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可配置化衛(wèi)星電子學(xué)半物理仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[測試測量][航空航天]

為提高商業(yè)衛(wèi)星星務(wù)軟件的研制效率，減少衛(wèi)星部件產(chǎn)品研制進(jìn)度對整星軟件開發(fā)的影響，便于衛(wèi)星批量研制生產(chǎn)，提出一種可配置化衛(wèi)星電子學(xué)半物理仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該電子學(xué)仿真系統(tǒng)由中心計(jì)算機(jī)、通信接口部分、星上電子學(xué)單機(jī)仿真部分和系統(tǒng)測試部分組成，利用可配置化、通用化、高集成化和模塊化設(shè)計(jì)思想，開發(fā)具有可配置化特點(diǎn)的中心計(jì)算機(jī)、靈活可配置多功能特點(diǎn)的星上電子學(xué)單機(jī)仿真模擬器、可重構(gòu)的通信接口和智能化系統(tǒng)測試接口，集成一套可配置化衛(wèi)星電子學(xué)仿真系統(tǒng)。以此仿真系統(tǒng)進(jìn)行星務(wù)軟件的開發(fā)測試實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠?yàn)檎翘峁┌胛锢矸抡鎸?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滿足不同型號衛(wèi)星星務(wù)軟件的研制需求，同時(shí)具備接入實(shí)物單機(jī)進(jìn)行仿真測試功能。該電子學(xué)仿真系統(tǒng)能夠提高星務(wù)軟件的研制效率，有利于衛(wèi)星批量生產(chǎn)，具有重要的工程研制意義。

發(fā)表于：5/27/2024

猝發(fā)重頻高壓大功率脈沖充電電源研制[電源技術(shù)][工業(yè)自動(dòng)化]

針對電感隔離型重頻Marx發(fā)生器的充電需求，研制了一臺(tái)猝發(fā)重頻高壓大功率脈沖充電電源。該電源采用直流電源+儲(chǔ)能電容+晶閘管開關(guān)+脈沖變壓器的技術(shù)路線，設(shè)計(jì)指標(biāo)為充電電壓為90 kV，充電電流1 kA，充電重復(fù)頻率1 Hz～100 Hz可調(diào)，猝發(fā)工作時(shí)最大充電次數(shù)為5次。首先介紹了充電電源的工作原理，進(jìn)行了電路參數(shù)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，得到了晶閘管、初級電源和脈沖變壓器等主要器件的參數(shù)。然后試制組裝了一套電源，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：對等效總電容量為0.7 μF的緊湊型Marx發(fā)生器充電時(shí)，充電電壓90 kV，充電時(shí)間小于120 μs，充電重復(fù)頻率10 Hz。該電源的研制成功對高功率重復(fù)頻率脈沖功率源的進(jìn)一步小型化具有重要意義。

發(fā)表于：5/27/2024

一種高效率行波管高壓電源的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[電源技術(shù)][工業(yè)自動(dòng)化]

針對6~18 GHz 50 W超小型微波功率模塊，提出了一種半橋LLC諧振多級高壓變換電路。通過對半橋LLC諧振變換器設(shè)計(jì)和基于改進(jìn)型3型相位補(bǔ)償器反饋回路的研究，將低壓48 V升壓為行波管陰極和三級降壓收集極所需的4路穩(wěn)定高壓，整體高壓效率相對于同功率量級微波功率模塊從92%提升至95%。實(shí)測電源在輸入電壓44~52 V范圍內(nèi)最高效率達(dá)到95%，最低效率超過92%，電源在空載和滿載之間切換時(shí)陰極電壓輸出變化小于1 V。

發(fā)表于：5/27/2024

用于土壤濕度監(jiān)測的無芯片RFID傳感器設(shè)計(jì)[微波|射頻][通信網(wǎng)絡(luò)]

為提高土壤濕度傳感器的靈活性和可靠性，設(shè)計(jì)了一種低成本的無芯片RFID傳感器，用于無線監(jiān)測土壤濕度。該傳感器由3個(gè)互補(bǔ)開口環(huán)諧振器（CSRR）以及2個(gè)正交放置的寬帶圓形微帶貼片天線構(gòu)成。其中兩個(gè)相同尺寸的CSRR間距較近，容易產(chǎn)生諧振器間耦合，使得高濕度土壤下的諧振頻率變化更加明顯，另外作為參考諧振器的CSRR則用以消除環(huán)境條件的影響，提高測量的可靠性。兩個(gè)微帶貼片天線用于收發(fā)信號，實(shí)現(xiàn)無線傳感功能。分別研究了采用單、雙CSRR結(jié)構(gòu)下該傳感器的雷達(dá)散射截面（RCS），確定了土壤濕度與諧振頻率差值之間的線性關(guān)系，通過實(shí)測進(jìn)一步證實(shí)了這種關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該傳感器在0%~12%的土壤濕度下具有18.2 MHz/%θ的靈敏度。

發(fā)表于：5/27/2024

基于深度學(xué)習(xí)的可視化圖表分類方法研究[模擬設(shè)計(jì)][工業(yè)自動(dòng)化]

可視化圖表的分類研究對于圖表理解和文檔解析具有很大的意義。分別通過爬蟲和軟件生成的方式，構(gòu)建了兩個(gè)包含16類常見圖表的數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集在數(shù)量、類型和樣式豐富性上具有一定的優(yōu)勢。在3個(gè)數(shù)據(jù)集上實(shí)驗(yàn)對比了Transformer架構(gòu)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的模型，結(jié)果表明Transformer架構(gòu)在圖表分類任務(wù)上具有一定優(yōu)勢。基于Swin Transformer模型，設(shè)計(jì)了多種數(shù)據(jù)增強(qiáng)策略，在增加模型泛化性的同時(shí)也引入了分布差異；通過對不同策略訓(xùn)練出的模型預(yù)測進(jìn)行均值融合，同單模型相比分類性能有較大提升。在6個(gè)測試集上對集成模型進(jìn)行了測試，分類準(zhǔn)確率均大于0.9；對于圖像質(zhì)量高、視覺形式簡單的生成圖表，模型分類準(zhǔn)確率接近1。

發(fā)表于：5/27/2024

一起DCS網(wǎng)絡(luò)異常事件分析研究[通信與網(wǎng)絡(luò)][智能電網(wǎng)]

某火力發(fā)電廠發(fā)生了一起因DCS網(wǎng)絡(luò)故障引起控制器全部重啟，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)的異常事件。對現(xiàn)場事件處置與排查思路進(jìn)行了復(fù)盤，通過模擬測試、日志分析、現(xiàn)場檢查等方法，定位了導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)異常的原因是匯聚交換機(jī)與一處接入交換機(jī)之間光纖的單向鏈路故障。對光纖單向鏈路故障引起DCS網(wǎng)絡(luò)短時(shí)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的過程進(jìn)行了詳細(xì)分析。該網(wǎng)絡(luò)故障可為具有類似網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)DCS系統(tǒng)的日常運(yùn)行維護(hù)及事故防范提供借鑒。

發(fā)表于：5/27/2024

基于Modbus協(xié)議的濕度檢定系統(tǒng)設(shè)計(jì)[測試測量][工業(yè)自動(dòng)化]

為了提高濕度計(jì)量的工作效率和數(shù)字化安全管理水平，設(shè)計(jì)了一種基于Modbus協(xié)議的濕度檢定系統(tǒng)。該系統(tǒng)依托Modbus RTU協(xié)議模式、精密露點(diǎn)儀數(shù)據(jù)格式和Agilent34401A數(shù)字萬用表可編程儀器的標(biāo)準(zhǔn)命令協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了濕度發(fā)生器自動(dòng)控制，提高了檢定效率和數(shù)據(jù)安全性。濕度檢定系統(tǒng)檢定結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為1.3%。采用測量儀器特性評定和傳遞比較法對系統(tǒng)測量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，測量結(jié)果均驗(yàn)證通過，表明系統(tǒng)可進(jìn)行業(yè)務(wù)化應(yīng)用。

發(fā)表于：5/27/2024

三種石英晶體諧振器頻率測試方法對比分析研究[測試測量][工業(yè)自動(dòng)化]

測試石英晶體諧振器頻率的傳統(tǒng)方法有間接計(jì)算法、信號源起振法和網(wǎng)絡(luò)分析儀法，三種方法各有大的缺陷。根據(jù)石英晶體諧振器頻率的特點(diǎn)，提出三種新的測試方法：示波器測試法、頻率計(jì)測試法和頻譜儀測試法。這三種方法在基本測試原理、設(shè)備配置要求、測試精度和適用環(huán)境等方面存在差異。對三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)比較，并針對不同應(yīng)用條件提出了選用建議：如果只單純測量石英晶體諧振器頻率，選用頻譜儀測試法；如果需要測量頻率的同時(shí)還需要知道頻率的特性等內(nèi)容，宜選用頻率計(jì)測試法；示波器測試法則可用在對石英晶體諧振器頻率定性的粗測。此外，還根據(jù)各自的優(yōu)勢探討了儀器協(xié)作測試的可能性。

發(fā)表于：5/27/2024

基于Innovus改善芯片繞線資源的電源網(wǎng)絡(luò)布線方法[模擬設(shè)計(jì)][工業(yè)自動(dòng)化]

隨著集成電路的集成度越來越高，芯片的面積越來越小，芯片內(nèi)單元密度會(huì)隨之增加，這將為芯片的后端物理設(shè)計(jì)帶來諸多的挑戰(zhàn)。其中芯片面積的減小直接影響布線資源，導(dǎo)致布線擁塞，以此造成芯片線路無法繞通以及時(shí)序和串?dāng)_的問題。提出了一種改進(jìn)的電源網(wǎng)絡(luò)的布線方法，極大提升了信號線的走線空間利用率，有效解決了高集成度芯片的短路問題。

發(fā)表于：5/27/2024

一種低峰均功率比的數(shù)字梳狀譜模塊設(shè)計(jì)[嵌入式技術(shù)][工業(yè)自動(dòng)化]

為了提高多通道接收機(jī)的通道間誤差校準(zhǔn)效率，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種低峰均功率比的數(shù)字梳狀譜校準(zhǔn)源模塊。該模塊基于FPGA+DAC的硬件結(jié)構(gòu)，采用軟件DDS原理方式來產(chǎn)生梳狀譜信號。為了降低梳狀譜信號的峰均功率比，利用遺傳算法對信號的各個(gè)子載波的初始相位進(jìn)行了優(yōu)化，計(jì)算出一組優(yōu)于代數(shù)次優(yōu)解的初始相位組合，將峰均功率比從次優(yōu)解的4.98 dB降低到了3.98 dB，同時(shí)提高了梳狀譜信號的子載波功率和帶外雜散抑制，優(yōu)化了梳狀譜模塊的信號質(zhì)量。該模塊在梳狀譜信號輸出范圍170 MHz~230 MHz，頻譜間隔1 MHz情況下，子載波功率為-35.5 dBm，帶外雜散抑制為64 dBc，完全滿足校準(zhǔn)源指標(biāo)要求。

發(fā)表于：5/27/2024

基于ADS的微系統(tǒng)電源完整性仿真及優(yōu)化[電源技術(shù)][工業(yè)自動(dòng)化]

隨著芯片制造技術(shù)和封裝技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品內(nèi)部的器件集成度和信號速度在持續(xù)提高，微系統(tǒng)成為一種新興的形式，這導(dǎo)致了對電源完整性的要求不斷提高。不合理的電源完整性設(shè)計(jì)將會(huì)給電源質(zhì)量和信號質(zhì)量帶來極大的干擾，甚至?xí)瓜到y(tǒng)崩潰。針對所設(shè)計(jì)的多芯片微系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了電源完整性的仿真，并利用基板、PCB去耦電容網(wǎng)絡(luò)協(xié)同去耦的方式對電源分配網(wǎng)絡(luò)阻抗進(jìn)行了優(yōu)化，解決了微系統(tǒng)內(nèi)部的空間有限與去耦電容需求量大的矛盾，保證了微系統(tǒng)的電源完整性。

發(fā)表于：5/27/2024

基于FPGA的視頻圖像去霧算法的優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)[嵌入式技術(shù)][工業(yè)自動(dòng)化]

在惡劣天氣條件下采集的圖像存在對比度差、清晰度下降等問題。圖像質(zhì)量的惡化制約著計(jì)算機(jī)視覺的準(zhǔn)確性和自動(dòng)化任務(wù)的效率。給出了一種基于限制對比度自適應(yīng)直方圖均衡（Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization， CLAHE）與改進(jìn)多尺度Retinex （Multi-Scale retinex，MSR）的圖像去霧算法。該算法將輸入的含霧降質(zhì)圖像先經(jīng)過CLAHE算法處理，再用MSR算法處理，對圖像MSR算法處理時(shí)，引入Gamma校正因子估計(jì)入射光，并對算法中的環(huán)繞函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，所提出算法處理后的圖像相比原圖，圖像的信息熵、平均梯度和標(biāo)準(zhǔn)差等方面均有提升；并設(shè)計(jì)硬件電路，成功在FPGA上演示了視頻實(shí)時(shí)去霧，提高了視頻圖像去霧的實(shí)時(shí)性。對板級資源與功能消耗進(jìn)行了數(shù)字化的分析，證明所設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)屬于低功耗范疇。

發(fā)表于：5/27/2024

應(yīng)用于收發(fā)鏈路多模塊級聯(lián)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[微波|射頻][通信網(wǎng)絡(luò)]

為解決波束賦形芯片中子電路模塊由于寄生效應(yīng)而導(dǎo)致的級聯(lián)失配問題提出了一種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。該設(shè)計(jì)方法通過主動(dòng)引入相鄰器件阻抗?fàn)恳?yīng)，并使其與級聯(lián)阻抗失配相抵消從而實(shí)現(xiàn)阻抗“預(yù)失配”的設(shè)計(jì)方案。對“預(yù)失配”的技術(shù)原理以及設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了簡要分析，并通過加工一款采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的4通道X/Ku波段的射頻收發(fā)芯片，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)方案的可實(shí)現(xiàn)性與有效性。在8 GHz~18 GHz頻帶范圍內(nèi)，該芯片與基于端口駐波設(shè)計(jì)體系的原芯片相比，收發(fā)鏈路增益分別為6.5 dB和14 dB，提升了超過2 dB。發(fā)射鏈路輸出功率21 dBm，發(fā)射效率為15.7%，分別提升了1 dB和9%。接收鏈路噪聲系數(shù)為8.72 dB，降低了1.2 dB。收發(fā)鏈路最大移相均方根誤差為5.12°和5.25°，分別下降了3.17°和1.75°。

發(fā)表于：5/27/2024

一種改進(jìn)的基于Mask R-CNN的玉米大斑病實(shí)例分割算法[人工智能][其他]

玉米作為我國主糧作物，其生產(chǎn)常受大斑病、小斑病、銹病等病害及蟲害影響，導(dǎo)致其產(chǎn)量與品質(zhì)下降，威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全。近年來，視覺檢測技術(shù)因其高準(zhǔn)確性已成為病害防控的重要工具。以Mask R-CNN為基礎(chǔ)框架，通過融入DyHead、Groie和OHEM模塊進(jìn)行優(yōu)化，旨在提升對細(xì)微病灶圖像的分割效能。改良后的模型在病害圖像分割任務(wù)上展現(xiàn)出卓越性能，平均精度（mAP）提升4%，尤其在小目標(biāo)分割上準(zhǔn)確率提高8.5%，相較于YOLOv5、YOLACT++等同類模型優(yōu)勢顯著。通過消融實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了各新增模塊的有效性，證實(shí)該模型為精準(zhǔn)檢測玉米大斑病提供了有力的技術(shù)支持與理論依據(jù)。

發(fā)表于：5/27/2024

基于先進(jìn)CMOS工藝的多通道Gbps LVDS接收器[模擬設(shè)計(jì)][工業(yè)自動(dòng)化]

在SIP（System In a Package）系統(tǒng)中集成具有LVDS（Low-Voltage Differential Signal）接口的多通道高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Analog-to-Digital Converter，ADC）時(shí)，面臨不同LVDS輸出通道延時(shí)不同所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)采集錯(cuò)誤的問題，為此設(shè)計(jì)了一個(gè)多通道自適應(yīng)LVDS接收器。通過采用數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)產(chǎn)生一個(gè)多相位的采樣時(shí)鐘，并結(jié)合ADC的測試模式來確認(rèn)每一個(gè)通道的采樣相位，能夠自動(dòng)對每一個(gè)通道的延時(shí)分別進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到對齊各通道采樣相位點(diǎn)，保證數(shù)據(jù)正確采集的目的。最后，基于先進(jìn)CMOS工藝進(jìn)行了接收器的設(shè)計(jì)、仿真、后端設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和流片測試，仿真和流片后的板級測試結(jié)果均表明該接收器能夠?qū)νǖ姥舆t進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)以對齊采樣相位，且最大的采樣相位調(diào)節(jié)范圍為±3 bit，信噪比大于65 dB，滿足了設(shè)計(jì)要求和應(yīng)用需求。

發(fā)表于：5/27/2024