10 Gbit/s台面型InGaAs/InP pin高速光电探测器

利用数值计算方法分析了高速光电探测器的耗尽区宽度与响应度及响应速度的关系。分析结果表明,耗尽区宽度选择应在响应度和响应速度之间折中,在响应度满足使用要求的情况下,尽量提高响应速度。利用该分析结果设计了台面型In GaAs/InP pin高速光电探测器材料结构。通过优化腐蚀工艺与钝化工艺,解决了器件腐蚀形貌和钝化问题。结合其他微细加工工艺完成了器件的制备,器件光敏区直径50μm。测试结果显示,在反向偏压为5 V时,暗电流小于1 nA,电容约为0.21 p F。此外,在1 310 nm激光辐照下,器件的响应度约为0.95 A/W,-3 dB带宽超过10 GHz,其性能满足10 Gbit/s光纤通信应用要求。

金属橡胶减震器在轻型光电载荷隔震设计中的应用

轻型光电载荷在对目标进行搜索、探测、识别、跟踪时,必然要受载机的振动、风阻扰动等干扰因素的影响,造成视轴抖动,视频图像晃动、模糊,降低成像质量,设计合理的隔震系统,提高光电载荷视轴的稳定性和跟踪精度显得尤为重要。从结构设计的角度出发,对隔震系统的隔振理论、工作机理和设计要点进行了详细说明,给出了橡胶减震器和金属橡胶减震器各自的适用范围。振动试验结果表明:金属橡胶减震器设计合理、性能可靠;光电载荷成像质量好、稳定精度高。

一种近似动态规划的无人机机动决策方法

针对空战机动决策时出现的"维数爆炸"问题,该文提出一种基于近似动态规划的群智能空战机动决策方法。首先建立无人机空气动力学模型和空战态势优势指标函数。其次,利用近似动态规划的思想,将空战过程按时间域划分为多个规划时域,在每个规划时域内,提出人工势场引导下的改进蚁狮优化算法快速逼近最优控制量,有效裁减搜索空间。通过与专家系统法进行仿真对比,表明所提方法解决高动态、实时性强的无人机机动决策问题的有效性和可行性。

MEMS超薄动态压力传感器

针对高铁、飞机等高速运行设施对动态压力监测提出的要求,研制了一种压阻式微电子机械系统（MEMS）超薄动态压力传感器。采用有限元分析（FEA）软件ANSYS对5种压力传感器芯片结构进行了仿真对比分析,结合MEMS加工工艺,设计的传感器芯片采用线性好、灵敏度高、固有频率高的单岛膜结构。利用硅通孔（TSV）技术对传感器抗冲击、防水、可靠性等性能进行了优化设计,采用硅微MEMS工艺加工了动态压力传感器芯片,并完成了传感器的超薄封装,最终厚度为0.9~1 mm。对传感器的基本性能、耐冲击、防水特性进行了测试,结果表明传感器的基本性能良好,非线性度为0.076%满量程输出（FSO）,灵敏度为0.23 mV/kPa/V,非重复性为0.041%FSO,并且可抗20 000g冲击,达到5级防水。

基于GaN HEMT器件的P波段小型化40W发射模块

氮化镓高电子迁移率晶体管(Ga N HEMT)器件具有高功率和功率密度、高导热率、高击穿场强、宽工作频带等特点,适合小型化、宽频带、大功率应用。基于Ga N功率器件的特点研制了P波段宽带小型化40 W发射模块。通过负载牵引技术对Ga N HEMT器件进行了大信号参数的提取,运用ADS软件进行了匹配电路的设计,对功率放大器的性能指标进行了优化,并基于LTC4440和n MOS器件设计了高压脉冲调制电路。研制结果表明,该模块在400 MHz工作带宽内(相对带宽100%)的输出功率为46.6 d Bm(45.7 W),功率增益为36.6 d B,功率附加效率(PAE)为40.4%,杂波抑制为65.7 d Bc,脉冲顶降为0.4 d B,脉冲上升时间为75 ns,脉冲下降时间为50 ns,模块尺寸为50 mm×40 mm×20 mm。

一种基于抛物方程的散射传输损耗预测方法

抛物方程(PE)已经被广泛应用于电波传播预测模型,并成为解决电磁波传播问题的主要工具。针对目前仅有散射传输损耗年中值预测方法,对短期预测的迫切需求,在考虑大气湍流对大气折射指数影响的基础上,结合湍流非相干散射理论,采用PE预测在湍流状态下的散射传输损耗,并与实测数据进行比较。结果表明,应用PE可以较准确地预测出湍流大气环境下的散射传输损耗天中值。

LDPC编译码算法分析

低密度奇偶校验(LDPC)码是一种线性分组码,其纠错能力可以接近香农极限。针对LDPC码的编译码问题,分析了校验矩阵的构造方法。给出了LDPC码的编码算法以及算法的实现结构。分析了基于软判决的置信传播(BP)译码算法,并给出了可以进一步降低计算复杂度的简化译码方法。通过仿真对比了不同的译码算法在高斯信道下的译码性能。

大多普勒条件下伪码快捕技术

针对高速无人机上行链路中大多普勒条件下长伪码捕获时间较长的问题,提出了基于FFT的分段匹配滤波捕获算法,将伪码并行捕获和载波并行捕获应用在一种算法中,利用匹配滤波器的快速相关能力提高搜索效率,介绍了其捕获原理和关键参数选取依据,利用谱线比值法提升载波估计精度,有效降低FFT扇贝效应对载波估计的影响,结合工程实际分析其捕获性能和误码性能。测试结果表明,此方法能够满足无人机高速飞行时长码快捕的需求。

一种远程动态可重构的嵌入式系统设计

为使带有现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的嵌入式系统具有远程在线更新能力,在硬件透明编程模型的基础上,应用以太网通信协议,设计并实现了具有回读功能的远程动态可重构嵌入式系统。同时研究了动态可重构的实现方法,详细讨论了硬件平台架构与软件设计流程。该技术使系统具有了远程动态修改、回读硬件逻辑的能力,极大地方便了硬件平台在后期的维护和升级。

一种低计算复杂度的球面稀疏阵列优化算法

传统稀疏阵列优化算法的计算复杂度高,对球面相控阵列的工程实现有很大影响。基于半球面共形阵列,给出了一种低复杂度的稀疏优化算法:位于半球面中间的阵元满阵分布,其他位置阵元均匀随机分布。通过计算机仿真,对满阵分布的层数进行了优化。仿真结果表明,所提算法能够有效降低旁瓣电平,且优化后的阵列仍关于球面中心对称分布。

同轴腔体窄带带通滤波器快速设计方法

为了满足卫星用滤波器研制周期短、可靠性高的要求,提出了一种快速设计经典同轴腔体滤波器的方法。该方法通过原型滤波器查表可以计算滤波器节数、耦合常数、群时延、单腔谐振频率、单腔Q值等初始值;通过使用三维电磁(EM)仿真软件得到单腔调谐钉长度和加载电容值的对应关系、两个腔体间耦合系数及端口抽头高度等模型SnP参数;通过电路仿真软件使用集总元件对电容加载的量值进行优化,极大地提高了仿真的速度。最后使用该协同仿真方法设计一同轴腔体滤波器,并对仿真结果进行了验证。

防止I^2C总线锁死的研究

主要论述了I2C总线进入锁死状态的原因,以及进入锁死状态后如何恢复正常通信。首先概要介绍I2C总线及通信的基本原理,然后分析I2C总线通信进入锁死的几种可能及原因,最后给出如何防止I2C总线进入锁死状态,以及进入锁死状态后如何恢复正常通信的方法。

天基信息传输分发系统应用及其关键技术

天基信息传输与分发系统近年来得到迅速发展,其应用领域越来越广泛,尤其在信息化部队的建设上作用越来越关键。基于美军天基信息传输与分发系统在通信、广播和中继等多个方面的应用,描述了系统的体系结构,总结了引领系统发展的技术方向,指出了系统发展过程中需要重点解决的主要关键技术。为加快部队天基信息传输与分发系统的发展开拓思路,提供参考。

具有自适应搜索策略的灰狼优化算法

灰狼优化算法(Grey Wolf Optimization,GWO)是一种新型的群智能优化算法。与其他智能优化算法类似,该算法仍存在收敛速度慢、容易陷入局部极小点的缺点。针对这一问题,提出了具有自适应搜索策略的改进算法。为了提高算法的收敛速度和优化精度,通过适应度值控制智能个体位置,并引入了最优引导搜索方程;另一方面,为提高GWO的种群多样性,改进算法利用位置矢量差随机跳出局部最优。最后对10个标准测试函数进行了仿真实验,并与其他4种算法进行了比较,统计结果和Wilcoxon符号秩检验结果均表明,所提出的改进算法在收敛速度以及搜索精度方面具有明显优势。

基于自适应GWO的多UCAV协同攻击目标决策

针对多架无人机相互协同攻击多个来袭目标的武器目标决策问题进行了研究。利用层次分析法(AHP)评估了空战能力指数和三维空战态势威胁指数的权重,针对协同攻击空战的分配原则,采用计算分配值的情况下提出了一种自适应搜索的灰狼求解算法,实现了武器目标攻击决策的求解。仿真表明,改进的GWO算法对决策方案的求解速度和求解质量与现有的粒子群算法(PSO)、蚁群算法(ACA)和遗传算法(GA)等相比均有所明显提高。

定时截尾试验零故障时的MTBF估计方法

针对产品定时截尾试验中零故障时无法进行平均故障间隔时间(Mean Time Between Failures,MTBF)估计的问题,分析了不同情况下点估计方法选用的注意事项,并通过公式推导得出了零故障时置信下限的计算公式。对置信下限计算公式进一步推导,得到了便于实际应用的简化计算公式。通过在多个可靠性试验中应用该方法进行MTBF估计,结果表明该方法可行有效。

散射通信系统电磁辐射影响分析

电磁辐射的问题越来越引起人们的关注。针对散射通信系统周边环境电磁辐射的问题,分析了其近、远区电磁辐射能量的功率密度分布,在此基础上深入研究了相关电磁辐射标准,采用《电磁辐射暴露限制和测量方法》(GJB5313-2004)来确定区域安全的限值,提出了主流散射通信系统安全区域的确定方法。给出了散射通信系统站址选择的一些建议,为散射通信系统工程选址提供理论参考。

一种C频段散射角分集双波束馈源的设计

针对散射通信中角分集天线双喇叭馈源方式分集效果不佳的问题, 设计了一种角分集双波束馈源. 采用锥变分支与膜片分支相结合的方式, 在不增加结构复杂度的基础上改善了OMT耦合端口的驻波; 用介质杆天线代替喇叭天线,从而减小了馈源辐射口面的横向尺寸, 克服了因双馈源体积大而无法满足理想分集效果波束夹角 （ 0. 75~1倍波束宽度）要求的问题. 应用CST对双波束馈源模型进行了优化设计, 在要求的12.7%的带宽内驻波低于1.3.

复杂电磁环境下跳频信号检测及拼接算法

为了有效解决现代战场复杂电磁环境下跳频信号的侦察问题,采用STFT时频分析法进行跳频信号处理。针对存在定频干扰的情况,根据跳频信号的时频图随时间变化的差异性,提出了一种基于时频图跳频图案进行功率谱非线性对消的跳频信号检测算法,可以有效地抑制定频干扰,提高跳频信号的检测概率。对于跳频信号的自动拼接处理,提出在校时时通过补零法则来精确定位拐点的位置,仿真结果表明,改进的校时算法能实现跳频信号零误差拼接。

一种宽带高速跳频频率合成器的设计

针对抗干扰通信需求,提出了一种宽带高速跳频频率合成器的设计方案。在采用直接数字频率合成技术(Direct Digital Synthesis,DDS)实现了窄带高速跳频的基础上,通过与乒乓式切换的双频锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)频率合成器混频的方式,提高了高速跳频频率合成器的输出频率,给出了宽带高速跳频频率合成器的详细设计思路与实现方案以及可靠性设计的相关内容。经过实际测试,测试结果达到了预期的指标要求。