海上超视距传输信号衰落分布析

海洋蒸发波导是实现近海面超视距电波传播的重要环境,利用蒸发波导模型和电波传播数值算法是获取路径损耗的主要途径. 基于海上平台约7个月测量的水文气象参数,对比了Paulus提出的PJ模型和美国海军研究生院（Naval Postgraduate School, NPS）提出的NPS模型,同时利用约1个月的海上超视距传播测试数据,分析了蒸发波导模型在不同环境条件下路径损耗的计算结果. 研究表明：1）PJ和NPS蒸发波导模型在不稳定大气条件下预测一致性较好,但通常NPS预测的蒸发波导高度小于PJ模型,而在稳定大气条件下预测结果相差较大;2）利用单点水文气象测量数据,NPS模型预测的传播损耗优于PJ模型,特别是在不稳定大气条件下;3）以传播损耗统计累积中值为标准,PJ和NPS模型预测的中值路径损耗与实际测量损耗中值的差值分别为–14.02 dB和–10.06 dB. 所得研究结果对利用单点测量的水文气象参数进行海洋或海岸区域微波超视距电波传播的路径损耗预测和无线通信系统的规划具有一定的指导意义.     

双极场逆Radon变换的数值模拟

对双极场（DPF）的逆Radon变换进行了数值模拟。采用加法代数重建迭代算法（ART）对含有正负值的DPF进行重建，迭代了500次。结果发现，迭代一直收敛，重建场与原场相似，包括峰的位置、方向和形状，但各个峰的高度都较原场相应的峰矮，重建区域的边界出现了明显的波动现象。与相应单极场（SPF）的重建误差作比较，结果发现，DPF的3种模拟误差都大于SPF相应的误差，其中均方误差（MSE）大10^-4数量级，绝对平均误差（AVE）、峰值相对误差（PE）分别大10^-3、10^-2数量级，说明同样条件下DPF的重建精度比SPF的小。     

基于双向有限差分抛物方程法的海洋环境电波传播研究

采用双向抛物方程（two-way parabolic equation，2WPE）法来预测复杂海洋环境中的电波传播特性，用双向有限差分（two-way finite-difference，2WFD）法求解2WPE，考虑了海岛等不规则地形引起的电波后向传播和大气波导的影响，并在前向和后向电波传播预测中引入一种改进的分形海面模型来模拟起伏波动的实际海面边界，且能模拟海面的大尺度浪涌特性和毛细波细微结构特性.在典型的数值算例中，我们将采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子和采用Miller-Brown模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子进行对比和分析，数值分析结果表明，在相同风速条件下，采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子波动更剧烈，能更准确地反映出实际起伏波动海面对电磁波传播的影响.     

模型参数对双极管差分对延时的影响

本文结合我们所开发的两种ＢｉＣＭＯＳ工艺，讨论了双极管模型参数对双极管差分对的影响．采用电荷控制法，推导得出了双极管差分对的延时公式．该公式物理意义明确直观，能清楚地解释双极管各模型参数、工作条件等因素对双极管差分对延时的影响，并能指导电路设计和工艺制造；最终公式中全部使用ＰＳＰＩＣＥ参数，便于计算；该公式虽然只讨论了三个电容（发射结电容、集电结电容和衬底结电容）、三个电阻（发射极电阻、集电极电阻、基极电阻）、正向渡越时间和正向电流放大倍数八个参数，但其计算结果与ＰＳＰＩＣＥ模拟结果呈现出良好的一致性．     

基于机器学习和卫星图像的路径损耗预测

基于反向传播神经网络（back propagation neural network,BPNN）构建了一种路径损耗预测模型.通过卫星图像的红、绿、蓝（red, green and blue,RGB）通道的颜色信息来表征无线通信电波传播路径的环境特征,结合路测点与基站的距离特征构建数据集,迭代训练网络参数,以预测传播路径损耗.结果表明,对跨基站路测点的预测结果与实测数据之间的相关系数达到0.83,绝对平均误差控制在0.66 dB,标准差控制在6.65 dB,说明在缺乏某一场景的详细模型和材质参数时,本文模型也能可靠预测无线通信电波的传播路径损耗.此外,本文信道模型与传统信道建模方法多方面的对比与分析表明,本文模型在相同计算资源下可以提供和传统信道建模方法相差很小的预测结果,同时大大缩短预测所需的时间,说明本文模型对传播路径损耗做出快速预测的能力可以用于无线通信网络系统的优化.     

单段钕玻璃激光放大器的计算模拟

进行了单段钕玻璃激光放大器（ＳＳＡ）的计算模拟。该计算软件引入时间因子,可优化设计放电网络参数,能根据电容器储能直接计算出储能效率和储能密度等重要激光参数,用ＬＬＮＬ的实验结果作了校核,并有较强的预测能力。     

粗糙海面建模及其在蒸发波导传播中的应用研究

海上蒸发波导微波超视距电波传播对舰载雷达的运行具有重要的影响. 本文基于粗糙海面电波散射特征和海面高度分布概率密度函数,提出了一种考虑海面遮蔽影响的海上电波传播计算方法,并与两种不包含遮蔽影响的粗糙海面建模的计算结果进行了模拟和试验对比. 计算结果为:1）随着计算频率和风速的增大,不同粗糙海面处理方法的计算结果差异增大,对应位置的路径损耗差异可达10 dB;2）基于试验数据的对比初步显示采用考虑遮蔽影响改进的抛物方程模型预测的路径损耗精度相对较高,粗糙海面对电波的遮蔽效应是蒸发波导传播损耗计算中的一个重要因素;3）试验结果为不稳定大气时采用NPS蒸发波导模型、稳定大气时采用PJ蒸发波导模型预测大气折射率剖面,所预测的路径损耗要优于采用单一蒸发波导模型的结果. 本文所得结果对海上电波传播计算和大气波导的反演等具有参考价值.     

基于粒子群优化算法的可再生能源功率预测模型设计

为了降低可再生能源机组波动性对电网运行的影响,基于模型预测的思想对当前应用于功率预测的自适应小波网络（AWNN）参数迭代求解方法进行了优化。使用与差分进化相融合的改进粒子群算法PSO-DE来替代传统梯度下降算法,优化了AWNN网络的迭代方式。PSO-DE算法一方面借助差分进化算法中的遗传、变异及交叉机制提升了粒子种群间的信息流通效率;另一方面则通过惯性权重因子和束缚机制将粒子束缚在指定区间内波动,从而避免了算法在优化求解时陷入局部最优解的情况。基于广东某地区的光伏发电数据集进行了算法仿真,结果表明在引入PSO-DE算法后模型的主要性能指标显著提升,有效提高了可再生能源的功率预测精度。     

4H-SiC MESFET直流Ⅰ-Ⅴ特性解析模型

提出了一种改进的4H-SiC MESFET非线性直流解析模型,基于栅下电荷的二维分布,对该模型进行了分析,采用多参数迁移率模型描述速场关系.在分析了电流速度饱和的基础上,考虑沟道长度调制效应对饱和区漏电流的影响,建立了基于物理的沟道长度调制效应模型,模拟结果符合高场下漏极的MC(蒙特卡罗)计算的结果.与以前的研究模型相比较,结果说明了该研究的有效性,饱和电流的结果与实测的Ⅰ-Ⅴ特性更加吻合.     

4H-SiC MESFET直流I-V特性解析模型

提出了一种改进的4H-SiC MESFET非线性直流解析模型,基于栅下电荷的二维分布,对该模型进行了分析,采用多参数迁移率模型描述速场关系.在分析了电流速度饱和的基础上,考虑沟道长度调制效应对饱和区漏电流的影响,建立了基于物理的沟道长度调制效应模型,模拟结果符合高场下漏极的MC(蒙特卡罗)计算的结果.与以前的研究模型相比较,结果说明了该研究的有效性,饱和电流的结果与实测的Ⅰ-Ⅴ特性更加吻合.     

基于遗传神经网络的激光诱导击穿光谱元素定量分析技术

提出了一种基于遗传神经网络定量分析模型的激光诱导击穿光谱(LIBS)分析技术。采用误差反向传播(BP)算法构造三层神经网络(ANN)结构,通过遗传算法对神经网络权值和阈值进行优化,并将该定量分析模型与LIBS技术有机结合,实现了元素含量的高精度检测。对土壤中的Ba和Ni元素进行定量检测,平均相对误差分别为4.15%和6.06%,相关系数分别为0.983和0.990,检测精度明显优于BP-ANN方法和光谱分析中常用的内标法。研究表明遗传神经网络建模方法具有很好的预测效果,为LIBS技术进行元素高精度检测提供了一种新的建模方法。     

主路径射线跟踪与神经网络混合预测模型

文中提出一种基于主路径的快速射线跟踪和神经网络的混合差分预测模型,对室内场景区域进行场强预测。为了兼顾高效性和准确性,该模型首先利用部分实测值和来源于快速射线跟踪的主路径信息训练得到RBF神经网络,然后再利用主路径信息预测场强。与单纯的射线跟踪相比,此模型能够得到快速、准确的预测结果。     

基于隐式空间映射算法的双频带滤波器设计

将差分进化算法用于隐式空间映射(ISM)的参数提取中,并对差分进化算法中的种群更新和交叉概率因子进行了改进,可以有效解决参数提取过程中算法的假收敛及收敛速度过慢的问题,改进了隐式空间映射算法中粗糙模型(CM)与精细模型(FM)之间的参数映射的相关性,迭代次数明显减少。通过设计一个微带双频带滤波器对该算法进行了验证,该双频带滤波器的中心频率分别为2.45GHz和5.25GHz,其粗糙模型和精确模型分别在Agilent ADS和Ansoft HFSS中进行计算分析。由结果可知,在精细模型中的仿真次数明显减少,有效地提高了滤波器的设计效率。     

基于小信号等效电路模型的HBT本征稳定性研究

本文基于小信号等效电路模型,对异质结双极晶体管的本征稳定性进行了分析和讨论。稳定性因子（即K因子）用于评估器件的高频稳定特性。基于HBT的T型等效电路模型,推导了K因子的理论分析公式,并全面分析了小信号模型中物理参数对器件本征稳定性的影响,得到了提高器件本征稳定性的物理参数优化设计方法。测试计算了多个不同物理参数的HBT样品的稳定性因子K。物理参数对器件稳定性影响的实验结果与理论分析的影响规律一致。     

层数对MMIC差分对称圆形螺旋电感的性能影响

采用基于有限元数值求解Maxwell方程的通用全波电磁（EM）场仿真器HFSS（High Frequency Structure Simulator），结合硅衬底螺旋电感（SIOS）的紧凑集总模型，对差分对称圆形单层双层螺旋电感进行了对比研究。结果表明，前者在品质因数（QF）、自谐振频率（SRF）和3dB带宽（BW）方面明显优于后者，而且前者最大品质因数处的电感值也符合nH量级要求。采用文中参数，前者较后者QF提高56．5％，SRF提高196．8％，BW提高5倍以上，但后者的电感值能达到前者3倍以上。模拟结果与理论分析相吻合。     

基于OBE算法的混沌通信盲干扰抑制

文章提出了基于最优边界椭球（OBE）准则的混沌通信窄带干扰自适应算法。与基于最小相空间体积（MPSV）的Kalman滤波和双重平方根无迹卡尔曼滤波（SRUKF）算法相比，该算法不需要估计干扰模型的参数，并且具有选择更新特性，能在仅有少量数据参与更新的情况下达到与前者接近的性能，有效降低了计算量。该方法的性能通过在差分混沌相移键控（DCSK）通信下对AR型和单音两种窄带干扰的有效抑制得到了验证。     

基于SA-ANN的认知机制建模与识别优化算法

人脑认知过程机制建模是人工智能研究领域的重要方向,当前基于统计模板分析与反向传播神经网络（BP-ANN）的认知方法在聚类计算与知识理解方面存在不足.针对上述问题,提出了一种基于模拟退火神经网络（SA-ANN）的认知过程机制建模方法.对人脑认知物理过程及其基本特征进行了分析,建立了面向认知过程的SA-ANN推理模型.提出了一种改进的模拟退火神经网络（ISA-ANN）识别优化算法,对认知过程信息特征提取、知识学习训练等关键环节进行了模拟研究.设计了认知过程机制算例,开发了相应的原型软件系统,对理论结果进行了验证.结果证明,该方法具有较好的聚类性能,可以针对具体测试对象进行准确识别,能够得到相对精确的认知演化规律.     

基于主动形状模型的人脸定位方法研究与实现

研究基于主动形状模型（ASM）的人脸定位的原理、方法和过程，包括计算新位置、计算形状和姿态参数、参数更新等，进行了实验并分析了结果。实验表明，主动形状模型用于人脸定位效果良好。     

预测室内电波传播的混合方法

射线跟踪（RT）算法与时域有限差分（FDTD）法是对室内无线电波传播进行研究的有力工具。大多文献对此作有详细的探讨，而对于两者结合而形成的混合法则很少提及。本文对基于混合法的室内传播预测进行了详细的讨论，计算结果表明了该方法的有效性和准确性。     

一种新的三维永磁体差分格式

为了在基于PIC方法编制的粒子模拟软件CHIPIC上添加永磁体模拟模块,在永磁体面磁荷模型理论基础上结合磁场边界条件,利用泰勒公式推导出一种关于永磁体计算新的差分格式,用自编制永磁计算模块实现了对永磁体的磁场分布计算。将模拟结果与理论计算值进行对比,其结果表明,模拟计算结果与理论计算结果符合得很好,证明了本数值方法的实现正确性。