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一種用于DOA估計的高精度同步多天線系統(tǒng)設(shè)計[通信與網(wǎng)絡(luò)][通信網(wǎng)絡(luò)]

信號波達(dá)方向估計（DOA）是確定信源或目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信和導(dǎo)航等領(lǐng)域。設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于FPGA和多片AD9361的用于DOA估計的高精度同步多天線系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用校準(zhǔn)源反饋到各接收通道的硬件設(shè)計，結(jié)合FFT精確估計相位差，并利用迭代優(yōu)化校準(zhǔn)方式進(jìn)行補償，從而實現(xiàn)高精度同步。該系統(tǒng)具有高精度、高穩(wěn)定、小型輕便的優(yōu)勢。經(jīng)測試，該系統(tǒng)在100 MHz至1.25 GHz頻帶內(nèi)能夠快速收斂到±0.2°多通道相位誤差，并能夠在99.74%時間內(nèi)保持穩(wěn)定在該區(qū)間。相比于共用外部本振的同步方式，該設(shè)計簡化本振系統(tǒng)設(shè)計，相位誤差從±5°減小到±0.2°，且具有易實現(xiàn)、易拓展、實時性的優(yōu)勢。

發(fā)表于：9/14/2024

基于CNN-BiLSTM-Attetion的銀杏液流預(yù)測模型及環(huán)境因子影響研究[模擬設(shè)計][其他]

樹木液流受生理活動和多重環(huán)境因子的共同作用，表現(xiàn)為非線性和隨機(jī)性特征，為預(yù)測模型的精確度帶來挑戰(zhàn)。對此，結(jié)合CNN卷積層、BiLSTM雙向網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和注意力機(jī)制的優(yōu)勢分別對樹干液流序列的局部特征、長期依賴和關(guān)鍵信息進(jìn)行提取，并根據(jù)自測銀杏液流數(shù)據(jù)集構(gòu)建基于CNN-BiLSTM-Attetion的樹干液流預(yù)測模型。該模型的R2、MSE和MAE分別為0.977 3、0.002 9和0.013 4，相較于CNN、BiLSTM、XGBoost、RNN和TCN建立的模型均有不同程度的提高。另外，還利用特征工程對環(huán)境因子的重要性進(jìn)行排名，分析銀杏樹干液流在生長季初期對環(huán)境因子的響應(yīng)規(guī)律，對銀杏生長季初期的灌溉和養(yǎng)護(hù)提供理論依據(jù)。

發(fā)表于：9/14/2024

非均勻光照下銅板表面缺陷圖像增強(qiáng)[EDA與制造][工業(yè)自動化]

針對銅板表面缺陷圖像容易受到非均勻光照影響，出現(xiàn)反光和亮度失真，導(dǎo)致圖像難以運用到檢測中的問題，提出了一種非均勻光照場景下銅板表面缺陷圖像的增強(qiáng)方法。首先提取圖像中的光照分量，然后將光照分量進(jìn)行分塊，根據(jù)不同塊的亮度進(jìn)行優(yōu)化，并在分塊的基礎(chǔ)上進(jìn)行自適應(yīng)伽馬變換，調(diào)整圖像中的整體亮度。然后，使用Top-Hat變換加強(qiáng)圖像中的缺陷區(qū)域，最后將Top-Hat變換前后的圖像進(jìn)行融合，得到最終的圖像。實驗結(jié)果表明，在擦傷、劃痕、孔洞這三類缺陷中，增強(qiáng)后的圖像信息熵分別提升了10.51%、5.29%、2.89%，與其他圖像增強(qiáng)算法相比，所提算法能夠有效抑制銅板表面缺陷的反光，提升圖像的質(zhì)量并增強(qiáng)圖像中的缺陷區(qū)域。

發(fā)表于：9/14/2024

無人機(jī)城市三維航跡規(guī)劃可視化平臺設(shè)計與實現(xiàn)[模擬設(shè)計][航空航天]

隨著無人機(jī)在城市場景下的廣泛應(yīng)用，針對傳統(tǒng)路徑規(guī)劃算法在多個約束條件下進(jìn)行無人機(jī)三維路徑規(guī)劃時無法兼顧多種風(fēng)險、容易陷入局部最優(yōu)等問題，基于真實城市建筑物數(shù)據(jù)，考慮地理圍欄限制、人流密集程度和社會屬性等因素，構(gòu)建城市場景無人機(jī)運行環(huán)境并建立真實三維環(huán)境模型，設(shè)計了基于城市場景的無人機(jī)三維航跡規(guī)劃可視化平臺。該平臺構(gòu)建了真實環(huán)境下城市空域網(wǎng)格，并對網(wǎng)格飛行適宜度進(jìn)行了量化分析，并基于該數(shù)值，采用了改進(jìn)的Lazy Theta*算法對無人機(jī)航跡進(jìn)行規(guī)劃。通過可視化平臺的實際運行，提供航跡規(guī)劃的三維展示，更好地實現(xiàn)人機(jī)交互，是一種無人機(jī)路徑規(guī)劃三維可視化仿真驗證的手段。

發(fā)表于：9/14/2024

基于SiP技術(shù)多核處理器微系統(tǒng)設(shè)計[EDA與制造][通信網(wǎng)絡(luò)]

系統(tǒng)級封裝SiP（System in a Package）已成為后摩爾時代延續(xù)摩爾定律的主要技術(shù)路線，電子裝備小型化和多功能化的推動，使其在領(lǐng)域具有廣闊前景。描述了一種基于 SiP 技術(shù)小型化多核信號處理的實現(xiàn)方案，詳細(xì)講述了芯片級設(shè)計及封裝的具體方法和思路，提出了一種基于 SiP 技術(shù)的多核處理器微系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)。

發(fā)表于：9/14/2024

基于MCU的低功耗I2C總線控制器設(shè)計與實現(xiàn)[模擬設(shè)計][通信網(wǎng)絡(luò)]

為加強(qiáng)I2C（Inter-Integrated Circuit）總線控制器的IP（Intellectual Property）復(fù)用性和IP應(yīng)用廣泛性，設(shè)計了一種低功耗I2C總線控制器。該總線控制器集成于MCU（Microcontroller Unit）系統(tǒng)中，不僅能夠滿足I2C總線協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，而且能夠喚醒處于低功耗模式的系統(tǒng)，使芯片恢復(fù)正常工作。對采用的低功耗技術(shù)、I2C的通信功能和低功耗功能的設(shè)計與實現(xiàn)進(jìn)行了介紹。對設(shè)計的I2C總線控制器進(jìn)行了系統(tǒng)仿真，分析表明該設(shè)計實現(xiàn)了I2C總線協(xié)議的通信，并能夠喚醒低功耗系統(tǒng)，滿足設(shè)計預(yù)期。

發(fā)表于：9/14/2024

基于加法樹壓縮和乘數(shù)編碼優(yōu)化的乘法器設(shè)計[模擬設(shè)計][通信網(wǎng)絡(luò)]

定點乘法器是現(xiàn)代信號處理常用的運算單元之一，其整體性能直接決定了系統(tǒng)的競爭力。為了乘法器的計算效率，設(shè)計了一種新型高能效有符號數(shù)乘法器，使用基4-Booth編碼，減少了一半的部分積；另外使用直接求相反數(shù)的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的取反加一求相反數(shù)的方法，使得部分積陣列比特數(shù)減少且形狀規(guī)整，易于壓縮。提出的3-2壓縮器和半加器相混合的新型樹型壓縮結(jié)構(gòu)硬件資源開銷優(yōu)化明顯，對比現(xiàn)有的乘法器異或門數(shù)量下降了14%，二選一選擇器數(shù)量下降了31%，總面積減少了50%，計算效率大大提高。

發(fā)表于：9/14/2024

基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的度量學(xué)習(xí)與拓?fù)鋫鞑サ膍iRNA-疾病關(guān)聯(lián)預(yù)測算法[人工智能][醫(yī)療電子]

miRNA的突變和異常表達(dá)可能導(dǎo)致各種疾病，因此預(yù)測miRNA與疾病的潛在相關(guān)性對于臨床醫(yī)學(xué)和藥物研究的發(fā)展具有重要意義。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是miRNA-疾病預(yù)測算法的重要組成部分，然而當(dāng)前算法并未有效利用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果并不理想。與此同時，如何有效地融合多源數(shù)據(jù)也是當(dāng)前的研究趨勢。針對上述問題，提出一種自適應(yīng)融合異質(zhì)節(jié)點結(jié)構(gòu)信息算法（MMTP），通過利用節(jié)點的一階鄰居和元路徑誘導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)特征，并利用度量學(xué)習(xí)和拓?fù)鋫鞑プ赃m應(yīng)地融合異質(zhì)節(jié)點結(jié)構(gòu)信息，以提升miRNA-疾病預(yù)測精度。5折交叉驗證實驗結(jié)果表明，MMTP在HMDD v3.2數(shù)據(jù)集上的受試者操作曲線下面積（AUC）為94.81，高于其他模型。并且在基于腎癌的案例研究中，該模型所預(yù)測的前30個miRNAs全部得到證實。上述研究證明，所提的MMTP模型可有效預(yù)測miRNA-疾病相關(guān)性。

發(fā)表于：9/11/2024

基于毫米波雷達(dá)三維點云的室內(nèi)跌倒檢測[人工智能][通信網(wǎng)絡(luò)]

全球老齡化時代的到來引發(fā)的老年人健康監(jiān)護(hù)問題不可忽視，而室內(nèi)跌倒對獨居的老年人有非常大的安全隱患。因此，為準(zhǔn)確檢測到跌倒動作，使用毫米波雷達(dá)三維點云信息進(jìn)行室內(nèi)跌倒檢測，并提出一種基于外部注意力機(jī)制的PointLSTM網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)三維點云在時序的分類。通過MIMO體制的毫米波雷達(dá)芯片采集人體動作的回波信號，利用集成雷達(dá)基帶處理器的微控制器實現(xiàn)信號處理的部分，可將原始數(shù)據(jù)實時轉(zhuǎn)換成三維點云，并提高點云處理中的計算速度及雷達(dá)硬件的整體性能。基于外部注意力機(jī)制的PointLSTM網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)點云在時空中的提取特征和分類識別，網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)了PointLSTM幀間點信息的流失問題，并在信息提取中對所有數(shù)據(jù)實現(xiàn)特征聯(lián)系，外部注意力機(jī)制通過獨立的可學(xué)習(xí)參數(shù)優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度和識別精確率。實驗結(jié)果表明，所提出的方法在室內(nèi)環(huán)境下檢測準(zhǔn)確率可以達(dá)到98.3%，可以有效區(qū)分動作的類別，并驗證了使用毫米波雷達(dá)三維點云檢測人體跌倒的可行性。

發(fā)表于：9/11/2024

基于可重構(gòu)PRS的一維電子波束轉(zhuǎn)向Fabry-Perot天線設(shè)計[微波|射頻][通信網(wǎng)絡(luò)]

設(shè)計了一種具有一維電子波束轉(zhuǎn)向的新型Fabry-Perot（F-P）諧振腔天線。該天線由同軸探針饋電的方形微帶貼片天線作為輻射源，并采用加載PIN二極管的可重構(gòu)部分反射表面（Partially Reflective Surface， PRS）實現(xiàn)波束轉(zhuǎn)向。所設(shè)計的可重構(gòu)PRS由6×6個花瓣型單元組成，并均分為相等的兩部分Part 1和Part 2，分別由兩個控制信號獨立控制，因此可以有選擇地調(diào)節(jié)每部分PIN二極管的開關(guān)狀態(tài)。所設(shè)計的天線具有三種不同的輻射模式。測量結(jié)果表明，天線主波束能夠在+9°、0°、-9°三種離散狀態(tài)下自由切換。所有狀態(tài)下重疊的阻抗帶寬（|S_11 |<-10 dB）為5.5% （5.43~5.74 GHz），最大增益達(dá)到14.2 dBi。

發(fā)表于：9/11/2024

一種小型化EHF頻段接收模塊的設(shè)計與實現(xiàn)[微波|射頻][航空航天]

針對衛(wèi)星通信工作頻率越來越高的應(yīng)用需求，設(shè)計了一種工作在極高頻（Extremely High Frequency， EHF）的接收模塊，實現(xiàn)極高頻射頻信號的接收及下變頻功能。模塊內(nèi)部集成波導(dǎo)-微帶探針過渡、低噪聲放大器、微帶濾波器、本振電路、混頻器及供電電路，具有低噪聲系數(shù)、高增益、高帶外抑制的優(yōu)點。采用單片微波集成電路（Monolithic Microwave Integrated Circuit， MMIC）混合多功能集成技術(shù)實現(xiàn)了模塊的小型化、通用化，可適應(yīng)多種場景下的極高頻收發(fā)前端應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)表于：9/11/2024

C波段2 000 W氮化鎵線性固態(tài)功放研制[微波|射頻][通信網(wǎng)絡(luò)]

介紹了一種C波段2 000 W氮化鎵高功率線性固態(tài)功放的工程實現(xiàn)。使用32片GaN功率管芯芯片，采用微帶Gysel功分器與波導(dǎo)功分/合成網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式進(jìn)行功率合成，功放在900 MHz的工作頻帶內(nèi)連續(xù)波飽和輸出功率大于2 000 W，最大輸出功率2 290 W。采用射頻預(yù)失真線性化技術(shù)優(yōu)化氮化鎵功放線性度，功放三階互調(diào)指標(biāo)改善幅度大于4 dB，優(yōu)于-29 dBc。選擇帶熱管的翅片散熱器的強(qiáng)制風(fēng)冷方案，提高散熱器的換熱效率，散熱性能良好。功放配置了完善的控保功能，可靠性及實用性滿足工程使用要求。功放插箱和電源模塊采用熱插拔設(shè)計，便于快速維修，適用于測控、通信、廣電等領(lǐng)域的微波發(fā)射系統(tǒng)。

發(fā)表于：9/11/2024

基于復(fù)合修形技術(shù)的低雷達(dá)散射截面微帶天線[微波|射頻][通信網(wǎng)絡(luò)]

設(shè)計了一款基于復(fù)合修形技術(shù)的低雷達(dá)散射截面（Radar Cross Section， RCS）微帶天線。通過在輻射貼片和金屬底板同時采用修形技術(shù)，減少天線金屬部分的面積，實現(xiàn)天線RCS減縮并且維持天線輻射特性。基于復(fù)合修形技術(shù)的微帶天線相比傳統(tǒng)未修形的微帶天線在1~4 GHz頻帶內(nèi)實現(xiàn)天線RCS減縮，最大RCS減縮量為20 dB。對設(shè)計的低RCS天線進(jìn)行加工并測試，測試結(jié)果驗證了仿真分析的正確性。

發(fā)表于：9/11/2024

一種低剖面低RCS磁電偶極子天線陣列的設(shè)計[微波|射頻][通信網(wǎng)絡(luò)]

設(shè)計了一種低剖面寬帶低RCS磁電偶極子陣列。從輻射散射聯(lián)合特性的角度研究天線單元的諧振特性，構(gòu)造出具有相同輻射性能、對交叉極化來波反射相位接近反相的兩種不同單元。在主極化方向采用同一單元和SIW差分饋電構(gòu)造寬帶匹配的子陣，帶內(nèi)良好匹配實現(xiàn)對主極化波的低散射；再通過將子陣鏡像布陣實現(xiàn)對于交叉極化來波的散射相消，從而有效縮減天線RCS。該天線工作頻帶為26.77~34.35 GHz（24.8%），峰值增益為17.7 dBi。與采用同一類型單元的參考陣列對比，所提磁電偶極子陣列在22.5~34.5 GHz范圍實現(xiàn)了-10 dB交叉極化RCS縮減，并且輻射頻帶內(nèi)沒有明顯的增益損失。

發(fā)表于：9/11/2024

數(shù)字孿生在半導(dǎo)體測試設(shè)備中的實踐[EDA與制造][工業(yè)自動化]

數(shù)字孿生作為智能制造關(guān)鍵技術(shù)在工廠極具實用價值。通過在半導(dǎo)體測試服務(wù)公司建立數(shù)字孿生系統(tǒng)，收集了探針臺二十多萬條報警數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，超過90%的報警已通過數(shù)字孿生系統(tǒng)實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制解決。為探索報警處理的最佳方式，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)字孿生模型，并在模型中重現(xiàn)報警，通過模擬不同工況，與傳統(tǒng)方式相比，人工操作數(shù)字孿生系統(tǒng)處理報警可使設(shè)備等待時間減少64%以上。若采用AI后臺自行操作數(shù)字孿生系統(tǒng)，設(shè)備等待時間可繼續(xù)降低78%。這表明人工對設(shè)備報警的反應(yīng)時間是影響設(shè)備等待時間的關(guān)鍵因素，因此，深化使用數(shù)字孿生模型自動化處理報警可顯著降低設(shè)備等待時間，提升設(shè)備綜合利用率。

發(fā)表于：9/11/2024