2025年, 第45卷, 第3期　刊出日期：2025-05-15

  

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  2025年自然科学第3期目录

  杭州电子科技大学学报. 2025, 45(3): 0-0.

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  SiC中子探测器读出电路的研制

  朱华南, 王颖, 洪兵, 郭浩民, 于成浩

  杭州电子科技大学学报. 2025, 45(3): 1-7. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.03.001

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  基于碳化硅(SiC)高性能中子探测系统中微弱信号处理需求,设计了一款SiC中子探测器读出电路。该读出电路对SiC中子探测器输出的微弱信号进行读取处理、放大成形,与前端探测器和后端计数器构成一个中子探测系统,可以实现对中子探测计数的需求。设计的读出电路集低压电源管理模块、前置放大器、主放大器、甄别器于一体。通过实验测试验证了电路设计的有效性,测试结果表明:该读出电路工作时单板功耗约为300 mW,等效输入噪声约为1 fC,其中前置放大器线性度为99.72%,输出动态范围约为±3 V,总放大模块增益约为19.28 mV/fC。设计的电路具有低噪声、低功耗、高增益和稳定性好等特点。
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  一款4～8 GHz低噪声放大器研制及异构封装设计

  蒋宇涛, 刘军, 刘昊, 金华, 李嵬, 徐欣欣, 苏国东

  杭州电子科技大学学报. 2025, 45(3): 8-15. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.03.002

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  研制了一款工作频率为4～8 GHz的低噪声放大器(LNA,Low Noise Amplifier)电路。采用有耗匹配网络,实现了LNA的宽带特性;通过合理分配两级放大器的增益,兼顾了LNA的增益和噪声性能。该LNA采用某国产化GaAs pHEMT工艺加工,测量结果表明,在工作频带内,增益为20.5 dB,输入回波损耗优于14 dB,输出回波损耗优于12 dB。基于晶圆级异构封装工艺,设计了该LNA的封装,并提出了融合晶圆级封装工艺与GaAs工艺的协同仿真方法,对封装后LNA的性能进行了评估,提出的协同仿真方法为基于晶圆级工艺的微波电路封装、结合微波固态集成电路构建异构微系统提供了一种参考。
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  基于过模圆波导的毫米波TE₀₁模合路器

  项仪伟, 吴梦立, 李士民, 张忠海

  杭州电子科技大学学报. 2025, 45(3): 16-22. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.03.003

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  基于双频高功率微波合路的需求,设计了一种双频TE₀₁模合路器的实现方案,实现了一个工作于X波段、TE₀₁模的合路器。首先利用过模圆波导实现了工作于两个频段的滤波器,然后利用在波导侧壁沿轴向排布的六路矩形波导耦合结构实现了两路TE₀₁模滤波器的合路,其中合路部分为直线型圆波导结构,以保证两个频段的TE₀₁模信号合路效果。为了验证该方案的有效性,设计了两个工作于TE₀₁模的滤波器,其中心频率分别为9.4 GHz和9.7 GHz,然后将两路TE₀₁模滤波器利用该方案合路。根据数值模拟结果可知,在中心频率9.3 GHz和9.7 GHz处,通带传输效率优于98%的带宽分别为86 MHz和88 MHz,功率容量大于2 GW。该方案为高功率双频传输系统设计提供了一种思路。
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  IT2模糊系统在DoS攻击下的输入状态稳定控制

  徐帅, 周绍生

  杭州电子科技大学学报. 2025, 45(3): 23-28. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.03.004

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  研究了具有参数不确定的区间二型模糊系统在遭受拒绝服务式攻击时的输入到状态稳定控制问题。首先,根据拒绝服务式攻击的特点并受零阶保持器启发,设计了一种模糊状态反馈控制器;其次,选择了一个适合的李雅普诺夫函数,基于将状态误差控制在一个有界值的思想,利用不等式放缩等方法推导出了模糊系统输入状态稳定控制的充分条件;最后,使用一个仿真例子验证了设计方法的有效性。
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  随机通信拓扑下基于自适应事件触发的车辆队列控制

  张婷, 石厅

  杭州电子科技大学学报. 2025, 45(3): 29-41. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.03.005

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  研究半马尔可夫切换拓扑下,基于自适应事件触发的车辆队列控制问题。首先,构建了未知外部干扰下单辆车的动力学模型,并利用半马尔可夫随机过程来描述车辆间通信拓扑的时变特性。然后,为了减轻通信负担,采用了一种新的自适应触发机制来降低数据传输频率。同时,考虑了混合H_∞与无源性能,使得控制系统对干扰有较强的鲁棒性。本文的控制目标在于为每辆跟随车设计控制器以实现其对领航车的跟踪。为了达到该目标,定义相关误差信号并建立车辆队列的闭环系统,基于Lyapunov稳定性理论得到控制器的设计算法。最后,通过仿真实例验证了该方法的有效性。
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  一种面向泛在存储的纠删码动态数据修复方法

  许书尧, 徐欣, 张权, 姚英彪

  杭州电子科技大学学报. 2025, 45(3): 42-49. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.03.006

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  现有的泛在存储系统多采用纠删码技术来保证数据的可靠性,但节点在带宽、计算能力、存储资源等方面的差异会给纠删码的数据修复产生不利影响。针对数据修复过程中面临的供应节点选择问题,本文提出一种自适应的节点选择策略:根据节点负载的变化动态调整节点的实际计算能力,基于网络距离和节点负载变化选择最优供应节点参与数据修复工作,从而提高修复效率。仿真结果表明,本文提出的算法可以降低修复时延。
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  基于MobileNet-ShuffleNet结合的轻量级卷积神经网络模型

  许浩天, 蔡文郁, 张美燕, 祝嵇锋

  杭州电子科技大学学报. 2025, 45(3): 50-62. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.03.007

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  针对常用神经网络分类模型计算量过大的问题,本文提出了一种能够部署于中低端嵌入式设备的轻量级卷积神经网络模型—基于MobileNet-ShuffleNet结合的轻量级卷积神经网络模型。该模型结合MobileNet和ShuffleNet的特点,引入SE(Squeeze-and-Excitation)通道注意力机制和shortcut分支,采用改进的h-swish激活函数替代原有的ReLU激活函数,提高了目标识别的准确率和计算效率。测试结果表明:基于MobileNet-ShuffleNet结合的轻量级卷积神经网络模型在MDMFR数据集、FMD数据集和基于OpenMV嵌入式平台采集数据集的性能优于MobileNet、ShuffleNet、EfficientNet等传统轻量级卷积神经网络模型。
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  CFD技术在地下多孔介质CH₄运移机理研究中的应用进展

  柯周嵘, 汪昊其, 纪围围, 浦蔡鑫, 李清泉, 唐俊红

  杭州电子科技大学学报. 2025, 45(3): 63-72. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.03.008

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  甲烷(CH₄)是重要的温室气体,研究CH₄微渗漏运移机理对准确评估大气CH₄源汇具有关键意义。文章综述了地下多孔介质中CH₄运移机理的研究进展,并聚焦计算流体力学(CFD)应用于该领域的研究现状。地下多孔介质物理性质复杂多样,CH₄微渗漏过程受多重因素影响。扩散、对流、浮力作用对CH₄运移均有影响,但主导机制仍存在争议。CFD技术易于定量控制、具有预测功能,可以弥补实地监测与实验室物理模拟的局限性,因此被广泛应用于多种地下多孔介质CH₄运移机理的研究。文章总结了CFD技术在埋地天然气管道泄漏,煤层气、页岩气、填埋气运移以及对海底天然气水合物开采等场景中CH₄运移过程建模的应用,辨明不同场景中CH₄运移的主要机理和影响因素,可为CFD技术在地下油气藏微渗漏CH₄运移机理研究中的应用提供参考依据。
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  量子Fisher信息不等式的推广

  钱全, 张林

  杭州电子科技大学学报. 2025, 45(3): 73-75. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.03.009

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  量子协方差与量子Fisher信息之间有着密切的联系,并且协方差矩阵和量子Fisher信息矩阵满足一个矩阵不等式,本文利用算子单调函数等工具将这一矩阵不等式进行推广。
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  三维不可压缩磁流体力学方程组一类大解的整体存在性

  韩斌, 罗慧

  杭州电子科技大学学报. 2025, 45(3): 76-83. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.03.010

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  本文在全空间R³上研究三维不可压缩磁流体力学方程组在一类满足竖直方向上缓慢变化的初值下解的整体存在性问题。其意义在于探索磁流体方程在临界空间中大解的存在性问题。本文利用各向异性的Littlewood-Paley分解技术,引入临界空间的各向异性函数空间,证明了这类大初值条件下,不可压缩磁流体力学方程组存在唯一的整体解。
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  一种基于频繁方向的三阶张量低管秩近似算法

  赵尔波, 凌晨

  杭州电子科技大学学报. 2025, 45(3): 84-88. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.03.011

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  基于三阶张量奇异值分解、稀疏子空间嵌入和频繁方向技术,设计了一种结合稀疏子空间嵌入和频繁方向技术的张量低管秩逼近的近似算法。采用频繁方向技术提高近似精度,稀疏子空间嵌入技术提高算法运算速度。彩色图片和较大规模合成数据集的实验结果表明,与其他几种常见的张量低秩近似算法相比,提出的三阶张量稀疏嵌入快速FD算法在低管秩近似中表现出更高的精度和更快的速度。
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  一类基于Huber损失函数的支持张量机模型

  郝晴, 陈中明

  杭州电子科技大学学报. 2025, 45(3): 89-94. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.03.012

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  支持张量机模型是支持向量机的一种高阶推广,因其可以直接处理张量数据分类而备受关注,并被广泛应用于图像处理、视频分析、机器学习等领域。传统支持张量机模型采用的合页损失函数具有非光滑性,这使得相应的算法设计和模型求解变得困难。为克服这一缺陷,本文结合Tensor Train分解,提出一类基于Huber损失函数的支持张量机模型,设计交替方向乘子法进行求解,给出各个子问题求解的具体表达式,并通过数值实验验证模型和算法的有效性。
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  基于局部拟合能量的强度不均匀图像分割算法

  康真真, 王伟娜

  杭州电子科技大学学报. 2025, 45(3): 95-102. https://doi.org/10.13954/j.cnki.hdu.2025.03.013

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  基于非凸变分方法具有保持图像边界结构的优势,针对强度不均匀图像的分割问题提出一种新的基于局部信息的非凸非光滑变分模型。模型中定义非凸的正则化项能够有效地保持图像边缘信息,数据拟合项中定义一个核函数来提取图像局部区域的强度信息。利用交替更新策略,所提模型能够分解为两个子问题,且每个子问题都能够被有效地求解。实验结果表明,该模型对合成图像和真实图像均具有较好的分割效果。