一种角向传输线B-dot标定平台的设计

基于感应电压叠加器感应腔角向传输线电流探头离线标定的需求,设计了离线标定平台。离线标定平台为平板传输线结构,与在线标定相比,对标定信号的畸变更低。分析了跨平台标定误差的来源,并针对性提出降低误差的措施。分析表明,安装偏心及探头纵向安装深度是跨平台标定误差的最大来源,需要在工程设计中重点关注。实际建立了离线标定平台并开展误差分析,得到跨平台标定误差3.3%的结果。

一种轻小型遥感相机多通道高速图像传输方案

遥感相机图像传输接口性能是影响相机整体性能的重要指标,为解决多通道相机图像数据传输速率高且同时满足轻小型化需求的问题,文章提出一种高吞吐率、低误码率的轻小型相机多通道高速图像数据传输方案,该方案基于CoaXPress接口采用Aurora 8B/10B通信协议,通过FPGA吉比特发送器(Gigabit Transceiver,GTX)实现4套焦面组件下行的高速图像传输,测试数据率达到13 Gbit/s,同时实现上行21 Mbit/s的相机控制数据率。仿真及测试结果表明:该方案极大地提高了相机的图像数据传输速率,接口电缆数量较传统减少近50%,可满足轻小型遥感相机多通道高速图像传输需求,为各类遥感相机高速小型化提供新的解决方案。

基于电场耦合的电能信号并行传输系统串扰抑制方法

针对较大功率电场耦合无线电能传输系统信号双向高速传输的需求,该文提出一种基于部分能量通道的电能与信号并行传输系统的串扰抑制方法。通过对所提出的系统拓扑进行分析,给出了电能传输增益表达式与电能串扰增益表达式,并分析了阻波电路参数变化对电能串扰增益的影响;基于交流阻抗法及香农定理分别给出了信号传输增益及信道容量表达式,分析了信号支路参数对信道容量的影响;在综合考虑信号传输增益、信道容量及阻波电路参数敏感性的情况下,给出系统信号支路参数的设计方法。该方法能保证系统在较大功率下降低电能串扰,保障信号稳定传输,实现信号的双向高速传输。通过仿真与实验验证了所提出的拓扑和参数设计方法的有效性。搭建的实验装置实现了传输530.4 W的电能,23.28 Mbit/s信号正向传输速度和24.2428 Mbit/s信号反向传输速度。

基于统计的语音传输指数预测方法实验对比

良好的言语可懂度是语言声厅堂声环境设计的重要目标,语音传输指数(STI)是言语可懂度的客观评价参量。在设计阶段就能对STI做出准确预测,对语言声厅堂的声环境控制具有重要意义。基于统计的STI预测方法是IEC 60268-16标准推荐的主要预测方法,但对于使用该方法时的影响因素以及预测精度,当前仍缺少系统性的实验对比研究。该文使用4个房间中13个测点共52种听音条件下的STI实测结果,分析了基于统计的STI预测方法的精度以及影响因素,结果表明:考虑和不考虑直达声的两种预测方法,都存在着系统偏差,预测结果普遍小于实测值;在距离声源较近测点的预测都产生了较大误差,在距离声源较远测点的预测误差相对较小;基于单指数衰变声场不考虑直达声的预测方法操作简单,但误差较大,52种听音条件的平均误差达到了-0.032,最大误差达到了-0.131;考虑直达声的预测方法误差相对较小,52种听音条件的STI平均误差为-0.018,最大误差为-0.080;预测精度主要受所使用的信噪比、扬声器的指向性、房间的声场条件等因素影响,并对这些因素的影响进行了对比分析。结果可为STI预测方法的使用者提供参考。

基于SerialLite Ⅱ协议的磁共振采集数据传输系统设计

磁共振成像(MRI)是一种无创检测人体内部结构的技术,随着接收通道数量增多,产生的采集数据量越来越大,给快速成像带来了巨大的挑战。文中设计一种基于SerialLite Ⅱ协议的磁共振采集数据传输系统。系统功能主要由FPGA实现,分为数据缓存模块和数据传输模块两类,数据缓存模块基于双缓存区和状态机控制的乒乓操作,有效地解决了因数据量大而带来的读写冲突问题;数据传输模块基于FPGA建立SerialLite Ⅱ数据传输链路,实现了采集数据的光纤传输。通过仿真和实验验证了系统功能的正确性,表明其能够实现磁共振采集数据的高速稳定传输。

新型无线电能传输三维耦合机构的设计与优化

为了进一步提高无线电能传输系统(WPT)的空间自由度,提出了一种新型类半球体状发射机构,从理论角度出发,利用互感叠加原理与等效电路模型分析了三维无线电能传输系统的特性;建立阵列式三维电能传输系统仿真模型,分析不同控制方式下的磁场分布规律,分别从距离特性与磁场分布研究系统传输性能,并搭建了无线电能三维传输实验系统,对该发射机构的传输性能进行验证。结果表明:新型结构最远可在400 mm处实现效率为19.2%的能量传输;在相同距离下,处于同一水平面的负载线圈在各方向接收功率最大效率偏差仅为8%,具有高均匀度磁场;该新型三维耦合机构具有空间高自由度、无方向性等良好的传输性能。

基于数据传输特性的卫星广播通道参数优化方法与应用

中国气象局卫星广播系统(CMACast)是全球对地观测广播系统(GEONETCast)框架下三大对地广播系统之一,在世界气象组织信息系统(WIS)和综合卫星数据分发服务系统(IGDDS)框架下,承担亚太地区气象数据广播分发的职责。随着气象业务的发展,广播系统数据量由180 GB/天增长至460 GB/天,在广播带宽资源有限而广播数据种类和大小各异的情况下,系统管理员越来越难以通过经验对广播通道参数调整以保持广播系统播发效率,造成部分通道数据播发时效下降严重,不能满足业务时效要求。通过对不同气象数据传输特性的定量分析,获得各类数据的精细化数据传输样本,在此基础上对各类数据广播通道参数进行科学、定量的计算和优化,使数据播发时效明显提升,应用到实际广播业务中效果明显。

基于等效阻抗的分数阶RLC_(α)串联谐振BD-WPT系统传输特性分析

针对谐振式无线电能传输系统中分数阶电感、电容元件的仿真实现困难的问题,采用等效阻抗实现分数阶电容的等效.基于分数阶电容的阻抗特性,给出了一种分数阶RLC_(α)串联谐振双向无线电能传输(bidirectional wireless power transfer,BD-WPT)系统结构,通过建立含分数阶电容的串联谐振式双向无线电能传输系统的电路模型,推导了其传输功率和效率关系.仿真实验结果表明,与整数阶串联谐振系统相比,系统的输出功率提升了7.82%,传输效率提升了0.58个百分点.

电针对慢传输型便秘大鼠肠道运动及促炎性因子表达影响

目的观察电针下合穴“足三里”“上巨虚”对慢传输型便秘(STC)大鼠肠道运动及促炎性因子表达的影响。方法24只健康清洁级SD大鼠随机分为空白组、模型组、药物组和电针组,每组各6只。采用复方地芬诺酯混悬液10 mg·kg^(-1)剂量灌胃制备STC大鼠模型,每天1次,连续14 d。空白组予等剂量0.9%氯化钠溶液灌胃。电针组给予双侧“足三里”“上巨虚”电针治疗,选择疏密波,频率2/50 Hz,电流大小以局部肌肉轻微抖动为度,每次治疗20 min,每天1次,连续治疗14 d。药物组予枸橼酸莫沙必利片混悬液按照1.37 mg·kg^(-1)、1 mL·100 g^(-1)剂量灌胃治疗,疗程同上。观察各组治疗后首粒黑便排出时间、小肠推进率,采用HE染色观察结肠组织病理形态学变化,采用Western-blot法检测肠道肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素1β(IL-1β)、CD68蛋白表达。结果模型组大鼠首粒黑便排出时间较空白组显著加长,小肠推进率显著降低(P<0.05);药物组和电针组大鼠经治疗后,与模型组比较,首粒黑便排出时间显著减少、小肠推进率显著提高(P<0.05)。HE染色可见造模后大鼠结肠黏膜组织出血,组织形态学结构破坏,伴上皮细胞变性坏死及炎性细胞浸润;电针和药物治疗能够减少炎性细胞浸润,改善组织形态学变化。Western-blot结果显示,模型组大鼠TNF-α、IL-1β、CD68蛋白表达较空白组显著升高(P<0.05);药物组和电针组大鼠经治疗后,结肠组织TNF-α、IL-1β、CD68蛋白表达较模型组显著降低(P<0.05)。结论电针治疗能够改善STC大鼠肠道运动功能,修复结肠组织病理形态学改变,其机制可能与下调TNF-α、IL-1β、CD68蛋白表达,抑制炎性反应有关。

基于NBVTH算法的军用窄带信道视频传输研究

随着信息技术快速发展,音视频传输广泛应用在军民用领域。针对军用环境通信传输带宽窄、电磁干扰强、网络稳定性低等特点,迫切需要对军用窄带信道下音视传输频编码进行优化。介绍了适应军用窄带信道传输的视频编码框架和最新技术,提出了基于HEVC标准优化的窄带视频传输(NBVTH)算法,并在压缩比、压缩图像质量、编码时延等关键技术指标方面,将NBVTH算法与常用的H.264/AVC编码进行了性能对比分析。试验结果表明,NBVTH算法明显提升了编码性能,更加适用于军用窄带信道的视频传输。

虚实结合的传输线工作状态仿真与应用实验设计

针对传统微波实验少、教学难和设备维护成本较大、实验与工程脱节等问题,以同轴电缆故障检测为应用背景,将传输线理论与工程应用结合,设计虚实结合的传输线工作状态仿真与应用实验。采取工程问题引入、虚实结合、软硬搭配的方式,从传输线工作状态分析入手,利用终端短路和开路传输线模拟存在短路或断路故障的同轴电缆,通过仿真完成故障建模分析,掌握不同工作状态下电压、电流、阻抗和反射系数特性,自主设计方案完成故障检测。实践结果表明,传输线工作状态仿真与应用实验有利于学生深化对理论的理解、明晰理论的应用和提升解决工程问题能力,较好地满足实验教学要求。

HGU用户侧接口流量信息传输方法仿真

由于连接不同用户的侧接口过多,导致接口流量信息分配不均衡,造成信息传输时长较长、丢包率高等问题。为解决上述问题,提出HGU用户侧接口流量信息传输方法。通过对家庭网关单元(Home Gateway Unit,HGU)用户侧接口构建无向图和冲突图,确定流量信息传输距离以及各传输链路之间是否互相干扰;以链路流量模型为基础构建业务模型,得到传输链路负载率;在粒子群优化算法中,利用适应度函数更新粒子的位置坐标,实现合理分配网络流量,实现最大效率的传输。实验结果表明,所提方法网络时延始终保持在0.10s以下,整体丢包率控制在30%-45%之间,且具有较高的吞吐量。

全景视频基于块的视口自适应传输方案综述

全景视频由于独特的沉浸式、交互式体验受到广泛关注。全景视频传输所需的高带宽、低时延给现有网络传输系统带来了挑战。基于tile(块)的视口自适应传输可以有效缓解全景视频所带来的传输压力,成为当前的主流方案和研究热点。通过分析基于tile的视口自适应传输方案的研究现状和发展趋势,对该传输方案的两个重要模块,即视口预测与码率分配进行论述,从不同视角归纳总结相关领域的方法。首先,基于全景视频传输框架对相关技术进行阐明;其次,从主、客观两个维度分别介绍评估传输系统性能的用户体验质量的指标;再后,分别从视口预测、码率分配两方面进行归纳,系统梳理经典的研究方法;最后,基于当前研究现状讨论全景视频传输的未来发展趋势。

对一道计算微波传输功率易错题的反思

微波传输线的传输功率是微波技术中一个重要的问题,为加强学员对传输功率的认识,以一道易错题为例,剖析了学员错解的原因,指出了入射波电压振幅的正确求解方法,拓展了特殊长度传输线上入射波电压振幅与终端负载的关系,并用所得关系式对该道易错题重新求解,结果表明两个关系式即简单明了,又准确直观,是一种准确计算微波传输功率的有效方法。

大型双板导波天线对核电磁脉冲传输损耗和畸变特性

大型导波核电磁脉冲模拟器可为系统级装备试验提供自由空间辐照环境。针对此类模拟器常用的双板导波天线可能存在的传输损耗和波形畸变问题,以电磁仿真软件和算例对比分析研究了3种主要的影响因素,包括土壤的介电损耗及其抑制、前锥板向平行板转折的结构不连续、线栅阵列代替金属板的缝隙泄漏。研究结果表明:对上下极板等宽的情形,土壤损耗可使电压传输效率降低25%以上;适当展开下极板宽度可屏蔽土壤损耗;上极板转折处的结构不连续可导致平行段试验空间内电场呈现双峰交叠、幅度降低、波形畸变等特征;最大线间距0.3 m不会导致前沿显著变化。作为工程应用案例,设计了前锥长度60 m、顶高15 m、下极板拓宽3 m、由100根线栅阵列构成上极板的导波天线,试验空间超过20 m×20 m×10 m,实现了前沿2.5~3.0 ns双指数脉冲的无损耗、无畸变传输。

轻载工况下基于效率优化的双向无线电能传输系统半桥调制策略

针对基于全桥拓扑的双向双LCC无线充电系统调制策略在轻载工况下功率因数和效率下降严重的问题,该文在不改变全桥结构的基础上,提出一种半桥调制策略。首先对双向双LCC补偿电路进行通态效率建模,并定量分析影响效率的关键变量及其约束条件,从而为调制策略的优化提供理论依据;在此基础上,对所提双边半桥调制策略的工作原理、正导通角优化关系及软开关实现条件进行详细分析,证明该策略在保证开关器件零电压导通的同时,可显著减小外移相角,从而有效提高系统的功率因数和运行效率;最后,搭建3.3 kW的双向无线电能传输系统样机进行对比实验,实验结果表明,所提半桥调制策略在1/4满载及以下的轻载工况下效率最高可达95.6%,且在输出电压宽范围变化时都能够取得明显的优化效果。

基于频率切换实现恒流/恒压输出的电场耦合无线电能传输系统

电场耦合无线电能传输(electric-field coupled wireless power transfer,EC-WPT)技术的实际应用中,有些用电设备需要系统具有不同的恒定输出特性(恒流/恒压),即系统输出电压或输出电流与负载解耦,此外,系统还需具备在恒流、恒压模式间按需切换的功能。针对该需求,基于LC-CLC谐振网络提出1种具有恒流/恒压输出特性的EC-WPT系统,分析LC-CLC谐振网络特性,推导恒流/恒压输出特性的实现条件以及恒流频率和恒压频率的计算方法,并给出系统参数设计方法,分析系统对工作频率的敏感性。最后通过仿真和实验验证所提出的EC-WPT系统恒流/恒压输出特性及其参数设计方法的正确性和有效性。实验结果表明所提出的系统在输入电压恒定的不同负载工况下分别实现2 A的恒流输出以及96 V的恒压输出,其最大传输效率分别为87.83%及88.17%。

集成LCC-S拓扑的二维全向无线电能传输系统无盲区能量捕获方法研究

针对二维全向无线电能传输技术存在空间磁场完整度与电流控制策略复杂度的竞争问题,该文提出一种集成LCC-S拓扑的二维全向无线电能传输系统无盲区能量捕获方法。该系统以二维正交线圈为电磁耦合机构,并将其集成于LCC-S型补偿拓扑。同时提出一种自调整参数设计方法,实现系统在二维空间内产生时均旋转磁场以及系统的零相角输入。通过场-路耦合有限元模型分析系统在二维空间内磁场分布情况,随时间峰值磁场强度矢量轨迹为圆形。搭建集成型二维全向无线电能传输的实验样机,实验结果表明,该系统实现单一电源驱动下无盲区的二维全向电磁能量捕获。

端接复杂电路传输线网络的电磁耦合时域并行计算方法

针对端接复杂电路传输线(TL)网络的电磁耦合问题,仍缺乏高效的场路协同仿真技术。该文将传输线方程与时域有限差分(FDTD)方法、诺顿定理和置换定理以及NGSPICE软件相结合,并引入消息传递接口(MPI)并行技术,提出一种高效的时域混合并行算法(FDTDTL-NGSPICE)。首先,根据诺顿定理和置换定理,将传输线网络分解为传输线子系统和复杂电路子系统,并构建对应的等效电路模型。然后,使用FDTDTL并行算法计算传输线子系统沿线各点的电压和电流,并获取对应诺顿等效电路的电流源和等效导纳大小。最后,使用NGSPICE对复杂电路子系统进行传导干扰分析,获得复杂电路各元件上的瞬态响应,并将端口电压反馈给传输线子系统作为边界,实现传输线网络电磁耦合的场线路联合协同仿真。通过对3类典型场景的计算实例,分别使用时域混合并行算法和电磁仿真软件CST电缆工作室(CS)进行数值模拟并对比,验证所提算法的置信度。

多基站无线非正交多址接入的平滑视频流传输算法

视频服务需求的快速增长对于视频流畅播放提出了巨大挑战,从用户体验角度分析,视频播放中的卡顿时间可能是最重要指标之一。随着5G网络技术的发展,非正交多址接入(NOMA)技术被重点关注,NOMA技术具有叠加编码和连续干扰消除2个特点,根据这2个特点实现数据的并行传输。利用NOMA技术的并行传输能力来提高基站为用户提供视频的实时性。在用户需求视频名称和视频分辨率给定的情况下,通过联合基站-用户配对方式和基站功率分配来降低视频播放时的卡顿时间。通过对问题进行建模,并提出1个两步启发式算法对问题进行求解,第1步为确定基站与用户的配对方式,第2步为分配基站的发射功率。实验结果表明,基于NOMA的传输调度方案与传统的传输调度方案相比,用户需求的平均卡顿时间有明显的下降,相对于在不采用NOMA机制时,在2-SIC接收机情况下,用户平均卡顿时间减少了55.56%。