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基于SPI全双工通信的ICNI健康管控系统

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电子测量技术 2024年

作者：刘维西南电子技术研究所

无人机通信导航识别系统(ICNI)更高程度的综合化使得ICNI主控模块需完成基于多种总线通信的系统管控、数据转发等功能，对核心处理器的处理性能和接口资源有着更高要求。因此对模块中的健康管控系统提出了更轻量级的设计要求。本文在主... 详细信息

无人机通信导航识别系统(ICNI)更高程度的综合化使得ICNI主控模块需完成基于多种总线通信的系统管控、数据转发等功能，对核心处理器的处理性能和接口资源有着更高要求。因此对模块中的健康管控系统提出了更轻量级的设计要求。本文在主控模块内采用CPU+MCU分布式架构设计了一种全国产化的基于CAN总线的健康管理系统。由FT-2000/4作为核心处理器，MCU作为协处理器实现CAN总线接口单元，二者通过SPI全双工通信完成CAN总线应用层数据交互，实现CPU对系统内各模块/单元的状态查询、命令下发，从而实现系统的健康管理。该系统可实时监测系统内各模健康状态，电路设计仅占用核心处理器SPI和GPIO接口，不占用其他接口资源和可编程逻辑（FPGA）资源，硬件设计简单，减轻电路布局和结构设计压力。健康管理部分电路器件成本较业内其他典型设计降低至少60%，符合低成本需求。

关键词：健康管理单元 FT-2000/4处理器 SPI通信 CAN总线 ICNI主控模块

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子阵化有源相控阵天线一般性的噪声系数分析

微波学报 2024年

作者：姜玮于大群郭先松王力南京电子技术研究所

噪声系数是有源相控阵雷达的核心指标之一，与雷达探测距离息息相关。由于有源相控阵天线向宽带化、子阵化、分布化的趋势发展，有源链路设计日趋复杂，对多级多端口有源链路级联噪声系数的精确计算分析的需求也更加迫切。本文首先从噪... 详细信息

噪声系数是有源相控阵雷达的核心指标之一，与雷达探测距离息息相关。由于有源相控阵天线向宽带化、子阵化、分布化的趋势发展，有源链路设计日趋复杂，对多级多端口有源链路级联噪声系数的精确计算分析的需求也更加迫切。本文首先从噪声系数的原理出发，推导了一般情形下的子阵化有源相控阵天线的噪声系数公式，该公式能够在特定边界下简并到最常用的噪声系数级联公式。然后基于该公式，对天线阵面馈电网络不同的功率分配比重设计、低副瓣幅度加权分级设计两种工程实际应用场景下的系统噪声系数进行了对比分析，为子阵化宽带有源相控阵天线的设计提供了指导与理论依据。

关键词：噪声系数有源相控阵天线子阵化

融合特征重组和注意力的小样本战斗部破片群目标检测

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光学精密工程 2024年第12期32卷 1929-1940页

作者：和萌武江鹏梁超胡鹏宇任媛贺翾刘强辉西安现代控制技术研究所陕西西安710065

战斗部破片群运动参数对弹药毁伤威力评估具有重要的意义。针对破片尺寸较小、背景信息复杂以及破片数据样本少导致的破片检测精度较低的问题,本文提出一种YOLOv5-FD的战斗部破片群目标检测方法。首先,在网络输出端增加微小目标检测层,... 详细信息

战斗部破片群运动参数对弹药毁伤威力评估具有重要的意义。针对破片尺寸较小、背景信息复杂以及破片数据样本少导致的破片检测精度较低的问题,本文提出一种YOLOv5-FD的战斗部破片群目标检测方法。首先,在网络输出端增加微小目标检测层,将原始的三尺度改为四尺度,并在特征融合网络中引入内容感知特征重组(Content Aware ReAssembly of Features,CARAFE)上采样模块替换原有的最近邻插值上采样,减少小目标特征信息损失,提高弱小破片的提取能力。其次,在特征提取网络引入坐标注意力模块(Coordinate Attention,CA),加强对破片特征的提取,弱化背景信息,抑制复杂背景的干扰。最后,在模型训练过程中引入模型不可知元学习方法(Model Agnostic Meta Learning,MAML),达到仅用小样本破片数据集实现较高的检测性能。实验结果表明,YOLOv5-FD破片检测算法在自制破片数据集中,精确率达到了90.5%,召回率达到了85.4%,平均精度mAP_0.5达到了88.2%,与原始YOLOv5s算法相比分别提高了7.1%,7.9%和7.5%,有效提高了破片目标检测准确性。

关键词：高速破片目标检测 YOLOv5 特征重组注意力机制元学习

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航天器自组网技术实践与展望

航空学报 2024年第5期45卷 117-127页

作者：苏继东徐伟琳翟盛华王伟何亚婷中国空间技术研究院西安分院载荷总体部西安710100 中国空间技术研究院西安分院空间通信与导航技术研究所西安710100 中国空间技术研究院西安分院空间天线技术研究所西安710100

空间自组网技术的研究对提升航天器编队空间拓扑适应能力、星间链路可靠性和卫星网络故障容错能力具有重要的意义。随着航天任务对星群规模和多星协同能力的要求越来越高,科研工作者对航天器自组网技术进行了深入研究,并取得了显著成果... 详细信息

空间自组网技术的研究对提升航天器编队空间拓扑适应能力、星间链路可靠性和卫星网络故障容错能力具有重要的意义。随着航天任务对星群规模和多星协同能力的要求越来越高,科研工作者对航天器自组网技术进行了深入研究,并取得了显著成果。主要梳理了航天器组网任务的拓扑构型、链路特点、轨道构型,分析了航天器组网的特点与发展趋势。同时介绍了应用于航天器自组网领域的基于节点拓扑规划的时频同步测量技术、网络多域信息主动认知的组网路由技术、基于相控阵捷变波束指向的自组网通信技术等。最后,思考总结了一些开放性问题及其发展趋势,可为后续从事该方面的研究人员提供参考和借鉴。

关键词：空间自组网拓扑规划时间同步测量多域信息认知捷变波束控制

基于阶跃阻抗谐振器的四阶频率可调滤波器设计

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电子科技大学学报 2024年第3期53卷 359-365页

作者：李双李胜先刘军张能史曼西安空间无线电技术研究所西安710100

提出一种基于阶跃阻抗谐振器的紧凑型四阶四零点频率可调滤波器设计。滤波器使用变容二极管加载的阶跃阻抗谐振器(VL-SIR),有效拓宽了滤波器的调谐范围。在VL-SIR之间引入交叉耦合,从而在滤波器通带近端产生一对传输零点,显著提高了滤... 详细信息

提出一种基于阶跃阻抗谐振器的紧凑型四阶四零点频率可调滤波器设计。滤波器使用变容二极管加载的阶跃阻抗谐振器(VL-SIR),有效拓宽了滤波器的调谐范围。在VL-SIR之间引入交叉耦合,从而在滤波器通带近端产生一对传输零点,显著提高了滤波器的选择性。同时,引入源和负载端的交叉耦合,在通带远端生成一对传输零点,以提高带外抑制。此外,采用基于VL-SIR的频变耦合结构来实现恒定绝对带宽。仿真结果与实测结果吻合良好。测量结果显示,可调滤波器频率调谐范围为0.78~1.15 GHz,3 dB绝对带宽约为55±3 MHz,滤波器的回波损耗大于10 dB,插入损耗约为2.8~3.3 dB。

关键词：带通滤波器微带可调滤波器变容管加载的阶跃阻抗谐振器

水下爆炸冲击波和气泡行为自由面效应的实验研究

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爆炸与冲击 2024年第8期44卷 147-158页

作者：方厚林卢强郭权势李国亮刘存旭陶思昊张德志西北核技术研究所陕西西安710024

为研究自由面对水下爆炸冲击波、气泡行为和由气泡与自由面强耦合作用形成水幕的影响,设计了小当量PETN球形装药近水面水下爆炸实验系统,开展了5种典型工况水下爆炸实验,采用高速相机和压力传感器分别获取了气泡和水幕形态演变过程、水... 详细信息

为研究自由面对水下爆炸冲击波、气泡行为和由气泡与自由面强耦合作用形成水幕的影响,设计了小当量PETN球形装药近水面水下爆炸实验系统,开展了5种典型工况水下爆炸实验,采用高速相机和压力传感器分别获取了气泡和水幕形态演变过程、水中测点压力时间历程。根据冲击波、气泡时序特征分别分析了其自由面效应,冲击波主要变现为截断效应,气泡与自由面相互作用表现为复杂的气泡形态演化和水幕生成及演化,通过高速图像结合压力时间历程分析,进一步从气泡水平半径、中心偏移位移和水幕最大高度定量分析气泡自由面效应。结果表明:随着爆深的减小,水面反射波程差减小,自由面对冲击波的截断效应增强,即冲击波正压作用时间减小,实测截断时间差与计算时间差的最大偏差为6.81%;随着比例爆深减小,自由面效应加剧,气泡和水幕形态趋于复杂化;气泡由球形演变为卵形以及更加复杂的形态,水幕由单一的水冢,逐渐转变为水冢-顶端飞溅水柱、水冢-垂直喷射水柱-水射流等复杂形态;气泡水平半径从第2个脉动周期不再保持脉动特征过渡到第1个脉动周期,甚至到第1次气泡膨胀阶段;气泡水平半径中心偏移位移呈现出两段式变化规律,在前期偏移位移快速增加阶段(偏移位移范围0~20 mm),4种比例爆深偏移位移呈现出近似线性变化规律,线性系数相近。

关键词：水下爆炸冲击波气泡行为自由面效应

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CCGA器件的制备与高精度组装技术

计算机工程与科学 2024年第5期46卷 794-800页

作者：李留辉王亮杨春燕陈轶龙陈鹏西安微电子技术研究所陕西西安710129

CCGA封装器件具有良好的抗热膨胀失配等性能,在很多高可靠领域有广泛应用。针对CCGA封装器件的制备和高精度组装问题,开展了陶瓷管壳制备、高精度植柱工装设计、焊膏涂覆和器件植柱等研究。采用高温共烧陶瓷技术制备了2种带有菊花链的C... 详细信息

CCGA封装器件具有良好的抗热膨胀失配等性能,在很多高可靠领域有广泛应用。针对CCGA封装器件的制备和高精度组装问题,开展了陶瓷管壳制备、高精度植柱工装设计、焊膏涂覆和器件植柱等研究。采用高温共烧陶瓷技术制备了2种带有菊花链的CCGA陶瓷管壳,可用于复杂链路的灵活设计。设计并加工了厚度为1.6 mm、开孔直径为0.54 mm的高精度植柱工装。对比丝网印刷和焊膏喷印方法,使用焊膏喷印法优化参数,提高了焊膏的体积精度,相对偏差小于10%。制备了高精度植柱样件,焊柱倾斜度小于1°,共面度小于0.1 mm,位置度优于±0.02 mm。该方法可有效提高CCGA器件的植柱精度和焊柱对称性,且有助于保证后续板级焊接的精度与可靠性。

关键词：陶瓷柱栅阵列(CCGA) 植柱焊膏喷印焊接

具有相位补偿功能的K波段硅基双通道接收前端

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电讯技术 2024年

作者：刘智卿中国西南电子技术研究所

针对车载毫米波相控阵雷达应用对低成本和高集成化的迫切需求，基于180-nm互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor， CMOS）工艺设计了一款K波段调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave， FMCW）雷... 详细信息

针对车载毫米波相控阵雷达应用对低成本和高集成化的迫切需求，基于180-nm互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor， CMOS）工艺设计了一款K波段调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave， FMCW）雷达接收前端。该电路集成两个通道并采用零中频架构以简化系统复杂度。在模块设计时引入了多种增益提高技术以保证K波段下足够的链路增益。为了改善直接变频方式存在的本振馈通和输出相位失配等问题，整芯片无源网络基于紧凑型全对称拓扑设计。此外，为了进一步获得高精度正交输出信号，该接收前端采用了一种新型相位补偿电路，具有实现结构简单，工艺鲁棒性强，调节时对信号幅度影响小且无需占用额外芯片面积等优点。测试结果表明，在22.5 ～26.5GHz 频带范围内，该接收前端实现21.7dB增益且通道间误差小于0.3dB，正交输出相位误差补偿前小于2°，补偿后小于0.5°，整体芯片面积为2. 3mm×1.4mm，功耗142 mW。

关键词：硅基射频芯片正交相位补偿双通道紧凑型全对称拓扑设计

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基于零磁通的双隔离高电压传感器设计与实现

传感技术学报 2024年第2期37卷 183-188页

作者：牟宏杰王阳许涛钟贻兵高明星山东航天电子技术研究所山东烟台264003

传统霍尔电压传感器测量千伏级电压采用外接电阻转换成电流的方式,存在输入功率大和测量隔离度低的问题。基于此,设计了一种基于零磁通的双隔离高电压传感器。设计电阻阵列、仪表放大和运放双跟随匹配的U/I转换电路,降低输入功耗并精确... 详细信息

传统霍尔电压传感器测量千伏级电压采用外接电阻转换成电流的方式,存在输入功率大和测量隔离度低的问题。基于此,设计了一种基于零磁通的双隔离高电压传感器。设计电阻阵列、仪表放大和运放双跟随匹配的U/I转换电路,降低输入功耗并精确传送测量电压;引入特殊耐高压设计的霍尔模块,对原次级磁场建立零磁通反馈,实现测量和输出隔离以及高精度线性转换;设计宽电压式DC-DC电源对内部高低压模块隔离供电。测试结果表明,传感器线性度优于0.1%,精度优于0.2%,耐压达到2000 V,具有重要的工程价值。

关键词：电压传感器双隔离零磁通 U/I转换电阻阵列