一种适用于波束扫描的宽带低剖面介质谐振器天线

近年来,为解决传统介质谐振器天线（dielectric resonator antenna, DRA）体积庞大等问题,新颖的低剖面DRA如介质贴片天线和平面介质天线被提出并迅速成为研究热点. 然而,现有的低剖面DRA设计要么平面尺寸较大（>0.5λ₀×0.5λ₀）,要么带宽较窄（<10%）,限制了它们的实际应用. 文中提出了一种具有小型化平面尺寸的宽带低剖面DRA. 本天线采用介质贴片设计,顶部为高介电常数的介质贴片,中间为低介电常数的介质基板,底部为缝隙馈电结构. 缝隙馈电结构可激励起介质贴片谐振器的基模TE₁₁₁和高次模TE₁₃₁两种工作模式,这两种模式的场分布在贴片边缘部分存在基模场强较弱而高次模场强较强的显著区别. 本设计巧妙地利用了该区域的模式场强区别,通过略微增加贴片边缘部分高度来显著影响高次模谐振频率而轻微影响基模谐振频率,从而将高次模TE₁₃₁的谐振频率迅速下拉并与基模TE₁₁₁的谐振频率靠近合并,在不增大介质贴片平面尺寸的前提条件下获得宽带工作效果. 本天线的三维尺寸为0.35λ₀×0.35λ₀×0.08λ₀ (λ₀为中心频率处的空气中波长),线极化实物案例测试结果表明该天线具有18.5%的?10 dB阻抗带宽以及7.3 dBi的最大增益. 该天线平面尺寸小,适用于具有波束扫描功能的阵列天线设计;且提出的设计理念还可进一步拓展应用于圆极化天线设计.     

Multi-scale fusion residual encoder-decoder approach for low illumination image enhancement

The sensing light source of the line scan camera cannot be fully exposed in a low light environment due to the extremely small number of photons and high noise, which leads to a reduction in image quality. A multi-scale fusion residual encoder-decoder (FRED) was proposed to solve the problem. By directly learning the end-to-end mapping between light and dark images, FRED can enhance the image's brightness with the details and colors of the original image fully restored. A residual block (RB) was added to the network structure to increase feature diversity and speed up network training. Moreover, the addition of a dense context feature aggregation module (DCFAM) made up for the deficiency of spatial information in the deep network by aggregating the context's global multi-scale features. The experimental results show that the FRED is superior to most other algorithms in visual effect and quantitative evaluation of peak signa-to-noise ratio (PSNR) and structural similarity index measure (SSIM). For the factor that FRED can restore the brightness of images while representing the edge and color of the image effectively, a satisfactory visual quality is obtained under the enhancement of low-light.     

W波段小型化低交叉极化片上天线

针对W波段毫米波片上雷达系统的小型化、高集成度、低功耗应用,本文基于0.13 μm Bi-CMOS工艺提出了一种工作在94 GHz的小型化新型短路微带片上天线。该天线基于传统四分之一波长短路微带天线（Shorted Patch Antenna, SPA）结构,通过引入对称反向接地的寄生SPA,显著降低了天线H面的交叉极化。同时寄生SPA引入了新的谐振点,有效提高了天线的带宽。为了实现小型化的应用,本文通过引入容性加载,进一步减小了片上天线的尺寸。天线馈电采用共面集成波导（CPW）直接馈电形式,以便于毫米波GSG探针平台的测试。仿真结果显示,天线增益约为-3.2 dBi,-10 dB相对带宽为4.4%,E面、H面交叉极化分别为53.7 dB和28 dB,辐射效率大于10%。与传统四分之一波长短路微带天线相比,提出的天线-10 dB相对带宽提高了2.5%,H面交叉极化降低了16.5 dB,天线尺寸缩小了32.5%。     

一种低轨双星高脉冲重复频率雷达信号的定位模糊消除算法

针对低轨(LEO)双星到达时间差(TDOA)定位系统中雷达信号的定位模糊问题,该文分析了高重频信号的模糊特性,演示了虚假定位点的产生过程,提出一种基于时差序列变化趋势匹配(VTMT)的定位模糊消除算法.在测量时差序列与定位结果对应的理论时差序列之间的残差近似服从正态分布的条件下,通过两个序列的欧式距离作为相似程度衡量依据,筛选出测量时差线与理论时差线最为接近的定位点作为目标辐射源真实位置.校验台测试信号验证了该算法的有效性.仿真结果表明,该算法能够显著提高无模糊定位概率,对长基线时差定位系统中雷达信号的定位具有较高的应用价值.     

一种高动态低信噪比环境下基于多样本点串行快速傅里叶变换的信号捕获方法

高超音速技术是未来空间飞行器的发展趋势,同时对通信平台在超高动态、低信噪比环境下的快速捕获能力也提出了新的挑战.针对经典捕获算法受频偏影响的局限性,该文提出一种基于信号多样本点串行快速傅里叶变换的信号捕获算法(MS-FFT),所提算法通过串行执行多个样本点的FFT,采用非相干合并后的峰值搜索得到捕获结果,在不增加复杂度的条件下,避免了频偏对捕获性能的影响.通过对峰值信噪比(PSNR)理论公式的推导,证明了MS-FFT的频偏适应范围取决于采样率,随着数模转换器件采样能力的不断提升,具有比经典算法更大的频偏适应范围.最后,通过仿真验证了上述理论推导的正确性,证明了所提算法更加适合超高动态环境的应用场景.     

周期准互补序列集构造法

该文基于2元序列支撑集和低相关序列集,提出一种新的周期准互补序列集构造框架。在此框架基础上,分别利用最优4元序列族A、族D和Luke序列集提出了3类渐近最优和渐近几乎最优周期准互补序列集,序列集参数由2元序列和低相关序列集共同决定。与传统的完备互补序列集相比,所构造的准互补序列集具有更多的序列数目,应用到多载波扩频通信系统中可以支持更多的用户。     

蜂窝物联网中短包域能量效率最大化波束成形优化与设计

为了满足未来蜂窝物联网(IoT)中超高可靠和超低时延的要求,该文提出一种适用于多小区多用户超高可靠极低时延网络短包域公平性能量效率最大化算法。首先,以最小用户传输速率、每个发射机最大功率等约束为限制,构建了一个关于波束成形矢量的非线性分式规划资源配置模型。随后,采用变量代换、连续凸近似等技术,将原始非凸优化问题转化为标准的凸问题,进而提出一种短包域迭代能量效率最优化方法进行求解。最后,数值仿真结果验证了所提算法在短包域具有良好的能量效率性能。     

基于数据辅助的低滚降定时同步算法

突发信号的定时同步通常采用非数据辅助的定时误差估计算法进行定时误差估计。非数据辅助的定时误差算法实现简单,然而在低滚降条件下,估计性能会产生严重恶化,对系统同步性能影响较大。文章针对突发信号在低信噪比、低滚降系数的条件下,对定时同步困难的问题进行了研究,提出了基于一种数据辅助的定时误差估计算法,利用突发捕获处理中的相关值,实现了定时误差的准确估计,并给出了定时同步实现结构。通过计算机仿真对算法进行了验证,仿真结果表明,文章算法在低滚降低信噪比条件下可实现良好的同步。     

结合l1/2范数与显著性约束的背景减除

传统背景减除模型在背景静止和前景对象移动较快时提取到的前景效果较好,但当背景变化或前景对象移动缓慢时容易将动态背景误判为前景或检测出的前景有较多空洞。针对传统背景减除模型在动态背景和前景对象移动缓慢条件下存在前景检测精度下降的问题,提出一种基于l_1/2范数与显著性约束的背景减除模型。将观测数据分为低秩背景、运动前景和动态干扰3类,利用l_1/2范数约束运动前景加强前景稀疏性,有效抑制动态背景对前景提取造成的干扰,提高运动前景在动态背景中的检测精度。引入视频每一帧的显著性约束,通过对每一帧图像进行低秩稀疏分解来检测移动缓慢的目标。实验结果表明,该模型对于复杂场景具有较强的适应能力,可有效去除动态背景对前景的干扰,快速检测出移动缓慢的前景对象,相比于l_1/1/2-RPCA背景减除模型的平均查全率、查准率和调和平均值分别提升了9、14和10个百分点。     

5G切片架构下具有重传机制的轮询系统研究

面对海量应用场景及客户需求,传统的轮询系统方案不能满足轮询系统中每个站点所需要的服务质量要求。为降低系统时延,适应更大的网络规模,提出基于5G网络切片的轮询方案。将5G网络切片划分为增强型移动带宽切片、海量机器通信切片和高可靠低时延通信切片,再将这3类切片各自划分出N个更低层子切片,构建3个独立的具有重传机制的完全服务轮询模型。信息分组按照先进先出的规则进入各子切片,由通用服务器进行统一发送。在此基础上,采用概率母函数及马尔可夫链建立非理想信道环境下基于5G网络切片架构的轮询系统数学模型,推导系统平均排队队长和平均等待时间的精确表达式,进行信息分组出错概率和重传阈值与轮询系统性能之间的定量关系分析。基于Matlab的仿真实验结果证明了该模型的正确性,其较重传门限服务时延更少,能够为非理想信道环境下基于5G网络切片架构的轮询系统分析提供一种快速评估机制。