一种基于超宽带基站设置虚拟围栏的手术室移动医疗设备定位方法

针对医院手术室各手术间存在大量移动医疗设备交叉使用难以实时定位管控的难题,该研究提出一种时效性高、易于部署且定位准确度相对较高的基于UWB技术的实时定位方法。该方法包括对超宽带(UWB)基站的拓扑布局,在手术室走廊、设备间内应用改进的飞行时间(TOF)双边双向测距定位法定位,在手术间入口设置虚拟围栏判断设备是否进入。经试验,该方法可大幅度降低UWB基站布置数量,具备厘米级定位精度和较高识别率,可替代传统的手术室移动医疗设备人工定位管控方式。

欠采样下的多频带通信信号高精度载频估计

为根本解决当前主流的基于调制宽带转化器(MWC)的欠采样频率估计方法存在的3个问题,即采样通道数目多、载频估计精度低、信源频带分布稀疏度条件高,该文提出基于互素谱相位差校正的通信信号载频估计方法。通过将两路互素欠采样取代多路调制宽带转化器欠采样,克服了其耗费欠采样通道数目多的缺陷;基于此,既推导出全景谱谱峰位置与两路互素输出IDFT支路序号对的映射关系,又推导出相邻快拍下该序号对的IDFT相位差与载频值的解析关系,从而克服了主流方法的载频估计精度低的缺陷;通过将最小尺寸全相位滤波器对半分解方法融入原型滤波器设计,构造出两路并行互素谱分析器,还彻底克服了对信源频带分布稀疏度条件高的依赖。仿真表明,相比于主流方法,该文方法仅需耗费不足其1/2的样本数量,载频估计的相对误差降至其1/20以下。

二维/三维可调纸基超材料天线

为满足移动通信系统对多频段、小型化天线的设计需求,结合超材料的结构优势,基于折纸技术设计了一种二维/三维可调双波段纸基超材料天线。为了说明纸基天线易加工、低成本、易携带等特点,分别将导电银浆涂覆在不同纸基材料上制备了天线实物样机。仿真和测试结果表明,在二维和三维状态下,天线分别工作在2.45 GHz和1.40 GHz频率处,且通过调节内环折叠角度可实现工作频段的调控。此外,分别研究了二维和三维天线的辐射方向图。二维天线的主辐射方向与天线所在平面垂直,而三维天线的主辐射方向受内环折叠角度调控。所设计的纸基超材料天线为实现工作频段可切换的天线设计提供了新思路,在便携式移动终端、多波段通信等领域具有广阔的应用前景。

铁基超导体中的马约拉纳零能模及其阵列构筑

马约拉纳零能模服从非阿贝尔统计,其编织操作可用于构筑拓扑量子比特,是拓扑量子计算的基本单元,可从原理上解决量子计算中环境噪声带来的退相干问题.现有的马约拉纳零能模平台包括复合异质结构,如拓扑绝缘体/超导体、半导体纳米线/超导体或一维磁性原子链/超导体等,以及单一材料,如2M-WS_(2),4Hb-TaS_(2)和铁基超导体等.铁基超导体中的马约拉纳零能模具有材料平台简单、零能模纯净以及存活温度较高等一系列优势,引起了广泛关注.最近,大面积、有序和可调控的马约拉纳零能模晶格阵列在铁基超导体LiFeAs中被观测到,为未来的拓扑量子计算提供了一个理想平台.本综述首先回顾铁基超导体中马约拉纳零能模的实验观测,其中将重点介绍FeTe_(0.55)Se_(0.45),(Li_(0.84)Fe_(0.16))OHFeSe,CaKFe_(4)As_(4)和LiFeAs等材料体系.接着介绍给出铁基超导体中马约拉纳零能模关键性实验证据的一系列工作.然后进一步详细介绍近期LiFeAs中观测到有序和可调马约拉纳零能模晶格阵列的工作.最后给出总结和对未来马约拉纳领域研究的展望.

基于TSV技术的Ka频段硅基天线设计

TSV(Through-Silicon Via硅通孔)技术是现代集成电路设计的新型工艺。基于此工艺,针对射频通信系统小型化、高集成度的要求分别设计了工作于Ka频段的硅基多端口天线和单端口集成天线。整体结构采用CPW(Co-Planar Waveguide共面波导)和TSV结合的方式实现了对天线的馈电。在此基础上,分别设计了中心频率为35GHz的2X2四端口天线阵和中心频率为35.5GHz的单端口集成天线。仿真结果表明,天线阵列的相对带宽分别为2.88%和6.56%,增益约为4.57dBi和4.06dBi。

铜锌锡硫基薄膜太阳能电池中锌基缓冲层的研究进展

由多层结构组成的薄膜太阳能电池具有低成本、易生产、稳定性高等优点,解决了晶体太阳能电池原料要求高以及制备工艺复杂等缺点,其中的缓冲层材料作为薄膜太阳能电池中的重要组成部分一直是研究重点.近年来,无毒、环保且能获得较高光电效率的缓冲层材料引起学者的广泛研究.文中以铜锌锡硫基太阳能电池为例,综述了有关硫化锌(ZnS)、氧化锌(ZnO)、氧硫化锌(Zn(O,S))、氧化锌锡(ZTO)和氧化锌镁(ZMO)缓冲层材料在薄膜太阳能电池中的应用.详细阐述了5种缓冲层材料的制备方法、性能变化、应用前景以及对太阳能电池转换效率的影响,以期为未来制备高效环保薄膜太阳能电池提供有效参考.

松香对NR力学性能及水性胶浆附着力的影响

研究了松香对NR硫化特性以及力学性能的影响,同时研究了松香作为增黏树脂加入水性胶浆体系对胶浆黏合性能的影响。结果表明,松香用量的增大,NR硫化胶的伸长率上升,定伸应力和硬度下降,拉断强度在6份时达到最大;在胶浆黏合性能方面,松香对剥离强度的影响与对硫化胶拉断强度的影响表现出一定的一致性,在6份时达到最大。

面向多类型土壤有机碳定量反演的天基高光谱探测参数研究

星载高光谱仪器的光谱通道以及光谱分辨率和信噪比等核心参数设置直接影响土壤有机碳定量反演精度。本研究开展了卫星载荷光谱分辨率、信噪比、光谱特征波段对不同土壤类型有机碳反演影响的研究,提出了基于大气传输模型、光谱分辨率分析模型、信噪比分析模型、特征波段的提取分析模型以及偏最小二乘回归反演模型的面向不同土壤类型有机碳监测的高光谱卫星“地面-大气-仪器-观测-反演”全链路仿真分析方法,实现了土壤类型、大气效应、仪器特性参数、反演方法的耦合影响分析。结果表明:①3种类型土壤有机碳反演的最佳光谱分辨率均在10~20 nm。②不同土壤类型对观测的信噪比需求不同。对于Phaeozem的有机碳监测,较另外两种土壤有更高的信噪比需求。③在不同特征波段提取分析方法下所需的最佳光谱分辨率和信噪比一致。不同类型土壤光谱数据提取出的特征波段不同,其中反演效果最佳的土壤类型为Chernozem,特征波段数为26个,R^(2)=0.8265,RMSE=3.4389 g/kg。④反演模型与仪器特性参数无耦合关系,同一类型土壤不同反演算法的最佳光谱分辨率和信噪比需求一致。⑤Chernozem有机碳最佳反演参数需求为光谱分辨率15 nm,信噪比大于506.66,特征波段提取数为26个;Kastanozem有机碳最佳反演参数需求为光谱分辨率17 nm,信噪比大于331.42,特征波段提取数为22个;Phaeozem有机碳最佳反演参数需求为光谱分辨率15 nm,信噪比大于432.51,特征波段提取数为19个。

铋基环保无机颜料研究进展

氧化铋、钒酸铋等铋基材料因具有独特的能带结构,在无机颜料、光催化等领域受到广泛关注。文章主要关注此类材料呈色原理、能带结构调控方法、光学性质等,综述了国内外最新研究进展状况,展望了铋基无机颜料的未来发展方向。

小型化多频基站天线的设计

文中设计了一种工作频段为698~960MHz的新型低频辐射单元,该辐射单元上方可嵌套4个工作频段为1700~2700MHz的高频辐射单元,实现一列低频两列高频的多频天线,底板宽度只有280mm,与常规三频天线的宽度380mm相比,宽度减小约26%,减小了天线尺寸,实现了天线的小型化设计。仿真结果表明,该方案在698~960MHz及1700~2700MHz的水平面方向上,能满足常规基站天线的需求。

退火处理对Pt基块体金属玻璃塑性动力学行为的影响

采用退火的热诱导方法向Pt基块体金属玻璃(Pt-BMG)基体内原位引入纳米晶,通过纳米压痕实验,考察了Pt-BMG在铸态和在玻璃转变温度Tg之上(250℃)退火15 min,2 h和6 h的力学性能和塑性动力学行为.研究结果表明,退火时间从15 min增加到6 h时,Pt-BMG的结晶度从34%增加到57%,平均晶粒尺寸从25.6 nm增加到38.3 nm,硬度和折合模量分别从5.66 GPa和133.83 GPa增加到8.65 GPa和182.89 GPa,同时载荷-位移曲线上的锯齿流变行为呈现从可明显观察到不连续的位移突变到比较平滑的变化规律.通过分子动力学模拟进一步证明,随着纳米晶尺寸的增加,剪切转变区的激活与剪切带的成核呈现先促进后抑制、先增加后减小的趋势.这是由于金属玻璃在塑性变形过程中,小尺寸纳米晶会被剪切带所包裹或溶解,促进了金属玻璃塑性变形的形成;而大尺寸纳米晶在承受载荷时,在晶体内部产生了位错和滑移,进一步抑制了剪切带的成核与传播.本文结合纳米压痕实验和分子动力学模拟,从原子尺度上揭示了纳米晶的尺寸影响非晶合金塑性变形的内在机理,为设计理想性能的金属玻璃提供了有效的实验基础与理论支撑.

人造板表面保护膜自动脱膜技术研究

介绍了人造板表面保护膜的集成自动化脱膜和修边系统,该系统应用于家具制造业中人造板生产过程的表面保护。传统手动修边方法耗间长、不稳定且存在安全风险,因此提出采用自动化脱膜与修边系统来解决这些问题。该系统通过增加装置和优化工艺流程,如使用弹簧海绵砂块、弯形气枪及调整粗修刀等方式,实现了高效、可靠的脱膜和修边。应用该系统能提高产品质量、工作效率与工作安全性,同时节约成本,具有广泛的应用前景。

Ka频段35.5-36 GHz低轨SAR卫星对地面雷达的干扰特性分析

针对使用Ka频段的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的近地轨道(LEO)卫星对我国地面雷达系统的潜在干扰问题开展研究,在梳理国际电信联盟技术建议书和《无线电规则》的基础上,通过理论分析和干扰仿真等手段,对特定搭载SAR载荷的低轨卫星在完整周期内对地面气象雷达的干扰问题进行分析计算。研究结果表明,在SAR卫星与地面气象雷达有重叠部分的频段,考虑雷达部署特性和卫星轨道特性,卫星对地面气象雷达不会产生严重干扰。分析过程和结果对类似场景的星地频率兼容分析提供参考,对Ka频段雷达和SAR的工程预研和应用具有指导意义。

超声振动辅助切削三维SiCp/Al复合材料温度仿真研究

铝基碳化硅(SiCp/Al)复合材料由于优异的性能在航空航天、汽车生产等领域中得到了广泛的应用。为了深入了解超声振动辅助车削SiCp/Al的切削机理,使用有限元仿真软件ABAQUS建立了超声振动辅助车削SiCp/Al的三维仿真模型,并分别对颗粒、基体及内聚力模型进行定义。针对所建立的三维模型仿真分别分析了不同切削速度、切削深度、刀具振幅以及刀具振动频率的SiCp/Al切削温度。从仿真结果可以看出:超声振动辅助切削SiCp/Al时,SiC颗粒的温度普遍比Al基体的温度要低,切削过程中工件的温度与切削速度、切削深度和刀具的振幅成正比,但是随着刀具振动频率的增加温度反而会降低,另外在剪切带的切削温度最高。

TSN中基于链路负载均衡的AVB流量带宽分配方法

时间敏感网络(TSN)作为新一代以太网技术,因其能够保障时间敏感流量的低延迟和低抖动传输而在工业控制、车载网等领域发挥着越来越重要的作用。基于信用的整形(CBS)技术作为TSN关键整形技术之一,通过预留带宽保障了音视频桥接(AVB)流量的确定性传输。现有基于网络演算的带宽分配方法基本上未考虑路由对AVB流量可调度性的影响,并且在网络规模较大时带宽分配结果差且求解时间长,因此,文中提出了一种基于链路负载均衡的AVB流量带宽分配方法:首先采用链路负载均衡的路由算法为每一条AVB流量计算最优路径;然后基于流量路径和网络演算分析了各交换机出端口流量的到达曲线和服务曲线,从而获得各端口流量的最坏转发时延;最后建立了带宽分配的优化目标及约束,采用启发式算法对带宽分配进行求解,并在求解过程中对带宽参数配置进行了优化。实验结果表明,与现有基于网络演算的带宽分配方法相比,基于链路负载均衡的AVB流量带宽分配方法可以使AVB流量的可调度性提升15~45个百分点,优化参数配置可以使带宽求解速度提升1倍以上且得到更优的带宽分配结果,能够很好地应对大规模动态变化的TSN网络。

支持未来全频谱接入通信的基站天线研究综述

随着移动通信系统的快速更新迭代,使用的频段也越来越丰富,支持全频谱接入通信成为未来基站天线的发展趋势.而日趋紧张的站址资源对未来基站天线的小型化水平提出了更高的要求.文章首先介绍了当前多频段基站天线的研究进展和成果,概括了并排式、交错式、堆叠式和嵌套式四种多频段结构类型,着重分析了异频耦合的产生原理和抑制方法;然后总结出共口径技术和异频解耦技术是未来全频谱基站天线的关键技术;最后阐述了当前共口径技术和异频解耦技术存在的局限性,展望了未来全频谱基站天线的研究方向,包括多种共口径方式组合技术、宽带异频解耦技术和大规模共口径天线阵列解耦技术.

新加坡按科目编班教学改革述评

新加坡于1981年开始将学生按照成绩分流到不同水平的班级,学习不同的课程。在这种分流制下,新加坡培养了大量优秀人才,但多次分流考试也引发了学生的行为与心理问题。2014年起,新加坡开展按科目编班的试点,学生根据自己的能力修读适合自己水平的科目,改革试点取得了较好成效。2024年起,新加坡将全面实施按科目编班,为中学的每个科目区分难度等级,并改革小学毕业会考评分系统、启动新的全国统一考试,以支持每个学生获得最适合自己的教育,进而促进教育公平。

从分流制度到科目编班的演变--新加坡基础教育学制分析

新加坡从建国开始,经过了一系列基础教育学制改革与实践,为国家建设培养了大量精英人才。近年来,为进一步促进教育公平,新加坡学制再次进行大范围改革:通过科目编班制,让每一个学生都能找到适合自己的学习路径;通过小学离校考试积分等级制,引导学生全面且个性的发展;为身体或心理有困难的学生提供多种支援;实施天才教育计划;重视学生发展体验等。新加坡学制改革体现出促进教育公平、促进全体学生更好发展的趋势,但同时也面临公民阶层间存在不平等,以及不同背景及阶层学生社会融合的困难。

一种具有基极补偿技术的高速运算放大器

介绍了一种基于高速互补双极型工艺设计的宽带高速运算放大器。该运放输入级采用折叠式共射-共基结构能够增大输入级带宽,改进型威尔逊电流镜作为有源负载将差分输入信号转换为单端输出信号,并提高输入级差分增益;通过基极补偿技术补偿输入对管基极电流,降低输入偏置电流,提高运放精度。输出级采用双缓冲AB类输出级,能够消除交越失真,提高运放带负载能力,并为负载提供较大功率。Spectre仿真结果表明:在±15 V,25℃,1 kΩ负载电阻和10 pF负载电容条件下输入偏置电流为34.8 nA,静态电流≤8 mA,单位增益带宽365 MHz,压摆率428.1 V/μs,0.01%精度建立时间为42.3 ns。

基于宽带相位运动放大与机器视觉的结构振动频率识别

为了解决现有视觉技术难以准确测量结构微小振动的问题,该文提出了一种基于宽带相位运动放大(BPMM)和亚像素模板匹配算法的结构振动测量和频率识别方法。首先,利用相机拍摄结构的振动视频图像,并对图像中的噪声进行初步去除。其次,在不需要结构频率先验信息的情况下,在包含所有感兴趣频率的宽频带内进行滤波,选取合适的放大倍数进行微小振动视频的放大处理,再利用亚像素模板匹配算法从放大后的视频中提取结构的位移时程响应。最后,对提取的结构位移进行归一化处理,得到结构的实际位移时程响应,利用快速傅里叶变换(FFT)获取结构的振动频率。结果表明:BPMM算法既能实现结构微小振动位移幅值的放大,又能有效去除微小振动视频中的噪声,提高了图像的信噪比,从运动放大后的视频图像中可以准确地识别结构的振动频率。通过3层框架结构的室内试验和实桥试验对该文方法进行了验证,识别误差分别在1%和5%以内。该文方法可在不需要结构频率先验信息的情况下实现微小振动的盲放大处理,具有噪声鲁棒性好、计算量小及适用性强等优点,为结构微小振动测量提供了一种新思路,具有良好的应用前景。