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2009年 第38卷 第5期
2009, 38(5): 481-486.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.001
摘要:
太赫兹科学技术是当前受到极大重视的交叉学科前沿,为人类社会发展提供了一个非常诱人的机遇。该文阐述了太赫兹波的优越特性及其在物理学、化学、生物医学、天文学、材料科学和环境科学等方面的重要学术和应用价值,以及对国民经济发展、国家安全、反恐和新一代信息科学技术发展的重大推动作用,介绍了世界太赫兹科技及其产业化发展情况,说明现代科技发展和应用的迫切需求使得该领域科学技术发展速度迅猛,也使太赫兹科学技术的发展呈现出基础研究、开发研究和产业化同步进行、相互融合、相互促进的新特点。
太赫兹科学技术是当前受到极大重视的交叉学科前沿,为人类社会发展提供了一个非常诱人的机遇。该文阐述了太赫兹波的优越特性及其在物理学、化学、生物医学、天文学、材料科学和环境科学等方面的重要学术和应用价值,以及对国民经济发展、国家安全、反恐和新一代信息科学技术发展的重大推动作用,介绍了世界太赫兹科技及其产业化发展情况,说明现代科技发展和应用的迫切需求使得该领域科学技术发展速度迅猛,也使太赫兹科学技术的发展呈现出基础研究、开发研究和产业化同步进行、相互融合、相互促进的新特点。
2009, 38(5): 487-494.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.002
摘要:
光子晶体光纤作为新一代光纤和传统光纤相比具有许多独特的优点,因此研究基于光子晶体光纤的传感器已成为光纤传感技术领域的一个热点。该文在国际上首次报道了系列基于光子晶体光纤的法布里-珀罗干涉传感器,包括基于空芯光子晶体光纤的法布里-珀罗干涉应变、温度传感器;基于实心单模光子晶体光纤的法布里-珀罗干涉温度、折射率传感器;基于飞秒和157nm激光器微加工制作的实心光子晶体光纤法布里-珀罗干涉高温应变传感器。这些新型光子晶体光纤干涉传感器具有对温度不敏感、精度高、可靠性好、耐恶劣环境等突出优点,可望在能源、交通、航天航空、生化等领域得到重要应用。
光子晶体光纤作为新一代光纤和传统光纤相比具有许多独特的优点,因此研究基于光子晶体光纤的传感器已成为光纤传感技术领域的一个热点。该文在国际上首次报道了系列基于光子晶体光纤的法布里-珀罗干涉传感器,包括基于空芯光子晶体光纤的法布里-珀罗干涉应变、温度传感器;基于实心单模光子晶体光纤的法布里-珀罗干涉温度、折射率传感器;基于飞秒和157nm激光器微加工制作的实心光子晶体光纤法布里-珀罗干涉高温应变传感器。这些新型光子晶体光纤干涉传感器具有对温度不敏感、精度高、可靠性好、耐恶劣环境等突出优点,可望在能源、交通、航天航空、生化等领域得到重要应用。
2009, 38(5): 495-504.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.003
摘要:
简要介绍了集成电路互连线建模发展的历史。回顾了曾广泛使用的一维电迁移引起的回流模型。基于原子通量散度的概念,电迁移建模可以分为两种方法。一种是常用的扩散路径法,该方法能够解释传统的铝片上金属互连的许多重要电迁移现象。然而,随着芯片尺寸越来越小,工业界为了追求更好的性能,转向了使用铜/低k组合作为互连材料,同时引进了三维集成电路技术。顺应这种趋势,第二种驱动力电迁移建模方法发展了起来,该方法有助于人们理解窄互连工艺中的许多现象。有限元模拟也越来越多地用于驱动力分析法。
简要介绍了集成电路互连线建模发展的历史。回顾了曾广泛使用的一维电迁移引起的回流模型。基于原子通量散度的概念,电迁移建模可以分为两种方法。一种是常用的扩散路径法,该方法能够解释传统的铝片上金属互连的许多重要电迁移现象。然而,随着芯片尺寸越来越小,工业界为了追求更好的性能,转向了使用铜/低k组合作为互连材料,同时引进了三维集成电路技术。顺应这种趋势,第二种驱动力电迁移建模方法发展了起来,该方法有助于人们理解窄互连工艺中的许多现象。有限元模拟也越来越多地用于驱动力分析法。
2009, 38(5): 505-523.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.004
摘要:
自旋电子学指通过控制和利用电子自旋(而不是电荷)获得一系列新颖性能的研究领域。自旋电子器件已经成功地应用于计算机硬盘驱动器和磁性随机存储器,对IT行业的发展产生了深远的影响。这些应用都是基于自旋极化传输效应,即具有固定自旋取向的电子穿过磁性异质结所发生的相关效应。目前,在将微波和自旋极化传输联系起来的自旋器件中的自旋动力学研究,为研制尺寸远远小于微波波长的新型微波器件提供了巨大的潜能。在这篇综述中,首先简单地介绍了自旋器件的概念;接着研究了微波实验来研究自旋电子器件的微波辅助翻转和自旋泵浦现象。前者将能够开发出高密度的计算机硬盘,而后者,结合直接电子检测技术,将能够实现小型化的无源微波探测器。
自旋电子学指通过控制和利用电子自旋(而不是电荷)获得一系列新颖性能的研究领域。自旋电子器件已经成功地应用于计算机硬盘驱动器和磁性随机存储器,对IT行业的发展产生了深远的影响。这些应用都是基于自旋极化传输效应,即具有固定自旋取向的电子穿过磁性异质结所发生的相关效应。目前,在将微波和自旋极化传输联系起来的自旋器件中的自旋动力学研究,为研制尺寸远远小于微波波长的新型微波器件提供了巨大的潜能。在这篇综述中,首先简单地介绍了自旋器件的概念;接着研究了微波实验来研究自旋电子器件的微波辅助翻转和自旋泵浦现象。前者将能够开发出高密度的计算机硬盘,而后者,结合直接电子检测技术,将能够实现小型化的无源微波探测器。
2009, 38(5): 524-530.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.005
摘要:
高分子辅助沉积法是近年来发展起来的一种薄膜沉积方法。该方法利用高分子与金属键合形成均匀稳定的溶液,将溶液涂覆在基片上后,通过热处理使高分子分解而形成薄膜。该文介绍了使用该方法制备的一些具有代表性的氧化物和氮化物薄膜,包括简单氧化物/氮化物,如TiO2、GaN和AlN等,复杂氧化物/氮化物如(Ba,Sr)TiO3、Ti1-xAlxN等。通过X射线衍射、透射电镜、介电测试和光学测试等方法对薄膜的结构和性能进行了表征和分析,并探讨了基片和工艺条件对结构和性能的影响。这些结果表明高分子辅助沉积法可以广泛应用于制备各种高质量的氧化物和氮化物薄膜。
高分子辅助沉积法是近年来发展起来的一种薄膜沉积方法。该方法利用高分子与金属键合形成均匀稳定的溶液,将溶液涂覆在基片上后,通过热处理使高分子分解而形成薄膜。该文介绍了使用该方法制备的一些具有代表性的氧化物和氮化物薄膜,包括简单氧化物/氮化物,如TiO2、GaN和AlN等,复杂氧化物/氮化物如(Ba,Sr)TiO3、Ti1-xAlxN等。通过X射线衍射、透射电镜、介电测试和光学测试等方法对薄膜的结构和性能进行了表征和分析,并探讨了基片和工艺条件对结构和性能的影响。这些结果表明高分子辅助沉积法可以广泛应用于制备各种高质量的氧化物和氮化物薄膜。
2009, 38(5): 531-536.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.006
摘要:
动态磁谱参数,包括微波磁导率实部和虚部、截止频率等,与材料本征磁参数、结构形貌参数的制约关系,作为高频磁性材料性能的标杆和发展方向的理论指导,一直伴随着高频磁性材料的发展而不断演变,是动态磁化物理理论研究和磁性功能材料设计所关注的核心问题。磁结构决定了极限关系式的形式,而极限关系式为磁结构的设计、应用和发展提供了理论指导。该文综合介绍了近年来国内外高频磁结构和磁极限关系研究的发展情况,着重分析两者相辅相成的关系和研究方法,并归纳了该领域的发展趋势和存在的一些主要问题。
动态磁谱参数,包括微波磁导率实部和虚部、截止频率等,与材料本征磁参数、结构形貌参数的制约关系,作为高频磁性材料性能的标杆和发展方向的理论指导,一直伴随着高频磁性材料的发展而不断演变,是动态磁化物理理论研究和磁性功能材料设计所关注的核心问题。磁结构决定了极限关系式的形式,而极限关系式为磁结构的设计、应用和发展提供了理论指导。该文综合介绍了近年来国内外高频磁结构和磁极限关系研究的发展情况,着重分析两者相辅相成的关系和研究方法,并归纳了该领域的发展趋势和存在的一些主要问题。
2009, 38(5): 537-543.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.007
摘要:
社团结构是复杂网络的一个极其重要的特性,网络社团结构挖掘在生物学、计算机科学和社会学等多个领域都具有很重要的意义。近年来,针对不同类型的大规模复杂网络,人们提出了很多寻找社团结构的算法。该文综述了该领域最新的比较有代表性的一些算法,重点分析了基于模块度指标的改进算法,能够体现社团层次性和重叠性的新算法,衡量社团划分算法好坏的基准图。最后展望了该领域的未来研究方向。
社团结构是复杂网络的一个极其重要的特性,网络社团结构挖掘在生物学、计算机科学和社会学等多个领域都具有很重要的意义。近年来,针对不同类型的大规模复杂网络,人们提出了很多寻找社团结构的算法。该文综述了该领域最新的比较有代表性的一些算法,重点分析了基于模块度指标的改进算法,能够体现社团层次性和重叠性的新算法,衡量社团划分算法好坏的基准图。最后展望了该领域的未来研究方向。
2009, 38(5): 550-554.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.009
摘要:
介绍了运动想像脑-机接口技术中的几项核心技术,即在信息特征提取阶段采用的共空间模式和判决空间模式滤波方法、在模式识别阶段采用的大概率测试样本扩充训练集合的贝叶斯线性判决分析方法、直推式支持向量机方法、基于流形学习的拉普拉斯支持向量机方法和基于分层贝叶斯模型的方法。介绍了在线系统设计中的放大器设计和空闲态检测,展望了未来的发展方向。
介绍了运动想像脑-机接口技术中的几项核心技术,即在信息特征提取阶段采用的共空间模式和判决空间模式滤波方法、在模式识别阶段采用的大概率测试样本扩充训练集合的贝叶斯线性判决分析方法、直推式支持向量机方法、基于流形学习的拉普拉斯支持向量机方法和基于分层贝叶斯模型的方法。介绍了在线系统设计中的放大器设计和空闲态检测,展望了未来的发展方向。
2009, 38(5): 555-561.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.010
摘要:
快速相关攻击是分析流密码组合生成器最有效的攻击方法,其核心思想是将组合流密码的破译转化为译码问题,利用纠错码的译码技术实现对组合流密码的攻击。近年来,基于纠错码译码技术的流密码快速相关攻击技术有重要的进展和应用,因此总结快速相关攻击技术的发展现状,提出并分析新的快速相关攻击问题,有重要的学术和应用价值。该文首次将流密码快速相关攻击模型应用到纠错码理论中,提出流密码和纠错码联合设计新的研究方向,其研究成果有望解决极低信噪比环境下的可靠通信这一当前通信领域的难题。依据快速相关攻击的基本原理,分析并比较了4类典型快速相关攻击算法,即Meier-Staffelbach型算法,分别基于卷积码和Turbo码的攻击算法,CJS算法和基于LDPC码的快速相关攻击算法。最后得出快速相关攻击算法的一般适用准则,指出了快速相关攻击中尚未解决的问题和进一步的研究内容。
快速相关攻击是分析流密码组合生成器最有效的攻击方法,其核心思想是将组合流密码的破译转化为译码问题,利用纠错码的译码技术实现对组合流密码的攻击。近年来,基于纠错码译码技术的流密码快速相关攻击技术有重要的进展和应用,因此总结快速相关攻击技术的发展现状,提出并分析新的快速相关攻击问题,有重要的学术和应用价值。该文首次将流密码快速相关攻击模型应用到纠错码理论中,提出流密码和纠错码联合设计新的研究方向,其研究成果有望解决极低信噪比环境下的可靠通信这一当前通信领域的难题。依据快速相关攻击的基本原理,分析并比较了4类典型快速相关攻击算法,即Meier-Staffelbach型算法,分别基于卷积码和Turbo码的攻击算法,CJS算法和基于LDPC码的快速相关攻击算法。最后得出快速相关攻击算法的一般适用准则,指出了快速相关攻击中尚未解决的问题和进一步的研究内容。
2009, 38(5): 562-567.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.011
摘要:
建立了电子回旋共振(ECR)放电的粒子模型,编制了准三维电磁模粒子模拟与蒙特卡罗模拟程序。通过对氩气ECR放电电离过程的理论分析与数值模拟,得到了放电稳态形成时不同放电区域的电子能量分布。研究了不同中性气压以及外加磁场位形对这些区域中电子能量分布特性的影响。随着中性气压的升高,远离ECR区域中的低能电子减少,高能电子增加,而ECR区域中电子能量分布变化特征与之相反;相对于收敛磁场位形,磁镜磁场位形更有利于约束放电下游区的电子能量以及电子能量分布的宽度。
建立了电子回旋共振(ECR)放电的粒子模型,编制了准三维电磁模粒子模拟与蒙特卡罗模拟程序。通过对氩气ECR放电电离过程的理论分析与数值模拟,得到了放电稳态形成时不同放电区域的电子能量分布。研究了不同中性气压以及外加磁场位形对这些区域中电子能量分布特性的影响。随着中性气压的升高,远离ECR区域中的低能电子减少,高能电子增加,而ECR区域中电子能量分布变化特征与之相反;相对于收敛磁场位形,磁镜磁场位形更有利于约束放电下游区的电子能量以及电子能量分布的宽度。
2009, 38(5): 568-578.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.012
摘要:
介绍了电子科技大学计算电磁学实验室近年来在计算电磁学领域取得的一些进展和成果。在数值计算方法方面,针对传输、辐射和散射问题,提出了一些新的和改进的时域数值方法和频域数值方法,在保证计算精度的同时提高了仿真的计算效率。在电磁建模方面,提出了知识人工神经网络方法和新型传输线方法,作为高效的CAD工具,其能实现准确和快速的电磁建模。在电磁优化方面,采用跳跃基因遗传算法和空间映射方法对天线和微波无源器件进行了高效率的优化。
介绍了电子科技大学计算电磁学实验室近年来在计算电磁学领域取得的一些进展和成果。在数值计算方法方面,针对传输、辐射和散射问题,提出了一些新的和改进的时域数值方法和频域数值方法,在保证计算精度的同时提高了仿真的计算效率。在电磁建模方面,提出了知识人工神经网络方法和新型传输线方法,作为高效的CAD工具,其能实现准确和快速的电磁建模。在电磁优化方面,采用跳跃基因遗传算法和空间映射方法对天线和微波无源器件进行了高效率的优化。
2009, 38(5): 579-586.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.013
摘要:
随着高温超导材料制备技术的进步,应用高温超导块材和带材研制开发直线电动机已具备了核心技术基础。该文总结了已研制出的高温超导直线电动机类型,并建立了它们的结构模型。应用磁场有限元方法,研究了这些不同类型高温超导直线电动机的电磁特性,并设计了实际模型装置进行了试验验证。通过高温超导直线电动机在磁悬浮车及电磁飞机弹射器等交通运输领域中的应用分析,验证了高温超导直线电动机技术在实际应用当中的潜在优越性。
随着高温超导材料制备技术的进步,应用高温超导块材和带材研制开发直线电动机已具备了核心技术基础。该文总结了已研制出的高温超导直线电动机类型,并建立了它们的结构模型。应用磁场有限元方法,研究了这些不同类型高温超导直线电动机的电磁特性,并设计了实际模型装置进行了试验验证。通过高温超导直线电动机在磁悬浮车及电磁飞机弹射器等交通运输领域中的应用分析,验证了高温超导直线电动机技术在实际应用当中的潜在优越性。
2009, 38(5): 587-596.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.014
摘要:
入侵检测是网络安全中极其重要的一环,异常检测是近年来入侵检测研究领域的热点。从分析入侵检测和网络安全模型间的关系开始,介绍入侵检测的概念和入侵检测系统的抽象模型,重点讨论基于网络数据、基于系统调用和基于系统调用参数的异常检测技术方法,对3种技术的重要研究方法进行了分析。指出入侵检测目前应尽量降低入侵检测系统对目标系统的性能影响和重点解决入侵异常检测系统的性能开销问题。随着网络环境的不断变化和入侵攻击手段的不断推陈出新,入侵异常检测未来的研究趋势之一是在入侵异常检测系统中增加可视化情景再现过程。
入侵检测是网络安全中极其重要的一环,异常检测是近年来入侵检测研究领域的热点。从分析入侵检测和网络安全模型间的关系开始,介绍入侵检测的概念和入侵检测系统的抽象模型,重点讨论基于网络数据、基于系统调用和基于系统调用参数的异常检测技术方法,对3种技术的重要研究方法进行了分析。指出入侵检测目前应尽量降低入侵检测系统对目标系统的性能影响和重点解决入侵异常检测系统的性能开销问题。随着网络环境的不断变化和入侵攻击手段的不断推陈出新,入侵异常检测未来的研究趋势之一是在入侵异常检测系统中增加可视化情景再现过程。
2009, 38(5): 597-602.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.015
摘要:
气体富集器是为了改善分析仪器的探测极限而设置在探头之前的一个采样和富集装置,采用MEMS技术制作的微型气体富集器与传统的富集器相比,由于热容量小,因而能在更小的功耗下获得更快的升温速率,从而显著地提高富集效率。该文对MEMS微型气体富集器的研究现状进行了综述,重点从吸附面积、气流大小、温升快慢、流场设计等方面对富集器的各种结构进行了综合分析比较,并介绍了相控加热以及微阀集成两种技术提高富集率的基本原理。
气体富集器是为了改善分析仪器的探测极限而设置在探头之前的一个采样和富集装置,采用MEMS技术制作的微型气体富集器与传统的富集器相比,由于热容量小,因而能在更小的功耗下获得更快的升温速率,从而显著地提高富集效率。该文对MEMS微型气体富集器的研究现状进行了综述,重点从吸附面积、气流大小、温升快慢、流场设计等方面对富集器的各种结构进行了综合分析比较,并介绍了相控加热以及微阀集成两种技术提高富集率的基本原理。
2009, 38(5): 603-608.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.016
摘要:
该文主要就性能优异的邻苯二甲腈聚合物的高强度、高模量、高热稳定性及其特种功能化技术进行探讨,重点开展聚合物合成结构的化学反应功能化设计,获得了较好加工、方便交联固化反应的热固性树脂体系,为先进复合材料的RTM 或RIM加工技术的应用提供了高性能基体树脂。通过分子结构的设计将二茂铁结构引入双邻苯二甲腈树脂结构中,获得具有居里温度大于300℃的有机磁性材料。利用邻苯二甲腈与金属或金属盐的反应特点,获得了无机-有机杂化磁性功能复合材料。通过碳纳米管表面-CN化获得了反应功能一体化的CNT/邻苯二甲腈纳米功能复合材料,通过化学控制合成技术制备了高介电常数的超支化酞菁铜,得到了高强度的聚芳醚腈介电薄膜。探讨了电场、磁场以及剪切应力场等加工方式对聚合物微结构的影响。这些功能化技术途径的探索对邻苯二甲腈聚合物的研究开发与应用具有重要的科学意义和现实意义。
该文主要就性能优异的邻苯二甲腈聚合物的高强度、高模量、高热稳定性及其特种功能化技术进行探讨,重点开展聚合物合成结构的化学反应功能化设计,获得了较好加工、方便交联固化反应的热固性树脂体系,为先进复合材料的RTM 或RIM加工技术的应用提供了高性能基体树脂。通过分子结构的设计将二茂铁结构引入双邻苯二甲腈树脂结构中,获得具有居里温度大于300℃的有机磁性材料。利用邻苯二甲腈与金属或金属盐的反应特点,获得了无机-有机杂化磁性功能复合材料。通过碳纳米管表面-CN化获得了反应功能一体化的CNT/邻苯二甲腈纳米功能复合材料,通过化学控制合成技术制备了高介电常数的超支化酞菁铜,得到了高强度的聚芳醚腈介电薄膜。探讨了电场、磁场以及剪切应力场等加工方式对聚合物微结构的影响。这些功能化技术途径的探索对邻苯二甲腈聚合物的研究开发与应用具有重要的科学意义和现实意义。
2009, 38(5): 609-617.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.017
摘要:
利用介电可调薄膜材料的调谐特性研制的介质压控微波器件高频特性好、功率容量大、响应速度快,还有易集成、功耗小、成本低、可靠性高的特点,相比半导体管、铁氧体以及MEMS器件有明显的优势。该文系统介绍了近年来国内外介电可调薄膜材料及压控微波器件的研究进展,并结合作者的工作评述了介电可调薄膜材料和压控微波器件的应用情况。除研究最为集中的钛酸锶钡BaxSr1-xTiO3(BST)材料,还介绍了具有较高调谐率的铋基焦绿石铌酸铋镁Bi1.5MgNb1.5O7(BMN)薄膜材料,该材料介电损耗低(约0.002),介电常数适中(约86),温度系数小,是一种极具发展前景的微波介电可调材料。
利用介电可调薄膜材料的调谐特性研制的介质压控微波器件高频特性好、功率容量大、响应速度快,还有易集成、功耗小、成本低、可靠性高的特点,相比半导体管、铁氧体以及MEMS器件有明显的优势。该文系统介绍了近年来国内外介电可调薄膜材料及压控微波器件的研究进展,并结合作者的工作评述了介电可调薄膜材料和压控微波器件的应用情况。除研究最为集中的钛酸锶钡BaxSr1-xTiO3(BST)材料,还介绍了具有较高调谐率的铋基焦绿石铌酸铋镁Bi1.5MgNb1.5O7(BMN)薄膜材料,该材料介电损耗低(约0.002),介电常数适中(约86),温度系数小,是一种极具发展前景的微波介电可调材料。
2009, 38(5): 618-623.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.018
摘要:
碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)是第三代半导体材料的典型代表。与常规半导体硅(Si)和砷化镓(GaAs)相比,宽禁带半导体具有宽带隙、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等突出优点,是大功率、高温、高频、抗辐照应用场合下极为理想的半导体材料。该文总结了宽禁带SiC和GaN功率半导体器件研发的最新进展,包括各种功率二极管和功率晶体管。同时对宽禁带SiC和GaN功率半导体器件发展所面临的市场和技术挑战进行了分析与概述,并对其发展前景进行了展望。
碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)是第三代半导体材料的典型代表。与常规半导体硅(Si)和砷化镓(GaAs)相比,宽禁带半导体具有宽带隙、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等突出优点,是大功率、高温、高频、抗辐照应用场合下极为理想的半导体材料。该文总结了宽禁带SiC和GaN功率半导体器件研发的最新进展,包括各种功率二极管和功率晶体管。同时对宽禁带SiC和GaN功率半导体器件发展所面临的市场和技术挑战进行了分析与概述,并对其发展前景进行了展望。
2009, 38(5): 624-628.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.019
摘要:
新型超声造影剂(超声微泡)的开发已经逐渐成为超声医学的研究热点。该文综述了各类靶向超声微泡在外周血管疾病的超声诊断领域中的研究进展,尤其是在动脉粥样硬化早期诊断和分子影像中的应用。同时还深入阐述了靶向超声微泡在剪切流场下与血管内皮细胞之间的黏附动力学规律,为靶向超声微泡最终广泛应用于临床提供了实验依据和参考信息。
新型超声造影剂(超声微泡)的开发已经逐渐成为超声医学的研究热点。该文综述了各类靶向超声微泡在外周血管疾病的超声诊断领域中的研究进展,尤其是在动脉粥样硬化早期诊断和分子影像中的应用。同时还深入阐述了靶向超声微泡在剪切流场下与血管内皮细胞之间的黏附动力学规律,为靶向超声微泡最终广泛应用于临床提供了实验依据和参考信息。
2009, 38(5): 629-633.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.020
摘要:
提出了一种Ka波段全相参雷达收发前端电路的设计方法,该设计方法综合考虑了收发变频本振(频综)和收发射频前端电路的特点和设计要求,对上/下变频的频率分配进行优化规划,充分利用了直接数字频率合成(DDS)、锁相环(PLL)和FPGA等的优点,从而既降低本振的实现难度,又可在频谱纯度(相噪和杂散水平)与变频时间等关键技术指标上得到了较高的综合表现。基于此,研制实现了一款性能优良的Ka波段全相参雷达收发前端系统组件,该组件已成功地应用在某Ka波段全相参雷达系统中。实测结果表明:当S/C波段的PLL本振源最小步进15 MHz、带宽480 MHz时,发射端杂散电平小于-65 dBc,接收端杂散小于-70 dBc,相噪水平优于-94 dBc/Hz@1 kHz,系统最大变频(频差480 MHz)时间小于15 μs。
提出了一种Ka波段全相参雷达收发前端电路的设计方法,该设计方法综合考虑了收发变频本振(频综)和收发射频前端电路的特点和设计要求,对上/下变频的频率分配进行优化规划,充分利用了直接数字频率合成(DDS)、锁相环(PLL)和FPGA等的优点,从而既降低本振的实现难度,又可在频谱纯度(相噪和杂散水平)与变频时间等关键技术指标上得到了较高的综合表现。基于此,研制实现了一款性能优良的Ka波段全相参雷达收发前端系统组件,该组件已成功地应用在某Ka波段全相参雷达系统中。实测结果表明:当S/C波段的PLL本振源最小步进15 MHz、带宽480 MHz时,发射端杂散电平小于-65 dBc,接收端杂散小于-70 dBc,相噪水平优于-94 dBc/Hz@1 kHz,系统最大变频(频差480 MHz)时间小于15 μs。
2009, 38(5): 634-638.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.021
摘要:
磁光光纤光栅是一种具有磁光效应的特殊光栅,可直接用于本征型的磁场传感或通过磁控的方式实现可调光子信息处理。该文采用分段均匀模型分析了几种组合磁光光纤Bragg光栅中左右旋圆偏振光的偏振相关损耗对磁场的敏感性,计算表明,均匀磁光光纤光栅的中心区段对磁场最为敏感。提出了一种比均匀磁光光栅更加灵敏的F-P型组合光栅传感结构,可更好地用于较弱磁场下偏振相关损耗的检测。
磁光光纤光栅是一种具有磁光效应的特殊光栅,可直接用于本征型的磁场传感或通过磁控的方式实现可调光子信息处理。该文采用分段均匀模型分析了几种组合磁光光纤Bragg光栅中左右旋圆偏振光的偏振相关损耗对磁场的敏感性,计算表明,均匀磁光光纤光栅的中心区段对磁场最为敏感。提出了一种比均匀磁光光栅更加灵敏的F-P型组合光栅传感结构,可更好地用于较弱磁场下偏振相关损耗的检测。
2009, 38(5): 639-643.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.022
摘要:
针对NC-OFDM系统在某些相干带宽内可能没有足够的导引符号,导致基于频域内插的LS信道估计算法性能较差的问题,提出了一种修正变换域降噪的信道估计算法。该算法利用NC-OFDM系统信道衰落系数的时频域关系,通过IDFT在时域估计信道多径衰落,并进行降噪滤波,然后采用DFT估计频域信道衰落系数,从而避免了频域内插。仿真结果表明,在仿真条件下,该方法比传统基于频域内插的LS信道估计有约4 dB的性能增益。
针对NC-OFDM系统在某些相干带宽内可能没有足够的导引符号,导致基于频域内插的LS信道估计算法性能较差的问题,提出了一种修正变换域降噪的信道估计算法。该算法利用NC-OFDM系统信道衰落系数的时频域关系,通过IDFT在时域估计信道多径衰落,并进行降噪滤波,然后采用DFT估计频域信道衰落系数,从而避免了频域内插。仿真结果表明,在仿真条件下,该方法比传统基于频域内插的LS信道估计有约4 dB的性能增益。
2009, 38(5): 644-650.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.023
摘要:
针对无线竞争共享型信道中恶意节点(或自私节点)不公平使用信道资源的退避访问攻击行为,提出一种新的中心极限定理检测算法。该算法能够有效降低计算复杂度,按需调节检测速度和检测精度、并且易于实现分布式联合检测。该文还基于CLT算法建立Markov链多步检测模型,进一步提升对恶意节点的检测精度。仿真试验表明,CLT检测算法具有较低的误判率和较快的检测速度,对介质访问控制(MAC)子层退避攻击行为的检测性能明显优于经典DOMINO算法。
针对无线竞争共享型信道中恶意节点(或自私节点)不公平使用信道资源的退避访问攻击行为,提出一种新的中心极限定理检测算法。该算法能够有效降低计算复杂度,按需调节检测速度和检测精度、并且易于实现分布式联合检测。该文还基于CLT算法建立Markov链多步检测模型,进一步提升对恶意节点的检测精度。仿真试验表明,CLT检测算法具有较低的误判率和较快的检测速度,对介质访问控制(MAC)子层退避攻击行为的检测性能明显优于经典DOMINO算法。
2009, 38(5): 651-655.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.024
摘要:
海浪极化SAR成像模拟对海面散射的研究有重要的意义。该文根据海浪随机理论进行了粗糙海面建模,利用海面的双尺度模型构造了包含涌浪的随机粗糙海面;同时考虑了大、小尺度的海面的影响。基于该海面模型,利用Bragg散射模型和几何光学近似法模拟了不同风速情况下海浪的极化SAR图像,并对海浪参数及SAR参数对极化图像的影响做了分析,得出了一些有益于海浪信息提取的结论。
海浪极化SAR成像模拟对海面散射的研究有重要的意义。该文根据海浪随机理论进行了粗糙海面建模,利用海面的双尺度模型构造了包含涌浪的随机粗糙海面;同时考虑了大、小尺度的海面的影响。基于该海面模型,利用Bragg散射模型和几何光学近似法模拟了不同风速情况下海浪的极化SAR图像,并对海浪参数及SAR参数对极化图像的影响做了分析,得出了一些有益于海浪信息提取的结论。
2009, 38(5): 656-668.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.025
摘要:
源自当今互联网的语义网研究的目的是定义信息语义和网络服务,因此需要赋予网络智能以便能够自动对网络内容进行推理。各种描述逻辑(DLs)在语义网的研究中扮演着重要角色,构成了W3C推荐的网络本体语言(OWL)的基础,而OWL源于为达到语义网目标的人工智能(AI)本体论研究。语义网的知识和数据量巨大、分散、来源众多且因此通常不具有协调性。因此,必须开发针对非协调本体的实用的推理技术。该文基于Hunter的拟经典逻辑(QCL),构造了新型超协调拟经典描述逻辑(QCDLs),避免了逻辑爆炸问题,同时,针对基于非周期TBox的知识库推理问题,建立了QCDLs语义表演算,进而定义了一种可靠、完备且可判定的推理关系,从而构建了完整的语义网推理框架。与其他重要的超协调描述逻辑进行了比较,结果表明QCDLs具有更强的表达语义和推理能力,并且其相关行为在目标层次上表现出经典性。
源自当今互联网的语义网研究的目的是定义信息语义和网络服务,因此需要赋予网络智能以便能够自动对网络内容进行推理。各种描述逻辑(DLs)在语义网的研究中扮演着重要角色,构成了W3C推荐的网络本体语言(OWL)的基础,而OWL源于为达到语义网目标的人工智能(AI)本体论研究。语义网的知识和数据量巨大、分散、来源众多且因此通常不具有协调性。因此,必须开发针对非协调本体的实用的推理技术。该文基于Hunter的拟经典逻辑(QCL),构造了新型超协调拟经典描述逻辑(QCDLs),避免了逻辑爆炸问题,同时,针对基于非周期TBox的知识库推理问题,建立了QCDLs语义表演算,进而定义了一种可靠、完备且可判定的推理关系,从而构建了完整的语义网推理框架。与其他重要的超协调描述逻辑进行了比较,结果表明QCDLs具有更强的表达语义和推理能力,并且其相关行为在目标层次上表现出经典性。
2009, 38(5): 669-677.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.026
摘要:
模型检验是系统级设计中验证可信计算系统安全性性质的有效方法。动态模型检验是模型随设计过程而变化的模型检验,动态模型检验过程中遇到的最严重问题之一是模型变化所带来的重复检验代价太高。因此,寻找不变性以避免重复检验显得尤为重要。不变性是一种贯穿系列模型检验而保值为真的性质。该文构建动态模型检验的形式化框架,进而提出基于Moore机描述的流控制系统迭代设计过程的不变性理论,该系统是一种嵌入式控制系统,在可信通信中用以处理数据转换,最后展示了若干非平凡CTL性质在迭代过程中的可保持性。
模型检验是系统级设计中验证可信计算系统安全性性质的有效方法。动态模型检验是模型随设计过程而变化的模型检验,动态模型检验过程中遇到的最严重问题之一是模型变化所带来的重复检验代价太高。因此,寻找不变性以避免重复检验显得尤为重要。不变性是一种贯穿系列模型检验而保值为真的性质。该文构建动态模型检验的形式化框架,进而提出基于Moore机描述的流控制系统迭代设计过程的不变性理论,该系统是一种嵌入式控制系统,在可信通信中用以处理数据转换,最后展示了若干非平凡CTL性质在迭代过程中的可保持性。
2009, 38(5): 678-686.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.027
摘要:
工业应用是可穿戴计算技术研究的一个热点问题。该文总结了可穿戴计算技术在各种典型的工业领域中的研究现状,对影响可穿戴计算技术在工业领域推广应用的关键问题,包括可穿戴性和可用性、可穿戴人机交互以及软件体系结构和支撑模式等进行了探讨和分析,最后介绍了面向可穿戴计算工业应用的创新车间信息环境模式——“知晓车间”,以及可穿戴现场作业辅助系统。
工业应用是可穿戴计算技术研究的一个热点问题。该文总结了可穿戴计算技术在各种典型的工业领域中的研究现状,对影响可穿戴计算技术在工业领域推广应用的关键问题,包括可穿戴性和可用性、可穿戴人机交互以及软件体系结构和支撑模式等进行了探讨和分析,最后介绍了面向可穿戴计算工业应用的创新车间信息环境模式——“知晓车间”,以及可穿戴现场作业辅助系统。
2009, 38(5): 687-692.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.028
摘要:
神经网络能以任意精度逼近非线性函数,以神经网络为基础的时间序列预测模型能很好地反映信息的非线性发展趋势。该文在分析传统BP网络缺点的基础上,用具有良好全局搜索能力的遗传算法来改进神经网络。详细讨论了GA算法的优化神经网络初始权值和阈值的思想和理论。在阐述预测方法同时,用具体例证分析了GA-BP网络预测的性能和特点。结果表明,基于GA-BP神经网络在预测精度和适应性方面高于传统的BP神经网络。
神经网络能以任意精度逼近非线性函数,以神经网络为基础的时间序列预测模型能很好地反映信息的非线性发展趋势。该文在分析传统BP网络缺点的基础上,用具有良好全局搜索能力的遗传算法来改进神经网络。详细讨论了GA算法的优化神经网络初始权值和阈值的思想和理论。在阐述预测方法同时,用具体例证分析了GA-BP网络预测的性能和特点。结果表明,基于GA-BP神经网络在预测精度和适应性方面高于传统的BP神经网络。
2009, 38(5): 693-695.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.029
摘要:
从反馈振荡器的Leeson模型相位噪声表达式出发,分析了有载Q的重要性,针对基本皮尔斯振荡电路推导出有载Q的表达式,得到C1越大,有载Q越高的结论。在此基础上设计了一个120 MHz AT切低相噪晶体振荡器样机,经实际测试,该振荡器在偏离载频100 Hz、220 Hz、1 kHz和底部相位噪声分别达到了-130 dBc/Hz、-142 dBc/Hz、-155 dBc/Hz和小于-175 dBc/Hz。结果表明,从提高有载Q出发对低相噪晶体振荡器进行设计是可行的。
从反馈振荡器的Leeson模型相位噪声表达式出发,分析了有载Q的重要性,针对基本皮尔斯振荡电路推导出有载Q的表达式,得到C1越大,有载Q越高的结论。在此基础上设计了一个120 MHz AT切低相噪晶体振荡器样机,经实际测试,该振荡器在偏离载频100 Hz、220 Hz、1 kHz和底部相位噪声分别达到了-130 dBc/Hz、-142 dBc/Hz、-155 dBc/Hz和小于-175 dBc/Hz。结果表明,从提高有载Q出发对低相噪晶体振荡器进行设计是可行的。
2009, 38(5): 696-699.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.030
摘要:
故障自诊断和故障监控能提高WSN的可维护性和可靠性, 延长WSN节点的使用寿命。该文提出一种无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)节点故障自诊断的新方法。首先,可从粗糙集理论中基于互信息的属性约简算法获得故障诊断决策的约简,进而建立一套以属性匹配为核心思想的WSN节点故障自诊断技术,对WSN节点的各个模块分别进行具体的故障诊断和定位。仿真实验表明,该方法在WSN节点中实现故障自诊断时,通信代价小,能耗低,诊断的误判率低。
故障自诊断和故障监控能提高WSN的可维护性和可靠性, 延长WSN节点的使用寿命。该文提出一种无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)节点故障自诊断的新方法。首先,可从粗糙集理论中基于互信息的属性约简算法获得故障诊断决策的约简,进而建立一套以属性匹配为核心思想的WSN节点故障自诊断技术,对WSN节点的各个模块分别进行具体的故障诊断和定位。仿真实验表明,该方法在WSN节点中实现故障自诊断时,通信代价小,能耗低,诊断的误判率低。
2009, 38(5): 700-706.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.031
摘要:
四川省生态安全评价对其生态安全建设具有极其重要的意义。为此,该文利用地理信息技术、遥感技术和层次分析技术对四川省的生态安全评价进行了研究。建立了适用于四川省的生态安全评价指标体系,该指标体系由目标、准则和指标三个层次构成。在指标层中包含了反映自然、人文和污染等方面的14个指标,用遥感和GIS获取处理相关指标。利用层次分析法确定各指标的权重,使用GIS建立生态安全评价的相关模型。最后,以市州为单元,利用相关评价模型对自然生态环境状态、人文社会压力安全、环境污染压力安全和区域生态安全等指数进行评价和定级。该研究表明,利用遥感、GIS和AHP能有效地实现区域生态安全评价,且结果可示以图表。
四川省生态安全评价对其生态安全建设具有极其重要的意义。为此,该文利用地理信息技术、遥感技术和层次分析技术对四川省的生态安全评价进行了研究。建立了适用于四川省的生态安全评价指标体系,该指标体系由目标、准则和指标三个层次构成。在指标层中包含了反映自然、人文和污染等方面的14个指标,用遥感和GIS获取处理相关指标。利用层次分析法确定各指标的权重,使用GIS建立生态安全评价的相关模型。最后,以市州为单元,利用相关评价模型对自然生态环境状态、人文社会压力安全、环境污染压力安全和区域生态安全等指数进行评价和定级。该研究表明,利用遥感、GIS和AHP能有效地实现区域生态安全评价,且结果可示以图表。
2009, 38(5): 707-711.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.032
摘要:
利用L、S、C、X等4波段陆基微波散射计对冬小麦后向散射系数进行了测量,并采集了生物量、叶面积指数和土壤含水量等相关参数。介绍了冬小麦后向散射系数测量方法及相关实验装置,对不同时间、不同种植方向、不同极化状态下获得的数据进行分析比较,重点讨论了生物量、高度以及生长周期对地物后向散射系数的影响。基于水云模型和IEM模型对冬小麦后向散射特性进行模拟,并反演了土壤含水量,反演结果与实测结果相符。
利用L、S、C、X等4波段陆基微波散射计对冬小麦后向散射系数进行了测量,并采集了生物量、叶面积指数和土壤含水量等相关参数。介绍了冬小麦后向散射系数测量方法及相关实验装置,对不同时间、不同种植方向、不同极化状态下获得的数据进行分析比较,重点讨论了生物量、高度以及生长周期对地物后向散射系数的影响。基于水云模型和IEM模型对冬小麦后向散射特性进行模拟,并反演了土壤含水量,反演结果与实测结果相符。
2009, 38(5): 712-715.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.033
摘要:
针对基于身份的强指定验证者签名方案是不可授权的结论和基于身份的指定验证者代理签名方案设计,对两个方案进行安全性分析,首先证明了基于身份的指定验证者方案的签名是可授权的,然后证明了基于身份的指定验证者代理签名方案的签名是可伪造的,说明基于身份的强指定验证者签名方案的结论是不安全的;而基于身份的指定验证者代理签名方案的设计是不合理的。
针对基于身份的强指定验证者签名方案是不可授权的结论和基于身份的指定验证者代理签名方案设计,对两个方案进行安全性分析,首先证明了基于身份的指定验证者方案的签名是可授权的,然后证明了基于身份的指定验证者代理签名方案的签名是可伪造的,说明基于身份的强指定验证者签名方案的结论是不安全的;而基于身份的指定验证者代理签名方案的设计是不合理的。
2009, 38(5): 716-720.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.034
摘要:
针对传统的基于纯硬件平台的FPGA芯片测试方法所存在的种种问题,提出并验证了一种基于软硬件协同技术的FPGA芯片测试方法。该方法引入了软件的灵活性与可观测性等软件技术优势,具有存储深度大、可测I/O管脚数目多、自动完成配置下载(不需人工干预)和自动定位FPGA中的错误等优点,提高了FPGA的测试速度和可靠性,并降低了测试成本,与传统的自动测试仪(ATE)相比有较高的性价比。采用软硬件协同方式针对Xilinx 4010的I/O单元进行了测试,实现了对FPGA芯片的自动反复配置、测试和错误定位。
针对传统的基于纯硬件平台的FPGA芯片测试方法所存在的种种问题,提出并验证了一种基于软硬件协同技术的FPGA芯片测试方法。该方法引入了软件的灵活性与可观测性等软件技术优势,具有存储深度大、可测I/O管脚数目多、自动完成配置下载(不需人工干预)和自动定位FPGA中的错误等优点,提高了FPGA的测试速度和可靠性,并降低了测试成本,与传统的自动测试仪(ATE)相比有较高的性价比。采用软硬件协同方式针对Xilinx 4010的I/O单元进行了测试,实现了对FPGA芯片的自动反复配置、测试和错误定位。
2009, 38(5): 721-724.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.035
摘要:
对印制电路板(PCB)金手指表面变色进行研究,通过对铜原子扩散的分析,解释了PCB金手指表面变色的原因,即铜原子扩散到PCB金手指表面而被氧化;另外,通过分析铜原子在PCB金手指表面的扩散的内在驱动力,并利用菲克定律结合实际条件得出铜在PCB金手指表面的扩散流量和浓度分布表达式,为在实际运用中防止铜原子在PCB金手指表面的扩散提供了理论依据。
对印制电路板(PCB)金手指表面变色进行研究,通过对铜原子扩散的分析,解释了PCB金手指表面变色的原因,即铜原子扩散到PCB金手指表面而被氧化;另外,通过分析铜原子在PCB金手指表面的扩散的内在驱动力,并利用菲克定律结合实际条件得出铜在PCB金手指表面的扩散流量和浓度分布表达式,为在实际运用中防止铜原子在PCB金手指表面的扩散提供了理论依据。
2009, 38(5): 725-729.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.036
摘要:
介绍了一种在挠性聚酰亚胺基材上开窗口的新工艺。采用化学蚀刻法,蚀刻液由氢氧化钾、氢氧化钠和添加剂组成,于一定的工艺条件下在挠性印制电路板聚酰亚胺基材上开出所需大小、形状的窗口。结合镂空板工艺实例,详细介绍了工艺过程,并讨论了取得的效果与蚀刻机理。该方法克服了传统的开窗口工艺具有的先期投入和维护成本高、精度不够的缺点,可以完成高附加值的小型、高密度的挠性电路板的生产。
介绍了一种在挠性聚酰亚胺基材上开窗口的新工艺。采用化学蚀刻法,蚀刻液由氢氧化钾、氢氧化钠和添加剂组成,于一定的工艺条件下在挠性印制电路板聚酰亚胺基材上开出所需大小、形状的窗口。结合镂空板工艺实例,详细介绍了工艺过程,并讨论了取得的效果与蚀刻机理。该方法克服了传统的开窗口工艺具有的先期投入和维护成本高、精度不够的缺点,可以完成高附加值的小型、高密度的挠性电路板的生产。
2009, 38(5): 730-733.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.037
摘要:
用射频等离子增强化学气相沉积(RF-PECVD)制备磷掺杂氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜,研究了辉光放电气体压强(20~80 Pa)对薄膜折射率、消光系数、光学带隙以及氢含量的影响;用激光拉曼光谱研究了气体压强对a-Si:H薄膜微结构的影响,并与薄膜的光学性能进行了综合讨论。结果表明,随着辉光放电气体压强的增加,a-Si:H薄膜的光学带隙和氢含量都有不同程度的增大,但折射率和消光系数却逐步减小;与此同时,薄膜内非晶网络的短程和中程有序程度逐渐恶化。
用射频等离子增强化学气相沉积(RF-PECVD)制备磷掺杂氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜,研究了辉光放电气体压强(20~80 Pa)对薄膜折射率、消光系数、光学带隙以及氢含量的影响;用激光拉曼光谱研究了气体压强对a-Si:H薄膜微结构的影响,并与薄膜的光学性能进行了综合讨论。结果表明,随着辉光放电气体压强的增加,a-Si:H薄膜的光学带隙和氢含量都有不同程度的增大,但折射率和消光系数却逐步减小;与此同时,薄膜内非晶网络的短程和中程有序程度逐渐恶化。
2009, 38(5): 734-736.
doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.05.038
摘要:
由狭义相对性原理可知:在洛仑兹变换的时空坐标中,电磁场量随观察者的参考系而变,但麦克斯韦方程组的形式相同。该文从法拉第电磁感应定律和基于麦克斯韦位移电流假说的安培定律出发,推导出了在无源自由空间中时变电磁场量对以低速相对运动的不同惯性系的相对关系式,并讨论了按该相对关系变换的时变电磁场基本方程的协变性。所得结论对于理解和应用时变电磁场基本方程具有重要的指导意义。
由狭义相对性原理可知:在洛仑兹变换的时空坐标中,电磁场量随观察者的参考系而变,但麦克斯韦方程组的形式相同。该文从法拉第电磁感应定律和基于麦克斯韦位移电流假说的安培定律出发,推导出了在无源自由空间中时变电磁场量对以低速相对运动的不同惯性系的相对关系式,并讨论了按该相对关系变换的时变电磁场基本方程的协变性。所得结论对于理解和应用时变电磁场基本方程具有重要的指导意义。
