2023年, 第43卷, 第6期 刊出日期：2023-11-25
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杭州电子科技大学学报. 2023, 43(6): 1-6. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2023.06.001利用介观格子Boltzmann方法对非混相多模Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性进行了直接数值模拟,研究了Atwood数对多模RT不稳定性后期增长特性的影响,包括相界面动力学、气泡与尖钉演化的振幅和加速度系数。数值结果表明,Atwood数显著影响着多模RT不稳定性的增长,随着Atwood数的增大,尖钉与气泡的演化越加不对称,且尖钉的振幅以及加速度迅速增大,然而气泡的加速度系数基本维持在0.025±0.005,以及在不同Atwood数下数值模拟得到气泡与尖钉的加速度系数满足之前学者实验所测得的量化关系。
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杭州电子科技大学学报. 2023, 43(6): 7-12. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2023.06.002本文提出一款两级C波段(4-8 GHz)低噪声放大器(LNA)。电路中采用了电感退化拓扑与并联RLC负反馈结构,对电路的输入阻抗进行补偿,从而降低输入匹配的难度,提高了功率转换效率;并通过设计最佳噪声源阻抗点,在实现最佳噪声匹配同时,实现了较好的输入输出回波性能与增益平坦度。文中提出的LNA采用基于GaAs pHEMT工艺研制,测试结果表明,在工作频段内,电路的小信号增益为14.7±0.5 dB,最大噪声系数1.9 dB。
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杭州电子科技大学学报. 2023, 43(6): 13-19. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2023.06.003本文研制一款12 GHz～18 GHz的Ku波段三级功放(功率放大器,Power Amplifier)。该电路采用三级级联拓扑结构,利用双L型结构有耗匹配网络设计每一级晶体管的输入/级间匹配,通过输出匹配将端口阻抗与最佳负载阻抗进行匹配,实现12 GHz～18 GHz范围内的宽带阻抗匹配。进一步地,将直流供电端采用的扼流电感参与阻抗匹配,进而避免使用面积较大的扼流电感,在增加匹配网络自由度改善功放带宽的同时有效地减小了功放的面积。该功放基于0.5 μm GaAs pHEMT工艺设计、加工与制造,包含了焊盘的芯片面积为1.91 mm×0.76 mm。测量结果表明,在12 GHz～18 GHz的工作频率范围内,该功放的小信号增益为15.7 dB、输入输出驻波比均小于1.7:1、带内平坦度为±1.2 dB、输出饱和功率为23 dBm、功率附加效率为大于20%。
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杭州电子科技大学学报. 2023, 43(6): 20-29. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2023.06.004极化码作为5G的控制信道编码方案,优异的性能非常关键。但极化码的性能与码长成正相关,当其为中短码长时,性能会显著降低,极化码的级联方案能有效提高极化码在中短码长时的性能。该文深入研究极化码的级联方案,在CRC辅助的奇偶校验码级联极化码(PC-CA-Polar)基础上,提出一种奇偶校验码级联极化码的系统化设计方法,完成奇偶校验码与系统极化码的级联设计。该文从系统极化码的角度出发,扩展了极化码目前的级联方案,提出的设计方法比PC-CA-Polar码性能更优异,误码率更低。在高斯信道下,当码长为128,码率为1/2,误码率为10-3时,该文提出的设计方法比PC-CA-Polar码获得了约0.12 dB的增益,比CRC辅助的系统极化码(CA-SPC)获得了约0.35 dB增益。
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杭州电子科技大学学报. 2023, 43(6): 30-35. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2023.06.005本文提出了一种工作在TM01模式下的高功率微波(HPM)滤波器。HPM滤波器主要由圆形波导、TM01-TE10模式转换器和几个基于扇形波导的TE10模式扇形波导滤波器组成。TM01-TE10模式转换器可以将输入的大功率TM01模式电磁波分成多个TE10模式输出微波。平行放置扇形波导滤波器用来提高功率容量。在这种结构中,通过并联更多的滤波器可以实现更高的功率容量。为了验证本文所述设计方法的有效性,给出了一个工作在X波段的HPM滤波器,并进行了数值模拟。仿真结果验证了该方法的有效性。本文提出的HPM滤波器具有体积小、设计简单等优点。通过增加平行放置TE10模式滤波器的数量,该HPM滤波器的功率容量可以继续增加。
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杭州电子科技大学学报. 2023, 43(6): 36-41. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2023.06.006由于GNSS接收机可能应用于机载、弹载等高动态领域,为了提高在高动态环境下GNSS信号频率参数估计效率,提出了一种基于复信号相位角(以下简称复角)的低复杂度频率参数估计方法。该方法是基于单频信号复角频率估计思想,该思想可以利用少量信号点实现低动态高信噪比频率估计。首先为了去除比特翻转、多普勒对多普勒变化率估计影响,利用后相关信号做近邻差分处理,得到多维差分积累信号,根据此信号的复角估计多普勒变化率;然后基于差分信号计算比特符号;最后根据估计出的参数和后相关信号,计算信号复角并估计多普勒频率。实验通过与传统方法进行对比,说明提出方法可以以极低的复杂度得到与对比方法相同的频率参数检测概率。
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杭州电子科技大学学报. 2023, 43(6): 42-51. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2023.06.007大量分布式光伏并网可能会给配电网的网损、电流三相不平衡度和电能质量带来负面影响。为合理地规划分布式光伏并网容量,提出了一种综合考虑配电网三相不平衡度、系统经济性、电压偏差和静态电压稳定裕度的规划方法。利用动态时间弯曲距离来描述时间序列的相似性,采用改进K-means聚类算法,得到规划区负荷有功功率及与规划区纬度相同区域已知光伏出力的典型场景。利用博弈论的思想基于改进层次分析法和熵权法得到综合权重,将多目标优化问题转换成单目标优化问题,并采用改进的量子粒子群算法对其进行求解。最后利用改进的IEEE33节点配网系统和某地区实际配网系统进行了仿真验证,研究结果表明所提分布式光伏并网容量规划方法的合理性和有效性。
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杭州电子科技大学学报. 2023, 43(6): 52-55. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2023.06.008利用时域有限差分法(Finite Difference Time Domain, FDTD)研究了地下二维各向异性介质目标的散射特性。首先,总体模型采用经典的半空间总场/散射场模型,吸收边界采用各向异性完全匹配层(Uniaxial Perfectly Matched Layer,UPML);其次,入射源使用高斯脉冲,并通过一维FDTD法添加到时域迭代方程中;最后分别计算了地下二维电各向异性介质和地下二维磁各向异性介质的散射,给出了目标尺寸,土壤电参数对目标散射场的影响。通过与仿真软件FEKO的对比和模型误差分析,验证了算法和程序的可靠性。
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杭州电子科技大学学报. 2023, 43(6): 59-65. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2023.06.009针对目前复合干扰识别中传统特征识别方法泛化性低和深度学习方法需要大量训练样本的问题,提出了一种融合了高效通道注意力机制的密集卷积网络模型(Efficient Channel Attention-Dense Convolutional Network,ECA-DenseNet),并结合与模型无关元学习(Model-Agnostic Meta-Learning,MAML)算法改进网络模型的初始化参数,以此增强模型在少量样本条件下的识别性能。实验结果表明,文中所提算法在各干噪比下对复合干扰平均识别率达到了98.73%,当样本数变为原来的四分之一时,复合干扰平均识别率依然能够达到95.35%,验证了算法的有效性。
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杭州电子科技大学学报. 2023, 43(6): 66-72. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2023.06.010液滴碰撞是液滴动力学研究的基本内容。基于可视化图像技术对射流液滴连续撞击微小固体壁面后形成的二次破碎飞溅液滴的粒径特性进行了实验研究,在低压低射流量的基础上,阐明了射流液滴连续撞击固体壁面破碎飞溅的雾化过程,分析了不同位置和驱动压力对二次破碎飞溅液滴粒径分布特性的影响,结果表明:二次液滴粒径总体而言相对较小,几乎位于100 μm以下,且峰值区域基本集中在30～40 μm之间,具有较好撞击雾化效应。二次液滴粒径在空间分布上存在差异,并非完全对称于撞击中心分布,水平方向上距离撞击点越远,二次液滴粒径越小;垂直方向上高度越高,粒径越小。随着驱动压力的增大,频率分布峰值的二次液滴粒径变小,二次液滴粒径分布范围变大。
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杭州电子科技大学学报. 2023, 43(6): 73-82. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2023.06.011氧化石墨烯枝接有机胺是极具潜力的CO2吸附剂,为促进GO-DETA的研发和设计,亟需对其微观反应机理进行详细深入的研究。本文采用量子化学方法较为详细地研究了DETA接枝氧化石墨烯捕获CO2的微观机理。首先,构建合理的吸附剂模型,并通过静电势分析发现,静电势负值较大处(-158.06 kJ/mol、-149.10 kJ/mol)是潜在的较好的吸附点位,量子化学计算也表明,在静电势负值较大处物理吸附能更大(-28.28 kJ/mol、-11.30 kJ/mol),进一步验证静电势负值较大处是较好的吸附点位。随后在最佳反应位点进行CO2吸附量子化学计算。计算结果表明,DETA接枝氧化石墨烯具有较好的吸附CO2性能,反应能垒为(172.9 kJ/mol、170.5 kJ/mol),而且气氛中H2O有催化作用,吸附反应能垒显著降低,仅需37~56 kJ/mol。相比于羧基接枝DETA氧化石墨烯(-11.30 kJ/mol、56.5 kJ/mol),环氧基接枝DETA氧化石墨烯的物理吸附能和化学吸附能垒均有所下降,而且解吸附能垒(65.2 kJ/mol)高于反应能垒(37.1 kJ/mol),这有利于反复吸附和解吸附,有利于吸附剂的循环重复利用。因此,环氧基联DETA氧化石墨烯是更优的CO2吸附剂。对于DETA-GO吸附捕集CO2,将羟基和羧基转换为环氧基是其关键。本文研究加深了氧化石墨烯接枝有机胺吸附CO2的微观机理理解,将有助于基于氧化石墨烯固态CO2吸附剂的研发和设计。
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杭州电子科技大学学报. 2023, 43(6): 83-91. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2023.06.012采用0.25 μm GaAs pHEMT工艺设计了一款L波段无源高线性度混频器。混频器由片上无源巴伦、本振驱动放大器及无源双平衡混频器核心组成,芯片尺寸为3.1 mm×2.1 mm×0.1 mm。测试结果表明,本振输入频率为800~1 000 MHz,射频输入频率为960~1 080 MHz时,相应的中频输出频率为0.1~250.0 MHz,变频损耗为9.5 dB,输入1 dB压缩点为19 dBm,功耗为0.24 W,单边带噪声系数小于11 dB,3个端口之间的隔离度都在33 dBc以上。
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杭州电子科技大学学报. 2023, 43(6): 92-100. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2023.06.013针对多站多外辐射源雷达系统中运动目标的定位问题,提出一种基于双基地距离及其变化率的运动目标无源定位算法。该算法首先引入辅助参数,建立了双基地距离及其变化率与目标位置及其速度的伪线性关系方程,并通过加权最小二乘估计得到目标位置和速度的初步解;其次建立辅助参数与初步解估计误差的伪线性方程并求解其估计误差,最终利用目标位置和速度的初步解及其估计误差得到目标位置和速度的最终估计。分别在近场和远场条件下对算法进行仿真,仿真结果表明,本文算法在复杂度略低于现有三步加权最小二乘估计(3WLS)算法的前提下仍能达到克拉美罗界,并且定位精度优于3WLS算法。
