改进的强跟踪UKF在组合导航中的应用研究

针对强跟踪UKF算法与组合导航紧耦合系统模型不匹配、滤波性能不完善及滤波过程中迭代不稳定等问题,提出一种改进的强跟踪UKF滤波算法,根据强跟踪正交性原理,改进渐消矩阵的求解方法,减少滤波周期中的冗余计算,并重构UKF与强跟踪的结合方式,解决UKF与紧耦合模型不匹配的问题,有效提高强跟踪UKF滤波实际应用中的稳定性。将算法应用于紧耦合系统进行仿真验证,实验结果表明,改进的强跟踪UKF滤波算法可以提高系统的实时性和定位精度,增强系统在复杂环境下的稳定性和鲁棒性。

基于导航欺骗的无人机干扰技术研究与设计

近年来,受无人机黑飞造成的安全隐患影响,反无人机技术快速发展。本文介绍了无人机拦截技术分类,并设计了导航诱骗技术,以更有效拦截无人机。该系统核心是欺骗式导航信号产生技术,硬件以DSP+FPGA作为核心处理器,并集成高速D/A转换电路、射频上变频电路等,实际实验表明该系统可以实现对无人机干扰拦截和诱导,是一种值得发展的无人机干扰技术,可以在军民领域推广。

基于SOPC的实验室负荷智能监测装置

高校实验室各种实验设备的正常工作离不开电力,对实验室用电设备进行智能化监测和管理十分重要。针对负荷智能监测问题,在非侵入式负荷监测的基础上,利用SOPC技术设计了一个实验室负荷智能监测装置,建立相应的算法模型。采用Matlab仿真算法模型时,能够对数据验证集达到100%识别;监测装置实际调试时,也能对实际工作中5种用电器的31种组合达到100%识别。测试结果表明,监测装置在各种组合情况下都能准确、实时地识别电网中工作的用电器,验证了监测装置在算法设计和硬件实现上的可行性。

一种应用于多阶射频整流器的MPPT技术

多阶射频整流器在射频能量收集系统中起着交流转直流的作用。当射频输入功率偏离某一数值时,多阶射频整流器的功率转换效率(PCE)迅速下降。基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,提出一种最大功率点跟踪(MPPT)方法,使多阶射频整流器能够根据射频输入功率的大小自动配置阶数,从而在较宽的输入范围内保持较高的PCE。将该MPPT方法应用在3阶射频整流器上。结果表明,当工作频率为953 MHz、负载为50 kΩ、输入功率P_(IN)∈(-26.5 dBm,-7.5 dBm)时,该3阶射频整流器的平均PCE可达65%,相比传统3阶射频整流器,提升了约25%。

一种应用于音频的可重构Σ-Δ连续时间调制器

基于180 nm CMOS工艺,设计了一种应用于音频领域的可重构前馈式3阶Σ-Δ连续时间调制器。传统Σ-Δ连续时间调制器只有一种工作模式,而该设计利用可重构的积分器使Σ-Δ连续时间调制器具有高精度和低功耗两种工作模式。此外,采用的加法器提前技术减小了调制器功耗,负电阻补偿技术提高了调制器的SNDR,额外环路延时补偿技术提高了调制器的稳定性。仿真结果表明,在20 kHz信号带宽、1.8 V电源电压下,低功耗模式下调制器的SNDR为94.7 dB,功耗为291μW;高精度模式下调制器的SNDR为108 dB,功耗为436.6μW。

灰色马尔科夫Verhulst动态模型在滑坡形变预测中的应用

为解决陈旧信息和波动性数据造成的传统灰色Verhulst模型预测精度较低的问题,提出一种利用滑动窗口和马尔科夫模型对原始灰色Verhulst模型改进的方法。通过长度可变的滑动窗口来实现数据的动态更新,使得灰色Verhulst动态模型的预测值更加接近最新的变化趋势。之后利用马尔科夫模型对得到的灰色Verhulst动态模型预测值进行修正,提高了模型的预测精度。实验结果表明,灰色马尔科夫Verhulst动态模型在滑坡形变预测中的预测平均相对误差相比于传统的灰色Verhulst模型降低了69. 6%,均方根差比降低了0. 39,小误差概率提高了0. 166 7。对于波动性较大的滑坡监测数据,灰色马尔科夫Verhulst动态模型预测精度优于传统灰色Verhulst模型。

晶圆激光切割技术的研究进展

综述了半导体领域晶圆切割技术的发展进程,介绍了刀片切割技术、传统激光切割技术、新型激光切割技术及整形激光切割技术的特点、工作原理和优缺点以及国内外使用晶圆切割技术获得的研究成果及其应用前景。与刀片切割技术相比,激光切割技术具有切割质量好、切割速度快等优点。详细介绍了以进一步改善晶圆切割质量和提高切割速度为目的的几类整形激光切割技术,包括微水导激光切割技术、隐形切割技术、多焦点光束切割、"线聚焦"切割、平顶光束切割和多光束切割等。随着技术的不断完善、切割设备的不断成熟,整形激光切割技术在未来的晶圆切割领域将具有广阔的应用前景。

应用于LTE的高效率高线性功率放大器

基于2μm InGaP/GaAs HBT工艺,设计并实现了一种用于LTE终端的高效率、高线性功率放大器。采用模拟预失真和相位补偿器抑制幅度失真和相位失真,实现了高线性度;利用二次谐波终端电容改变电路工作模式,减少时域电压电流的重叠损耗功率,提高了功率附加效率。结果表明,在3.4 V电源电压、2.8 V偏置电压时,在工作频带815~915 MHz范围内,该功率放大器的增益大于29.5 dB,输入回波损耗小于-13.2 dB;在10 MHz LTE输入调制信号、28 dBm回退输出功率时,功率附加效率为39%~41%,第一相邻信道泄漏比ACLR;小于-38.1 dBc,第二相邻信道泄漏比ACLR_(1)小于-44.8 dBc。

一种基于虚拟参考站的低轨双星时差频差精密修正方法

为了解决低轨双星时差(Time difference of arrival,TDOA)、频差(Frequency difference of arrival,FDOA)定位精度低这一问题,提出了一种应用虚拟参考站(Virtual reference station,VRS)技术来实现对低轨双星TDOA/FDOA进行精密修正的方法。该方法利用合作辐射源在未知辐射源附近建立一个物理上并不存在的虚拟参考站,然后再利用此虚拟参考站修正未知辐射源的时频误差。通过仿真分析,VRS处虚拟时差构建误差比虚拟频差构建误差要小,并且VRS对未知辐射源TDOA/FDOA系统误差的修正精度分别可以达到97%和95%。利用修正后的时频差对未知辐射源定位,其定位精度相对于未修正前有极大的提高。

信号中断下不同约束对精密单点定位收敛精度与时间的影响分析

精密单点定位(precise point positioning,PPP)技术的出现,使得全球单接收机高精度定位成为了可能。然而其首次定位收敛时间及信号中断等原因重新收敛时间过长,极大地限制了PPP技术的应用。针对信号中断导致重新收敛时间过长的问题,采用基于原始观测值的非差非组合模型,通过先验大气层约束来加快PPP重新收敛。对于不同卫星电离层预测值精度不同,提出利用先验预测值方差来确定中断时刻预测值方差。比较了不同系统组合信号中断下无约束、先验对流层约束、先验电离层及对流层约束条件下(east-north-up)方向最大误差,表明先验大气层约束条件下,短时间信号中断定位误差依然能维持在分米级别。最后分析了无约束、对流层约束以及大气层约束下1 s、10 s、30 s、60 s中断的重新收敛时间。与无约束重新收敛时间相比,对流层约束收敛时间提升了18%,大气层约束收敛时间提升了74%。

Ga-Cd-O的电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Cd掺杂对β-Ga_(2)O_(3)物理性能的影响。通过建立β-Ga_(2)O_(3)模型,用Cd原子替代部分的Ga原子后构建了不同Cd掺杂量模型(Cd_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)(x=12.5%、25%、50%),然后对不同的掺杂模型进行了几何结构优化,获得了稳定的晶格结构和晶格参数,并对它们的能带结构、态密度以及光学性质等进行了分析。计算结果表明,Cd掺杂会导致β-Ga_(2)O_(3)晶胞体积增大,稳定性减小。随着Cd掺杂浓度的增加,(Cd_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)体系的带隙表现出先减小后增大的趋势;并且随着Cd掺杂量的不同(12.5%、25%、50%),掺杂体系(Cd_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)的材料性质发生了变化,由β-Ga_(2)O_(3)的间接带隙材料先变为直接带隙材料(Cd浓度为12.5%、25%),然后又变回到间接带隙材料(Cd浓度为50%)。此外,掺入Cd后降低了体系在一定能量范围内(6~25 eV)的吸收系数和反射率,从而提高了透光率。以上研究表明,选择合适的掺杂浓度可以实现光电性质丰富可调的(Cd_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)合金材料。

应用于可穿戴式设备的超低功耗SAR ADC研究与设计

针对便携式可穿戴移动设备的低功耗要求,提出了一种超低功耗逐次逼近型(SAR)模数转换器(ADC)。所提出的SAR ADC在数模转换器(DAC)电容阵列中设计了改进型电容拆分电路来降低系统的功耗和面积;并采用双尾电流型动态比较器架构降低比较器功耗。采用0.18μm CMOS工艺对所提出的SAR ADC进行设计并流片。测试结果表明在1.8 V供电电压,采样率为50 k Hz的条件下,其有效位数为9.083位,功耗仅为1.5μW,优值55.3 f J,所设计的ADC适合于可穿戴式设备的低功耗应用。

改进Vondrak滤波在削减BDS多路径误差中的应用

针对传统Vondrak滤波在GNSS高精度定位数据处理中易受粗差值影响的问题,提出一种削减BDS多路径误差的改进型Vondrak滤波方法,即基于抗差的Vondrak滤波法:从函数模型方面论述结合最小二乘并通过引入校正函数在循环解算中逐步消减粗差影响的过程,并以滤波前、后序列RMS,序列间相关系数,误差改正前、后坐标序列RMS作为误差改正的效果评价准则,将RVF方法实际应用于削减BDS数据多路径误差的研究中,发现RVF模型可最大限度削弱BDS多路径观测资料中异常粗差的影响,提取出精确的多路径模型。实验结果表明,经RVF提取的多路径序列改正后,BDS定位结果坐标序列的精度能够提高30%~40%。

应用于能量收集的自启动DC-DC升压转换器

基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种应用于能量收集的自启动DC-DC升压转换器。系统包括两级升压结构,第一级自启动模块实现亚阈值电压输入,将电压升至可供第二级主升压结构使用的电压。两级升压结构中,均采用了基于栅交叉耦合的电荷泵,对其中的电荷传输开关进行改进,克服了传统Dickson电荷泵的体效应问题,提高了电压增益和转换效率。仿真结果表明,DC-DC升压转换器能在300mV输入下实现自启动,输出电压为1.8V,纹波电压约为4mV,效率达到69%。

GaN HEMT栅驱动技术研究进展

GaN HEMT器件由于其击穿场强高、导通电阻低等优越的性能,在高效、高频功率转换领域中有着广泛的应用前景。栅驱动芯片对于GaN HEMT器件应用起着至关重要的作用。介绍了GaN HEMT器件特性和驱动要求,对其栅驱动芯片的典型架构和每种芯片架构各自的关键实现技术研究现状进行了综述。同时介绍了GaN基单片集成功率IC的发展状况,对栅驱动芯片的实现技术进行了总结。

基于PPP-B2b改正产品的北斗实时精密星历精度分析

实时改正产品对于北斗实时精密定位和定时至关重要,北斗三号通过PPP-B2b信号播发实时轨道和钟差改正产品。为了验证PPP-B2b改正产品恢复的实时精密轨道和钟差的精度,利用接收机获取的PPP-B2b实时轨道和钟差改正产品对广播星历和广播钟差进行改正,然后以GFZ最终产品作为参考,分析评估了北斗三号MEO(medium Earth orbit)卫星和IGSO(inclined geosynchronous orbit)卫星实时精密产品的精度。试验结果表明:BDS-3卫星R方向实时轨道误差RMS值优于0.1215 m,T方向误差RMS值优于0.2922 m,N方向误差RMS值优于0.3605 m,三维RMS值优于0.6402 m;BDS-3卫星实时钟差误差RMS值优于1.6192 ns,STD值优于0.0920 ns。结果表明:PPP-B2b实时改正产品基本可满足BDS-3实时高精度定位和定时的需求。

PTP协议在广电时间同步网中的应用研究

随着广电行业的飞速发展,以串行数字接口(SDI)基带信号为基础技术架构的传统电视信号已经很难满足未来技术发展和业务扩展的需求.得益于现代通信技术的迅速发展以及即将到来的万物互联的5G时代,广电行业也将采用IP化技术来构建新的网络系统.处在向IP化发展的过渡期,广电IP化目前还存在一些亟待解决的问题.为了解决广电系统网络中需要更高精度的同步信号来完成时间同步的问题,本文利用精确时间协议(PTP)时间同步技术在专用以太网中完成时间同步组网,搭建了测试环境并对测试数据进行了分析.测试结果表明,相较于传统的网络时间协议(NTP)时间同步技术,输出PTP信号的准确度能够达到亚微秒量级,完全满足广电行业IP化数字电视系统时间同步信号的高精度需求.

微波固态器件与单片微波集成电路技术的新发展

对不同时代的单片微波集成电路(MMIC)的器件工艺发展和应用发展状况进行概况总结,并结合当前的研究与应用热点,重点分析以砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)为代表的微波化合物固态器件和基于MMIC的异构异质集成新技术路径,并就今后发展的趋势做出展望。

应用于热电能量收集的低压自启动电路

设计了一种两级低电压自启动电路,实现低输入电压条件下热电能量收集系统的自启动。在第一级自启动电路中引入一种新型堆叠式反相器,构成环形振荡器结构,在低供电电压下产生较大的振荡摆幅;第二级自启动电路由高幅值时钟产生电路与电感复用升压电路构成,进一步提高输出电压;由电压检测电路以及辅助电路构成的控制电路实现了第一级自启动向第二级自启动的转换,以及第二级自启动向主升压转换的过程。基于0.18μm CMOS工艺设计该自启动电路,版图后仿真结果表明,在190mV的TEG输入电压,以及11.8μA的负载电流情况下,自启动电路可产生825mV输出电压,转换效率可达到56.5%,实现能量收集系统的自启动功能,保证后级主升压电路的正常工作。

超紧凑硅基混合表面等离激元光场窄化器件的实验研究

本文设计、制备了一种基于硅基光电子技术的超紧凑混合表面等离激元光场窄化器件,并验证了器件的纳米聚焦性能.实验结果表明,该光场窄化器件利用了长度约为1.23μm的锥形渐变结构,将硅条形波导中的光场聚焦到硅基混合表面等离激元波导中,在1550 nm的近红外波段最高可实现约20倍的非谐振光场增强效应.结构简单,性能优异的硅基混合表面等离激元光场窄化器件,在光场操控、光传感、非线性光学器件、光相变存储等领域中具有潜在的应用价值.