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太赫兹真空器件中超深金属慢波结构的微加工技术

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真空科学与技术学报 2024年第9期44卷 759-767页

作者：姜琪李兴辉冯进军蔡军潘攀北京真空电子技术研究所微波电真空器件国家级重点实验室北京100015

太赫兹真空电子器件物理结构尺寸变化随着波长的减小而减小,对微小结构的尺寸精度与表面粗糙度要求也大大增加。随着器件频率进入到太赫兹频段,慢波结构的深度达到几十微米或者百微米量级,加工的难点主要有:材料为金属,结构超深,表面粗... 详细信息

太赫兹真空电子器件物理结构尺寸变化随着波长的减小而减小,对微小结构的尺寸精度与表面粗糙度要求也大大增加。随着器件频率进入到太赫兹频段,慢波结构的深度达到几十微米或者百微米量级,加工的难点主要有:材料为金属,结构超深,表面粗糙度要求达到几十纳米量级,微电铸后金属含氧量极小,结构密度大不漏气,经得起后续近千摄氏度的高温处理工艺等。文章介绍了太赫兹频段下器件慢波结构的加工方式,着重讨论利用深反应离子刻蚀(DRIE)技术和紫外−光刻、电铸(UV-LIGA)技术加工超深金属慢波结构的技术和和特点,并介绍了本实验室利用UV-LIGA加工折叠波导的研究进展。

关键词：太赫兹真空电子器件微机电系统深反应离子刻蚀紫外−光刻、电铸慢波结构

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嫦娥五号发动机降落羽流扬尘特性研究

北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1251-1261页

作者：张海燕李思新王鹢李存惠张小平王卫东西安电子科技大学机电工程学院西安710071 兰州空间技术物理研究所真空技术与物理国家级重点实验室兰州730000 澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室中国澳门999078

在月球探测器着陆过程中,发动机羽流与月面相互作用后溅起的月尘是月面环境危害的主要来源。本文以嫦娥五号任务测试数据作为仿真入口条件,采用计算流体动力学(CFD)两阶段法建立了嫦娥五号任务中使用的喷管1∶1模型和真空羽流扩散侵蚀模... 详细信息

在月球探测器着陆过程中,发动机羽流与月面相互作用后溅起的月尘是月面环境危害的主要来源。本文以嫦娥五号任务测试数据作为仿真入口条件,采用计算流体动力学(CFD)两阶段法建立了嫦娥五号任务中使用的喷管1∶1模型和真空羽流扩散侵蚀模型,研究了喷管在不同降落高度下的侵蚀速率,并计算了发动机距离月面高度为0.5~2.0 m范围时月尘颗粒的运动轨迹、扬尘角和速度特性。结果表明,基于剪切应力得到的最大侵蚀速率为8.83 kg/m^(2)s,随着高度增加,侵蚀速率降低,与嫦娥五号降落相机相同高度下的分析结果一致。粒径为1、70ìm的月尘颗粒最大扬尘高度分别为0.72、0.36 m,最大速度分别为2520、1010 m/s。不同粒径月尘的扬尘角范围为1.44°~2.27°,计算的扬尘角与Apollo探月任务中的结果相近。

关键词：月尘羽流扬尘嫦娥五号计算流体动力学仿真欧拉-拉格朗日方法

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对SAR的二维联合调制间歇采样转发干扰

系统工程与电子技术 2024年

作者：赵忠凯孙宇晗高路哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨工程大学先进船舶通信与信息技术工信部重点实验室试验物理与计算数学国家级重点实验室

传统的间歇采样转发干扰在面对合成孔径雷达(synthetic aperture radar， SAR)时，生成的假目标分布均匀、幅度相似，且位置滞后于真实目标容易被对方识别。针对此缺点，本文对间歇采样干扰进行改进，提出了一种对SAR的二维联合调制间... 详细信息

传统的间歇采样转发干扰在面对合成孔径雷达(synthetic aperture radar， SAR)时，生成的假目标分布均匀、幅度相似，且位置滞后于真实目标容易被对方识别。针对此缺点，本文对间歇采样干扰进行改进，提出了一种对SAR的二维联合调制间歇采样转发干扰方法。该方法通过控制间歇采样周期、移频调制序列、调频斜率调制序列等干扰参数，对截获后的雷达信号进行二维联合调制转发，在真实目标周围生成多个幅度与分布非均匀的欺骗干扰假目标和压制干扰区域。本文从间歇采样转发干扰出发，建立了所提方法的数学模型并给出干扰原理，进一步分析了该方法的干扰性能。仿真实验证明了此干扰方法的正确性和有效性，能够有效对抗SAR。

关键词：合成孔径雷达间歇采样转发干扰欺骗干扰压制干扰移频调制调频斜率调制

热变形对2A97铝锂合金板材组织均匀性和力学性能的影响

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塑性工程学报 2024年第4期31卷 169-177页

作者：邵斌高晨曦王琪伟杨钰蝶宗影影单德彬郭斌哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001

针对2A97铝锂合金组织不均匀导致的性能差异,通过热塑性变形来改善2A97铝锂合金的组织均匀性,并进一步提升其力学性能。采用单向压缩的方法,变形量选择30%和60%,变形温度为400℃,固溶参数为520℃、1 h,时效参数为165℃、50 h。结果显示... 详细信息

针对2A97铝锂合金组织不均匀导致的性能差异,通过热塑性变形来改善2A97铝锂合金的组织均匀性,并进一步提升其力学性能。采用单向压缩的方法,变形量选择30%和60%,变形温度为400℃,固溶参数为520℃、1 h,时效参数为165℃、50 h。结果显示,热变形能够显著改善2A97铝锂合金晶粒尺寸的均匀性,抑制固溶时织构的产生。60%变形量能够打碎原始组织中的大块共晶相和针状析出相,提高固溶程度,促进再结晶过程,产生大量平均晶粒尺寸为2μm的再结晶晶粒,时效后析出的T1相与θ′相尺寸较小且密集,2A97铝锂合金的极限抗拉应力达到510 MPa,相比单纯固溶时效提高了11.8%。

关键词： 2A97铝锂合金热变形微观组织织构力学性能

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石墨烯增强钛基复合材料研究进展

中国材料进展 2024年第3期43卷 212-221,229页

作者：穆啸楠张洪梅王宇北京理工大学材料学院北京100081 冲击环境材料技术国家级重点实验室北京100081

非连续增强钛基复合材料(DRTMCs)具有高比强度、低密度、优异的耐蚀性等诸多特性,在航空航天、国防工业、交通运输等领域具有广泛的应用前景。石墨烯具有良好的本征物理和力学性能,是近年来的二维碳纳米“明星”材料,被视为极具潜力的DR... 详细信息

非连续增强钛基复合材料(DRTMCs)具有高比强度、低密度、优异的耐蚀性等诸多特性,在航空航天、国防工业、交通运输等领域具有广泛的应用前景。石墨烯具有良好的本征物理和力学性能,是近年来的二维碳纳米“明星”材料,被视为极具潜力的DRTMCs纳米增强体。国内外研究者聚焦DRTMCs设计与制备,突破了低温快速成型和界面改性等关键技术,初步实现了界面精细调控和微观构型,获得石墨烯在钛基体中的本征增强,制备出强塑性匹配较好的DRTMCs。简要综述近些年来石墨烯增强钛基复合材料的设计方法和制备工艺,探讨界面反应、界面结构、微观构型等关键因素对复合材料力学性能和失效机制的影响规律,并提出石墨烯增强钛基复合材料未来的发展方向。

关键词：石墨烯钛基复合材料制备方法界面设计力学行为

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无线无源力/热传感器与测试技术研究现状

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 419-430,614页

作者：谭秋林刘佳佳王宁樊磊张磊冯瑞微纳器件与系统教育部重点实验室太原030051 省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

针对力热传感器多数采用有线有源的技术方案,难以适用于高温、高压、强振以及机械动力旋转部件等环境下的力热参数原位测试问题,阐述了进行无线无源传感器件研究的重要意义,并对声表面波(surface acoustic wave,简称SAW)传感器、LC谐振... 详细信息

针对力热传感器多数采用有线有源的技术方案,难以适用于高温、高压、强振以及机械动力旋转部件等环境下的力热参数原位测试问题,阐述了进行无线无源传感器件研究的重要意义,并对声表面波(surface acoustic wave,简称SAW)传感器、LC谐振互感耦合传感器以及超材料传感器等3类无线无源力热传感器进行了总结及现状分析。首先,描述了无线无源力热传感器的需求情况;其次,介绍了3类传感器的工作原理、传感性能及其在独特场景下的具体应用;最后,讨论了无线无源传感器发展过程中的瓶颈问题,指出了未来可能改善和提升的发展方向。

关键词：无线无源传感器高温环境高旋环境振动测量

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嫦娥六号环月飞行双环容错姿态控制

中国空间科学技术(中英文) 2024年第05期 15-22页

作者：张洪华关轶峰李骥于洁陈尧王志文张晓文张录晨李林峰孙国健王振华郭敏文李晓锋高锡珍北京控制工程研究所空间智能控制技术国家级重点实验室

嫦娥六号着陆器和上升器组合体(着上组合体)环月飞行阶段，利用安装于上升器的10 N发动机(可形成力偶控制方式)和安装于着陆器的150 N发动机进行姿态控制。根据发动机安装布局，当力偶控制方式下某10 N发动机常关故障、其配对使用的10 ... 详细信息

嫦娥六号着陆器和上升器组合体(着上组合体)环月飞行阶段，利用安装于上升器的10 N发动机(可形成力偶控制方式)和安装于着陆器的150 N发动机进行姿态控制。根据发动机安装布局，当力偶控制方式下某10 N发动机常关故障、其配对使用的10 N发动机正常工作时，推进系统将产生与期望相反的控制力矩，导致姿态发散。为了保证在10 N发动机故障情况下着上组合体姿态稳定，给出了双环容错姿态控制策略，包括10 N发动机内环控制和150 N发动机外环控制。数学仿真结果表明，着上组合体环月飞行阶段双环容错姿态控制下，10 N发动机故障后，着上组合体姿态可以稳定在给定范围内。针对配置力偶姿控发动机和冗余发动机的探测器，采用双环容错姿态控制策略，可以有效应对力偶姿控发动机故障影响，保证探测器姿态稳定。

关键词：嫦娥六号环月发动机容错姿态控制相平面

基于语义和细节特征双促进的遥感影像建筑物提取网络

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计算机应用 2024年

作者：周阳李辉视觉合成图形图像技术国家级重点实验室(四川大学)

提取准确的边缘信息对分割建筑物至关重要，将多尺度细节特征与语义特征进行简单融合，或者设计复杂的损失函数引导网络关注边缘信息是当前较为常见的方法，很少关注语义特征和细节特征的相互促进作用。针对这个问题，提出一种基于遥感... 详细信息

提取准确的边缘信息对分割建筑物至关重要，将多尺度细节特征与语义特征进行简单融合，或者设计复杂的损失函数引导网络关注边缘信息是当前较为常见的方法，很少关注语义特征和细节特征的相互促进作用。针对这个问题，提出一种基于遥感影像的多尺度语义与细节特征双促进的建筑物提取网络。网络结构类似U-Net框架，在编码端提取浅层高分辨率细节特征图，在解码端将深层的语义特征与细节特征双促进模块嵌入主干网络中，促进网络同时具备较好的语义特征和细节特征提取能力。最后对语义特征和细节特征进行通道融合，结合不同分辨率影像的边缘损失监督，提高对建筑物细节的提取能力和网络的泛化性。实验结果表明：与多种主流方法相比，该网络在WHU数据集和马萨诸塞州数据集上均取得最佳语义分割结果，能更好地保留建筑物边缘特征，分割精度得到有效提升。

关键词：遥感影像特征融合边缘提取深度学习语义分割

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基于机器学习的激光匀光整形方法

物理学报 2024年第16期73卷 82-88页

作者：张旭丁进敏侯晨阳赵一鸣刘鸿维梁生北京交通大学物理科学与工程学院发光与光信息技术教育部重点实验室物理国家级实验教学示范中心北京100044

针对空间光调制器(spatial light modulator,SLM)激光匀光整形方法,提出了一种基于机器学习的激光匀光整形方法.激光匀光整形的初步方法采用Gerchberg-Saxton(G-S)算法生成相位全息图,并使用SLM将入射光调制为均匀光斑,但SLM的固有匀光... 详细信息

针对空间光调制器(spatial light modulator,SLM)激光匀光整形方法,提出了一种基于机器学习的激光匀光整形方法.激光匀光整形的初步方法采用Gerchberg-Saxton(G-S)算法生成相位全息图,并使用SLM将入射光调制为均匀光斑,但SLM的固有匀光误差严重限制光斑均匀性进一步提高.本文提出的机器学习方法能够实现对匀光误差进行补偿,从而提高光斑的均匀度.基于实验数据,通过监督学习回归任务建立了匀光目标图像和实验探测图像之间的映射关系,实验验证了对匀光误差进行补偿,对比传统SLM激光匀光整形方法,激光匀光不均匀度相对降低了13%,从而验证了误差补偿机器学习方法实现高均匀度激光匀光整形的可行性与有效性.本文能够为激光匀光整形方法提供基于机器学习的技术方法参考,对推动激光加工、光学成像、光镊等激光应用具有重要的技术价值.同时,也能够为人工智能解决光学问题提供问题牵引与方法参考.

关键词：激光匀光整形机器学习误差补偿 Gerchberg-Saxton算法