C波段高效率逆F类GaN MMIC功率放大器

为了解决晶体管寄生参数对逆F(F-1)类功率放大器效率的影响,采用了一种新型的输出谐波控制结构。首先,设计二次和三次谐波控制电路,同时将直流偏置电路加入二次谐波控制电路,降低了电路设计的复杂度。其次,为了解决寄生参数对F-1类功放本征漏极端阻抗的影响,采用一段串行微带线进行寄生补偿。最后,通过微带线和电容进行基波和负载之间的匹配。为验证方法的有效性,采用0.25 μm氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)工艺,设计了一款工作在5.7 GHz~6.3 GHz的F-1类微波集成电路功放。版图后仿真结果显示,F-1类功放的漏极效率DE为57.2%~62.3%,功率附加效率PAE为51.8%~57.4%,饱和输出功率为39.0 dBm~40.4 dBm,增益为9.0 dBm~10.4 dBm。版图面积为3.2×1.7 mm²。     

封装器件多应力叠加失效仿真分析与验证

针对某双列直插式(DIP)封装器件在整机温循试验中出现的失效现象,分析在器件与电路板焊接环节、电路板与整机装配环节和整机温循试验环节3个工况下可能的失效原因,对原因分别进行单工况和多工况的失效仿真分析。针对不同仿真模型在不同工况下的叠加仿真难题,提出基于ANSYS Workbench有限元软件的多应力叠加仿真方法,对比单一工况和多种工况下的仿真结果。结果表明,DIP封装器件失效是器件在焊接尺寸不匹配、过定位装配和温循试验三种工况下,机械应力和热应力的叠加使玻璃绝缘子产生裂纹导致的,有限元仿真结果与实验结果基本吻合,为DIP封装器件在多工况下应力叠加失效的故障机理研究提供一种可参考的仿真方法。     

激光退火硅晶圆温度场分布的数值模拟研究

目前,激光退火技术被广泛应用于半导体加工领域,但对如何选择激光条件进行相应的退火并没有系统清晰的准则可以参考,尤其是在硅的深注入杂质激活方面。本文通过对激光照射在硅晶圆上形成的温度场分布进行数值模拟研究,分析了激光波长和脉冲宽度对加热深度以及晶圆背面温度的影响。结果表明,延长激光波长或脉冲宽度,都有助于增加激光退火的加热深度。而对于特定的激活深度需求,存在着最优的激光波长和脉冲宽度组合,可以使退火所需要的激光脉冲能量最低,硅晶圆背面的温升最小。本文通过模拟仿真给出了激活深度在1～10μm范围内的最优波长和脉宽值,可为实现高效的深硅注入激光激活工艺提供重要的条件参考。     

椰壳活性炭孔结构对Li-S电池性能的影响

以椰壳为原料,采用化学活化法制备不同比表面积和孔结构的活性炭,通过改变制备工艺参数来调节活性炭的比表面积和孔结构。将活性炭负载60%(质量分数)硫后,作为锂硫电池的正极材料,研究活性炭孔结构对锂硫电池性能的影响。结果表明:随着活性炭比表面积的增加,中孔比例增加,锂硫电池比容量逐步提高。其中,当活化剂与炭化料的质量比为4时,活性炭的比表面积达到2900m2/g,中孔率达到15.36%。在电流密度为200mA/g时,首次放电比容量高达1294.5mAh/g,循环100次后的可逆比容量仍然高达809.3mAh/g。     

燃气热循环下7YSZ热障涂层的微结构演变与阻抗谱特征

在1250℃燃气热循环条件下,测试热障涂层抗冷热冲击性能,以模拟发动机叶片的启动升温与关闭降温循环过程。采用电化学阻抗谱测试和扫描电镜(SEM)系统研究热循环过程中热生长氧化物(TGO)生长与YSZ陶瓷层微结构演变。结果表明:随着热循环次数增加,热障涂层内TGO不断生长变厚,在中频阶段的阻抗谱响应越来越显著。YSZ陶瓷层内部经历了微裂纹的萌生与扩展两个阶段。经过100次热循环后的YSZ层表现出与喷涂态涂层相似的阻抗特征,表明高温下烧结会使YSZ层产生的微裂纹在短时间内愈合。但经过300次热循环后的YSZ层表现出与喷涂态完全不同的阻抗谱,并随热循环次数增加,YSZ颗粒间隙阻抗值不断增加,表明YSZ内层产生了不可愈合的微裂纹,是导致YSZ层最终失效的主要因素。     

不同喷涂工艺下NiCoCrAlYTa涂层的显微结构和性能

为探索不同喷涂工艺对NiCoCrAlYTa涂层的显微结构和性能的影响规律,确定最优工艺,采用大气等离子、低压等离子、常规超音速火焰和低温超音速火焰4种工艺在镍基单晶高温合金表面制备了NiCoCrAlYTa涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和显微硬度计等分析手段对喷涂态涂层的相组成、显微结构和显微硬度等进行了表征。结果表明,不同喷涂工艺下涂层的相组成均为γ′-Ni_3Al、β-NiAl和γ-Ni固溶体。低压等离子和超音速火焰喷涂的涂层致密且孔隙率低,其中超音速火焰喷涂的涂层孔隙率低于1%。低压等离子和低温超音速火焰喷涂的涂层氧含量很低,控制在0.3%~0.6%的范围。综合来说,低温超音速火焰喷涂工艺制备的涂层结构致密,孔隙率和氧含量很低。该工艺是沉积NiCoCrAlYTa涂层的首选。     

超疏水复合涂层的制备和性能研究

采用大气等离子喷涂工艺(APS)制备了双层Al_2O_3/PTFE复合涂层和单层Al_2O_3-PTFE复合涂层两种涂层结构体系的疏水复合涂层,使用扫描电子显微镜(SEM)、3D表面形貌仪、显微硬度计、接触角测试仪和摩擦磨损试验机分别表征了复合涂层的微观形貌、相组成、粗糙度、硬度、疏水性能以及耐磨性能。评价复合涂层的性能并进而研究了Al_2O_3陶瓷作为粘结层和硬质颗粒填充相以及工艺参数对复合涂层的疏水性能和耐磨性能的影响。结果表明:无论Al_2O_3陶瓷作为粘结层还是硬质填充相添加到涂层中,都显著提高了单一PTFE涂层的摩擦学性能。Al_2O_3-PTFE复合涂层的耐磨性能优于Al_2O_3/PTFE复合涂层,两复合涂层的磨损率和摩擦系数依次为2.84×10~(-5)mm~3/N·m、9.97×10~(-5)mm~3/N·m和0.51、0.38;复合涂层的表面都具有良好的疏水性能,与水的静态接触角分别为155.4°和148.9°。良好的疏水性能源于表面粗糙的微纳米级突起结构和表面存在密集分布的低表面能氟化物的协同作用。进行摩擦磨损试验后表面的突起结构受到一定的破坏,涂层的疏水性能有所下降,但是Al_2O_3/PTFE复合涂层仍然具有超疏水性。     

OCI9数据库访问接口的改进

大型空中交通管制系统中会因频繁连接数据库而导致系统性能下降。为解决上述问题,利用连接池技术对OCI9数据库访问接口进行改进,减小数据库连接对象频繁的创建和销毁带来的系统开销,提高系统性能。通过实验证明了该方法的有效性,并成功发现Oracle InstantClient Version 10.2.0.5的一个堆栈溢出错误。     

基于分簇的Ad Hoc网络密钥协商协议

以节点的公钥证书为基础,基于椭圆曲线密码体制提出一种分簇结构的Ad Hoc网络会话密钥协商协议,对协议的安全性和效率进行分析。该协议满足普遍认可的密钥协商安全要求,可抵抗中间人攻击、重放攻击、消息伪造攻击等多种攻击,有效地降低终端的计算、存储能力需求,减少了协商过程的通信开销。     

结合HSV与纹理特征的视频阴影消除算法

目的 在视频监控目标检测应用中,场景中的阴影会直接影响目标检测的准确度,因此阴影抑制算法研究显得尤为重要。目前广泛使用的是HSV（hue,saturation,value）阴影抑制方法,但是该方法存在由于亮度比值的阈值不稳定而造成将运动目标也检测为阴影的问题。针对该问题,本文提出了一种结合HSV与纹理特征的视频阴影消除方法。方法 首先将输入的图像使用传统的混合高斯模型建立背景并在灰度空间中提取前景,其次在HSV空间使用亮度比的阈值方法检测阴影,二者综合得到运动目标;针对由于亮度比值的阈值不稳定而导致的前景误检为阴影的问题,采用了LBP（local binary pattern）算子结合大津阈值（OTSU）提取部分运动目标。最后将LBP算子结合大津阈值提取的部分运动目标与HSV空间检测的目标两者相或,最终去除运动目标的阴影。结果 本文选用在CVPR-ATON和CAVIAR标准视频库中多个场景的阴影视频,将本文算法与SNP算法、SP算法、DNM1算法和DNM2算法进行对比仿真,实验结果表明本文算法在阴影检测率和阴影识别率的平均值上提升约10%。结论 本文提出的视频阴影消除算法结合了HSV与纹理特征,可以在不同的环境中有效地去除阴影,运动目标保留完整,可适用于智能视频监控、遥感图像和人机交互中。