2025年, 第45卷, 第5期 刊出日期：2025-09-15
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杭州电子科技大学学报. 2025, 45(5): 1-6. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.05.001为了构造具有非负性、局部性等性质的广义重心坐标,本文提出了一种基于最小化Dirichlet能量的可视自然邻点坐标构造方法。通过计算二阶Voronoi图、可视顶点得到可视自然邻点,引入可视自然邻点,保证了坐标的局部性。接着引入Dirichlet能量概念,并通过最小化Dirichlet能量来保证坐标的光滑性。数值实例表明,该方法能在任意简单多边形内构造出具有非负性及更强局部性的重心坐标。
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杭州电子科技大学学报. 2025, 45(5): 7-13. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.05.002本文给出了一种研究二维双各向异性介质电磁散射的矢量波函数的方法。基于二维圆柱矢量波函数,可将二维双各向异性介质体内的电磁场展开为圆柱矢量波函数的积分方程,而位于自由空间中即介质体外的入射场和散射场,在均匀平面波垂直入射的条件下,也可展开成圆柱矢量波函数的形式。利用电磁场在双各向异性介质表面切向分量连续的特性、圆柱矢量波函数的正交特性以及扩展边界条件法(Extended Boundary Condition Method, EBCM),可求出散射场的散射系数,进而得出二维双各向异性介质的雷达散射截面。数值结果与现有文献相比有很好的一致性,最后给出了一些数值结论。
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杭州电子科技大学学报. 2025, 45(5): 14-22. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.05.003基于40 nm CMOS工艺,设计了一款应用于产生线性调频连续波且频率范围为19~20.25 GHz的小数分频锁相环。使用一种改进型的预充电式鉴频鉴相器的方法来缓解鉴频鉴相器的鉴相盲区问题,并快速捕获输入信号频率差,实现环路的快速锁定,从而满足线性连续调频波的快速调谐要求。为延长周期序列长度,抑制小数杂散,在Σ-Δ调制器结构中引入改进的SP多级噪声整形结构。仿真结果表明:当输出频率为19 GHz时,锁相环的相位噪声为-100 dBc/Hz@1 MHz,线性波的最大调制速率为310 MHz/μs,相较于传统结构锁相环具有更快的调频速度。VCO使用1.8 V电源电压,其余电路使用0.9 V电源电压在此情况下锁相环,整体功耗约为65~105 mW。
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杭州电子科技大学学报. 2025, 45(5): 23-31. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.05.004作为预警监测污水厂水质的手段之一,预测出水水质可以为污水厂动态调控提供数据基础。针对工业污水水质数据波动性强、非线性的特点,提出基于高效通道注意力机制ECA、双向LSTM、CEEMDAN优化的时间卷积网络TCN模型。首先,输入序列经CEEMDAN分解,能够降低输入序列的拟合难度。其次,分量信号经ECA模块捕获局部通道特征信息,BiLSTM模块提取双向时序特征,结合TCN网络实现对工业污水出水水质时间序列的预测。最后将各分量结果重构输出。实验结果表明:提出的时间卷积网络模型能够较准确地预测工业污水出水水质的化学需氧量,其R2指标可达0.90,高于其他基准模型。该方法可为工业污水处理厂实现高效动态调控提供依据。
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杭州电子科技大学学报. 2025, 45(5): 32-38. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.05.005为满足用时设备对高精度高可靠性时钟的要求,根据全球导航卫星系统(GNSS)授时长期稳定性高和晶振时钟短期稳定性高的特点,提出了利用GNSS秒脉冲驯服晶振的方案,实现两者的优势互补,提升了晶振输出频率的稳定度和准确度。基于GNSS驯服恒温晶振的系统,使用奇异值截断算法实时地滤除系统中的异常值,结合渐消滤波算法有效减少系统误差并使其稳定输出在一定范围内。晶振驯服实验结果表明,驯服后的恒温晶振频率准确度能够达到3.4×10-12,授时精度优于20 ns。
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杭州电子科技大学学报. 2025, 45(5): 39-46. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.05.006研究了各向异性海洋湍流对反常涡旋光在海洋信道传输时的影响。基于Rytov理论,推导得到了反常涡旋光的轨道角动量模式检测概率和信道容量的数学表达式。通过数值仿真得出模式检测概率和信道容量随光源参数和各向异性海洋湍流参数的变化特性。结果表明:反常涡旋光的径向指数越大,抵抗湍流的能力越强;除了各向异性因子和湍流动能耗散率外,几乎所有湍流参数的增大都会降低检测概率和信道容量。此外,对比了反常涡旋光、汉克-贝塞尔光和拉盖尔-高斯涡旋光在各向异性海洋湍流中的传输性能,发现在一定条件下,反常涡旋光束在各向异性海洋湍流中的传输能力优于其他涡旋光束。
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杭州电子科技大学学报. 2025, 45(5): 47-53. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.05.007基于0.18 μm CMOS工艺,设计了一款工作在X波段的高增益低噪声放大器。电路采用两级差分共源结构,使用交叉耦合电容中和技术抵消晶体管栅漏寄生电容的密勒效应带来的耦合影响,提高电路增益、稳定性和反向隔离度。采用变压器巴伦作为输入、级间和输出匹配网络,实现紧凑的阻抗匹配结构和端口单端至差分信号转换。测试结果表明,在直流功耗为35 mW的条件下,低噪声放大器的3 dB增益带宽为9~11 GHz,最大增益为25.1 dB,噪声系数为3.6±0.1 dB,芯片核心面积为0.34 mm2。
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杭州电子科技大学学报. 2025, 45(5): 54-61. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.05.008为了应对设备出租商因维护不良导致设备老化继而盈利能力下降的风险,以及设备承租商要求出租商提供更多附加服务的需求,通过分析大规模定制产品的生产设备需求以及设备工龄与维护的相互影响,建立以降低设备租赁成本和提高设备利用率为目标的优化模型,以期获得同时令出租商与承租商都满意的租赁、生产及维护策略。提出了基于遗传的离散野草算法(Genetic Algorithm-based Discrete Invasive Weed Optimization, GADIWO),对上述优化模型进行求解:首先设计变量映射方法,使算法适用于离散优化问题;同时改进经典野草算法的扩散机制,并设计新型交叉算子与变异算子,以有效丰富解的多样性,显著降低算法陷入局部最优的风险。大量数值实验结果表明,在相同运行时间内GADIWO的寻优能力优于经典野草算法和遗传算法。
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杭州电子科技大学学报. 2025, 45(5): 62-69. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.05.009为了满足高精度扫描泄漏定位仪中U型云台轻量化、小型化的要求,以提高系统的稳定性,本文提出基于响应面函数和遗传算法对U型云台静态结构的多目标参数进行优化设计。采用应力、形变与转动惯量为约束函数,质量与体积为目标函数,通过设计多组模型并进行仿真,提取五个响应值,建立响应面模型,最终采用遗传算法对结果进行分析与优化设计,以优化U型云台结构。结果表明,相比于原始样机,优化后样机质量降低4.30%,体积减小37.98%。
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杭州电子科技大学学报. 2025, 45(5): 70-76. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.05.010光场相机可以通过一次拍摄记录物体反射光线的强度信息和方向信息,在图像处理领域具有广泛的应用前景。但是,现有的超分辨率的方法往往忽略了关键的遮挡关系,导致在面对复杂遮挡场景时重建性能不理想。同时,对结构信息、视差信息的挖掘不够充分。基于此,本文提出了一种基于多级特征融合的光场图像超分辨率网络。该网络首先从多个视角提取视点地图,以便更全面地了解遮挡关系。随后,通过将两个对角视图作为一个序列处理,提取梯度图以挖掘结构信息。最后,将子孔径图像转换为透镜图像,提取视差信息。公开数据集的实验结果表明,本文提出的算法取得了最优的重建结果。
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杭州电子科技大学学报. 2025, 45(5): 77-86. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.05.011以废锂电池正极活性材料为研究对象,选择柠檬酸温和浸出体系,分别考察了酸浓度、还原剂、固液比、反应温度、反应时间等因素对钴浸出的影响,进一步对钴浸出热力学和动力学进行分析。在还原剂的选择上,兼顾浸出液中钴的后续回收(合成钴铁氧体),选用铁基还原剂,实现了钴的高效浸出,同时为后续钴回收提供了离子基础。结果表明:在反应温度80 ℃、初始酸浓度1.25 mol/L,还原铁粉添加量6.67 mmol/g、固液比40 g/L条件下浸出120 min后,钴浸出率可以达到99.95%。在pH＜6.80、(0.65~1.61)V＞E＞-0.31 V范围内,还原作用有助于加快锂电池正极活性物质中钴的浸出,钴浸出过程可用无固态产物层的未反应核收缩模型来描述。反应速率由表面化学反应和扩散组合控制,计算得到表观活化能为24.55 kJ/mol,在此基础上得到该体系下钴的浸出率预测表达式。
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杭州电子科技大学学报. 2025, 45(5): 87-92. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.05.012通过神经网络与Jacobi多项式提出一种求解分数阶弱奇异积分微分方程的数值方法。首先从理论上证明了分数阶弱奇异积分微分方程解的存在性和唯一性;然后根据Caputo分数阶导数的定义和Gauss-Jacobi数值求积公式对方程进行离散,同时构造基于Jacobi多项式的神经网络求方程的数值解;最后通过数值实验说明该方法是有效的。
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杭州电子科技大学学报. 2025, 45(5): 93-102. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.05.013通过多参数二次规划理论,显式模型预测控制可以将模型预测控制中的反复在线计算过程移到线下进行,并计算得到状态空间多胞体数据集和对应的分段仿射控制律。本文使用多级网格构建多胞体数据集存储结构,将状态空间划分为多个级别,构建每个级别的网格结构,并给出在线计算控制输入算法。算法通过给出的当前空间状态值,能快速定位到网格并计算得到该状态值对应的控制输入。仿真验证结果表明,该多级网格算法能在较短的时间内构建出多级网格结构,得到控制系统控制器,并具有较高的在线控制效率,且算法对高维或复杂度高的控制系统具有良好的性能。
