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Abstract
Engineering Research Centre of RF-ICs & RF-systems, Ministry of Education, Southeast University, Nanjing 210096, China
An 80-GHz DCO based on modified hybrid tuning banks is introduced in this paper. To achieve sub-MHz frequency resolution with reduced circuit complexity, the improved circuit topology replaces the conventional circuit topology with two binary-weighted SC cells, enabling eight SC-cell-based improved SC ladders to achieve the same fine-tuning steps as twelve SC-cell-based conventional SC ladders. To achieve lower phase noise and smaller chip size, the promoted binary-weighted digitally controlled transmission lines (DCTLs) are used to implement the coarse and medium tuning banks of the DCO. Compared to the conventional thermometer-coded DCTLs, control bits of the proposed DCTLs are reduced from 30 to 8, and the total length is reduced by 34.3% (from 122.76 to 80.66 μm). Fabricated in 40-nm CMOS, the DCO demonstrated in this work features a small fine-tuning step (483 kHz), a high oscillation frequency (79–85 GHz), and a smaller chip size (0.017 mm2). Compared to previous work, the modified DCO exhibits an excellent figure of merit with an area (FoMA) of –198 dBc/Hz.
DCO switched-capacitor ladder sub-MHz digitally controlled transmission lines tuning bank Journal of Semiconductors
2023, 44(10): 102402
1 河北工程大学土木工程学院, 邯郸 056000
2 山西路桥集团忻州国道项目建设管理有限公司, 忻州 034000
3 山西卓越水泥有限公司, 长治 046000
4 武汉理工大学材料科学与工程学院, 武汉 430070
采用裹浆工艺对煤矸石骨料进行预处理, 研究原状煤矸石骨料与不同浆体裹浆煤矸石骨料的吸水率、压碎值和干湿、冻融环境下的劣化行为以及裹浆煤矸石混凝土的强度和耐久性能, 并分析骨料性能强化与混凝土性能提升的相关性。采用XRD、SEM分析原状煤矸石骨料与裹浆煤矸石骨料干湿、冻融循环前后的矿物组成、微观形貌和界面过渡区。结果表明, 原状煤矸石骨料吸水率高, 硬度低, 在干湿、冻融环境下劣化明显, 裹浆后煤矸石骨料性能提升。原状煤矸石混凝土强度与耐久性能较差, 裹浆后煤矸石混凝土性能得到增强, 骨料性能与混凝土性能相关性良好。煤矸石骨料劣化的主要原因是黏土矿物吸水后在干湿、冻融环境下软化失稳, 而裹浆可以起到隔绝水分的作用, 从而使骨料性能得到强化。骨料强化以及骨料与砂浆基体的结合程度提高共同促进了裹浆煤矸石混凝土性能提升。
混凝土 煤矸石骨料 裹浆工艺 干湿循环 冻融循环 强度 耐久性能 concrete coal gangue aggregate slurry wrapping technology dry-wet cycle freeze-thaw cycle strength durability
采用电极砖加热的玻璃窑炉, 随着电极砖侵蚀损耗, 需要定期对电极砖进行推进作业。采用带电推进作业, 改进了原断电推进方法对池底温度、液位等工艺影响较大的缺点, 优化了工艺, 提高了产品产量和品质。
窑炉 电极砖 推进 玻璃 furnace electrode brick propulsion glass
板状氧化锡电极砖会随着窑炉运行出现不同程度的侵蚀，造成窑炉工艺偏离，影响生产的稳定性。通过检测OLED及LTPS平板显示基板玻璃窑炉半成品玻璃中氧化锡质量百分比的变化，确定氧化锡板状电极砖推进量，优化推进时间及推进量，进而稳定窑炉工艺状态及窑内液流。
电极 窑炉 玻璃 进程 electrode furnace glass process
针对弱光环境下采集到的图像存在欠曝光的问题，提出了一种基于光照补偿的HSV空间多尺度Retinex图像增强算法。首先在HSV空间下将原始亮度分量同等代换为本征突出层和照明补偿层；然后采用改进的双边核函数（IBKF）处理本征突出层，并根据多尺度Retinex得到反射层；接着通过麻雀搜索优化双边伽马函数来处理照明补偿层，同时在麻雀搜索后期引入萤火虫扰动，使其更快地收敛到全局最优，并从亮度过渡层中提取光照层；最后融合反射层和光照层，并进行颜色空间转换，得到最终的输出图像。实验结果表明，所提算法改善了图像增强过程中的光照损失问题，提升了图像清晰度，获得了更好的视觉感知。
图像处理 HSV空间 多尺度Retinex 图像融合 光照补偿 图像增强 激光与光电子学进展
2022, 59(10): 1010004
中国电子科技集团公司第五十五研究所, 南京 210016
分别介绍了不同类型的条纹管超高速探测器件、组件的工作原理、结构组成和基本性能参数。详细论述了两种典型结构条纹管器件的结构特点,工作原理, 空间分辨率和时间分辨率测试。此外, 还介绍了两种条纹管组件的结构, 工作原理和实际测试结果。条纹管器件和组件采用独特的结构设计、实现超高速时空转换, 获得了皮秒级乃至飞秒级的时间分辨率, 是目前时间分辨率最高的光电探测器件。基于高时间分辨率性能的拓展, 条纹管器件和组件在惯性约束、激光雷达和科学研究等超高速探测领域具有广泛的应用前景。
条纹管 条纹相机 时间分辨率 高速信号探测 激光雷达 streak tube streak camera temporal resolution high speed signal detection laser radar
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
快速反射镜是空间相机中常用的像移补偿装置, 而支撑结构的机械特性将直接影响快速反射镜系统的响应速度及闭环带宽。以某近地轨道空间相机中的音圈电机驱动型快速反射镜为研究对象, 设计了基于十字型柔性铰链的两轴柔性支撑结构, 该结构具有空间利用率高、中心漂移小等优点。根据悬臂梁的挠曲线近似微分方程, 建立了柔性支撑结构两轴转动刚度的数学模型, 针对快速反射镜机构的谐振频率要求, 选择了柔性铰链的主要结构参数, 并利用有限元软件MSC.Patran对机构进行了模态分析, 分析结果表明, 快速反射镜机构在两个工作方向上的谐振频率分别为18.6 Hz和18.7 Hz, 而其他非工作方向上的谐振频率均在292.2 Hz以上, 证明了柔性铰链结构参数的选择具有合理性。为了检验理论模型的准确性, 加工了快速反射镜的样机并搭建实验平台, 对机构的转动刚度和谐振频率进行了检测, 检测结果与理论分析得到的结果在允许的误差范围内具有一致性。
结构设计 柔性支撑 模态分析 快速反射镜 转动刚度 structure design flexible support modal analysis fast steering mirror rotational stiffness 红外与激光工程
2019, 48(12): 1214005
1 中国电子科技集团公司第五十五研究所,南京 210016
2 中国电子科技集团公司第二十七研究所,郑州 450047
3 郑州市激光雷达技术重点实验室,郑州 450047
基于条纹管激光雷达原理与组成,对条纹管探测器输入、输出光学系统进行了小型化和高传输效率设计;针对激光雷达特点,对条纹管峰值响应波长进行了优化,对电子光学系统、偏转系统进行了高分辨率设计,给出了整管的性能参数测试典型值;开发了包括门控电源、扫描电源、高精度同步控制电路在内的电子控制系统,给出了测试典型值。对研制的整个条纹管探测器尺寸、性能参数、接口等作了介绍,并对探测器进行了外场激光雷达试验,获得了清晰的灰度像和三维距离像,证明了条纹管激光雷达体制的可行性和广泛应用前景。
条纹管 激光雷达 三维成像 streak tube Lidar 3D imaging
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对空间相机快速反射镜的工作条件和工作要求, 提出了快速反射镜的结构轻量化设计方案。以100 mm口径圆形反射镜为研究对象, 设计了利用加强筋减重的反射镜轻量化结构, 并提出了基于镜面抗弯刚度等效的等效标准圆镜厚度的计算方法; 分别设计了基于镶嵌体结构的背部三点支撑方案和背部中心支撑方案, 有限元对比分析的结果表明, 采用背部中心支撑方案可以避免镜座与反射镜之间因温度变形不协调引起的多个支撑点相互干涉, 镜面面形精度较高, 并且由于结构简单, 其摆动组件的总质量更轻; 为了进一步提高快速反射镜结构的综合性能, 同时以摆动组件的总质量及镜面面形的均方根值为优化目标, 对背部中心支撑方案下快速反射镜的主要结构参数进行了多目标优化, 优化结果显示, 加强筋的高度和镶嵌体的壁厚对结构综合性能的贡献最大; 最终优化方案下快速反射镜的摆动组件总质量仅为95.75 g, 结构的一阶谐振频率为217 Hz, 在-8 ℃温度载荷的作用下, 镜面面形的RMS为7.26 nm, 满足设计要求的同时, 反射镜实现了40.4%的轻量化率。
快速反射镜 轻量化 背部中心支撑 对比分析 有限元仿真 多目标优化 fast steering mirror lightweight rear support in center contrastive analysis finite element simulation multi-objective optimization 红外与激光工程
2019, 48(4): 0418001
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于600 mm口径的某激光发射系统, 提出了一种卷帘覆盖压紧式密封方法, 卷帘采用卷曲收放结构, 通过电机驱动卷轴转动带动同步带运动, 同时利用弹性拉紧机构拉紧卷帘, 使卷帘在收放运动过程中一直保持紧贴密封平面来达到密封效果。通过理论分析与有限元建模仿真, 对其密封特性进行了分析, 得出密封平面的结构形式是影响密封性能的主要因素。通过分析比较, 选取PVC作为卷帘材料。设计的结构为密封凸起平面形式, 卷帘厚度为0.5 mm, 结构边缘带有30°倒角。对其密封特性进行有限元仿真分析, 得出卷帘中心挠度为6.269 mm。在设计指标所允许的的极限载荷下卷帘所受应力远小于材料拉伸强度, 不会破坏。满足密封要求。
激光光学 强激光 卷帘式密封 覆盖压紧 有限元分析 laser optics high power laser rolling blinds seal coverage constraint Finite Element Analysis 红外与激光工程
2019, 48(5): 0506005
