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技术专栏-高性能计算

适用于Sigma-Delta ADC的多抽取率数字滤波器设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211706

作者:王 尧,卜 刚

作者单位:南京航空航天大学 电子信息工程学院,江苏 南京210000

摘要: 采用标准0.18 μm工艺,设计了一种能改变抽取率并且适应不同信号带宽的应用于Sigma-Delta模数转换器的数字抽取滤波器。该滤波器采用多级抽取,由级联积分梳状滤波器、补偿滤波器和半带滤波器组成。实现的数字滤波器抽取率可以在64、128、256、512中变化,并且补偿滤波器和半带滤波器的带宽可调整。滤波器版图尺寸0.6 mm×0.6 mm。在1.98 V工作电压下,最大总功耗约为2 mW,最高信噪比达到110.5 dB。当补偿滤波器和半带滤波器的通带截止频率根据带宽选择从最高降到最低时,可分别节省56%和39%的功耗;当滤波器功耗降至最小69.63 μW时,所能处理的带宽为390.6 Hz,信噪比为107.8 dB。
关键词:
数字滤波器
多抽取率
低功耗
多带宽

区域多能源系统数字孪生应用平台构建

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212443

作者:唐学用1,姚俊荣2,万会江3,李 震1,杨 禾4

作者单位:1.贵州电网有限责任公司电网规划研究中心,贵州 贵阳550003; 2.贵州大学,贵州 贵阳550003;3.贵州电网有限责任公司电力调度控制中心,贵州 贵阳550003; 4.清华四川能源互联网研究院,四川 成都610213

摘要: 针对缺乏支撑区域多能源系统数字孪生动态规划、运行优化等上层应用接入、管理和运行的高性能平台的现状,考虑到数字孪生应用对通信效率、数据安全的要求,借助CloudPSS云仿真平台设计了包含基础层、应用层、业务层的安全、灵活、可扩展的数字孪生应用平台的软硬件;并以贵州红枫湖区域多能源系统为试点区域,介绍了包括建模仿真、数据通信和应用集成功能的区域多能源系统数字孪生应用平台的构建过程。所构建的区域多能源系统数字孪生应用平台作为数字孪生从概念到应用的理想实现工具,其架构设计方案与具体构建经验可为数字孪生技术的广泛落地提供理论和实践参考。
关键词:
区域多能源系统
数字孪生
应用平台
CloudPSS

基于CloudPSS-RT和RT-Lab联合实时仿真平台的 在线阻抗分析装置设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212441

作者:曹 斌1,2,原 帅2,辛东昊2

作者单位:1.浙江大学 电气工程学院,浙江 杭州310058;2.内蒙古电力科学研究院,内蒙古 呼和浩特010020

摘要: 准确的宽频带阻抗测量是发现和解决未来双高电力系统稳定性问题的重要基础,但直接向电力系统注入谐波进行测量可能会带来失稳的风险,而基于半实物仿真技术可以以较低的成本与风险实现较为准确的宽频带阻抗测量。实时仿真器的计算性能和仿真规模取决于目标计算机的计算能力,仿真精度与规模顾此失彼,难以兼顾,并且随着电力系统仿真规模要求的不断提高,单一的实时仿真系统越来越难以满足大规模仿真的要求。使用多个实时仿真器协同进行联合仿真,是提高仿真规模的有效途径。首先构建了基于CloudPSS-RT和RT-Lab联合实时仿真平台的在线阻抗分析装置,并通过构建光伏与双馈风力发电系统,验证了在线阻抗分析装置的准确性和有效性。
关键词:
阻抗测量
频率扫描
联合仿真
CloudPSS-RT
RT-Lab

高性能高可用Redis客户端的设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212432

作者:刘世超1,2,杨 斌1,2,刘卫国1,2

作者单位:1.山东大学 软件学院,山东 济南250101;2.国家超级计算无锡中心,江苏 无锡214072

摘要: Redis是一个基于内存存储的非结构化数据库,以高I/O(Input/Output)性能和高响应速度著称,在数据缓冲、消息队列、Key-Value存储等场景都发挥着重要的作用。在其支持的众多客户端中,C/C++客户端Hiredis的应用尤为广泛。对Hiredis库做了深入分析,发现了其管道功能存在高开销、指令存储不当以及内存混淆问题。基于此,在32逻辑核的X86架构处理器以及64 GB内存的Linux服务器上,设计并实现了一个面向C/C++的高性能高可用Redis客户端,通过内存预分配以及内存隔离的方法提高了大量指令批处理时的性能并解决了复杂场景下的内存混淆问题。经测试,新客户端提高了3~7倍的指令执行效率,同时也保证了复杂场景下的内存安全以及数据准确性。
关键词:
Redis
管道
Hiredis
内存混淆
性能优化

GRAPES区域模式的输入输出分析和优化

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212422

作者:杨 斌1,2,王敬宇3,刘卫国1,2,蔡蕙伊2,于 翡4,5,邓莲堂4,5,黄丽萍4,5

作者单位:1.山东大学 软件学院,山东 济南250101;2.国家超级计算无锡中心,江苏 无锡214072; 3.国家并行计算机工程技术研究中心,北京100086;4.中国气象局地球系统数值预报中心,北京100081; 5.灾害天气国家重点实验室,北京100081

摘要: 新一代全球/区域多尺度统一的同化与数值预报系统Global/Regional Assimilation and PreEdiction System(GRAPES)是中国气象局(China Meteorological Administration,CMA)自主研发的数值天气预报软件。随着对模式分辨率和预测时效性要求的提高,GRAPES的输入输出(I/O)性能成为了一个重要的瓶颈。分析了GRAPES区域模式的I/O行为,提出并设计实现了一个高性能I/O框架。该框架采用二进制编码以及多I/O通道技术实现了灵活可配置的输出方式。同时,通过非堵塞通信的方式实现了异步I/O,隐藏了I/O与通信的开销。工作在曙光“派”超级计算机上进行了测试,结果显示该框架不仅可以提高I/O性能达到10倍以上,也可以减少性能抖动带来的性能不确定性问题。
关键词:
IO优化
异步IO
GRAPES
CMA-MESO
区域模式

面向国产神威众核架构的区域气候模式CWRF性能优化技术

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212397

作者:吕小敬1,2,刘 钊2,3,蔡蕙伊2,李锦薇2

作者单位:1.中国船舶科学研究中心,江苏 无锡214000;2.国家超级计算无锡中心,江苏 无锡214000; 3.清华大学,北京100084

摘要: 区域气候模式CWRF(Climate-Weather Research and Forecasting model)是国家气候中心区域气候预测系统的重要组成部分,也是系统最耗时的程序。高性能计算是提高CWRF数值预报计算性能的关键技术,开展CWRF模式在国产神威众核架构上的移植和优化,提高模式的模拟效率,对模式的扩展、开发能力和可持续发展具有重要意义。基于国产众核SW26010处理器,完成了CWRF区域气候模式的移植、性能分析和深入性能优化,采用访存优化、Cache命中率优化及众核加速优化等方法,对CWRF模式动力过程、物理过程和I/O过程计算代码进行重构及众核加速。结果表明:优化技术可使CWRF动力过程平均加速2倍,最高加速6.4倍,物理过程平均加速1.7倍,最高加速5.4倍,I/O过程加速1.2倍,程序整体最高加速1.4倍,计算误差在合理范围内。
关键词:
CWRF
高性能计算
神威
SW26010

基于矩阵嵌套的CESM负载均衡优化方案检索策略

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212426

作者:董润婷,吴 利,黄建强,王晓英

作者单位:青海大学 计算机技术与应用系,青海 西宁810016

摘要: 通用地球系统模式(Community Earth System Model,CESM)是一种定量描述气候系统模式变化的数值模式,庞大的科学计算体量已使其成为高性能计算领域的重要研究对象之一。CESM各个气象子模块及组件之间的负载不均衡问题使其计算性能一直不理想,且由于其可用的进程布局方案本身的多样性会导致的巨大检索量,因此通过人工调参用枚举寻找最优布局本身并不现实。为解决这个问题,提出并实践了一种基于矩阵嵌套思想的负载平衡优化方案检索策略帮助完成进程布局优化过程,并介入基于模式并行要求的筛查保证检索结果具有可行性,最终通过实验证明通过这种检索策略搜索获得的最优布局与默认布局相比平均计算性能提升达到47.3%,并在5个节点上实现了1.419的加速比。
关键词:
高性能计算
通用地球系统模式
矩阵嵌套
负载均衡

基于CPU-FPGA异构系统的排序算法加速

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212431

作者:寇远博,邱泽宇,王 亮,黄建强

作者单位:青海大学 计算机技术与应用系,青海 西宁810016

摘要: 传统的排序方法主要以软件串行的方式实现,包括冒泡排序、选择排序等。这些算法往往采用顺序比较,运算的时间复杂度较高。近年来已经提出了一些并行度较高的排序算法,但是由于CPU的硬件特点,不能很好地利用这些算法的并行性。而FPGA具有良好的灵活性、并行性和集成性等特点,因此在FPGA上可以更好地发挥这些并行算法的优势,从而大大提高数据排序的实时性。基于此设计了一个CPU-FPGA异构系统,将一些排序算法移植到FPGA上,并进行功能验证和理论性能评估。结果显示,该系统对于并行性高的排序算法具有良好的加速效果,但逻辑资源消耗巨大,适用于实时性要求高的算法加速场景。
关键词:
FPGA
排序算法
异构系统
算法加速

一种基于CORDIC算法的高精度反正切求解

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212393

作者:仲雅莉1,吴俊辉2,刘 炫2,高 萍1,3,段晓辉1,4

作者单位:1.国家超级计算无锡中心,江苏 无锡214072;2;江南大学,江苏 无锡214122; 3.山东大学,山东 济南250100;4.清华大学,北京100084

摘要: 传统的CORDIC(坐标旋转计算机)算法进行高精度反正切求解时存在迭代次数多、收敛速度慢、资源消耗大等问题,提出一种改进的高精度CORDIC 算法。该方法利用传统的CORDIC算法迭代数次后得到正弦信息,并利用角度和正弦值近似的原理,对迭代后的结果进行误差补偿,有效提高了相同迭代步数下的计算精度。实验数据表明:32位改进的CORDIC算法,保证绝对误差小于5×10-9情况下,查找表资源消耗降低了64.8%,触发器资源消耗降低了35.3%,输出时延降低了53.3%。在分子动力学应用场景下,触发器资源消耗可降低63.2%,输出时延可降低60%。改进的CORDIC算法在资源消耗、输出时延方面优于传统CORDIC算法,适用于高精度计算的场景。
关键词:
反正切求解
迭代收敛
误差补偿

基于最小割划分的数模混合仿真系统通信性能优化方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212436

作者:李亿渊1,穆 清2,薛 巍1

作者单位:1.清华大学 计算机科学与技术系,北京100084;2.中国电力科学研究院,北京100192

摘要: 数模混合仿真是理解真实电网运行情况,支撑电网安全保障的重要手段。复杂的电网拓扑与硬实时的仿真需求对其计算性能提出了很高的要求。目前数模混合仿真多采用并行计算技术提高计算性能。随着处理器和集群技术的发展,异构集群系统逐渐成为高性能计算系统的主要构建方式。针对多层次的系统架构,已有的电网划分方式无法充分利用集群计算能力。如何应对多层次核间通信延迟变化问题,及引入设备交互导致的节点资源不对称问题是数模混合仿真任务划分与映射的新挑战。针对中国电力科学研究院自研电磁暂态仿真系统ADPSS,基于最小割划分设计了两阶段的电网划分与进程映射一体化优化算法,在计算负载均衡和最小化通信上取得更好的平衡,进一步降低了电磁暂态仿真的通信时间。同时,该算法有效解决了集群节点资源不对称情况下的任务优化映射问题。通过在西北和华东真实电网算例上的模拟测试,所提出算法较ADPSS默认划分与映射算法取得了平均40%和50%的通信性能提升,平均10%和12%的总体计算性能提升。
关键词:
数模混合仿真
图划分
最小割
进程映射
异构集群系统

人工智能

基于YOLOv5的姿态交互球类陪练机器人

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211736

作者:曾杨吉,刘自红,蔡 勇,郭星辰,莫金龙

作者单位:西南科技大学 制造科学与工程学院,四川 绵阳621000

摘要: 针对当下球类陪练机器人人机交互能力不足的问题,提出一种基于树莓派和YOLOv5目标检测算法的新型人机交互模式,使机器人实现前进、后退、左移、右移、抛球、踢球6种不同的动作;通过对在3种不同环境(室内、室外晴天、室外阴天)下搜集的人体姿态数据集进行标定、训练后,得到6种姿态在3种环境中测试集上的识别准确率分别为:室内96.33%、室外晴天95%、室外阴天94.3%。相比基于特征匹配和其他利用手势等小目标检测的算法,基于该算法的机器人具有更高的检测速度和准确性,使机器人更加智能化。
关键词:
YOLOv5算法
姿态识别
球类陪练机器人
树莓派
STM32单片机

基于深度学习的智能垃圾分拣车系统

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211795

作者:王 慧,蒋朝根

作者单位:西南交通大学 计算机与人工智能学院,四川 成都611756

摘要: 针对生活垃圾的高效分类及搬运处理,设计了一款以边缘嵌入式AI设备Jetson Nano为控制器的光电智能小车系统,该系统设计以YOLOv5为目标检测算法,以Pytorch1.8.1为深度学习框架。使智能小车从指定区域出发,通过自身的光电传感器在指定范围内搜寻垃圾,利用六轴机械臂对垃圾进行分拣并送到指定分类地点。对采集到的5 048张图片(包括5种垃圾类别)进行300次的迭代训练,实验测试结果表明:平均精确度达到91.8%,准确率达到94.5%,召回率达到89.03%。
关键词:
JetsonNano
智能小车
六轴机械臂
YOLOV5

基于VGG16网络的人脸情绪识别

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211516

作者:蔡 靖,杜佳辰,王 庆,周泓任

作者单位:吉林大学 仪器科学与电气工程学院,吉林 长春130026

摘要: 近年来,如何通过人工智能对人的面部表情进行识别分析成为一个研究热点,利用人工智能可以快速地分析人的面部情绪,并以此为基础进行进一步研究。在深度学习中,传统的卷积神经网络存在对面部表情特征的提取不充分以及计算机参数量较大的问题,导致分类准确率较低。因此,提出了基于VGG16网络的人脸表情识别算法,通过与InceptionV3、InceptionResNetV2、ResNet50等模型实验对比,结果表明,VGG16神经网络在FER2013PLUS测试数据集上的识别准确率为79%,准确率比传统的卷积神经网络高。
关键词:
深度学习
卷积神经网络
情绪识别
VGG16

微电子技术

一种基于130 nm CMOS工艺的K波段上/下双向混频器

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211716

作者:赵玉楠,潘俊仁,彭 尧,何 进,王 豪,常 胜,黄启俊

作者单位:武汉大学 物理科学与技术学院,湖北 武汉430072

摘要: 基于130 nm RF CMOS工艺,提出了一种可实现上/下双向变频功能的K波段有源混频器。当收发机工作于接收模式时,双向混频器执行下变频功能,将低噪放大器放大后的射频信号转换为中频信号;当收发机工作于发射模式时,双向混频器则实现上变频功能,将输入的基带信号转换为射频信号并输出至功率放大器。后仿真结果表明,在0 dBm的本振驱动下,混频器工作于上变频模式时的转换增益、噪声系数、输出1 dB压缩点在23~25 GHz范围内分别为-1.1~-0.4 dB、12.9~3.3 dB、-8.2 dBm@24 GHz;工作于下变频工作模式时的转换增益、噪声系数、输入1 dB压缩点在23~25 GHz范围内分别为2.4~3.4 dB、15.2~15.6 dB、-3.6 dBm@24 GHz。混频器芯片面积为0.6 mm2;在1.5 V供电电压下,消耗功率12 mW。
关键词:
上下双向混频器
K波段
CMOS
有源巴伦

基于FPGA的SiP原型验证平台设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211700

作者:杨楚玮,张梅娟,侯庆庆

作者单位:中国电子科技集团公司第五十八研究所,江苏 无锡214035

摘要: 随着嵌入式系统小型化和模拟数字/数字模拟转换器(ADC/DAC)性能需求的日益增长,如何在减小系统体积和功耗的前提下,提高ADC/DAC信号传输的可靠性,增加功能可配置性和信号处理可重构性,成为一大难题。为此,设计了一款基于FPGA的系统级封装(SiP)原型验证平台,该SiP基于ADC+SoC+DAC架构,片上系统(SoC)内部以PowerPC470为处理器,集成了多种通用外设接口和可重构算法单元。
关键词:
原型验证
可重构算法
裸机IP
FPGA

HDLC数据帧并行搜帧解封装模块的设计与验证

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211472

作者:钱 勇,刘 威

作者单位:武汉大学 物理科学与技术学院,湖北 武汉430072

摘要: HDLC信号链路是国际标准化组织(ISO)制定的高级数据链路的控制规程(High Level Data Link Control,HDLC)。遵循HDLC标准数据链路层规范,采用硬件描述语言Verilog HDL实现了一种基于并行结构的HDLC搜帧解封装电路,并采用System Verilog技术搭建验证平台,随机生成HDLC数据帧来验证设计正确性。使用Modelsim软件仿真波形,在仿真过程中,对于净荷区数据长度为10个字节的HDLC数据帧,解码器电路工作完成需要16个时钟周期,兼顾了处理速度和灵活性。使用QuartusII软件综合,在Altera CycloneV器件上,电路使用了8块自适应逻辑模块ALM,24个寄存器,35个引脚。
关键词:
HDLC协议
搜帧解封装
SystemVerilog
ModelSim

测控技术与仪器仪表

基于LVDS传输可靠性优化设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211811

作者:杜凯旋1,焦新泉1,2,杨志文1,李辉景1

作者单位:1.中北大学 电子测试技术国家重点实验室,山西 太原030051; 2.中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西 太原030051

摘要: 针对LVDS传输初始化建链过程中出现的首帧丢失和干扰导致的误建链问题,对链路传输机理及稳定性进行分析,并从硬件与软件两方面进行优化。软件上采取识别帧头和发送训练帧的方法,改善建链过程;硬件上选用性能更好的隔离芯片,优化差分端阻抗,减小干扰对数据传输的影响。经多次试验证明,优化后的链路可实现480 Mb/s速率下的可靠传输,该优化设计对提高LVDS链路传输稳定性和减少误码方面具有很好的参考价值。
关键词:
LVDS
链路建立
训练帧
电气隔离

纯电动智能汽车制动防抱死系统控制逻辑研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211683

作者:刘 斌,施 卫,常嘉伟,李展峰

作者单位:江苏理工学院 机械工程学院,江苏 常州213000

摘要: 线控制动技术(Brake-by-Wire)是纯电动智能汽车的关键技术之一。为了提高智能驾驶汽车制动的安全稳定性,需要针对一款纯电动智能汽车的制动防抱死系统控制逻辑进行研究。在该方案实施前,设置合理的逻辑门限值,通过Stateflow进行仿真实验。基于Simulink搭建了8自由度的车辆动力学模型,对弯道制动工况进行仿真,通过控制车辆的横摆力矩实现车辆的差动控制。通过仿真实验,验证了提出的制动防抱死系统控制逻辑的合理性,对后续的线控制动系统的研发具有指导意义。
关键词:
纯电动智能汽车
制动防抱死系统
弯道制动
逻辑门限值控制
差动控制

通信与网络

IEEE 802.11e EDCA协议吞吐率性能分析模型

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211537

作者:王心源1,2,程 鹏1,吴 斌2

作者单位:1.中国科学院微电子研究所,北京100029;2.中国科学院大学 微电子学院,北京100049

摘要: 对IEEE 802.11e增强的分布式控制接入协议进行了详细分析,对比分布式协调功能DCF与增强的分布式控制接入EDCA之间的差别,提出了一种四维马尔科夫链模型,该模型将饱和条件情况和非饱和条件情况进行统一。该模型不仅考虑了退避计时器冻结状态、发送冲突状态、最大重传次数,还充分考虑了不同接入优先级流的内部冲突和TXOP传输。相比于二维马尔科夫链模型,该模型可以准确预测EDCA中不同优先级接入流的吞吐率。最后利用仿真软件,验证了饱和条件下该模型的正确性。
关键词:
IEEE802.11e
增强的分布式控制接入
马尔科夫链模型

跨社交网络的同一用户识别算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211518

作者:沈佳琪1, 周国民2

作者单位:1.浙江工业大学 信息工程学院,浙江 杭州310023;2.浙江警察学院 计算机与信息技术系,浙江 杭州310053

摘要: 针对跨社交网络的同一用户识别问题,提出了一种综合用户兴趣、写作风格和档案属性的识别方法。通过在这3种不同的特征维度下分别判定用户关系,然后综合判定结果,提高同一用户识别准确性。其中,用户兴趣分为静态兴趣和动态兴趣,静态兴趣采用TextRank算法从用户背景信息中提取,动态兴趣则利用主题模型从用户发表的文本内容中挖掘出随时间变化的兴趣点。对于用户写作风格则通过One-Class SVM算法进行识别,最后利用信息熵赋权法比较用户档案属性相似度。实验结果表明,与传统机器学习算法相比,所提算法精确率、召回率均有所提升。
关键词:
跨社交网络
用户识别
用户兴趣
写作风格
档案属性

计算机技术与应用

基于改进Faster R-CNN的面板缺陷检测算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211404

作者:陈婉琴1,唐清善1,黄 涛2

作者单位:1.长沙理工大学 物理与电子科学学院,湖南 长沙410000;2.中国人民解放军第3303工厂,湖北 武汉430200

摘要: 针对面板表面缺陷检测存在精度低、效率低等问题,提出了一种基于Faster R-CNN的优化缺陷检测的算法。该方法通过在特征融合层添加不降维的局部自适应跨通道卷积,以增加通道交叉的特征映射;且在骨干特征提取网络后加入CBAM注意力网络,从而捕获特征图的长期特征依赖关系。并分析了缺陷数据集样本宽高比的差异性,设定锚框生成大小,结合DIoU-NMS建议框筛选机制以提升先验框与目标框的匹配率。实验结果表明,优化后网络模型的精确率与识别率均得到很大提升。
关键词:
面板缺陷
FasterR-CNN
目标检测
MobileNetv2

基于动态伪装技术的网络安全防御系统研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211522

作者:丁朝晖,张 伟,杨国玉

作者单位:中国大唐集团科学技术研究院,北京100043

摘要: 伴随着物联网、云计算、大数据、移动互联、人工智能等新技术的迅猛发展,随之而来的安全问题也更加严重,越来越多的未知攻击和未知漏洞使得传统的网络安全防御手段难以适应。基于动态伪装技术的网络安全防御系统原理是通过动态变化的漏洞、缺陷和后门的种类、数量和系统特征等元素构建系统外在特征不确定性的假象,从而实现隐蔽真实的信息系统漏洞、缺陷和后门的目的。
关键词:
动态伪装技术
安全防御系统
网络安全

基于背景字典构造的稀疏表示高光谱目标检测

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211420

作者:陶 洋,林飞鹏,杨 雯,翁 善

作者单位:重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆400065

摘要: 针对现有基于稀疏表示的目标检测算法采用同心双窗口构建背景字典的过程中,目标像元将会对背景字典产生干扰的问题,提出基于背景字典构造的稀疏表示高光谱目标检测算法。该算法将高光谱图像分解成低秩背景和稀疏目标,引入目标字典作为稀疏目标的先验信息,更好地分离目标和背景,构建纯净背景字典。通过在4个公开高光谱图像数据集上仿真分析,证明所提出的算法具有出色的检测性能。
关键词:
高光谱图像
稀疏表示
二分类
目标字典
低秩

微流程的建模与分析

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211273

作者:徐 彬1,2,周 洋1,和淑芬1,洪灿梅1,周智勋3

作者单位:1.云南电网有限责任公司 迪庆供电局,云南 迪庆674400; 2.西南林业大学 大数据与智能工程学院,云南 昆明650224;3.云南云电同方科技有限公司,云南 昆明650217

摘要: 业务流程管理技术是组织实施信息系统的重要使能技术。为确保微流程能正常运行,提出了一种建模与分析微流程的方法。首先,该方法以Petri网为形式化基础,对微流程以及微流程间的同步组合和异步组合进行建模。其次,基于Petri网的分析技术,该方法对组合微流程进行了合理性分析。实验结果表明,该方法能建模微流程,并检测出组合微流程中因同步交互或异步交互错误引起的死锁。
关键词:
业务流程管理
微流程
Petri网
组合微流程
合理性

射频与微波

带电介质板对电磁波的衰减特性研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211864

作者:张 超,孔晓玉,郑丹丹

作者单位:河北太行计量检测有限公司,河北 石家庄050000

摘要: 电磁信号在穿透带电介质板时由于电磁波的散射等原因其信号强度会降低,甚至会改变电磁波的极性。为了测量电荷本身对电磁波衰减的影响,设计了带电介质板对电磁波的衰减实验,选取了PP板、PVC板、PMMA板等典型介质板,对电磁波信号衰减进行了实验研究。研究结果表明介质板带电会增强对电磁波的衰减,且随着电量增加,衰减增强。
关键词:
电磁波
带电量
衰减
介质板

0.8~18 GHz超宽带接收组件设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212007

作者:王 毅

作者单位:中国西南电子技术研究所,四川 成都610036

摘要: 设计了一种应用于无线侦收系统的小型化超宽带接收组件,在有限的体积内集成了两路变频接收通道、两个本振源及一个校准源。采用毫米波高本振的超外差二次变频架构,降低了组合干扰抑制的难度。基于一系列多功能芯片进行电路的小型化设计,腔体正面微波电路和反面控制电路通过通孔进行互联,有效减小了组件厚度和横向尺寸。利用内部校准源产生信号,通过ADC采集DLVA电压进而调节数控衰减器的方式,可优化双通道增益及一致性等指标,基本可以做到免调试,提高了批生产效率。
关键词:
超宽带
变频接收
小型化
自校准

DC-60 GHz硅基垂直互联结构仿真设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211907

作者:游月娟,刘德喜,刘亚威,史 磊

作者单位:北京遥测技术研究所,北京100094

摘要: 设计了一种基于多层硅转接板堆叠的垂直互联结构,对DC-60 GHz频段内不考虑和考虑硅表面SiO2层的两种层间结构的垂直互联仿真结果进行对比,证明了硅表面SiO2层存在会对谐振频率及阻抗等射频性能产生影响;对后者垂直互联结构进行参数优化,射频传输性能较好,频率40 GHz以下时回波损耗S11小于-30 dB,60 GHz以下整体S11小于-15 dB,插入损耗S12在50 GHz以下大于-0.32 dB;研究了硅表面SiO2绝缘层厚度变化对射频信号传输性能的影响,结果表明适当增加其厚度有助于垂直互联结构性能优化。
关键词:
三维集成
硅转接板堆叠
垂直互联结构
传输性能

星载L波段宽带高增益圆极化微带天线设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212186

作者:隋 涛,邢斯瑞,孙 伟,安向东

作者单位:长光卫星技术有限公司,吉林 长春130000

摘要: 针对卫星L波段通信转发系统的要求,设计了一种新型星载L波段宽带高增益圆极化微带天线。微带天线整体采用侧馈的馈电方式,采用H型缝隙耦合馈电方式以实现宽频带,采用威尔金森移相功分器实现两信号间相位差来满足圆极化,增加天线背部反射板和板间泡沫层以提高增益并稳固结构。通过电磁仿真软件分析可得:在中心频点1.45 GHz处增益为8.3 dBi,轴比为0.7 dB,增益大于7.5 dBi且回波损耗小于-10 dB时相对带宽为23.5%。天线加工实测结果与仿真结果基本一致,对L波段无线通信系统设计有一定指导意义。
关键词:
缝隙耦合馈电
宽频带
高增益
圆极化
微带天线