面向非稳态场景的生命体征监测优化方法

使用基于调频连续波的毫米波雷达监测生命体征信息,具有无接触、隐私保护性好、高分辨率以及抗干扰性好等优势,逐渐成为研究热点.然而,目前研究者主要关注如何提高被测对象处于稳态(如静止)时的体征监测效果,但受制于肢体运动对雷达信号的干扰,使得该技术在非稳态场景中的应用受到限制.提出一种基于人体运动状态识别的非稳态场景体征监测方法,以best-effort方式实现了存在大幅度肢体动作的场景中对体征信息的监测,并且能够识别对应的动作类型.首先,根据运动特征计算出带有距离-主导速度信息的特征频谱图.其次,使用一种滑动窗口采样方法以采集连续样本.随后训练ResNet-18网络来识别运动状态以及分类运动类型.最后,基于运动状态分类结果,在运动间歇期提取信号的相位信息,采用变分模态分解算法进行呼吸速率和心率的提取.实验结果表明,训练后的网络可以精确地识别运动状态和运动类型,识别准确率接近97%,识别延迟小于1.1 s.对呼吸和心率的监测结果的平均绝对误差(MAD)下降到1.7 bpm和3.4 bpm.

高功率回旋行波管新型宽带输出窗的设计

首先利用场匹配理论和传输级联矩阵建立多层介质窗的普遍分析方法,对回旋行波管输出窗进行解析分析,在理论分析和数值计算的基础上得到回旋行波管宽带输出窗的结构和尺寸;然后利用三维高频分析软件HFSS进行仿真和验证.通过热分析和优化设计,在Ka波段获得了平均功率容量达到50 kW,反射系数小于-20 dB的带宽约为3.6 GHz的高性能新型宽带输出窗.冷测实验表明,冷测结果与数值计算结果较为吻合.

高功率毫米波回旋行波管宽带输出窗设计

首先利用场匹配理论建立传输级联矩阵对回旋行波管输出窗进行解析分析。在理论分析的基础上,通过数值计算得到回旋行波管宽带蓝宝石输出窗的初步结构和尺寸,然后利用三维高频分析软件HFSS进行仿真验证。通过大量计算与仿真,为Ka波段TE01模回旋行波管设计出驻波比小于1.2的输出带宽约为6GHz,相对带宽大于17%的高性能3层窗片结构蓝宝石输出窗。通过冷测实验研究表明仿真计算结果与冷测结果基本一致。

非大气窗口毫米波引信设计研究

文中介绍非大气窗口毫米波引信的工作原理,对系统各部件的设计及参数分析作了详尽的介绍。研制的非大气窗口毫米波引信样机对某直升机作用距离≥6m;截止距离≤8m。

汽车前方静动目标状态转移机理与分类算法

为解决利用雷达回波实现静止目标和运动目标的准确识别这一驾驶辅助系统的关键技术问题,本文中基于地面目标运动状态转移机理提出了一种基于时间窗的汽车前方静动目标状态分类方法。在地面静动目标运动状态与转移机理分析的基础上,将目标分为静止目标、同向运动目标、反向运动目标、起停目标和未分类目标等5类,建立了在固定时间窗内的目标运动状态的转移状态机模型,并确定了目标状态转移的条件阈值和时间窗长度,最终在驾驶辅助试验车上进行了前方同向或反向行驶车辆、树木等静止物体和制动停车车辆等各种典型工况下的识别试验,为实现基于毫米波雷达的自适应巡航与自动紧急制动的驾驶辅助系统的工程化提供了技术支撑。

磁化等离子鞘套中毫米波大气窗口的衰减

为了更好地利用目前紧张的频谱资源,解决临近空间通信"黑障"问题,选取高斯分布模型建立非均匀等离子鞘套,并结合4个在大气中具有高透过性的毫米波大气窗口,研究等离子鞘套外加不同强度磁场与无外加磁场情况下,毫米波大气窗口在其中传输的衰减情况受攻角和等离子鞘套碰撞频率改变的影响。仿真结果显示:外加不同强度磁场时会改变毫米波大气窗口的衰减值,但不会改变毫米波大气窗口在等离子鞘套中的传输规律。外加磁场是否改善毫米波大气窗口的传输性能需要综合考虑等离子鞘套与毫米波大气窗口的谐振频率。

等离子鞘套中毫米波大气窗口的衰减特性

为了探索出减缓飞行器在临近空间出现的通信"黑障"问题,结合毫米波大气窗口在大气传输的优越性,根据RAM C提供的飞行试验数据,建立双指数分布、Epstein分布和高斯分布三个等离子体鞘套模型,用Z-FDTD算法计算毫米波大气窗口在等离子体鞘套中传播的衰减特性。综合分析可得:可采用35GHz所在的Ka频段和以220GHz所在的太赫兹频段的双频测控工作通信系统,此搭配可较好满足对高超声速飞行器在临近空间巡航时的测控需求。

基于CLEAN算法的毫米波全息二维像研究

针对近程毫米波全息成像算法过程中的点函数扩散以及旁瓣过宽问题,提出了基于加窗的二维自适应CLEAN算法。该算法提取所得＂脏图＂的最亮像素点,减去该像素点以及周围小目标的部分能量,之后在清洁图像上重建目标处的精准信息,有效抑制点函数扩散与旁瓣展宽。区别于传统CLEAN算法,二维自适应CLEAN算法根据当前图像的能量均值实时更新减去因子,具有很强的自适应性,此外,依据图像最暗目标像素点动态获取全局噪声门限,提高了目标提取速度。通过对多个单目标进行一维与二维方位像的仿真实验,证明了算法的有效性。

空间行波管耦合结构的设计

对某型号空间行波管的耦合结构进行了理论分析和实用的结构设计,利用HFSS软件对设计的耦合结构的驻波比进行了模拟优化,并通过冷测实验进行了比较验证。比较结果表明,在工作频带内,设计结果和冷测结果取得了很好的一致。

Ka波段低损耗大功率输能窗的优化和实验研究

本文对现有的Ka波段毫米波行波管用蓝宝石波导输能窗进行了冷测和仿真，并对现有结构进行了优化设计。仿真结果显示，优化前后Ka波段2GHz工作频带内窗传输能量损耗由2．5％～4％下降到0．4％-0．6％；对金刚石结构输能窗进行了设计和模拟优化，结果显示在工作频带内传输能量损耗为0．4％～0．7％。目前采用镀金工艺的蓝宝石结构输能窗已经在Ka波段500W功率的行波管样管上开展了应用研究。

金刚石膜在真空电子器件输出窗中的应用

综述了金刚石膜的性能和制备方法,着重介绍了国内外常用的封接工艺,讨论了该材料在mm波器件中的应用前景。

利用MAFIA程序设计8mm大功率输出窗

利用MAFIA程序对8mm大功率输出窗进行了研究,分析了几种不同介电常数材料的特性。计算结果表明,利顿窗是解决功率与带宽这一矛盾的可行方案,而氮化硼瓷是这一结构唯一可以选用的材料。

高功率毫米波管高频窗的优化设计

高功率微波管在现代战争中的电子干扰方面起着重要的作用。随着电子对抗、精密制导和军事电子技术的发展,对高功率毫米波管的需求越来越迫切。微波管向毫米波频段推进时,首先遇到的困难是尺寸越来越小,作为能量输入和输出的高频窗也面临着尺寸小、散热困难和功率容量受限制的问题。常用的同轴窗由于其损耗大、功率容量小,不适用于毫米波段;而厘米波段广泛应用的盒形窗,虽然具有功率容量大、频带宽、结构简单等优点,但在毫米波段介质窗片的厚度很薄,机械强度和气密性都较差。

非大气窗口毫米波FMCW近程雷达

介绍了非大气窗口毫米波FMCW(调频连续波)近程雷达的工作原理,对系统的主要参数f0、TM、ΔFM进行了分析,并讨论了多普勒效应和寄生调幅对参数选择的影响。完成了测距电路的硬件设计,并根据FMCW近程雷达测距的实际情况进行了固定误差及数字测频误差的分析。用设计研制的近程雷达对目标进行测试,测试结果满足设计要求。

W波段高功率回旋行波管宽带输入窗设计

利用场匹配理论和传输级联矩阵建立多层介质窗的分析方法,对回旋行波管输入窗进行解析分析。在理论分析的基础上,通过数值计算得到回旋行波管宽带输入窗的初步结构和尺寸,然后再利用三维高频分析软件HFSS进行仿真和验证。通过优化设计,在W波段获得了传输系数大于-0.04 dB,反射系数小于-20 dB的带宽大于8 GHz的宽带输入窗。冷测实验表明冷测结果与设计参数较为吻合。

毫米波空间行波管输能结构的设计

本文采用分段设计的方法,将一个完整的盒型窗输出耦合结构分解为三部分,然后对这三部分分别进行匹配设计,最后将设计好的各部分组合成整体。利用HFSS软件对各段结构以及整体结构进行了仿真,结果表明这样设计出的盒型窗输出耦合结构在工作频带内可以很好的满足设计要求。

脊形波导窗的研究

在实际应用中,由于同轴窗结构自身的一些缺点,限制了大功率螺旋线行波管的发展。本文简要地分析了脊形波导窗结构,并采用CST微波工作室软件对脊形波导窗结构的驻波系数进行了模拟。模拟结果验证了脊形波导窗结构应用于宽带螺旋线行波管是可行的。

3mm回旋行波管高频窗的设计

利用等效电路理论和网络传输矩阵理论设计出了可承受平均功率10kW以上的3mm回旋行波管的输入输出窗。并用三维高频结构仿真软件HFSS和CST-MW S模拟结果与数值计算结果进行了比较,三者吻合得很好。在W波段驻波系数小于1.2的情况下,得到盒型窗输出带宽12.4GHz(13.2%);三层介质矩形窗输出带宽为18.8GHz(20%)。本文所推导的理论结果可直接运用于更高频段高频窗的设计中。

基于频谱细化的窗谱拟合算法

毫米波调频系统在利用"差频-FFT"获取目标距离时,精度较低,改进的频谱细化技术——ZFFT细化倍数受采样数据量的限制,效果并不理想。为此,提出一种ZFFT窗谱拟合算法。该算法在采样数据一定的情况下,通过对差频信号进行加窗细化,再进行连续谱拟合估计,以减少细化倍数有限对频谱估计的影响。实测数据验证结果表明:相对于ZFFT,该算法克服了栅栏效应的影响,从而更好地提高了测距精度。

毫米波透波窗口设计技术

通过对毫米波透波窗口材料特性的研究,开展了单层、多层(3层、5层)透波窗口的设计,重点分析了端口匹配对窗口传输损耗和引入噪声的影响,并开展了Ka频段透波窗口的试制和引入噪声测试试验。试验结果表明,通过多层电介质匹配设计的透波窗口,在工作频段范围内,传输损耗优于0.2 dB,引入等效噪声温度Te≤14K,有效降低了窗口的端口反射,同时大幅拓展了匹配带宽。