面向能量受限传感网的最优数据收集策略

本文研究了能量受限条件下无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)的最优数据收集策略问题.首先,传感器节点周期性采集数据并通过卡尔曼滤波器(Kalman filter,KF)对信息进行预处理以滤除噪声.其次,考虑到通信为主要耗能环节,设计最优数据发送策略令节点在特定轮内发送数据,使得满足网络生存周期前提下,基站获得的数据精度最高.具体来说,针对单跳网络,给出可使基站误差方差最小化的数据发送策略;在此基础上,进一步提出面向多跳网络的改进数据发送策略.最后,利用仿真和原型实验验证所提策略的有效性.     

一种使用TE11为过渡模的TE01-HE11模式变换器设计

基于弯曲圆波导耦合理论和规则圆波导突变结构模式匹配法, 利用MATLAB软件编写的相关数值计算程序得到波导模式转换结构的优化参量, 最终使用CST软件对模型进行了仿真和验证.该系统主要由三部分组成: 一个TE01-TE01的过渡器, TE01-TE11和TE11-HE11的圆波导模式转换器.计算结果表明, 该TE01-HE11模式转换系统在24.13 GHz的频率有5%的带宽、转换效率超过了99%.计算结果、仿真结果和实物冷测结果是一致的.     

加载小型天线的谐振腔特性分析及应用研究

提出了一种测量小型天线的方法,以适应对数量极为庞大的终端天线产品特性的逐一检测.理论分析和实验验证均表明:谐振腔内放入双频天线时,会出现三个谐振频率,其一为加载天线后的腔体的谐振频率,另外两个是受外加激励由天线产生的辐射场.前者携带有天线几何结构及其构成材料的信息,后者含有天线辐射特性方面的信息.据此,建立了一套可对批量天线产品性能进行检测的谐振腔系统,该系统还可对其它小体积样品的物理特性进行测量,同时使谐振腔的应用由对一般材料特性的测量扩展到了对有辐射特性器件的测试.     

大气湍流中贝塞尔-高斯涡旋光束传播性能分析

为了研究涡旋光束在湍流大气中的传输特性,根据广义的惠更斯-菲涅耳原理,采用基于快速傅里叶变换的功率谱反演法,对贝塞尔-高斯光束在大气湍流中的传输过程进行了理论分析和数值仿真; 采用次谐波补偿法产生随机相位屏来模拟大气湍流,解决了大气湍流模拟时存在低频成分不足的问题。结果表明,除了湍流强度外,传输距离、拓扑荷数、激光波长等也成为影响贝塞尔-高斯涡旋光束质量的主要因素; 湍流越强,光束的环形光强越弱,相位畸变越严重,光强起伏越明显,且逐渐退化为普通高斯光束; 随着传输距离的增加,涡旋光束扩散现象明显,最终退化为普通高斯光束; 波长越长,则涡旋光束抑制湍流能力越强,环形光强越强,相位畸变程度会得到逐步改善; 拓扑荷数越小,涡旋光束会最先退化为普通高斯光束,相位畸变程度越弱。该结果对于研究涡旋光束在自由空间光通信中的传输是有帮助的。     

加热器结构及工艺对蓝宝石衬底应力的影响研究

为了研究真空系统中被加热的蓝宝石衬底应力的变化,利用有限元分析方法,借助ANSYSWorkbench软件仿真了温度场以及应力场,对两种不同结构的加热器及加热工艺参数进行了分析.用多圈钨丝螺旋结构外加抛物面釜的加热器,并改变工作电流,将200℃下温度差异由41.13℃降低至2.33℃,使厚度为2mm、直径40mm的蓝宝石衬底整个圆面内的应力差异由2.11MPa减小为1.56 MPa,应力差异减小了26.1％.结果表明,采用多圈钨丝螺旋结构外加抛物面釜可获得高均匀性的加热器温度场,且当工作电流为12A时,加热的蓝宝石衬底整个表面应力分布均匀.并采用蓝宝石衬底的应力检测结果进行了验证.研究结果对真空系统中被加热的其它材料如GaAs、InGaAs、GaN、Si、石英玻璃等应力分析研究具有一定的借鉴意义.     

一种家用手持式红外偏振光治疗仪的设计与实现

红外偏振光治疗仪是一种将红外技术与电子技术应用到医学领域的康复理疗设备,主要用于软组织损伤和慢性疼痛的康复治疗,已在医院得到了推广使用。然而,现有医院使用的台式治疗仪由于体积大、售价高等特点,不方便居家使用。为了开发体积小、售价低、家庭可用的红外偏振光治疗仪,满足家用市场的潜在需求,本文提出了一种新的便携手持式红外偏振光治疗仪,并开发了该智能控制系统。本文首先介绍了一种新的家用手持式治疗仪应具备的特点和关键技术指标,在此基础上设计了手持式治疗仪的硬件总体方案和软件架构,简要介绍了该治疗仪的一些关键技术,最终实现了治疗仪样机的研制。为了验证该样机的性能,本文通过大量的测试,结果表明,研制的手持式红外偏振光治疗仪在关键参数指标上达到了医院同类产品的水平,能够很好地满足家用的需求,具有良好的市场前景。     

脉冲激光雷达最大测程的设计与估算方法研究

最大测程是脉冲激光雷达的重要指标,也是其测距性能的综合体现。本文从脉冲激光雷达测距方程入手,对影响最大测程的因素进行了分析,简要地给出了最大测程设计中的考虑要素。文章从工程实践的角度,对当前脉冲激光雷达的检测方法进行了优、缺点分析,并针对不同条件给出了最大测程的快速估算方法。这些估算方法立足于工程实践,具有计算量少、成本低、结果直观、应用方便灵活等优点,能够更好地指导用户开展性能检测、维修评估等工作,具有较高的推广应用价值。     

基于IMOPSO算法的多目标多聚焦图像融合

目前的多聚焦图像融合方法对于融合模型的建立主要依赖于经验,其参数配置存在主观性.提出了一种基于IMOPSO算法的多目标多聚焦图像融合方法,简化了多聚焦图像融合模型,克服了参数配置对经验的依赖性.首先给出了多聚焦图像融合有效的评价指标,然后构造了统一的小波域多聚焦图像融合模型,最后以模型参数作为决策变量,采用IMOPSO算法进行多目标优化搜索.IMOPSO算法不但引入变异算子以避免早熟,而且引入拥挤算子,使Pareto优解尽可能均匀分布于Pareto前端,并采用一种新的自适应惯性权重提高寻优能力.实验结果表明,IMOPSO算法具有更快的收敛速度和更好的寻优能力,同时基于该算法的融合方法也实现了Pareto最优多聚焦图像融合.     

中频脉冲溅射制备绒面ZnO透明导电薄膜

采用中频脉冲磁控溅射系统制备高透过率、高电导率的平面ZnO薄膜。电阻率为5.57×10-4Ω·cm,载流子浓度2.2×1020cm-3,霍尔迁移率40.1cm2/V·s,可见光范围内(400～800nm)的平均透过率大于85%。用酸腐蚀的方法可以获得绒面效果。分析了气压和温度对绒面结构的影响,获得了适合薄膜太阳能电池要求的绒面ZnO透明导电薄膜。     

基于支持向量机的多类分类研究

现今流行的分类方法的重要基础是传统的统计学，前提是要有足够的样本，当样本数目有限时容易出现过学习的问题，导致分类效果不理想。引入支持向量机方法，它基于统计学习理论，采用了结构风险最小化原则代替经验风险最小化原则，较好的解决了小样本学习的问题；又由于采用了核函数思想，把非线性空间的问题转换到线性空间，降低了算法的复杂度。对其相关内容包括优化算法及多类分类问题的解决进行了研究，最后用一个实例说明了该方法的可行性和有效性。