基于相对论超短电子束的THz源

THz波的产生有多种途径,清华大学加速器实验室正致力于发展基于相对论电子束的高峰值功率的THz辐射源。本文分别从高峰值流强的单束团与基于激光整形的多脉冲束团序列出发,介绍实验室在宽谱高电场梯度和准单频可调谐THz辐射等方面的研究进展。高亮度电子束团由新一代光阴极电子枪产生,经3 m行波加速管加速,能量可达~50 MeV,采用速度压缩机制可使束团长度达到百飞秒量级。该超短相对论束团可通过多种机制产生高峰值功率的THz辐射,目前,实验室已通过相干渡越辐射(CTR)获得单脉冲能量18μJ的THz辐射输出。同时,提出了一种结合欠压缩工作模式和漂移压缩方法的新束团压缩方案,可进一步将束团压缩至几十飞秒,有望获得频率范围为0.1 THz~30 THz的超宽谱THz辐射。本文同时介绍了多脉冲超短电子束序列的束团测量实验结果,通过模拟研究验证了基于该束团序列CTR产生高功率、可调谐准单频THz辐射的可行性,并进行了相应的实验方案设计。     

基于信息冗余的小波红外图像去噪算法

红外图像具有图像灰度集中、对比度低等特点,因而红外图像增强是红外图像应用必不缺少的部分,随之而来的是图像噪声的放大,为了进一步提高红外图像质量,需对增强后图像去噪。现有众多去噪方法中,极少同时兼顾算法效果及可实现性。提出了一种基于信息冗余的小波去噪算法,此算法在离散小波变化(DWT)过程中分别以不同的下采样方式获取多组含有相似冗余信息的小波系数,再利用噪声估计对小波系数进行非线性变换,抑制高频噪声并保留细节,然后利用变换后小波系数重构(IDWT)多副图像,利用含相似冗余信息的多副图像加权进一步去除高频噪声,获取最终去噪图像。此算法已在单片FPGA中进行实现,利用ALTERA CYCLONIII芯片实现后的处理帧频达到50 fps,满足实时性要求。     

免疫算法

本文在分析标准遗传算法的优越性与存在不足的基础上,借鉴生命科学中免疫的概念与理论,提出了一种新的算法——免疫算法.该算法的核心在于免疫算子的构造,而免疫算子又是通过接种疫苗和免疫选择两个步骤来完成的.理论证明免疫算法是收敛的,并结合TSP问题,提出了免疫疫苗的选取与免疫算子的构造方法.最后,用免疫算法对75城市的TSP问题进行了仿真计算,并将其计算过程与标准遗传算法进行了对比,结果表明该算法对减轻遗传算法后期的波动现象具有明显的效果,同时使收敛的速度有较大的提高.     

卫星系统的干扰监测技术

对卫星测控系统的上行链路实施干扰会导致整个系统的瘫痪,而干扰下行链路只影响干扰区域内的卫星通信,因此监视卫星上行链路受到的干扰具有重要的意义。简单介绍了卫星系统的构成及其技术特征以及干扰信号的类型及其特点,并在此基础上,根据地面站的接收信息监视卫星系统上行链路可能受到的干扰,提出了利用误码率监测、螺流检测、频谱监视和AGC电平监测等手段监测卫星系统受到的干扰。误码率由于具有定义准确、便于测量及判断门限明确等优点,因此可以将误码率作为主要的干扰监测参数。卫星系统的干扰监测技术可以为系统的抗干扰技术提供一定的参考和支持。     

认知中继网络中的鲁棒传输

In cognitive relay networks, the transmission of Secondary Users (SUs) suffers from the activity of Primary Users (PUs) and wireless channel fading. Therefore, how to achieve robust transmission for cognitive relay networks is a challenging task. In this paper, we propose a relaying transmission scheme which exploits robust beamforming at the physical layer and rateless codes at higher layers. We derive the optimal beamforming weight vector and analyze the performance of the proposed scheme when the channel estimation is not accurate between two SU nodes. We also study how the amount of channel information between SU and PU impacts the system performance. Simulation results validate our theoretical analysis and demonstrate that the proposed scheme can significantly enhance the system throughput.     

基于Colley-Tukey算法对GPS捕获过程的优化

根据GPS捕获过程中相关运算的计算速度要求,针对常用的频域FFT算法速度快但规定采样点的点数N必须为2的整数幂的缺点,分析了如何利用Colley-Tukey算法对部分可分解的N值的相关运算进行优化,从而在时域算法保证精确度,同时又在速度上接近FFT算法.最后在Matlab环境下对算法进行了验证.     

基于伪随机的微处理器验证方法及改进

处理器验证是验证工作中最重要也是时间开销最大的部分.文中提出了一种基于仿真的微处理器验证方法,以伪随机算法为主自动生成测试向量,实现了验证的自动化和验证环境的可重用性.并在此基础上引入神经网络算法,提高了整个验证过程的自动化程度和效率.通过一款DSP处理器的验证结果表明,该方法确实提高了微处理器功能验证的有效性和完备性.     

基于太赫兹时域光谱技术的农药残留检测方法

太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术是近年来涌现出来的崭新的光谱测量新技术.本研究提出了一种基于THz-TDS技术农药残留检测方法,并以灭多威和乙氧氟草醚两种农药作为实验介质证明此方法的可行性.应用太赫兹时域光谱系统测得了这两种农药的时域光谱信号,利用基于菲涅尔公式的数据处理模型得到了它们在THz波段的折射率谱和吸收系数谱.从实验结果可以看出两种农药在0.2~2.0THz范围内存在明显的特征吸收峰,且差别很大.经分析认为这些吸收峰是由分子的集体振动模式以及分子间相互作用引起,它们是农药分子的指纹吸收光谱,可以应用于分子识别中.本研究证明了THz-TDS技术应用于农药残留检测的可行性,表明其在农药残留检测中具有潜在的应用价值.     

一种电场调制载流子存储槽栅双极型晶体管

提出了一种性能优良的电场调制载流子存储槽栅双极型晶体管(CSTBT)。结合电场调制原理,在器件的载流子存储(CS)层引入P掺杂条,改善器件栅极下方氧化硅拐角处的电场分布,防止器件提前发生雪崩击穿,提高了器件的击穿电压。器件处于关断状态时,内部大量的空穴载流子通过CS层中未完全耗尽的P掺杂条到达发射极,抑制了CS层阻挡空穴的作用,有效提高了器件的关断速度。与传统CSTBT器件相比,改进器件的击穿电压值提高了379 V,关断时间缩短了19.1%,器件性能大幅提高。     

VR技术助力虚拟实验教学平台发展的策略研究

虚拟现实已成为当今时代的热点话题,并渗透很多行业、领域,无形中给人们带来了较多方便与益处。文章主要研究虚拟现实技术在货币知识教学中的应用,通过VR技术开展中国货币发展史的虚拟教学研究,也让VR技术助力于虚拟实验教学平台的发展。