多项式拟合技术在天线增益测量中的应用研究

文中简述了多项式拟合的基本原理公式,提出利用多项式拟合技术确定天线增益频段特性和大型口径天线不同仰角增益的方法。在比较法增益测量中,标准喇叭的增益常为已知的离散校准值,利用高频、低频和两个中间频点的增益值拟合了标准喇叭增益的解析式,非拟合点的增益计算结果同已知的标准喇叭增益校准值吻合很好,证明了该方法的有效性。最后,简述了多项式拟合技术在S波段8.54 m气象雷达天线增益测量及大型射电望远镜天线不同仰角增益测量中的应用。

基于幅值跟踪法的自动增益控制系统设计

为了实现信号幅值的自适应调整,设计了一种基于幅值跟踪法的信号自动增益控制系统,该系统主要由单片机、增益可控放大器、幅值跟踪电路、按键和LCD等组成。通过实时比较幅值跟踪电路获取的实际幅值和按键设置的期望幅值,系统利用算法动态地调整放大器中反馈电阻的大小,使输出信号幅值始终与期望幅值一致。实验结果表明该系统能实现放大器增益的自动控制,输出幅值误差小于1.5%,响应时间小于0.1秒,可应用于相关的信号处理领域中。

基于处理增益优势的雷达嵌入式通信波形性能评价方法

雷达嵌入式通信(REC)是一种使雷达与通信共用频谱的隐蔽通信方式,通过在高功率雷达后向散射回波中嵌入通信波形完成低截获概率(LPI)通信。传统的REC波形性能分析通常将通信可靠性和LPI性能分开考虑,忽略了其综合性能。基于处理增益提出了处理增益优势这一分析指标,对3种REC波形的通信可靠性能、LPI性能以及综合性能进行分析,为满足不同需求下REC通信的波形及参数选择提供了全新参考。仿真结果证实了利用处理增益优势分析REC波形性能的正确性和可行性。

一种基于耦合电感的高增益软开关谐振变换器

该文提出了一种具有高增益、软开关的新型谐振变换器。该谐振变换器使用耦合电感来提高电压增益,升压比不仅取决于占空比,还取决于耦合电感的变比,具有高增益的优点。此外,由于采用了有源钳位技术,漏感中的能量可以被回收利用,用来对开关管的结电容充放电提供能量,从而实现软开关。由于采用了耦合电感,所提出的变换器可以在较低的开关管电压应力的情况下实现较高的输出电压,因此可以使用低导通电阻的低压器件,从而提升系统的效率。该文分析了该谐振变换器的工作原理,并推导了输出电压、关断电流应力等参数的解析表达式。在此基础上,从理论上分析了该变换器取得软开关的条件,并对该变换器的各个器件的电压电流应力进行分析,为器件选型提供了理论依据。最后,搭建1kW实验样机,针对该文提出的基于耦合电感的谐振变换器的高增益、软开关、低电压应力、高效率等性能进行了实验验证。通过实验得出所提出的拓扑可以在10倍增益的情况下达到最高97.5%的效率,表明所提拓扑的优越性。

混合式抽水蓄能电站群容量计算研究Ⅰ:短期调峰特征与梯级开发增益

依托常规梯级水电站修建混合式抽水蓄能电站(简称混蓄电站)成为提升电力系统调峰能力的重要途径。混蓄电站即可抽水又可发电的典型运行方式增加了水电基地的灵活性调节能力,为此亟需研究其运行方式以及与原有梯级水电站运行方式间的互馈关系。研究以黄河上游待开发龙羊峡-拉西瓦、拉西瓦-尼那混蓄电站为对象,建立含混蓄电站的梯级水电站短期联合调峰优化模型,分析混蓄电站对原有梯级水电站运行方式的影响,基于理论推导与数值计算两种方法揭示混蓄电站调峰效果的变化特征。主要结论如下:(1)混蓄电站抽水水量经由原有梯级水电站机组下泄,使得非填谷时段原有水电站出力增加,水电站上旋备容量降低;(2)龙羊峡水电站满发流量相对较小、拉西瓦水库调节库容较小以及日综合利用供水流量过大是制约混蓄电站调峰效果的主要因素,发现了综合利用流量影响混蓄电站调峰效果的临界特性,并提出了临界综合利用流量的计算公式;(3)发现并量化了混蓄电站梯级开发模式较单一开发模式所带来的梯级抽水调峰增益现象,并揭示了梯级抽水调峰增益背后所蕴含的“河流梯级反向再造”内在机理。

逐像元自适应增益成像系统的星上辐射定标方法

逐像元自适应增益成像系统通过在每个像元的电子链路中集成四档不同容积的积分电容,可以在确保高信噪比的前提下实现大动态范围的遥感成像需求。此成像系统在发射前测试时,由于甚低增益(ULG)的动态范围过大而实验室积分球能量有限,只能通过与低增益(LG)的比例系数递推来间接对ULG后半量程的输出特性标定;星载太阳定标器反射能量过大会导致高增益(HG)和中增益(MG)输出饱和也无法直接测定辐射定标系数,只可通过比例系数推定。提出一种星上增益比例系数测定的方案,分别利用四档增益的输出作为特征对实验图像分类,将不同成像目标的输出码值作为多个定标能级,利用最小二乘法线性拟合相邻增益输出后得到相邻增益的比例系数。此方案验证了实验室增益比例系数测定结果,同时在外场成像实验中用该方法计算得到的比例系数用于相邻两档增益中较低增益图像反演较高增益图像,结果与实际较高增益图像对比归一化均方误差大部分小于0.01、两图像结构相关系数基本在90%左右、数据相关系数达到90%。证明该方法测定的相邻两增益比例相关系数有较高准确性,在星上辐射定标时用于高增益辐射定标系数的递推求取有极大的可行性,解决了星上不能直接对HG、MG辐射定标的问题。

基于开关电感的宽电压增益双向DC/DC变换器

此处提出了一种用于储能系统的基于开关电感的宽电压增益双向DC/DC变换器。该变换器在实现双向升降压的同时进一步扩大了双向变换器的电压增益,可以适应不同电压等级的储能电池;相同电压增益下功率器件占空比有效降低,进一步减小了输入电流纹波,有助于提高电池充电性能。分析了放电和充电两种工作模式的工作原理,并搭建实验样机进行验证。实验结果表明在输出电压稳定的工况下,该变换器放电模式可以实现0.5~5倍的电压增益,充电模式可以实现0.2~2倍的电压增益,证明了所提变换器的双向升降压能力和宽电压增益能力。

基于新型CD单元的两相交错并联高增益Boost变换器

为减少基于电容-二极管(CD)升压单元的两相交错并联高增益Boost变换器的CD单元数量,提升变换器电压增益,提出一种最后两级CD单元电容并联充电、串联供电的新型两相交错Boost变换器拓扑结构,进一步发挥CD单元的升压能力。分析新型3CD、4CD两相交错并联Boost变换器的拓扑演化过程,提出新型NCD两相交错并联Boost变换器的拓扑演化规律。以新型4CD两相交错并联Boost变换器为例,分析变换器工作原理,以及电感、电容寄生电阻对变换器电压增益的影响。最后在StarSim硬件在环实验平台搭建1 kW的新型4CD单元交错并联Boost变换器,验证该文所提拓扑的正确性。

2000—2020年四川小麦育成品种产量增益分析

【目的】分析2000—2020年四川小麦品种的产量及产量相关性状变化趋势,为四川小麦品种的产量遗传改良提供参考。【方法】2019—2022年,采用小区试验设计,测定2001—2016年以来145份四川省审定小麦品种及2000—2020年以来的60份高产小麦品种(四川省历年区试中产量位于前列的品种)的产量及产量相关性状,进而分析2000—2020年来四川小麦育成品种的产量及产量相关性状的变化趋势。【结果】145份2001—2016年四川小麦品种产量年均遗传增益为37.20 kg·hm^(-2)或0.66%,穗粒数和单位面积有效穗数呈增加趋势,千粒重和株高呈降低趋势。相关分析表明,单位面积有效穗数和产量呈极显著正相关,通径分析表明,单位面积有效穗数的持续增加(年均增加0.42×10^(4)/hm^(2)或0.13%)是145份2001—2016年四川小麦品种产量潜力提升的主要因素;60份2000—2020年四川高产小麦品种产量年均遗传增益为61.10 kg·hm^(-2)或0.89%,单位面积有效穗数呈增加趋势,株高呈降低趋势,穗粒数和千粒重几乎无变化。相关分析表明,产量与单位有效面积穗数呈显著正相关,通径分析表明,单位面积有效穗数的持续增加(年均增加1.80×10^(4)/hm^(2)或0.51%)也是60份2000—2020年四川高产小麦品种产量潜力提升的主要因素。【结论】近20年来,四川省小麦产量遗传改良育种取得一定进展,尤其是高产育种产量改良效果显著,四川省小麦品种产量水平正在逐步提升,单位面积有效穗数的持续增加是四川小麦品种产量潜力提升的主要因素。在产量要素中,高穗粒数和千粒重是四川小麦高产的重要基础,但其遗传改良处于瓶颈期。在此基础上,增加单位面积有效穗数是四川小麦产量进一步提升的关键。

响应面法优化芷江鸭美拉德风味增益工艺

为优化芷江鸭休闲产品的风味,以芷江鸭鸭胸肉为原料,耦合原位美拉德反应,在工艺耦合位点、美拉德反应体系基料种类及添加量的单因素试验的基础上采用响应面设计,以反应体系吸光度为指标,对其工艺参数进行优化。结果表明原位美拉德风味增益的最佳工艺条件为:蛋氨酸0.06%,半胱氨酸0.07%,木糖0.4%,最佳耦合位点为炒制。此条件下美拉德反应体系吸光值为0.783,验证实际吸光值为0.780,感官综合评分可达89.65分。

高速公路监控网络可补偿信道增益系统设计

为解决高速公路监控图像与信道组织内数据增量值不匹配的问题,从而提升监控信息的实时传输速率,设计高速公路监控网络的可补偿信道增益系统。在可调式VGA结构体系中,连接增益放大器、峰值检测器与视频车辆检测器,完成可补偿信道增益系统的硬件设计。建立Flex服务模式,并以此为基础,定义完整的Access数据库表,实现高速公路监控网络中的GIS数据准备,联合相关硬件结构,完成高速公路监控网络可补偿信道增益系统的设计。实验结果表明,该系统可将监控图像补偿残差与信道组织内数据增量之间的差值控制在0~2.5×10^(9) bit的数值范围内,能够有效解决图像与增量值不匹配的问题,符合提升高速公路监控信息实时传输速率的实际应用需求。

偶极子对激发的宽带平面端射高增益天线

文中提出了一款单向辐射特性的微带缝隙结构双偶极子宽带天线。该天线由阶梯型缝隙结构、共面双偶极子和5组引向器构成。阶梯型缝隙结构用于改善阻抗匹配,拓展了天线的带宽;共面双偶极子改善了天线的辐射特性;引向器提高了天线的增益。仿真和实测表明,该天线的相对带宽为66.4%(5.78 GHz~11.53 GHz),带内前后比为15.7 dB~27.4 dB、增益为8.4 dBi~11.9 dBi,并且天线的交叉极化低、辐射方向图稳定。该天线的良好性能使其在无线通信和雷达领域的应用具有极强的吸引力。

基于大动态范围放大的无增益调节超声放大电路设计

针对大型复合构件状态动态变化过程和多谱成像检测的需求,提出了一种无增益调节的宽带大动态范围超声放大电路的设计方法,设计了一种带宽为10 kHz~1.25 MHz,增益大于120 dB的无增益调节的超声信号放大电路。该电路采用多级放大器对信号进行分级放大,分割门限控制和信号状态识别与记录,最后通过数据合成实现了超声发射信号、回波信号全信号大动态、宽频带范围超声的放大。仿真实验表明,该电路可满足大型复合构件状态变化中信号的放大和多谱成像检测需求,其电路设计方法也可应用于其他如冲击波测试、声学测量等领域。

^(99)Tc^(m)-MIBI SPECT/CT显像对诊断甲状旁腺功能亢进症的增益价值

目的拟探讨^(99)Tc^(m)-MIBI(甲氧基异丁基异腈)SPECT/CT(单光子发射计算机断层成像/计算机断层扫描)对甲状旁腺功能亢进症的诊断效能及其相关因素,以及MIBI断层融合显像的增益价值。方法入组标准:(1)回顾性分析2017年5月至2023年6月间临床怀疑甲状旁腺功能亢进症的患者;(2)在本院行甲状旁腺切除术;(3)在术前2周内行^(99)Tc^(m)-MIBI SPECT/CT甲状旁腺显像。由2位核医学科高年资主治医师共同阅片,观察MIBI平面及断层图像,分析记录病变特点及同机CT显示的骨质改变。结果符合筛选条件并最终入组的患者共100例,共切除165个病灶,包括甲旁亢病灶112枚。MIBI平面显像与断层融合显像诊断甲旁亢病灶的灵敏度、特异性、约登指数、阳性预测值和阴性预测值分别为66.07%、87.03%、53.10%、91.36%和55.29%和85.71%、87.03%、72.74%、93.20%和74.60%。MIBI平面显像阳性组患者的血清PTH(甲状旁腺激素)水平、血清ALP(碱性磷酸酶)水平明显高于阴性组。MIBI断层融合显像显示出96个真阳性病灶中,其中76个病灶在CT表现为密度均匀的类圆形或椭圆形结节,17个病灶伴囊性改变,3个病灶伴钙化。另外,MIBI断层融合显像发现了8枚异位甲状旁腺腺瘤。MIBI平面显像阳性组的甲旁亢病灶的长径、PPD(垂直直径的乘积)均大于显像阴性组;MIBI平面显像阳性组较阴性组更易出现颅骨皮质变薄及颅骨增厚。相关性分析结果显示血清ALP水平与颅骨CT值、颅骨皮质变薄、颅骨增厚及有无骨质吸收灶之间均存在相关性。结论MIBI显像对甲旁亢的诊断具有重要作用,SPECT/CT断层融合显像提高了传统平面显像的诊断准确率,同时有助于对甲旁亢病灶提供准确定位。同机CT显示的骨骼特点为甲旁亢的临床诊疗提供了更多的信息。

具有时变增益的分布式有限时间二次调频策略

微电网中分布式电源的增加以及敏感负荷的投入,导致仅靠具有渐进收敛特性的传统分布式二次调频策略难以保证系统的动态性能,而常用的有限时间调频策略的收敛上界在不同程度上受到系统初始状态、系统参数等因素的制约。针对这一问题,基于分布式控制原理提出并设计了一种具有时变增益的分布式有限时间调频策略。首先,介绍了传统分布式二次调频策略的工作机理,并利用李雅普诺夫稳定性理论分析了常用有限时间调频策略的局限性。然后,在传统分布式调频策略的基础上,根据其渐进收敛特性将其常数增益改进为具有周期加速收敛特性的时变函数,提出并设计了一种以时变函数为增益的分布式有限时间调频策略,解决了收敛时间受系统初始状态、系统参数制约的问题。最后,通过理论及仿真验证了所提方法在加速频率收敛、提高系统灵活性方面的有效性及优越性。

输入电压波动下变模态宽增益谐振变换器研究

针对传统LLC谐振变换器在宽输入下开关损耗过大、增益范围较窄、难以保持输出稳定的问题,研究一种变模态宽增益谐振变换器。该变换器及其控制策略能够依据输入电压的大小,在全桥和半桥两种模态之间自由切换,有效拓宽电压增益范围。通过对变换器谐振腔结构的优化,进一步拓宽增益,减小能量循环、降低开关管损耗,同时能够在电流传输中引入三次谐波,降低损耗。利用基波近似法对电压增益进行推导,绘制增益曲线图,分析谐振参数对电压增益的影响,根据需求设计合适的参数,并运用变频控制,通过调节输入电压,使得变换器运行在不同模态,实现电压平稳输出。搭建一台55~220 V输入、30 V输出的300 W实验样机,实验结果证明了所提变换器控制策略的有效性。

用于微波无线输能的高增益柔性天线研究

为克服传统有线供能方式的接入不便问题,提出了一种用于5.8 GHz微波无线输能(MWPT)高增益柔性天线。天线以聚酰亚胺(PI)为基底,采用广义迭代设计方法得到3层圆环结构,并选用共面波导(CPW)方式馈电。此外,为提高天线增益,在天线背面加载空气层和柔性反射板,并对天线性能进行了测试。测量结果显示:该天线在频率5.8 GHz处的峰值增益为9.51 dBi;当天线弯曲在曲率半径为85,60,45 mm时,增益始终保持在8.89 dBi以上,S_(11)幅值始终小于-10 dB。最后,通过微波无线输能实验测得该天线最大能量捕获效率可达71.3%,在弯曲状态下也能保持59%以上的捕获效率。该天线的高增益、高能量捕获效率以及稳定性证明了其在微波无线输能中具有潜在的应用价值。

基于准Z源的高增益DC-DC变换器拓扑研究

为了解决传统的DC-DC升压电路电压增益较低,以及光伏发电、风力发电等新能源输出电压低且不稳定,从而影响后级逆变等操作的问题,将准Z源网络与高增益DC-DC拓扑相结合,提出一种基于准Z源的非隔离型高增益DC-DC变换器拓扑;充分利用准Z源网络的高电压增益特性,有效解决DC-DC拓扑在升压方面的不足;为了深入研究变换器的性能,对其在连续导通模式下的拓扑结构、工作原理进行详细分析;同时基于状态空间平均法,建立变换器的小信号模型,并推导其开环传递函数。通过与其他新型拓扑的性能对比,得到该变换器不仅显著提高了电压增益,同时具有较低的开关电压应力。最后搭建仿真及实验平台来验证拓扑理论分析的正确性。

一种交叉倍压型高增益DC/DC变换器

针对光伏发电、燃料电池发电等领域对高增益直流变换器的需求,以两相交错并联升压变换器为研究对象,由2个含有电感的倍压单元组合设计出实现电压提升的交叉倍压结构,据此提出了一种新颖的交叉倍压型高增益DC/DC变换器。该变换器可实现(3n+4)/(1-d)倍的高电压增益(1∶n为耦合电感匝数比,d为变换器占空比),且具有电路器件的低电压应力特性。对于漏感引起的开关管电压尖峰问题,引入了钳位电容构成释放漏感能量通道,同时提升了输出电压。介绍了新型交叉倍压型高增益变换器的拓扑结构,分析了变换器各模态的工作过程,推导了电压增益、输入电流纹波及各器件电压应力等稳态特性,并搭建样机进行实验研究,验证了该直流变换技术方案的可行性和先进性。

一种低电流纹波高增益软开关直流变换器

提出了一种应用于新能源发电系统的低电流纹波高增益软开关直流变换器。在传统交错Boost变换器基础上,该变换器通过引入耦合电感和二极管、电容升压单元提高电压增益,耦合电感在整个开关周期过程中都传递能量,提高了磁芯利用率。输入侧工作在交错模式,两相电感电流纹波可以相互抵消,从而获得较低的输入电流纹波。由于耦合电感自身漏感的存在,减轻了整流二极管反向恢复问题,同时采用有源钳位电路回收利用漏感能量,实现了所有开关管零电压软开关,抑制了开关管关断电压尖峰,提高了变换器转换效率。详细分析了变换器的工作原理、电路特性以及软开关实现方法。最后,搭建了一台200 W的试验样机验证了理论分析的正确性。