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2021年第08期

刊出日期:2021-08-06
邮发代号: ISSN 0258-7998
CN11-2305/TN
邮发代号:2-889
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技术专栏-射频与微波

基于新型微组装技术的X波段高隔离开关的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211717

作者:刘博源1,黄昭宇1,江 云1,季鹏飞1,许庆华2,张晓发1,袁乃昌1

作者单位:1.国防科技大学 电子科学学院 CEMEE国家重点实验室,湖南 长沙410003; 2.湖北三江航天险峰电子信息有限公司,湖北 孝感432000

摘要: 为实现X波段四路并行开关电路并有效提高通道间隔离度,提出了基于新型微组装技术的X波段高隔离开关的方案。根据指标,对单刀双掷开关进行性能分析和控制电路设计,同时,在结构方面进行腔体和多层板层叠设计,保证了4个开关之间的隔离。采用软件建模与仿真,并对其通道间的隔离度进行了测定,以减小腔体效应。经过优化,在中心频率处可以将端口的隔离度控制在50 dB以上。利用微组装工艺,实际制作了X波段开关组件,通过实测数据与仿真结果对比,验证了组件性能的优越性。该设计方法独特,实用性强,适于在实际工程中推广。
关键词:
开关
X波段
隔离度
芯片
微组装

E波段集成双工-功分器的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211591

作者:余 亮1,张 健2,孙朋飞1,张 伟1

作者单位:1.杭州电子科技大学 电子信息学院,浙江 杭州310000;2.武汉大学 电子信息学院,湖北 武汉430000

摘要: 双工器和功分器是通信系统中两个重要的器件,为了减小通信系统的尺寸,将功分器集成到双工器内部形成双工-功分器。与一般双工器相比,可以实现两输出端口功分输出。该双工-功分器主要由矩脊波导过渡、脊波导带通滤波器和脊波导功分器组成。基于消失模的脊波导带通滤波器有插入损耗低、结构紧凑、通带及阻带带宽宽等优势。用HFSS进行建模仿真优化,仿真结果表明在71~76 GHz波段,回波损耗大于12.9 dB,S32和S42基本维持在-3.8 dB左右;在81~86 GHz波段,回波损耗大于12.5 dB,S31和S41基本维持在-3.85 dB左右,通道之间的隔离度大于43.2 dB,两输出端口的幅度基本一致。实物的测试结果与仿真结果呈现良好的一致性。
关键词:
E波段
双工-功分器
矩脊波导过渡
脊波导带通滤波器
消失模

用于巡航导弹突防航迹规划的改进深度强化学习算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211934

作者:马子杰,高 杰,武沛羽,谢拥军

作者单位:北京航空航天大学 电子信息工程学院,北京100191

摘要: 为了解决巡航导弹面临动态预警机雷达威胁下的突防航迹规划问题,提出一种改进深度强化学习智能航迹规划方法。针对巡航导弹面对预警威胁的突防任务,构建了典型的作战场景,给出了预警机雷达探测概率的预测公式,在此基础上设计了一种引入动态预警威胁的奖励函数,使用深度确定性策略梯度网络算法(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)探究巡航导弹智能突防问题。针对传统DDPG算法中探索噪声时序不相关探索能力差的问题,引入了奥恩斯坦-乌伦贝克噪声,提高了算法的训练效率。计算结果表明,改进的DDPG算法训练收敛时间更短。
关键词:
巡航导弹
DDPG算法
突防策略
深度强化学习

等离子体鞘套局部电磁传输通道法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211294

作者:杨 鑫1,2,3

作者单位:1.贵州大学 大数据与信息工程学院,贵州 贵阳550025;2.半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心,贵州 贵阳550025; 3.贵州省微纳电子与软件技术重点实验室,贵州 贵阳550025

摘要: 根据RAM-C高超音速飞行试验数据,给出一种鞘套反演建模法,能够以一维实验数据,构建三维局部电磁传输通道。在此基础上,采用非均匀介质射线跟踪法,研究鞘套对L和S波段部分频点的能量传输干扰。研究发现,在所关注频段,鞘套显示出一些新的影响特征,例如传输汇集效应,电磁能量在局域具有沿特定方向传输的现象。该研究结果可进一步促进对电波在鞘套中传播行为的理解,也为相关问题研究提供了一种更贴近实际物理背景的建模方法。
关键词:
实验数据
电磁建模
电波传播

高增益圆极化星载相控阵天线设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211845

作者:金宇婷,邢斯瑞,沈晨阳,常俊德,张士伟

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X波段通信系统大范围数据传输的需求,设计具备高增益圆极化可宽角度电扫的星载相控阵天线。此天线阵元采用底馈的馈电方式,利用切角技术实现圆极化,利用开槽技术实现小型化。天线阵列错层排布,使其整体的辐射性能最优化。通过发射组件模块、波束控制模块和电源模块的合理布局和设计优化,使其电扫波束可在离轴角0~60°、方位角0~360°内变化。此单机经加工后测试结果良好,对X波段通信系统尤其是相控阵天线的设计有一定的指导意义。
关键词:
高增益
圆极化
宽角度电扫
相控阵天线

综述与评论

片上电源电压噪声功率谱测量方法综述

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.201215

作者:翟鹏飞1,周 雄1,李 强1,2

作者单位:1.电子科技大学 电子科学与工程学院,四川 成都610054; 2.琶洲实验室-人工智能与数字经济广东省实验室,广东 广州510330

摘要: 随着现代超大规模集成电路的电源网络变得十分复杂,在片上对其各电源域电压噪声功率谱的测量变得越来越有意义。片上电源电压噪声测量电路的设计难点主要是在面积和功耗开销较小的情况下,可以较高精度地测量频率范围很宽的电源噪声信号。介绍了基于自相关方法测量电源电压噪声功率谱的原理,并总结了目前用于电源电压噪声功率谱测量的主要电路技术,讨论了相关结构和技术的优缺点,为超大规模集成电路的设计研发人员提供了有益参考。
关键词:
电源噪声
电源网络
功率谱谱测量
自相关

图像目标识别与跟踪技术的军事化应用综述

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.201219

作者:周正浩,曹 兵南京理工大学 机械工程学院,江苏 南京210094

摘要: 随着各国军事力量的不断增强,武器的现代化与智能化要求越来越迫切,故以计算机技术等为代表的高新技术在军事领域的应用不断深入,其中图像处理技术也成为各国军事研究的热门话题之一。首先阐述了图像处理技术的概念,其次介绍了热门研究课题——目标识别的基本原理以及以此为基础的红外跟踪技术发展现状,最后整理了目标识别与跟踪技术在军事领域的具体应用与面临的挑战,并对未来发展形势做出了展望,为目标识别与跟踪技术在军事领域中的创新突破和工程研究提供参考方向。
关键词:
图像处理
军事
目标识别
目标跟踪

人工智能

一种基于语音指令的电子门锁解锁方法及系统

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.201023

作者:黄萌凌1,丁竹生1,张金叶2

作者单位:1.航天科技集团 702所,北京100076;2.航天科技集团18所,北京100076

摘要: 为了满足人们对更好解锁方式的需求,提出了一种基于语音指令的电子门锁解锁方法及系统。该方法的设计理念是:利用手机号码的唯一性识别用户身份;利用语音识别技术,实现利用不同的语音指令打开不同门锁。该系统由电子门锁、手机和互联网服务器组成。对该方法及系统进行了详细设计和说明,据此即可进行代码编写、电路设计等产品化设计工作。基于本方法及系统的电子门锁适用范围宽、解锁便捷,并具有更好的安全性、更高的性价比,对电子门锁或智能门锁行业的发展将会产生重要影响。
关键词:
电子门锁
智能门锁
解锁方法
语音指令

集成机器学习模型在不平衡样本财务预警中的应用

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.201234

作者:张 露1,刘家鹏1,江敏祺2

作者单位:1.中国计量大学 经济与管理学院,浙江 杭州310018;2.上海财经大学 信息管理与工程学院,上海200000

摘要: 基于上交所主板市场A股企业的财务指标数据来预测企业的财务风险,样本数据包括1 227家正常上市企业和42家被财务预警的企业,数据严重不平衡,通过重采样技术解决了分类器在不平衡样本中失效的问题,运用Bagging思想的集成机器学习对预测模型进行提升与优化。正确挑选出有财务危机企业的概率最高达到92.86%,在此基础上,样本的整体准确率在经过模型的集成之后提高了5.4%。集成模型提高了对上市企业的财务预警能力,能为企业的正常经营和投资者的安全投资提供一定的借鉴。
关键词:
财务预警预测
集成机器学习
不平衡采样技术

微电子技术

Spectre X RF在大规模RFIC设计中的应用

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.219807

作者:郭锡韧1,曾 义2

作者单位:1.深圳市中兴微电子技术有限公司,广东 深圳518055;2.上海楷登电子科技有限公司,上海200120

摘要: 随着工艺尺寸的不断缩小,电路规模的不断复杂化以及版图中寄生规模的不断增大,在一些大规模的后仿验证过程中,Cadence公司提供的模拟全精度仿真器Spectre/APS/APS RF已不能满足需求。针对这一问题,Cadence于2019年推出APS的下一代模拟全精度仿真器Spectre X,在实际使用过程中发现其对普通模拟仿真性能提升明显并且基本保持了APS的仿真精度。2020年,Cadence推出其APS RF的下一代仿真器Spectre X RF 仿真器。RF仿真在整体仿真验证流程中同样占据很大一部分,在将其应用到实际项目前,需要与APS RF对比其性能和速度。介绍了Spectre X RF的用法,并重点介绍在几种采用不同工艺的RFIC设计中,仿真器Spectre APS RF与Spectre X RF仿真性能与精度的对比情况。
关键词:
SPECTREXRF
模拟下变频
大规模后仿验证

基于信号与电源完整性的有效分析优化2.5D-3D的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.219806

作者:何永松1,秦祖立2,林 麟1,吴 凯1

作者单位:1.上海燧原科技有限公司,上海200000;2.上海铿腾电子科技有限公司,上海200000

摘要: HBM(高带宽内存)存储系统与传统的DRAM接口相比,具有高速率和低功耗特性。在2.5D/3D的设计中,随着HBM速率的提高,对信号与电源完整性的设计的考量越来越重要,如何通过有效的仿真指导产品的设计是一个挑战。首先从信号完整性的角度讨论了设计的考量点,其次从电源完整性的角度讨论电源噪声在高速传输信号中的影响,并提出了如何仿真与预测大量同步开关噪声等电源噪声对眼图的影响,最后基于芯片的测试结果对比仿真,给出结论。
关键词:
2.5D3D设计
信号完整性
电源完整性
同步开关噪声
电源噪声预测

5 nm MSOA RapidPDK及物理实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.219805

作者:贺恺华1,丁学伟1,2

作者单位:1.深圳市中兴微电子技术有限公司IP设计部,广东 深圳518055; 2.移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室,广东 深圳518055

摘要: 随着当今电子行业的发展,对SoC芯片,尤其是数模混合芯片的要求越来越高。和传统的DEF/GDS数据交互方式相比,Mixed Signal Open Database(MSOA) RapidPDK可以帮助设计人员通过相同的PDK更好地完成数字工具Innovus和模拟工具Virtuoso之间的数据传递。首先描述了5 nm MSOA RapidPDK生成方式,其次使用生成的PDK实现5 nm IP物理实现,同时验证MSOA flow对5 nm设计在版图完成和交付方面的速率提升。
关键词:
MSOARapidPDK
5nm
物理实现
VirtuosoInnovus

Tempus-PI仿真和实测关键时序路径的一致性研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.219804

作者:余金金1,闫志超1,张倩忆2,陈泽发2

作者单位:1.上海燧原科技有限公司,上海200000;2.上海铿腾电子科技有限公司,上海200000

摘要: 传统的静态时序分析会将电压的不一致性作为减弱参数形式,以一定的余量帮助使用者覆盖大部分真实芯片中的情况。但是随着芯片越来越大,软硬件的功能越来越多,由于电压降引起的时序违例越来越多。很多情况下IR的分析是符合标准的。现在主流的大规模芯片如AI芯片都是基于12 nm、7 nm或者更小的技术节点。封装还会引入3DIC。电压降分析越来越复杂也越来越重要。与此同时,时序分析也将会引入电压降的影响。Tempus-PI提供一个真正的时序和电压降协同仿真的签核流程,以此来帮助找到真正的电压敏感的关键路径。该仿真工作的结果得到了芯片测试的一致性验证。
关键词:
静态时序分析
电压降
关键路径
一致性

基于Palladium AVIP的SoC验证方案

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.219803

作者:程 涛

作者单位:哲库科技(上海)有限公司,上海201210

摘要: 由于片上系统芯片(System on Chip,SoC)规模越来越大,软件仿真速度在一些大的场景测试用例下已经很难满足验证计划时间的要求。现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)原型验证平台容量的限制,以及需要修改时钟树等特性导致FPGA平台并不适合做功耗/性能评估。基于Emulator平台的仿真加速以及功耗/性能评估已经成为一种趋势。可以使用Emulator的加速验证知识产权(Accelerated Verification Intellectual Property,AVIP)替换软件仿真用的验证知识产权(Verification Intellectual Property,VIP)来做仿真加速。以及使用高级微控制器总线结构(Advanced Micro-controller Bus Architecture,AMBA) AVIP来模拟或者监控总线的传输,结合其他工具可以用来做功能/功耗/性能相关的验证工作,大大加速了芯片相关开发验证的进程。
关键词:
Emulator
AVIP
仿真加速
功耗分析
性能评估

基于vManager的大规模IC验证自动化解决方案

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.219802

作者:植 玉,梁其锋,石义军,贺志强

作者单位:深圳市中兴微电子技术有限公司,广东 深圳518054

摘要: 介绍了验证管理工具vManager,通过Python调用vAPI接口与企业级的产品需求管理工具Microsoft TFS和用户数据后台对接,实现了从自动创建验证需求框架(即vPlan)自动执行回归验证,自动提取验证结果反标回Microsoft TFS中的需求状态,自动提取验证结果呈现到验证看板的自动化验证管理全流程。方案旨在自动化、规范化地实现验证需求到vPlan的同步, 验证回归状态和覆盖率的实时汇总,实现验证的高效率和高透明度,需求跟踪达到滴水不漏。该方案还采用了vManager最新一代的High Available模式,可实现跨地域的多团队合作与数据共享,并且部署了多引擎验证工具包括Xcelium、JapserGold和Palladium的验证管理,实现了多维度的验证数据汇总。目前该方案已经部署到真实的研发环境中,为vManager在国内比较领先的应用,为业内提供“跨地域合作+多个仿真引擎”的大规模验证方案提供了非常有价值的参考。
关键词:
关键验证自动化管理
vManager
vAPI
Python

基于Innovus工具的IR Drop自动化修复

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.219801

作者:万 健1,王 硕1,邱 欢1,陈飞阳1,叶 林1,武辰飞1,2,欧阳可青1,2

作者单位:1.深圳市中兴微电子技术有限公司 后端设计部,广东 深圳518055; 2.移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室,广东 深圳 518055

摘要: 在先进工艺节点下,芯片电源网络的电阻增加和高密度的晶体管同时翻转会在VDD和VSS上产生电压降(IR Drop),导致芯片产生时序问题和功能性障碍。采用基于Innovus工具的三种自动化IR Drop修复流程在PR (Placement and Route)阶段优化模块的动态IR Drop。结果表明,Pegasus PG Fix Flow和IR-Aware Placement这两种方法能分别修复设计的48%和33.8%的IR Drop违例,且不会恶化时序和DRC(Design Rule Check),而IR-Aware PG Strape Addition这种方法的优化力度相对较小,且会使DRC有较大程度的恶化。
关键词:
芯片设计
Innovus工具
IRDrop修复

测控技术与仪器仪表

核电数字化控制系统与第三方系统接口研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211389

作者:尤 兵

作者单位:福清核电有限公司,福建 福清350318

摘要: 随着数字化控制系统DCS广泛应用于核电厂,核电厂主控室也在向功能更完善、布局更集中的先进主控室过渡,这一技术特点使得主控室操纵员主要依赖操作员站上的显示器和键盘鼠标实现对电厂工艺系统的监控,因此需要将DCS以外的第三方仪控系统与DCS系统进行信息与监控集成。基于此需求,介绍了接口设计的一般原则,具体阐述了福清核电DCS系统与第三方仪控系统接口设计,并以DCS与KRT系统接口为实例,论述了采用I/A平台FDSI模块实现第三方仪控系统接口的具体实施。
关键词:
数字化控制系统
第三方仪控系统
网络通信
硬接线

基于Arduino和语音识别的智能垃圾分类系统

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200788

作者:黄 鹏,徐 燕

作者单位:北京物资学院 信息学院,北京101149

摘要: 在上海、北京等全国多个省市陆续推出垃圾分类管理办法和要求的大背景下,为了能够更好地帮助居民进行垃圾分类,提出了基于Arduino和语音识别的智能垃圾分类系统。该系统由Android移动端APP、HC-05蓝牙模块、下位机控制模块构成。Android移动端APP接收语音输入,识别并加以分类,并通过HC-05蓝牙模块将分类结果发送到Arduino开发板,Arduino开发板根据分类结果控制相应舵机转动,从而带动对应分类的垃圾桶盖打开,实现垃圾分类。实验测试结果表明,该系统识别准确率高,具有实用价值。
关键词:
垃圾分类
语音识别
Arduino
蓝牙

通信与网络

基于深度学习的1-比特超大规模MIMO信道估计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211341

作者:蒲旭敏1,2,吴 超1,2,杨小珑1,2

作者单位:1.重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆400065;2.重庆邮电大学 移动通信技术重庆市重点实验室,重庆400065

摘要: 超大规模多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术在未来的移动通信中具有巨大的潜力。然而,采用超大型的天线阵列会出现空间非平稳性信道特征,如果为基站的每根天线都配备一个高精度量化器,系统功耗将大幅度增加,从而阻碍超大规模MIMO系统的广泛应用。因此,假设基站的每根天线都配备有一对1-比特模数转换器(Analog-to-Digital Converters,ADC),利用子阵列与用户之间的映射关系来描述非平稳信道特征,借助深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)强大的泛化能力,设计一种新的生成式监督DNN模型,该模型可以使用合理数量的导频进行训练。仿真结果表明,所提出的网络可以使用较少的导频得到较好的估计性能,在性能与计算复杂度之间取得良好的平衡。
关键词:
信道估计
深度学习
空间非平稳性
1-比特ADC

一种基于LoRa的动态识别和楼层判定方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211349

作者:韩一石,曾祥威,李 贤,陈佳瀚,洪远霖

作者单位:广东工业大学 信息工程学院,广东 广州510006

摘要: 针对室内三维定位中垂直方向的楼层判定算法复杂度高、准确率低等问题,提出一种基于LoRa的动态识别和楼层判定方法。首先,在楼宇内按需部署纵向定位设备;然后,建立室内各层楼梯口的LoRa信号指纹库,划定对应不同楼层信号强度特征的判定阈值;最后结合LoRa-RSSI动态识别和楼层判定方法,捕捉室内动态下无线信号强度的实时变化,实现上下楼活动动态识别,提高楼层判定的准确率。实验结果表明,方法识别判定准确率达97.9%,实现简单,不受外界环境影响,可快速按需部署。结合室内二维定位技术,提供了一种新的室内人、物三维定位方法和思路。
关键词:
楼层判定
动态识别
LORA
RSSI
快速部署

计算机技术与应用

代码审查缺陷密度量化模型研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200912

作者:鸦 文,杨沁梅

作者单位:中国电子科技集团公司第二十八研究所,江苏 南京210007

摘要: 为通过代码审查活动达到对软件产品质量提升的作用,给出了代码审查平台搭建方案,并据此平台策划开展了多个工程的代码审查活动。利用首轮采集的数据,初步分析确立了代码审查缺陷密度模型和影响因子,计算得到了代码审查缺陷密度的基线目标值。该模型可以供研发团队和研发团队所属组织策划确定代码审查基线,并策划开展后续代码审查活动。
关键词:
代码审查
代码审查平台
缺陷密度

基于改进型差分进化的MLAT系统布站方法研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200458

作者:胥松寿1,郭歆莹2

作者单位:1.民航河南空管分局 技术保障部,河南 郑州450000;2.河南工业大学 信息科学与工程学院,河南 郑州450000

摘要: 对于多点定位系统的定位精度受基站几何布局影响的问题,提出基于改进型差分进化算法的布站优化方法。基于差分进化算法并适当改进,结合场面多点定位系统的其他条件和限制因素,以几何精度因子GDOP为适应度函数,实现基站优化布站,为系统设计和建设中基站位置的选取提供参考依据。仿真结果表明,该布站优化方法在多点定位系统中可获得较高的定位精度。
关键词:
多点定位系统
GDOP
差分进化算法
最优布站设计
定位精度

基于云计算的流媒体任务调度算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200770

作者:杨 戈1,2,吴俊言1

作者单位:1.北京师范大学珠海分校 智能多媒体技术重点实验室,广东 珠海519087; 2.北京大学深圳研究生院 深圳物联网智能感知技术工程实验室,广东 深圳518055

摘要: 针对当前流媒体的大量视频资源从而带来的云计算的负载均衡和任务分配问题,在Cloudsim云环境下实现了任务调度的GAAC算法(Greedy And Ant Colony Algorithm,GAAC)。GAAC算法具有迭代学习机制、局部最优和负载均衡的特点。并在Cloudsim的环境下,完成了对GAAC算法、轮转算法(Round Roll Algorithm,RR)、贪心算法和蚁群算法的仿真比较。实验验证,GAAC算法从总体上而言,任务调度所用的时间明显较低于贪心算法和传统的轮转算法和蚁群算法,即其任务执行的时间更短,效率更高。
关键词:
云计算
任务调度
贪心算法

基于多尺度网络的绝缘子自曝状态智能认知方法研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200223

作者:万 涛1,吴立刚1,陆 烨2,王 浩2,张 潇2,范叶平1,杨德胜1

作者单位:1.国网信息通信产业集团安徽继远软件有限公司,安徽 合肥230088; 2.国网江苏省电力公司徐州供电分公司,江苏 徐州221005

摘要: 针对已有绝缘子状态识别模型,以及深层网络尺度和交叉熵损失函数的缺陷,仿照运维人员检修模式,即依据评测结果的可信度动态决策,基于多尺度网络构建了一种绝缘子自曝状态智能认知方法。首先,面向定位归一化化预处理后的绝缘子图像,基于ResNet-18增加不同结构的网络分支提高网络适应不同分辨率的能力,同时在网络末端添加多尺度信息融合模块;其次,随机配置网络面向多个尺度特征,构建了泛化的自曝状态分类认知准则;最后,为了评测自曝状态分类认知结果的可信度,基于定义的误差指标自调节多尺度网络架构,重构不确定认知结果约束下的特征向量和分类认知准则,以进行自曝状态再认知。实验结果显示,与其他方法相比,所提出的智能认知方法增强了模型的泛化能力和认知精度。
关键词:
绝缘子状态
ResNet
反馈认知
多分辨率
多尺度

嵌入式技术

基于STM32的单相电机调速控制器的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.201188

作者:王卓然,曾 敏,袁 松,胡子鑫

作者单位:华南理工大学 机械与汽车工程学院,广东 广州510641

摘要: 针对模拟调速方法控制精度和柔性差的缺点,提出了一种数字化的单相电机调速方案。介绍了单相交流调压调速原理,设计了控制器主电路和过零检测电路,对电路进行了仿真和参数优化,在此基础上搭建了基于STM32的单相电机调压调速控制系统并进行实验验证。仿真与实验结果表明,过零信号检测判断准确,实验波形与理论分析一致,实现了数字化调压调速。
关键词:
调压调速
单相异步电动机
STM32
双向晶闸管
数字控制

基于STM32两轴深水观测云台控制系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211557

作者:任福深1,王 茜1,刘 均1,张 园2

作者单位:1.东北石油大学 机械科学与工程学院,黑龙江 大庆163318;2.陕西安然能源科技有限公司,陕西 西安710000

摘要: 随着水下机器人在海洋能源勘探领域研究的深入,其需要借助云台实时监测水下环境、保证安全高效的作业。因此设计了基于STM32主控板的两自由度深水观测云台及其控制系统,在FreeRTOS上设置不同优先级的任务,实现CPU资源的高效利用。采用RS485实现云台和上位机通信,上位机按照Modbus双向通信协议向云台下位机发送控制命令。在实现两轴云台电机转动的同时,上位机实时接收检测到的数据。采用PID算法控制云台转动角度,通过分析实验结果,该系统可以实现云台两自由度控制和高质量图片视频采集。
关键词:
两自由度云台
STM32
控制系统
ROV
FreeRTOS

电路与系统

基于新型耦合器的紧耦合阵列天线研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.201817

作者:杨 龙1,周文涛1,王 娜1,张志亚2

作者单位:1.中国西南电子技术研究所,四川 成都610036; 2.西安电子科技大学 天线与微波技术国家重点实验室,陕西 西安710071

摘要: 紧耦合阵列天线具备超宽带性能,可广泛应用于雷达、通信、情报侦察等领域。提出了一种采用新型电容耦合器的宽带紧耦合阵列天线,获得了宽带性能。该电容耦合器通过将两条部分重叠的传输线沿阿基米德螺旋曲线缠绕而获得,可以得到阵元间的强电容耦合,同时为了增加相邻天线单元间的电容,耦合器采用了双层印刷结构。此外,采用集成的宽带巴伦和电介质覆层,进一步提高了天线的宽带匹配性能。仿真结果表明,所设计的紧耦合阵列天线阵列在1.2~6.2 GHz范围内有源驻波小于3,同时在所有平面中扫描角达到45°。制造并测试了天线样机,测量结果表明所设计的天线在有源驻波小于3时阻抗带宽达到5.2:1。
关键词:
紧耦合阵列天线
超宽带
耦合器

基于DSP增益可控的光刻机测高电路的设计研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.201252

作者:赵英伟,郝晓亮,张文雅,马培圣,文黎波

作者单位:中国电子科技集团公司第十三研究所,河北 石家庄050051

摘要: 介绍了激光三角法高度测量技术和基于数字信号处理器DSP与线阵CCD的激光高度测量系统。采用比例恒流源和镜像恒流源组合,设计了输出功率稳定可调的激光二极管驱动电路和线阵CCD的驱动电路,借助DSP定时器周期调节灵活的优点,方便地调节光积分时间来提高信号质量。针对光刻工艺中不同的测量对象表面的光学特征,自动进行激光二极管增益控制和光积分时间调节,提高测量的适应性和测量效率。
关键词:
激光三角法
线阵CCD
数字信号处理器
光刻机

雷达与导航

基于Qt的雷达显示及手机客户端设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211433

作者:侯彭亮,郭 苹,王展鹏,王 静

作者单位:西安科技大学 通信与信息工程学院,陕西 西安710054

摘要: 为了实现对雷达平面位置显示器(Plane Position Indicator,PPI)更加方便、快捷的控制,设计了一种基于Qt的雷达PPI显示及手机控制客户端。根据雷达PPI显控需求,在Windows系统下利用Qt图形框架设计雷达PPI显示端,并基于Qt on Android开发环境使用QML实现手机控制客户端的设计。雷达PPI显示端和手机客户端通过TCP/IP协议远程连接,实现手机客户端在以太网下对雷达PPI显示端的控制。该客户端实现了利用Android可移动设备对雷达PPI显示端的远程控制,扩展了雷达PPI显控系统在复杂环境下的适用性。测试表明,基于Qt的雷达PPI显控手机客户端可以方便、快捷地控制雷达PPI显示端,且软件运行稳定,满足性能需求。
关键词:
雷达显控
Socket
TCPIP
Qt图形框架