在脉冲工作期间高压稳定输出。同时主功率逆变电路采用了移相全桥拓扑结构,高压整... 详细信息

为满足雷达整机对发射机小型化的需求,针对8~18 GHz宽带脉冲行波管设计了一种小型化高压电源。采用脉冲峰值功率设计方法,结合高压电容储能,实现了行波管在脉冲工作期间高压稳定输出。同时主功率逆变电路采用了移相全桥拓扑结构,高压整流电路采用了碳化硅二极管,这可减轻电源的散热压力,提高高压电源的功率密度。研制的小型化脉冲高压电源,阴极电压-6.5 kV,最大工作脉宽2 ms,峰值功率最大1600 W。与某型号脉冲行波管联调,在脉冲工作期间行波管输出射频信号功率稳定,测试结果验证了该设计方法的可行性。

关键词：小型化脉冲高压电源行波管碳化硅二极管微波功率模块