太赫兹科学与电子信息学
小波包分析结合VMD_的气体泄漏信号降噪

第 21 卷 第 8 期2023 年 8 月Vol.21,No.8Aug.,2023太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology小波包分析结合VMD的气体泄漏信号降噪朱寅非1,2a,常思婕2b,李鹏*2a,2b(1.南京城市职业学院智能工程学院,江苏南京211200;2.南京信息工程大学 a.江苏省气象探测与信息处理重点实验室;b.江苏省气象传感网技术工程中心,江苏南京210044)摘要:针对气体泄漏声波信号降噪的问题,提出一种集合小波包分析(WPA)与变分模态分解(VMD)相结合的降噪方法。
通过小波包变换对信号的噪声进行预处理;利用VMD对去除噪声的信号进行分解,得到所有的本征模函数(IMF)分量,并根据相关系数准则判断有效IMF;最后提取有效成分并进行信号重构。
对本文方法进行验证,结果表明,本文方法能够有效剔除气体泄漏信号中包含的各种噪声,降噪后信噪比为15.485 1,均方根误差为0.028,为后续信号分析减少了干扰,也为气体泄漏声波信号的特征提取与分析提供了新的思路。
关键词:降噪;气体泄漏;小波包分析;变分模态分解;预处理中图分类号:TN41 文献标志码:A doi:10.11805/TKYDA2021171WPA combined with VMD for noise reduction of gas leakage signalZHU Yinfei1,2a,CHANG Sijie2b,LI Peng*2a,2b(1.School of Intelligent Engineering,Nanjing City Vocational College,Nanjing Jiangsu 211200,China;2a.Jiangsu Key Laboratory ofMeteorological Observation and Information Processing;2b.Jiangsu Meteorological Sensor Network Technology Engineering Center,Nanjing University of Information Science and Technology,Nanjing Jiangsu 210044,China)AbstractAbstract::Aiming at the problem of noise reduction of gas leakage acoustic signals, a method combining ensemble Wavelet Packet Analysis(WPA) and Variational Mode Decomposition(VMD) wasproposed to de-noise the collected gas leakage acoustic signals. Firstly, the wavelet packet transform isemployed to preprocess the noise of the signal. Then, the de-noised signal was decomposed by VMD toobtain all the Intrinsic Mode Function(IMF) components, and the effective IMF was judged according tothe correlation coefficient criterion. Finally, the active components were extracted and the signal wasreconstructed. The experimental results show that the above method can effectively eliminate all kinds ofnoises contained in the gas leakage signal. After noise reduction, the SNR is 15.485 1, and the root meansquare error is 0.028, which reduces the interference for the subsequent signal analysis. The abovemethod provides a new idea for the feature extraction and analysis of gas leakage acoustic signal.KeywordsKeywords::noise reduction;gas leakage;wavelet packet analysis;Variational Mode Decomposition;pretreatment以压力容器为载体的化工产品在人类日常生活中得到广泛应用,但由于生产、存储和运输过程中的不当操作,极有可能泄漏并引发安全事故,不仅会给化工单位和国家带来巨大的经济损失,还会破坏泄漏地的生态环境,严重的甚至会威胁到周边人民的生命安全。
《太赫兹科学与电子信息学报》第四届编辑委员会

《太赫兹科学与电子信息学报》第四届编辑委员会顾 问 杜祥琬(院士) 姚建铨(院士) 吴培亨(院士) (院士) 李幼平(院士) 杨士中(院士) 张锡祥(院士) (院士) 周传明(研究员) 主 编 刘仓理副 主 编 苏 伟 罗雪梅委 员 (按姓氏笔画排序)方广有 王 凌 王 铮 王宏强 王志明 王建国 王跃科 邓建军 冯 华 冯进军 冯煜芳 史生才 艾 渤 龙 腾 刘 云 刘 杰 刘荣科 刘新宇 何小海 何庆国 吴明曦 宋爱民 宋爱国 张正璠 张伟力 张存林 张怀武 张海霞 李立萍 杜 兵 束小建 杨 健 汪春霆 肖 建 邵玉斌 陈 健 陈 豪 陈后金 陈佳品 陈德应 周 劼 周德云 尚丽萍 林福江 范文慧 范宁军 范国滨 金 林 俞俊生 姚 军 姜万顺 洪 伟 胡 波 赵 强 赵知劲 郭东辉 郭恳平 郭黎利 唐永建 唐传祥 唐朝京 秦 华 聂在平 侯德亭 崔铁军 常 青 曹俊诚 黄卡玛 黄清华 曾孝平 焦李成 董晓龙 谢京稳 韩 焱 熊永忠 潘 炜 潘 鸣 黎 明 黎启胜 Ata Khalid(英国)太赫兹科学与电子信息学报JOURNAL OF TERAHERTZ SCIENCE AND第17卷 第6期 2019年12月Vol.17 No.6 Dec. 2019主管单位 中国工程物理研究院Managed by China Academy of Engineering Physics主办单位 中国工程物理研究院电子工程研究所 Sponsored byInstitute of Electronic Engineering,CAEP 协办单位 中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心中国兵工学会太赫兹应用技术专业委员会 四川省电子学会Co -sponsored byMicrosystem and Terahertz Research Center, CAEP Terahertz Application Technology Committee,COS Sichuan Institute of Electronics编辑出版 《太赫兹科学与电子信息学报》编辑部Edited and Published by Editorial Office of JOURNAL OF TERAHERTZSCIENCE AND ELECTRONIC INFORMATIONTECHNOLOGY 通信地址 四川绵阳919信箱532分箱 Address P.O.Box 919-532, Mianyang, China 邮 编 621999 Postcode 621999 主 编 刘仓理 Chief Editor LIU Cangli 总 编 辑 罗雪梅 Managing Editor LUO Xuemei 责任编辑 孟 伟Executive Editor MENG Wei印 刷 绵阳市精典彩印厂Printed byMianyang Jingdian Color Printing House 订 购 《太赫兹科学与电子信息学报》编辑部全国各地邮局Subscription OfficeEditorial Office of JOTSAEIT All Local Post Offices in China 国内发行 绵阳邮政局Domestic Distributor Mianyang Post Office,China国外发行 中国国际图书贸易总公司(北京399信箱,100044) Foreign Distributor China International Book Trading Corporation (P.O.Box 399,Beijing,100044,China) 发行范围 公开发行Distribution To the Public 出版日期 2019年12月25日 Publishing Date Dec. 25, 2019电 话 0816-*******,2495174 Tel 0816-*******,2495174 网 址 URL 电子邮箱 xxdz@ emailxxdz@国际标准刊号:ISSN 2095-4980 国内刊号:CN51-1746/TN国外发行代号:BM1756 广告经营许可证:5107054000001 国内邮发代号:62-241国内定价:20.00元/期TAIHEZI KEXUE YU DIANZI XINXI XUEBAO(Bimonthly,Started in 2003)ELECTRONIC INFORMATION TECHNOLOGY(双月刊,2003年创刊)俞大光。
219332006_超宽带太赫兹调频连续波成像技术

第 21 卷 第 4 期2023 年 4 月Vol.21,No.4Apr.,2023太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology超宽带太赫兹调频连续波成像技术胡伟东,许志浩*,蒋环宇,刘庆国,檀桢(北京理工大学毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室,北京100081)摘要:太赫兹调频连续波成像技术具有高功率、小型化、低成本、三维成像等特点,在太赫兹无损检测领域受到了广泛关注。
然而由于微波及太赫兹器件限制,太赫兹信号带宽难以做大,从而制约了成像的距离向分辨力。
虽然高载频可实现较大宽带,但伴随的低穿透性和低功率会限制太赫兹调频连续波成像系统的应用场景。
因此,聚焦于太赫兹波无损检测领域,提出一种时分频分复用的114~500 GHz超宽带太赫兹信号的产生方式,基于多频段共孔径准光设计,实现超带宽信号的共孔径,频率可扩展至1.1 THz。
提出一种频段融合算法,实现了超宽带信号的有效融合,距离分辨力提升至460 μm,通过人工设计的多层复合材料验证了系统及算法的有效性,并得到封装集成电路(IC)芯片的高分辨三维成像结果。
关键词:太赫兹调频连续波;非线性度校准;多频段融合;准光设计;无损检测中图分类号:TN914.42文献标志码:A doi:10.11805/TKYDA2022225Ultra-wideband terahertz FMCW imaging technologyHU Weidong,XU Zhihao*,JIANG Huanyu,LIU Qingguo,TAN Zhen (Beijing Key Laboratory of Millimeter Wave and Terahertz Technology,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China)AbstractAbstract::Terahertz Frequency Modulated Continuous Wave(THz FMCW) imaging technology has attracted extensive attention in the field of THz Nondestructive Testing(NDT) because of its high power,miniaturization, low cost, three-dimensional imaging and other characteristics. However, due to thelimitation of microwave and terahertz devices, the terahertz signal bandwidth is difficult to expand, whichrestricts the range resolution of imaging. Although high carrier frequency can achieve large broadband,the accompanying low penetrability and low power will limit the application scenario of THz FMCWimaging system. Therefore, focusing on the field of terahertz wave nondestructive testing, this paperproposes a time-division frequency-division multiplexing 114~500 GHz ultra-wideband terahertz signalgeneration method, which is based on the quasi-optical design of multiband common aperture to achievethe common aperture of ultra-wideband signals. In addition, a multiband fusion algorithm is proposed toachieve effective fusion of ultra-wideband signals, and the range resolution is improved to 460 μm. Theeffectiveness of the system and algorithm is verified by artificially designed multilayer compositematerials, and the high-resolution 3D imaging results of Integrated Circuit(IC) chips are obtained.KeywordsKeywords::Terahertz Frequency Modulated Continuous Wave;non-linearity calibration;multiband fusion;quasi-optical design;Nondestructive Testing太赫兹波(0.03 mm~3 mm)在电磁波谱中位于微波与红外之间,由于其独特的穿透性与非电离性等特性,太赫兹技术已成功用于艺术品保护、工业产品质量控制、封装集成电路(IC)无损检测等领域[1-3]。
2019年《太赫兹科学与电子信息学报》审稿人名单

第17卷 第6期 太赫兹科学与电子信息学报Vo1.17,No.6 2019年12月 Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology Dec.,2019 2019年《太赫兹科学与电子信息学报》审稿人名单艾 渤 (北京交通大学) 白 明 (北京航空航天大学)鲍景富 (电子科技大学) 毕津顺 (中国科学院微电子研究所)边明明 (中国航天科技集团公司钱学森空间技术实验室) 曹俊诚 (中国科学院上海微系统与信息技术研究所)曹祥玉 (空军工程大学) 常 青 (北京航空航天大学)常胜江 (南开大学) 晁 坤 (中国电子科技集团公司第二十二所)陈海川 (西华大学) 陈 豪 (中国航天科技集团公司5院)陈洪斌 (中国工程物理研究院应用电子学研究所) 陈后金 (北京交通大学)陈慧灵 (温州大学) 陈嘉琪 (河海大学)陈 健 (西安电子科技大学) 陈 杰 (北京航空航天大学)陈良尧 (复旦大学) 陈 锰 (四川大学)陈 鹏 (东南大学) 陈如山 (南京理工大学)陈世昌 (杭州电子科技大学) 陈文兰 (中国电子科技集团公司第三十八所)陈 翔 (中山大学) 陈小龙 (海军航空工程学院)陈晓光 (复旦大学) 陈新伟 (山西大学)陈 星 (四川大学) 陈 勇 (电子科技大学)陈志敏 (南京理工大学) 成彬彬 (中国工程物理研究院电子工程研究所)程 强 (东南大学) 楚卫东 (北京应用物理与计算数学研究所)崔国龙 (电子科技大学) 崔万照 (中国空间技术研究院西安分院)邓 彬 (国防科学技术大学) 邓光晟 (合肥工业大学)邓海涛 (中国电子科技集团公司第三十八所) 邓建红 (中国工程物理研究院电子工程研究所)邓 磊 (Inova Fairfax Hospital) 邓青华 (中国工程物理研究院激光聚变研究中心)邓贤进 (中国工程物理研究院电子工程研究所) 丁泽刚 (北京理工大学)董阳阳 (西安电子科技大学) 董锡超 (北京理工大学)窦玉焕 (北京应用物理与计算数学研究所) 杜国宏 (成都信息工程大学)段克清 (空军预警学院) 段素青 (北京应用物理与计算数学研究所)段文晖 (清华大学) 段哲民 (西北工业大学)方 勇 (上海大学) 费泽松 (北京理工大学)冯 华 (第三军医大学) 冯进军 (中国电子科技集团公司第十二研究所)冯文江 (重庆大学) 付云起 (国防科学技术大学)甘 露 (安徽师范大学) 高冬平 (中国科学院电子学研究所)高建军 (华东师范大学) 高 杨 (西南科技大学)宫玉彬 (电子科技大学) 谷松岩 (国家卫星气象中心)郭春营 (第二炮兵装备研究院) 郭东辉 (厦门大学)郭福成 (国防科学技术大学) 郭洪生 (中国工程物理研究院核物理与化学研究所)郭黎利 (哈尔滨工程大学) 郭 璐 (南京理工大学)郭庆功 (四川大学) 郭旭光 (上海理工大学)韩慧鹏 (中国空间技术研究院) 韩丽萍 (山西大学)郝 平 (中国电子科技集团公司第三十研究所) 郝小可 (河北工业大学)何小海 (四川大学) 贺朝会 (西安交通大学)洪 涛 (西华师范大学) 洪 韬 (北京航空航天大学)侯德亭 (信息工程大学) 呼延烺 (西安空间无线电技术研究所)胡春华 (清华大学) 胡 旻 (电子科技大学)华 光 (东南大学) 黄平捷 (浙江大学)黄秀光 (上海激光等离子体研究所) 贾国柱 (四川师范大学)江 虹 (西南科技大学) 解 楠 (中国工程物理研究院电子工程研究所)金湘亮 (湘潭大学) 晋良念 (桂林电子科技大学)靳 蕃 (西南交通大学) 黎 明 (中国工程物理研究院应用电子学研究所)李 斌 (国家农业信息化工程技术研究中心) 李春彪 (南京信息工程大学)李 锋 (中国科学技术大学) 李海龙 (电子科技大学)李洪涛 (山西师范大学) 李建峰 (南京航空航天大学)李建龙 (四川大学) 李九生 (中国计量大学)太赫兹科学与电子信息学报李 泠 (中国科学院微电子研究所) 李孟春 (太原理工大学)李 沫 (中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心) 李廷帅 (电子科技大学)李相强 (西南交通大学) 李晓欢 (桂林电子科技大学)李泽宏 (电子科技大学) 李 征 (四川大学)李正红 (中国工程物理研究院应用电子学研究所) 李正生 (火箭军工程大学)廉飞宇 (河南工业大学) 梁建海 (西北工业大学)梁士雄 (中国电子科技集团公司第十三研究所) 林东平 (苏州千人计划研究院)林福江 (中国科学技术大学) 林水生 (电子科技大学)林 岩 (北京航空航天大学) 凌福日 (华中科技大学)刘长军 (四川大学) 刘 刚 (西南交通大学)刘国强 (中国科学院电工研究所) 刘海文 (华东交通大学)刘 浩 (东华大学) 刘建新 (中国工程物理研究院电子工程研究所)刘 军 (杭州电子科技大学) 刘 乔 (中国工程物理研究院流体物理研究所)刘维建 (空军预警学院) 刘小明 (安徽师范大学)刘新宇 (中国科学院微电子研究所) 刘志伟 (华东交通大学)陆 妩 (中国科学院新疆理化技术研究所) 路 海 (中国工程物理研究院计算机应用研究所)罗章杰 (东南大学) 骆兴芳 (江西师范大学)马建华 (南方医科大学) 马 磊 (西南交通大学)马乔生 (中国工程物理研究院应用电子学研究所) 马英杰 (成都理工大学)倪卫明 (复旦大学) 牛智川 (中国科学院半导体研究所)欧阳春梅 (天津大学) 祁嘉然 (哈尔滨工业大学)钱 峥 (南京市计量监督检测院) 秦 华 (中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所) 邱 扬 (西安电子科技大学) 冉汉政 (中国工程物理研究院电子工程研究所)任 松 (中国西昌卫星发射中心) 戎建刚 (中国航天科工集团8511所)阮存军 (北京航空航天大学) 桑子儒 (中国科学院深圳先进技术研究院)邵玉斌 (昆明理工大学) 石 丹 (北京邮电大学)石 荣 (中国电子科技集团公司第二十九研究所) 石 星 (中国电子科技集团公司第十研究所)沈文辉 (上海大学) 束小建 (北京应用物理与计算数学研究所)宋爱国 (东南大学) 宋瑞良 (中国电子科技集团公司第五十四研究所)宋树祥 (广西师范大学) 苏兴华 (上海航天电子通讯研究所)苏志刚 (中国民航大学) 孙聂枫 (中国电子科技集团公司第十三研究所)孙 鹏 (中北大学) 孙 青 (中国计量科学院)孙有铭 (信息工程大学) 谭剑波 (中国电子科技集团公司第三十八研究所)谭智勇 (中国科学院上海微系统与信息技术研究所) 汤 洁 (中国科学院西安光学精密机械研究所)汤晓斌 (南京航空航天大学) 唐 斌 (电子科技大学)唐朝京 (国防科技大学) 唐春森 (重庆大学)唐东林 (西南石油大学) 唐 琦 (中国工程物理研究院激光聚变研究中心)唐小宏 (电子科技大学) 唐 勇 (电子科技大学)田 震 (天津大学) 汪鹏君 (温州大学)王桂颖 (北京信息科学技术研究院) 王宏强 (国防科学技术大学)王甲峰 (中国工程物理研究院电子工程研究所) 王建军 (复旦大学)王可东 (北京航空航天大学) 王雷光 (西南林业大学)王黎明 (中北大学) 王伶俐 (复旦大学)王明辉 (四川大学) 王仁波 (东华理工大学)王生进 (清华大学) 王 盛 (西安交通大学)王世杰 (东南大学) 王世练 (国防科学技术大学)王 爽 (天津职业技术师范学院) 王新兵 (华中科技大学)王彦平 (北方工业大学) 王 勇 (西安电子科技大学)王远军 (上海理工大学) 王正义 (南京林业大学)王正勇 (四川大学) 韦 震 (北京跟踪与通信技术研究所)文方青 (长江大学) 文岐业 (电子科技大学)闻 佳 (燕山大学) 邬显平 (中国电子科技集团公司第十二研究所)吴晓红 (四川大学) 吴玉成 (重庆大学)吴 贇 (东华大学) 吴志芳 (清华大学)2019年《太赫兹科学与电子信息学报》审稿人名单吴志杰 (中国工程物理研究院) 夏国江 (中国运载火箭技术研究院)夏 景 (江苏大学) 夏 勇 (中国电子科技集团公司第三十八研究所)向 伟 (中国工程物理研究院电子工程研究所) 肖长春 (航天恒星科技有限公司)肖 建 (西南交通大学) 肖 杰 (浙江工业大学)肖 珂 (北方工业大学) 肖绍球 (电子科技大学)谢彦召 (西安交通大学) 邢朝洋 (北京航天控制仪器研究所)邢孟道 (西安电子科技大学) 熊庆宇 (重庆大学)熊永忠 (中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心) 徐晓非 (上海大学)徐辛超 (辽宁工程技术大学) 许崇斌 (复旦大学)许 可 (国防科技大学) 许伟伟 (南京大学)许小亮 (中国科学技术大学) 闫丽萍 (四川大学)闫 娜 (复旦大学) 杨 超 (西南科技大学)杨存榜 (中国工程物理研究院激光聚变中心) 杨 峰 (电子科技大学)杨海钢 (中国科学院电子学研究所) 杨海亮 (西北核技术研究所)杨 健 (清华大学) 杨 军 (合肥工业大学)杨明太 (中国工程物理研究院材料研究所) 杨 涛 (复旦大学)杨 涛 (西南科技大学) 杨晓庆 (四川大学)杨兴繁 (中国工程物理研究院应用电子学研究所) 杨 阳 (四川大学)杨 洋 (承德石油高等专科学校) 杨玉平 (中央民族大学理学院)杨周炳 (中国工程物理研究院应用电子学研究所) 姚全珠 (西安理工大学)姚 远 (北京邮电大学) 叶春茂 (北京无线电测量研究所)尹显东 (成都市易农科技有限公司) 尹应增 (西安电子科技大学)尹治平 (合肥工业大学) 于长军 (哈尔滨工业大学(威海))余世里 (上海航天电子技术研究所) 余志斌 (西南交通大学)余志平 (清华大学) 禹海军 (中国工程物理研究院流体物理研究所)喻梦霞 (电子科技大学) 喻 伟 (中国航天科技集团公司第8研究院804研究所) 袁明辉 (上海理工大学) 袁锁中 (南京航空航天大学)臧志刚 (重庆大学) 曾 琦 (四川大学)曾孝平 (重庆大学) 曾以成 (湘潭大学)粘永健 (第三军医大学) 詹铭周 (电子科技大学)张保平 (厦门大学) 张 冰 (四川大学)张 冰 (西安电子科技大学) 张朝晖 (北京科技大学)张 晨 (中国铁道科学研究院) 张德海 (中国科学院国家空间科学中心)张凤田 (中国工程物理研究院电子工程研究所) 张 恒 (安徽农业大学)张 厚 (空军工程大学) 张 磊 (西安电子科技大学)张立东 (上海无线电设备研究所) 张利胜 (首都师范大学)张荣君 (复旦大学) 张升伟 (中国科学院国家空间科学中心)张天尧 (北京科技大学) 张 彤 (西京学院)张 伟 (中国工程物理研究院电子工程研究所) 张伟斌 (中国工程物理研究院化工材料研究所)张小飞 (南京航空航天大学) 张晓平 (中国空间技术研究院总体部)张晓渝 (苏州科技大学) 张 岩 (首都师范大学)张 焱 (北京理工大学) 张 毅 (信息工程大学)张云华 (中国科学院国家空间科学中心) 章银秀 (华南理工大学)赵旦峰 (哈尔滨工程大学) 赵国忠 (首都师范大学)赵海生 (中国电子科技集团公司第二十二研究所) 赵 昆 (中国石油大学(北京))赵 琦 (北京航空航天大学) 赵 曜 (广东工业大学)赵志敏 (南京航空航天大学) 郑宏兴 (河北工业大学)郑玉祥 (复旦大学) 周海京 (北京应用物理与计算数学所)周 俊 (电子科技大学) 周小林 (复旦大学)朱 恩 (东南大学) 朱海君 (中国科学院上海应用物理研究所)朱铧丞 (四川大学) 朱礼国 (中国工程物理研究院流体物理研究所)朱立东 (电子科技大学) 朱晓维 (东南大学)朱亦鸣 (上海理工大学) 朱樟明 (西安电子科技大学)。
利用周期结构电磁止带特性的小型化高功率太赫兹振荡器

第 21 卷 第 9 期2023 年 9 月Vol.21,No.9Sept.,2023太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology利用周期结构电磁止带特性的小型化高功率太赫兹振荡器张琳,蔡军,杜英华,冯进军*(北京真空电子技术研究所微波电真空器件国家级重点实验室,北京100015)摘要:高性能实用化辐射源是太赫兹应用的关键器件,利用周期结构电磁色散中的止带区域具有耦合阻抗高的特点,电子注和电磁波能够高效互作用,可以实现大功率太赫兹振荡器。
带边振荡器(BO)相比于传统的返波振荡器(BWO),可以实现大功率输出,在W波段能达到百瓦量级,太赫兹波段能达到瓦级;采用周期永磁聚焦系统,可以实现小体积轻质量;慢波结构尺寸短,结构简单;成本低,具有批量生产能力。
本文提出可构建3π止带的交错子周期折叠波导慢波结构(FWG SWS)和双频双模双向带边振荡器工作机理,采用皮尔斯双阳极电子枪、周期永磁聚焦系统、金刚石输能窗以及高效率收集极,设计和研发了频率在100 GHz以上的几种带边振荡器,实现了100 GHz频段140 W的功率输出,120 GHz频段实现了30 W的功率输出,在300 GHz实现了1 W以上的功率输出。
关键词:周期结构;色散特性;太赫兹;带边振荡器;真空电子器件中图分类号:TN752 文献标志码:A doi:10.11805/TKYDA2022190Miniaturized high power terahertz oscillator using electromagnetic stop-band characteristics of the metal periodic structureZHANG Lin,CAI Jun,DU Yinghua,FENG Jinjun*(National Key Laboratory of Science and Technology on Vacuum Electronics,Beijing Vacuum Electronics Research Institute,Beijing 100015,China)AbstractAbstract::High performance and practical radiation source is the key device for terahertz applications. High power terahertz oscillators can be realized by utilizing the great impedance near π, 2πand 3πstop-band which means that strong interaction can occur. Compared with the traditionalBackward Wave Oscillator(BWO), the Band-edge Oscillator(BO) can achieve high power which canachieve the order of 100 W in W band and 1 W in the THz regime; can realize miniaturized device withPeriodic Permanent Magnet(PPM) focusing system; can realize compact structure with Folded WaveguideSlow Wave Structure(FWG SWS) which is short in size and simple in structure; can realize low cost massproduction. In this research, a stagger half-period FWG SWS and a novel operation concept for the BOwith the folded waveguide are proposed. The BO is composed of Pierce-style double-anode convergentelectron gun, periodic permanent magnet focusing system, diamond pill-box window and high efficiencycollector. Several novel BOs above 100 GHz have been simulated, fabricated and tested, which achievedoutput power of 140 W at 100 GHz, 30 W at 120 GHz, and over 1 W at 300 GHz. The dispersioncharacteristics, design of devices and test results are described and analyzed.KeywordsKeywords::periodic structure;dispersion characteristics;terahertz;Band-edge Oscillators;vacuum electron devices在电磁频谱中,一般将300 GHz~10 THz范围内的电磁波称为太赫兹波,在波谱中处于毫米波和红外线之间,相对于更低频率的毫米波,太赫兹波具有更高的频率和更宽的绝对带宽,利用这一特点,太赫兹波可应用于高速无线通信[1-2];相对于更高频率的光波,太赫兹波的光子能量较低,可以实现对活体生物组织的太赫兹成像和文章编号:2095-4980(2023)09-1065-08收稿日期:2022-09-28;修回日期:2022-11-13*通信作者:冯进军email:***********************.cn太赫兹科学与电子信息学报第 21 卷检查,可广泛应用于安检领域和医学领域[3-4]。
《太赫兹科学与电子信息学报》2024年第6期专栏征稿_主题:太赫兹辐射源及其应用

第22卷 第2期 太赫兹科学与电子信息学报Vo1.22,No.2 2024年2月 Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology Feb.,2024《太赫兹科学与电子信息学报》2024年第6期专栏征稿主题:太赫兹辐射源及其应用太赫兹波由于其独特的电磁频谱特性,在物理学、化学、天文学、生物医学诊断、通信技术、安全检测、雷达探测及军事国防等领域具有重要的研究价值和应用前景。
高性能太赫兹辐射源是太赫兹技术快速发展的重要基础,电子学、光子学等领域的多种技术为太赫兹辐射源的实验、研制与评估提供了丰富的新途径。
同时,太赫兹应用技术的发展,以及大数据分析、人工智能等建模仿真新途径的出现,多学科交叉研究,为太赫兹波的多种应用研究注入了新的活力。
为进一步促进太赫兹辐射源及太赫兹应用领域的新理论、新技术、新方法的创新研究,促进全国太赫兹波关联行业的相互交流、学习借鉴,《太赫兹科学与电子信息学报》计划推出“太赫兹辐射源及其应用”专题栏目,现特向广大专家学者征集符合该专题方向的原创性研究论文及综述,旨在集中反映该领域最新的研究成果及研究进展。
征稿范围1) 光子学太赫兹辐射源技术 2) 基于电子学的太赫兹辐射源技术3) 太赫兹波探测技术 4) 太赫兹光谱检测技术5) 太赫兹成像技术6) 太赫兹光谱与成像应用特邀组稿专家王化斌中国科学院重庆绿色智能技术研究院祁峰中国科学院沈阳自动化研究所欧阳春梅天津大学陈图南陆军军医大学吴斌中国电子科技集团第四十一研究所专题时间安排截稿日期:2024年3月10日首轮意见:2024年3月20日录用通知:2024年4月10日出版日期:2024年6月28日投稿方式请登录《太赫兹科学与电子信息学报》官方网站(),根据网站提示在线投稿。
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一种高动态弱GNSS_信号跟踪解调算法研究与实现

第 21 卷 第 11 期2023 年 11 月太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information TechnologyVol.21,No.11Nov.,2023一种高动态弱GNSS信号跟踪解调算法研究与实现吴军伟,梁涛涛,王川(中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳621999)摘要:在某些高动态弱信号场景中,载波相位难以锁定。
为实现对高动态弱全球导航卫星系统(GNSS)信号的跟踪,考虑锁频环较锁相环更为鲁棒,提出了一种基于锁频环(FLL)+差分解调的算法,实现对GNSS信号的跟踪和解调。
该算法采用二阶FLL实现对卫星信号的频率进行跟踪,差分解调算法实现对比特数据的解调。
工程应用上,算法采用现场可编程门阵列和数字信号处理器(FPGA+DSP)的架构实现,在FPGA中实现信号的跟踪信号的前处理,在DSP中实现跟踪环路算法、位同步和差分解调。
本文在Matlab平台中实现算法的仿真,通过模拟器平台和对天接收真实的GNSS信号对算法进行验证。
仿真结果与实验结果表明,该算法在高动态弱信号条件下能实现对卫星信号的稳定跟踪和数据的解调,克服了锁相环难以锁定导致数据无法解调的难题,最终实现GNSS信号在该条件下的位置、速度和时间(PVT)解算。
关键词:高动态弱GNSS信号;二阶FLL;比特同步;差分解调;现场可编程门阵列和数字信号处理器(FPGA+DSP)中图分类号:TN961 文献标志码:A doi:10.11805/TKYDA2021322Research and implementation of tracking demodulation algorithm for highdynamic and weak GNSS signalWU Junwei,LIANG Taotao,WANG Chuan(Institute of Electronic Engineering,China Academy of Engineering Physics,Mianyang Sichuan 621999,China)AbstractAbstract::In some high dynamic weak signal scenarios, the carrier phase is difficult to lock. In order to track the high dynamic weak Global Navigation Satellite System(GNSS) signal, considering thatthe Frequency Locked Loop(FLL) is more robust than the Phase-Locked Loop(PLL), an algorithm basedon FLL+differential demodulation is proposed to track and demodulate the GNSS signal. The algorithmuses the second-order FLL to track the frequency of satellite signal, and the differential demodulationalgorithm is employed to demodulate bit data. In engineering application, the algorithm adopts thearchitecture of Field Programmable Gate Array+Digital Signal Processing(FPGA+DSP), realizes the pre-processing of signal tracking signal in FPGA, and realizes the tracking loop algorithm, bitsynchronization and differential modulation in DSP. The simulation of the algorithm is performed inMatlab platform, and the algorithm is verified by receiving the real GNSS signal from the simulatorplatform and the sky. The simulation and experimental results show that the algorithm can realize thestable tracking of satellite signal and data demodulation under the condition of high dynamic and weaksignal, and overcome the problem that the data cannot be demodulated due to the difficulty of PLLlocking, finally realize the Position Velocity and Time(PVT) solution of GNSS signal under this condition.KeywordsKeywords::high dynamic and weak Global Navigation Satellite System(GNSS) signal;the second order Frequency Locked Loop(FLL);bit synchronization;differential demodulation;Field ProgrammableGate Array+Digital Signal Processor(FPGA+DSP)在某些特殊的弱信号、高动态环境下[1],天线相位衰减起伏较大,锁相环无法实现对GNSS信号的相位跟踪,无法实现数据的解调和观测量的提取,导致PVT解算结果错误甚至解算中断。
基于DB-YOLO的双基地雷达弱运动目标检测方法

第 22 卷 第 2 期2024 年 2 月太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information TechnologyVol.22,No.2Feb.,2024基于DB-YOLO的双基地雷达弱运动目标检测方法陆源,宋杰,熊伟,陈小龙(海军航空大学信息融合研究所,山东烟台264001)摘要:非合作双基地雷达因其特殊的探测方式,致使回波中目标信噪比较低,特别是海上运动目标,在雷达扫描周期的帧与帧之间探测并不稳定,会对后续目标跟踪造成较大困难。
本文首先采用低门限恒虚警率(CFAR)检测器将雷达距离-多普勒维和距离-方位维的检测结果匹配,得到相应掩码图,筛选出潜在的运动目标;然后提出一种融合多维特征信息的双主干YOLO(DB-YOLO),该网络采用双主干结构,同时提取动目标掩码图和其映射下相同尺度P显图的特征,并采用深度可分离卷积模块降低网络的模型参数。
将该模型与Faster RCNN、YOLOv5及其常见变种YOLOv5-ConvNeXt进行对比,实验表明,DB-YOLO有效提高了目标检测性能并保证了推理速度,为非合作双基地雷达的目标跟踪奠定了基础。
关键词:非合作双基地雷达;目标检测;双主干YOLO;特征融合中图分类号:TN914.42 文献标志码:A doi:10.11805/TKYDA2023170Bistatic radar weak moving target detection method based on DB-YOLOLU Yuan,SONG Jie,XIONG Wei,CHEN Xiaolong(Research Institute of Information Fusion,Naval Aviation University,Yantai Shandong 264001,China) AbstractAbstract::Non-cooperative bistatic radar has a low signal-to-noise ratio in the echo due to its special detection method. In particular, the detection between frames in the radar scanning cycle formaritime moving targets is not stable, which will bring great difficulties for subsequent target tracking.The low threshold Constant False Alarm Rate(CFAR) detector is employed to match the detection resultsof radar range-Doppler dimension and range-azimuth dimension to obtain the corresponding mask map,and the potential moving targets are found. Then, a Double Backbone-YOLO(DB-YOLO) that fusesmulti-dimensional feature information is proposed. The network adopts a dual-trunk structure, extractsthe features of the moving target mask map and the same-scale P-display map under its mapping, anduses a deep separable convolution module to reduce the model parameters of the network. Finally, thecomparison experiments with Faster RCNN, YOLOv5 and its common variant YOLOv5-ConvNeXt showthat DB-YOLO effectively improves the target detection performance and ensures the inference speed,which lays a foundation for target tracking of noncooperative bistatic radar.KeywordsKeywords::non-cooperative bistatic radar;target detection;DB-YOLO;feature fusion 随着现代战场的电磁环境日益复杂,传统的有源雷达由于其主动发射电磁波,容易被敌方发现,人们开始研究新体制雷达,即非合作双基地雷达。
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太 赫 兹 科 学 与 电 子 信 息 学 报TAIHEZI KEXUE YU DIANZI XINXI XUEBAO第17卷 第3期 2019年6月目次太赫兹科学技术一种D波段小型化定向耦合器芯片设计……………………………………………………………………罗显虎,程 序,张 亮,等 (353) 太赫兹量子级联激光器光注入特性………………………………………………………………………李源远,杨 宁,楚卫东 (359) 太赫兹倍频器研究进展…………………………………………………………………………………………………宋瑞良,汪春霆 (364) 动态可调的太赫兹超构表面……………………………………………………………………………………………王 腾,张 岩 (368) 星载大口径太赫兹反射面天线设计与实现…………………………………………………………………施锦文,周卫来,禹旭敏,等 (373) 基于太赫兹时域光谱技术的橡胶材料无损检测…………………………………………………………陈奇,李丽娟,任姣姣,等 (379)探测制导、测控通信与电子对抗一种用于遥测多符号检测的位同步算法…………………………………………………………………周 游,刘荣科,段瑞枫,等 (385) 某新型仪器舱的拓扑优化设计……………………………………………………………………………贺李平,吴 瑕,刘建壮(390) 基于星敏感器的跟瞄系统在轨标定方法…………………………………………………………………高 原,张卫华,郑循江,等 (394) 多光束周视激光引信与定向战斗部的配合…………………………………………………………………孔德浩,路 明,苏益德 (402) 环渤海大气波导监测和试验方法…………………………………………………………………………王 娜,贺荣国,金振中 (408) 分布式孔径相参合成雷达技术试验验证与分析…………………………………………………………周宝亮,周东明,高红卫,等(413) 无线定位中基于旋转不变PM的时延估计…………………………………………………………………李海文,陈 松,张 龙,等(418) 典型战术Ad Hoc电台一维组网连通性仿真与分析………………………………………………………杨会杰,王 巍,刘伯栋,等(424)电磁场与微波单馈点宽带圆极化交叉偶极子天线……………………………………………………………………………………商 锋,韩娇娇 (430) 基于共享数据库的空间电磁环境监测方法与系统…………………………………………………………程俊平,徐志坚,贾晓静,等 (435) 阵元失效对相控阵天线绝对时延影响分析…………………………………………………………………陈腾博,杜海龙,江 涛 (440) 一种宽带微带八木天线的设计………………………………………………………………………………………商 锋,李晓娇 (445) 宽带高增益圆极化微带天线与阵列…………………………………………………………………………朱乃达,杨雪霞,邱厚童 (448) 四线圈并联谐振磁耦合无线传能系统设计………………………………………………………………马菁勖,钟 贻,陈 星 (452)信号与信息处理、计算机与控制雷达动目标变换域相参积累检测及性能分析………………………………………………………………孙艳丽,陈小龙,柳 叶 (457) 基于嵌套阵列的稀疏表示稳健波束形成方法……………………………………………………………周荣艳,李 孟,谭伟杰 (462) 电压模式Buck变换器典型工作状态分析…………………………………………………………………孙方雅,祝熙彤,李泽宇,等 (469) Oldham分形链与Liu-Kaplan分形链分抗的阻纳函数求解………………………………………………高小龙,袁 晓,施卜椿 (474) 声乐主旋律的自动提取………………………………………………………………………………………陆 雄,夏秀渝,蔡 良,等 (482) 高光谱技术在血迹分类识别中的应用…………………………………………………………………………李成成,赵明富,汤 斌,等 (489) 用于HRRP超分辨处理的RELAX算法性能分析…………………………………………………………孙晶明,王梓谦,杨予昊,等 (495) 基于深度学习与社交感知的地点推荐…………………………………………………………………………王 磊,高 宸,周 蓓,等 (502)微电子、微系统与物理电子学基于第一性原理的单层SnSe2二维薄膜的气敏效应………………………………………………………官德斌,杨 芳,余 堃,等 (509) 一种抗辐照的光电探测芯片设计…………………………………………………………………………何林彦,罗 萍,周 枭,等 (515)低温溶液法制备氧化钼及其在QLEDs中的应用…………………………………………………………张婷婷,顾小兵,杨培志,等 (519) 适用于FPGA的浮点型DSP硬核结构设计…………………………………………………………………赵 赫,黄志洪,余 乐,等 (524) Cascode混沌电路负阻模型与电路设计……………………………………………………………………陈文兰,郑林华,杨星华 (531) 利用法拉第筒测试环形强流电子束束流…………………………………………………………………朱晓欣,谭维兵,苏兆峰,等 (536) 基于FPGA的抗辐照加固波控单元设计……………………………………………………………………………肖文光,姚佰栋 (541)简讯中国电子学会电路与系统分会“第三十届学术年会”暨“首届电路与系统周”征文通知 (358)会讯几则………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………(n1)期刊基本参数:CN51-1746/TN*2003*b*A4*193*zh*P*¥20.00*1300*35*2019-06JOURNAL OF TERAHERTZ SCIENCE AND ELECTRONIC INFORMATION TECHNOLOGYVol.17 No.3 Jun. 2019CONTENTSTERAHERTZ SCIENCE AND TECHNOLOGYDesign of on-chip D band miniaturized directional coupler…………………………………………LUO Xianhu,CHENG Xu,ZHANG Liang,et al. (353) Optical injection characteristics of Terahertz Quantum Cascade Lasers………………………………………LI Yuanyuan,YANG Ning,CHU Weidong (359) Research development of CMOS terahertz doublers……………………………………………………………………SONG Ruiliang,WANG Chunting (364) Dynamically tunable terahertz metasurface…………………………………………………………………………………WANG Teng,ZHANG Yan(368) Design and implementation of a space-borne reflector antenna operating at terahertz frequency…………SHI Jinwen,ZHOU Weilai,YU Xumin,et al. (373) Nondestructive testing of rubber materials based on terahertz time-domain spectroscopy technology…………CHEN Qi,LI Lijuan,REN Jiaojiao,et al. (379) DETECTION,GUIDANCE,TTC,COMMUNICATION,ELECTRONIC COUNTERMEASUREA symbol timing synchronization algorithm for multiple symbol detection in range telemetry……………ZHOU You,LIU Rongke,DUAN Ruifeng,et al. (385) Topology optimization design of a new type of instrument cabin…………………………………………………HE Liping,WU Xia,LIU Jianzhuang (390) Optical axis on-orbit calibration of the tracking and collimation system based on star trackers……………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………GAO Yuan,ZHANG Weihua,ZHENG Xunjiang,et al. (394) Multi-beam circum-directional laser fuse and aimed warhead…………………………………………………………KONG Dehao,LU Ming,SU Yide (402) Atmospheric duct monitoring and test method in Bohai zone……………………………………………………WANG Na,HE Rongguo,JIN Zhenzhong (408) Test and analysis of distributed aperture coherence-synthetic radar technology………………ZHOU Baoliang,ZHOU Dongming,GAO Hongwei,et al. (413) Time delay estimation based on rotation-invariance PM in wireless positioning…………………………LI Haiwen,CHEN Song,ZHANG Long,et al. (418) Simulation and analysis of the one dimensional connectivity for representative tactical Ad Hoc radio networks……………………………………………………………………………………………………………………………………………………YANG Huijie,WANG Wei,LIU Bodong,et al. (424) ELECTROMAGNETIC FIELDS & MICROWAVESingle fed wideband circularly polarized crossed dipole antenna………………………………………………………………SHANG Feng,HAN Jiaojiao (430) Method and system for monitoring electromagnetic environment in space based on shared database………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………CHENG Junping,XU Zhijian,JIA Xiaojing,et al. (435) Analysis of elements failure effects on absolute time delay of phased array antenna……………………………CHEN Tengbo,DU Hailong,JIANG Tao (440) Design of a broadband microstrip Yagi antenna…………………………………………………………………………………SHANG Feng,LI Xiaojiao (445) Circularly polarized wideband microstrip antenna with high gain and array design……………………………ZHU Naida,YANG Xuexia,QIU Houtong(448) Design of a four-coil parallel resonant magnetic coupled wireless power transmission system………………………MA Jingxu,ZHONG Yi,CHEN Xing (452) SIGNAL AND INFORMATION PROCESSING,COMPUTER AND CONTROLDetection and performance analysis of radar coherent integration for moving target in transform domain…………SUN Yanli,CHEN Xiaolong,LIU Ye (457) Sparsity-based robust beamforming method using nested array…………………………………………………ZHOU Rongyan,LI Meng,TAN Weijie (462) Analysis of typical operating state of voltage mode Buck converter……………………………………………SUN Fangya,ZHU Xitong,LI Zeyu,et al. (469) Immittance functions solution of Oldham fractal Chain and Liu-Kaplan fractal chain fractance………………GAO Xiaolong,YUAN Xiao,SHI Buchun (474) Automatic extraction of vocal music theme………………………………………………………………………LU Xiong,XIA Xiuyu,CAI Liang,et al. (482) Application of hyperspectral technology in classification and recognition of bloodstains………………LI Chengcheng,ZHAO Mingfu,TANG Bin,et al. (489) Performance analysis of RELAX algorithm for HRRP super resolution processing…………………SUN Jingming,WANG Ziqian,YANG Yuhao,et al. (495) Deep learning based social-aware location recommendation…………………………………………………WANG Lei,GAO Chen,ZHOU Bei,et al. (502) MICRO-ELECTRONICS,MICRO-SYSTEM AND PHYSICAL ELECTRONICSGas sensing properties on SnSe2 single atom layer: first principle study………………………………………GUAN Debin,YANG Fang,YU Kun,et al. (509) Design of radiation hardening optical receiver chip……………………………………………………………HE Linyan,LUO Ping,ZHOU Xiao,et al. (515) Low-temperature solution-processed molybdenum oxide and its application for QLEDs…………ZHANG Tingting,GU Xiaobing,YANG Peizhi,et al. (519) A suitable design of floating-point DSP hard core structure in FPGA…………………………………………ZHAO He,HUANG Zhihong,YU Le,et al. (524) Negative resistance model and circuit design of Cascode chaotic oscillator……………………………CHEN Wenlan,ZHENG Linhua,YANG Xinghua (531) Using Faraday cup for measurement of intense pulsed electric beams………………………………ZHU Xiaoxin,TAN Weibing,SU Zhaofeng,et al. (536) Design of anti-radiation hardened beam-steering units based on FPGAs………………………………………………XIAO Wenguang,YAO Baidong (541)。