检索结果-内蒙古大学图书馆

电子科技大学学报 2024年第4期53卷 525-532页

作者：朱颖洁张武雄易辉跃许晖中国科学院上海微系统与信息技术研究所微系统技术实验室上海200050 中国科学院大学北京100049

为解决栅栏效应对频率估计精度的影响,提升频率估计的精度和抗噪性能,提出了一种基于改进Chrip-Z变换(CZT)的高精度频率估计算法。将频率估计的过程分成粗估计和细估计两个过程,使用FFT算法对信号进行频域分析,获得信号频率粗估计值,基... 详细信息

为解决栅栏效应对频率估计精度的影响,提升频率估计的精度和抗噪性能,提出了一种基于改进Chrip-Z变换(CZT)的高精度频率估计算法。将频率估计的过程分成粗估计和细估计两个过程,使用FFT算法对信号进行频域分析,获得信号频率粗估计值,基于信号频率的粗估计值确定频率的细化区间,使用CZT算法对该区间的频谱进行细化,使用细化后频谱最大谱线及其左右谱线的幅值对频率估计值进行修正,得到精确的频率估计值。仿真表明,该算法能够以较低的细化倍数,获得高精度频率估计值,且具有较好的抗噪性能。使用FMCW雷达进行测距实验,验证了该算法的实际应用效果优于现有算法。

关键词：频率估计 Chrip-Z变换 CRLB FMCW雷达 RMSE

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太赫兹量子级联激光器与量子阱探测器研究进展(特邀)

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中国激光 2024年第1期51卷 369-384页

作者：曹俊诚韩英军中国科学院上海微系统与信息技术研究所集成电路材料全国重点实验室上海200050

太赫兹量子级联激光器和太赫兹量子阱探测器都是基于子带间电子跃迁的半导体器件,具有体积小、频率可调、响应速度快等优点。其工作波长位于微波波长和红外波长之间,其光谱涵盖了众多气体分子、化合物以及凝聚态物质的频谱特征,在天文... 详细信息

太赫兹量子级联激光器和太赫兹量子阱探测器都是基于子带间电子跃迁的半导体器件,具有体积小、频率可调、响应速度快等优点。其工作波长位于微波波长和红外波长之间,其光谱涵盖了众多气体分子、化合物以及凝聚态物质的频谱特征,在天文观测、公共安全、生物医药等领域中有重大应用前景。近年来,太赫兹量子级联激光器和太赫兹量子阱探测器的性能有了显著提高,其应用也受到关注。回顾了太赫兹量子级联激光器和量子阱探测器的发展历程,简述了其工作原理和器件结构,介绍了器件性能在工作温度、光谱范围等方面的最新进展及其在高分辨光谱、太赫兹成像、无线宽带通信等方面的应用,并在此基础上分析了目前存在的问题和研究热点,对其未来发展进行了展望。

关键词：光学器件太赫兹技术量子级联激光器量子阱探测器

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空腔嵌入绝缘体上硅衬底制备技术

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物理学报 2023年第12期72卷 267-278页

作者：贾欣刘强母志强周虹阳俞文杰中国科学院上海微系统与信息技术研究所集成电路材料全国重点实验室上海200050

空腔嵌入绝缘体上硅(void embedded silicon on insulator,VESOI)衬底是一种面向新型互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)器件及集成技术的新型SOI衬底材料.当采用离子剥离技术制备该衬底时,由氢气形... 详细信息

空腔嵌入绝缘体上硅(void embedded silicon on insulator,VESOI)衬底是一种面向新型互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)器件及集成技术的新型SOI衬底材料.当采用离子剥离技术制备该衬底时,由氢气形成的板状气泡会聚集在衬底剥离界面,对空腔结构产生挤压作用,并有可能造成空腔结构的破损,因而有必要对VESOI衬底制备过程中的应力机制和工艺稳定性进行深入研究.本文以单个矩形空腔结构为研究对象,借助固支梁理论分析了其在工艺制备过程中的力学状态,并利用有限元工具构建了其三维几何模型.通过应力仿真,找到了该空腔结构的破裂失效原因,并确认了其脆弱位点.结果表明,矩形空腔结构短边长度w、顶硅薄膜厚度t以及氢气泡压力是影响顶硅薄膜应力状态的主要因素.当w/t值超过4—5时,硅薄膜将因应力过大而破裂,破裂位点分布于空腔结构长边方向.通过优化顶层硅厚度t,以及内嵌空腔结构、尺寸,本工作成功制备了符合CMOS产线要求的高质量8 in(1 in=2.54 cm)VESOI衬底.该工作对基于VESOI衬底的集成技术具有较好参考价值.

关键词：空腔嵌入绝缘体上硅离子剥离应力有限元应力仿真

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基于改进YOLOv5的低光照图像目标检测

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激光与光电子学进展 2023年第4期60卷 67-74页

作者：舒子婷张泽斌宋尧哲吴萌萌袁晓兵中国科学院上海微系统与信息技术研究所微系统技术重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

针对低光照环境下现有的目标检测算法普遍存在检测精度较低的问题,提出一种改进YOLOv5的双通道低光照图像目标检测算法(YOLOv5_DC)。首先,通过伽马变换和叠加高斯噪声的方法合成低光照图像,扩充数据集,提高模型的泛化能力;其次,提出特... 详细信息

针对低光照环境下现有的目标检测算法普遍存在检测精度较低的问题,提出一种改进YOLOv5的双通道低光照图像目标检测算法(YOLOv5_DC)。首先,通过伽马变换和叠加高斯噪声的方法合成低光照图像,扩充数据集,提高模型的泛化能力;其次,提出特征增强模块,引入通道注意力机制,融合增强图像和原始图像的低级特征,抑制噪声特征的影响,改善网络的特征提取能力;最后,在颈部网络中加入特征定位模块,增加特征图在目标区域的响应值,使网络更关注目标区域,提高网络的检测能力。实验结果表明:所提YOLOv5_DC算法实现了更高的检测精度,在低光照图像目标检测数据集ExDark*上的平均精度均值(mAP)@0.5达71.85%,较原始的YOLOv5算法,提高了1.28个百分点。

关键词：目标检测低光照图像 YOLOv5网络图像增强注意力机制

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基于插值修正的I-Rife频率估计算法

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计算机工程 2024年

作者：闻丹易辉跃张武雄许晖中国科学院上海微系统与信息技术研究所微系统技术实验室中国科学院大学

频率估计是信号处理中的关键技术。当信号频率接近FFT的离散频点时，I-Rife算法的频率估计误差较大。针对该问题，提出了基于插值修正的I-Rife频率估计算法。该方法首先利用I-Rife算法插值的两条谱线判断频率修正方向，在该修正方向上... 详细信息

频率估计是信号处理中的关键技术。当信号频率接近FFT的离散频点时，I-Rife算法的频率估计误差较大。针对该问题，提出了基于插值修正的I-Rife频率估计算法。该方法首先利用I-Rife算法插值的两条谱线判断频率修正方向，在该修正方向上进行单点插值，并将I-Rife算法中最大谱线和次大谱线之间的区域划分为三个小区域。然后，通过比较该单点插值和I-Rife算法中两条谱线的幅值判断信号频率位于哪个小区域，并计算更精确的频移因子。最后，利用Rife算法计算出修正后的频率估计值。理论分析可知，所提算法使信号频率始终接近相邻离散频点的中心区域，克服了现有I-Rife算法当信号频率接近离散频点时估计误差大的问题，从而提高了频率估计精度。仿真结果表明，本文所提算法在信噪比低并且信号频率接近离散频点时的频率估计精度高于I-Rife算法，且误差更接近克拉美罗界限。而且，所提算法比现有算法具有更好的稳定性。

关键词： Rife算法 I-Rife算法频率估计插值修正克拉美罗界限

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基于自适应特征增强的小目标检测网络

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激光与光电子学进展 2023年第6期60卷 55-62页

作者：吴萌萌张泽斌宋尧哲舒子婷李宝清中国科学院上海微系统与信息技术研究所微系统技术重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

由于尺寸有限、外观和几何线索较少以及缺少大规模小目标数据集,从图像中检测小目标仍然是计算机视觉领域中一个具有挑战性的难题.针对这个问题,提出一种自适应特征增强的目标检测网络(YOLO-AFENet)来改善小目标的检测精度.首先,通过引... 详细信息

由于尺寸有限、外观和几何线索较少以及缺少大规模小目标数据集,从图像中检测小目标仍然是计算机视觉领域中一个具有挑战性的难题.针对这个问题,提出一种自适应特征增强的目标检测网络(YOLO-AFENet)来改善小目标的检测精度.首先,通过引入特征融合因子,设计改进的自适应双向特征融合模块,充分利用各个尺度的特征图,提高网络的特征表达能力;其次,结合网络自身的特点,提出空间注意力生成模块,通过学习图像中感兴趣区域的位置信息以提高网络的特征定位能力.在UAVDT数据集上实验结果表明:所提YOLO-AFENet的平均精度(AP)比改进前的YOLOv5提高了 6.3个百分点,同时也优于其他目标检测网络.

关键词：图像处理目标检测小目标多尺度特征融合空间注意力 UAVDT

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基于双帧融合的野外运动小目标检测网络

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中国科学院大学学报（中英文） 2024年第6期41卷 810-820页

作者：赵筱晗张泽斌李宝清中国科学院上海微系统与信息技术研究所微系统技术重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

由于野外监控传感系统中背景干扰较多、小目标像素点较少以及缺乏相关公开数据集等因素,在野外复杂环境中检测运动小目标仍然是国防军事应用中一个具有挑战性的问题。针对这一问题,提出一种基于YOLOv5改进的双帧融合目标检测网络(YOLO-D... 详细信息

由于野外监控传感系统中背景干扰较多、小目标像素点较少以及缺乏相关公开数据集等因素,在野外复杂环境中检测运动小目标仍然是国防军事应用中一个具有挑战性的问题。针对这一问题,提出一种基于YOLOv5改进的双帧融合目标检测网络(YOLO-DFNet)。首先,提出双帧融合模块用来处理骨干网络输出的相邻帧特征,通过计算通道及时间维度的注意力和空间注意力,提取运动特征;其次,在颈部网络与检测头之间设计一个时间梯形融合网络,关注不同大小感受野上的运动目标,改善大位移小目标的检测效果。在野外运动小目标数据集FMSOD上的实验结果表明:YOLO-DFNet在不同IoU上的平均精度比YOLOv5算法提高3.9个百分点,同时也优于TPH-YOLOv5、YOLOv7等其他目标检测网络。

关键词：目标检测野外监控传感网运动小目标双帧融合时空注意力

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基于终端流量预测的低地球轨道卫星互联网资源分配策略

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通信学报 2024年第7期45卷 21-36页

作者：沈斐吕承丞张嘉璇阮小婷中国科学院上海微系统与信息技术研究所无线传感网与通信重点实验室上海200050 中国科学院大学北京101408

针对地面网络存在覆盖盲区和卫星网络通信资源利用率低等问题,提出了基于终端流量预测的低地球轨道(LEO)卫星互联网资源分配策略。该策略利用真实数据集提出改进LSTM-ARIMA算法,准确预测地面区域未来一定时间内产生的数据流量,通过Stack... 详细信息

针对地面网络存在覆盖盲区和卫星网络通信资源利用率低等问题,提出了基于终端流量预测的低地球轨道(LEO)卫星互联网资源分配策略。该策略利用真实数据集提出改进LSTM-ARIMA算法,准确预测地面区域未来一定时间内产生的数据流量,通过Stackelberg博弈构建差分化数据传输和任务卸载2种通信模型。综合考虑数据处理时延和能耗,通过求解纳什均衡,得到用户通过LEO卫星互联网传输数据或卸载任务的最优比率,以及卫星提供网络服务的最优定价。仿真结果表明,所提策略在数据传输服务中收益能提高约40%,在任务卸载服务中收益能提高约50%。

关键词：低地球轨道卫星互联网数据流量预测资源分配数据传输任务卸载

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基于运算放大器的超导纳米线单光子探测器低温直流耦合读出电路

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物理学报 2024年第13期73卷 367-377页

作者：陈志刚张伟君张兴雨王钰泽熊佳敏洪逸裕原蒲升吴玲王镇尤立星中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海市超导集成电路技术重点实验室上海200050 中国科学院大学材料科学与光电子工程中心北京100049

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)具有高计数率、高探测效率和低暗计数等优点,在光量子通信、光量子计算、激光测距与成像等领域发挥着重要作用.SNSPD的最大计数率(探测速度)会受前级读出电路的影响,为了提升最大计数率,通常需要使用一个... 详细信息

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)具有高计数率、高探测效率和低暗计数等优点,在光量子通信、光量子计算、激光测距与成像等领域发挥着重要作用.SNSPD的最大计数率(探测速度)会受前级读出电路的影响,为了提升最大计数率,通常需要使用一个宽带宽的低温直流耦合读出电路.本文报道了基于商用高速运算放大芯片OPA855搭建的SNSPD低温直流耦合放大读出电路,系统表征了该电路从室温300 K到低温4.2 K下的性能参数.通过提升OPA855的工作电压,解决了电路在低温下带宽损失的问题.进一步,将OPA855放大电路安装在40 K温区,使用其实现了SNSPD探测性能的实验评估.相对于常规室温交流耦合电路,SNSPD的最大计数率约提升了1.3倍.本研究可为OPA855芯片在高速SNSPD等低温领域提供相关参考信息.

关键词：运算放大器低温读出电路直流耦合超导纳米线单光子探测器

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宽带电磁波极化转换与波束控制超表面研究及设计

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激光与光电子学进展 2025年第7期 298-306页

作者：王璐王江唐洪莹袁晓兵中国科学院上海微系统与信息技术研究所微系统技术重点实验室上海科技大学信息科学与技术学院中国科学院大学

超表面作为未来移动通信与天线领域的关键技术，基于其的电磁波极化研究受到广泛关注。针对目前极化转换超表面领域仍存在的工作频点低、带宽受限、转换效率低和功能单一等问题，设计两种反射型超表面结构：宽带电磁波极化转换超表面、... 详细信息

超表面作为未来移动通信与天线领域的关键技术，基于其的电磁波极化研究受到广泛关注。针对目前极化转换超表面领域仍存在的工作频点低、带宽受限、转换效率低和功能单一等问题，设计两种反射型超表面结构：宽带电磁波极化转换超表面、波束控制超表面。具体而言，结合各向异性原理，设计由中心“C”形金属开口环和对角“L”形金属条构成的极化转换超表面单元，可实现22.5～48.5 GHz的超宽带线极化转换；波束控制超表面在上述结构基础上，结合相位调制原理，通过改变开口环的开口角和旋转角，可实现单元间特定的相位梯度，进而可由广义斯涅尔定律实现30 GHz频率下的波束控制。仿真结果与理论预期基本一致，所设计的超表面在极化转换和波束控制方面的功能得以充分验证，可有效弥补现有工作的不足，在未来通信系统和天线领域具有良好的应用前景。

关键词：超表面宽带极化转换波束控制微波毫米波

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