期刊基本信息
创刊:
2003年 • 双月刊
名称:
太赫兹科学与电子信息学报
英文:
Journal of terahertz science and electronic information technology
主管单位:
中国工程物理研究院
主办单位:
中国工程物理研究院电子工程研究所
主编:
刘仓理
副主编:
张健 罗雪梅
ISSN:
2095-4980
刊号:
CN 51-1746/TN

本期栏目 2020, 18(3)

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太赫兹科学与电子信息学报 第18卷 第3期

作者单位
摘要
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 1
作者单位
摘要
电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都 611731
为解决主流太赫兹成像技术在成像速度、分辨力、清晰度以及制造成本等方面存在相互制约的问题,提出一种基于光控型空间调制器的太赫兹波快速成像技术。这一技术利用新型硅基太赫兹调制材料与数字微镜阵列器件 (DMD)的集成,实现了基于单像素太赫兹探测器的快速成像,进一步分析了太赫兹波束分布特性和高斯背景对成像效果的影响,并提出了有效的优化方法。实验结果证实这种新型技术能够显著提高成像分辨力和清晰度。
太赫兹波 成像技术 空间调制器 单像素探测器 黑硅 terahertz wave imaging technology spatial modulator single-pixel detector black silicon 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 351
作者单位
摘要
1 浙江师范大学工学院,浙江金华 321000
2 东南大学毫米波国家重点实验室,江苏南京 211189
3 IHP,Microelectronics,Frankfurt Oder,15236,Germany
4 Heinz Nixdorf Institute,Paderborn University,33102,Germany
为了实现太赫兹气体频谱分析传感器,对 245 GHz次谐波接收机芯片的片外测试展开研究。建立了 245 GHz次谐波接收机片外测试系统以及基于 245 GHz接收机芯片及发射机芯片的气体频谱分析传感器片外展示测试系统,对 245 GHz次谐波接收机芯片转换增益和带宽进行测试。片外测试系统得到 15 dB转换增益和 15 GHz带宽;片外展示测试系统得到 9 dB转换增益和 16 GHz带宽。片外测试系统和片外展示测试系统结果基本吻合。在片外展示测试系统中加入气腔,即构成气体频谱分析传感器。与现有同类型传感器相比,本文的次谐波接收机具有高增益、高带宽、集成本地振荡信号、低功耗等优势,非常适用于消费电子领域小体积的智能气体频谱分析传感器。
245 GHz次谐波接收机 片外测试系统 片外展示测试系统 气体频谱分析传感器系统 高增益 高带宽 低功耗 245 GHz subharmonic receiver off -chip measurementsystem off -chip demonstratormeasurement system gas spectroscopy sensor system high gain wide bandwidth low power consumption 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 358
作者单位
摘要
江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江 212013
在太赫兹频段,无源器件电容电感的品质因数低、电路的寄生参数以及 MOS管的截止频率影响使太赫兹振荡器电路难以实现高功率输出。提出一种 300 GHz可调谐振荡器,首先,采用改进的交叉耦合双推 (Push- Push)振荡器结构,通过输出功率叠加的方法输出二次谐波 300 GHz信号,增加了振荡器的输出功率并突破了 MOS管截止频率,并通过增加栅极互连电感增加输出功率。其次,太赫兹振荡器摒弃传统片上可变电容调谐的方式,通过调节 MOS管衬底电压改变 MOS管的栅极寄生电容实现频率调谐,避免太赫兹频段引入低 Q值电容,进一步增加了输出功率。提出的太赫兹振荡器采用台积电 40 nm CMOS工艺,基波工作频率为 154.5 GHz,输出二次谐波为309.0 GHz,输出功率可达 -3.0 dBm,相位噪声为 -79.5 dBc/Hz@1 MHz,功耗为 28.6 mW,频率调谐范围为 303.5~315.4 GHz。
Push-Push振荡器 CMOS工艺 太赫兹源 高输出功率 Push-Push oscillator CMOS THz source high output power 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 364
熊子康 1,2,3何敬锁 1,2,3,*武晓磊 1,2,3苏波 1,2,3张存林 1,2,3
作者单位
摘要
1 首都师范大学物理系,北京 100048
2 首都师范大学太赫兹光电子学教育部重点实验室,北京 100048
3 首都师范大学北京成像技术高精尖创新中心,北京 100048
太赫兹波具有传输速率高、容量大、方向性好、抗干扰能力强等特点,由于大气损耗大和大功率源的缺乏,较适用于短距离无线通信。基于 300 GHz频段的优良特性,设计了一种 310 GHz太赫兹无线通信系统。通信 链路基于美国亚毫米波与太赫兹产品制造公司 (VDI)的谐波混频和超外差收发,系统主要由倍频器、功率放大器、滤波器和 VDI次谐波混频器构成。根据链路预算搭建实际通信系统,仿真和实验结果证明:随着通信速率的升高,解调信号的失真逐渐增加。通信距离 1m条件下,系统能实现 10 Gbps无误码传输,当速率达到 11 Gbps时,误码率为 5×10-6。
太赫兹波 谐波混频 误码率 无线通信 Terahertz wave harmonic mixing bit errorrate wireless communication 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 369
作者单位
摘要
北京信息科技大学通信工程学院,北京 100101
针对太阳能电池软退化模式下的寿命预测难度大,准确度不高等问题,提出一种先利用太赫兹光谱仪获取太阳能电池板光谱,再用基于布谷鸟算法改进的粒子群-支持向量机回归 (PSO-SVR)算法预测其剩余寿命的新 方法。利用紫外加速试验对预测结果进行验证对比,结果表明,该方法可用于预测不同损耗程度的太阳能电池的剩余寿命,在传统硅太阳能电池板和砷化镓太阳能电池的寿命预测上,相较于其他算法有更好的表现,其准确 度分别高达 98.92%和92.86%。
太阳能电池 太赫兹光谱 粒子群优化 软退化模式 solar cell terahertz spectroscopy Particle Swarm Optimization soft failure mode 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 374
作者单位
摘要
中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳 621999
针对二进制偏移载波 (BOC)信号进行相关运算时存在多峰的特殊性,设计了一种基于时域滤波的 BOC无模糊捕获算法。通过频域分析得到时域滤波器的频率响应,再反推出时域滤波器的系数,构建有限脉冲响应(FIR)滤波器。对不同算法进行仿真,结果证明该时域滤波器能很好地消除 BOC信号自相关副峰。降低滤波器阶数,并设计可实现的基于时域滤波和多段匹配滤波器 (MMF)-傅里叶变化 (FFT)的 BOC无模糊捕获算法,仿真分析表明该算法能很好地消除副峰,正确捕获信号。
二进制偏移载波 时域滤波 捕获算法 无模糊 Binary Offset Carrier time -domain filter acquisition algorithm unambiguous 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 380
作者单位
摘要
1 西京学院信息工程学院,陕西西安 710123
2 中国洛阳电子装备试验中心,河南洛阳 471003
3 31608部队,福建厦门 361025
采用外场试验与数学仿真试验相结合的平行试验思想,提出基于对抗场景仿真的组网雷达干扰压制距离试验评估方法。给出了基于空间态势和目标特性的组网雷达数据融合仿真模型;建立了组网雷达干扰压制距离试 验评估方法并给出了雷达电子战仿真评估推算系统 EwserView;昀后结合软件系统给出了替代等效推算试验评估实例和评估界面。本方法可以解决基于试验态势的组网雷达对抗试验评估问题,其可行性和有效性在试验中得 到验证。
组网雷达 雷达对抗 试验评估 替代等效推算方法 场景仿真 netted radar radar countermeasure test evaluation substitution equivalent reckoning method countermeasure scenario simulation 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 385
作者单位
摘要
1 北京无线电测量研究所,北京 100854
2 航天新气象科技有限公司,北京 100854
3 西昌卫星发射中心,四川 西昌 615000
风廓线雷达可为民航气象局、部队作战部署等军民活动提供高时空分辨率的大气风场信息,一般采用五波束进行探测,在探测过程中会受到来自自身和外界等多方面的信号干扰。为了研究抗干扰技术,介绍风廓线雷 达的基本原理,对干扰的来源和措施进行分类讨论。分别从信号设计、频谱处理和波束控制 3个典型角度进行抗干扰算法研究,并着重对本文提出的动态自适应波束选取 (ADBS)算法进行介绍。仿真结果表明,本文算法对风 廓线雷达抗干扰有效。
风廓线雷达 抗干扰 一致性检验 动态自适应 Wind ProfilerRadar anti -jamming consistency check dynamic and adaptive technique 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 391
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳 621999
2 西华师范大学计算机学院,四川南充 637009
3 电子科技大学自动化工程学院,四川成都 611731
提出一种基于射频 (RF)能量采集的认知无线电网络 (CRN)架构。次用户 (SU)消耗的总能量必须等于或小于采集的总能量,以保护主用户 (PU)不受干扰。在满足次用户的服务质量前提下,确定在射频能量采集认知无线网络中最大化能效的最优传输时间和功率分配。在能效最大化过程中,引入吞吐量约束,找到服务质量和能源消耗之间的平衡。能效优化是一个非线性分式规划问题,使用坐标上升将其分成 2个子问题,即给定传输时间下的功率分配与给定功率分配下的传输时间选择,然后使用 Charnes-Cooper变形方法将非凸问题转化为一个等价凹问题。仿真结果表明,该方案能够实现有效的能效优化。
能量效率 认知无线电 能量采集 能量因果关系 吞吐量约束 Energy Efficiency cognitive radio energy harvesting underlay energy causality throughput constraint 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 397
作者单位
摘要
安阳学院 计算机学院,河南 安阳 455000
基于接收信号强度指示 (RSSI)的移动目标定位和跟踪常采用三边或角度测量定位技术。尽管该技术简单,易实施,但由于 RSSI值与距离间的非线性关系,它们容易导致较大的定位误差。通用回归神经网络 (GRNN) 能够快速训练稀疏数据集。提出基于 GRNN的移动目标跟踪 (GMTT)算法,该算法依据 GRNN处理 RSSI与目标位置间的非线性关系,利用卡尔曼滤波 (KF)修正目标位置。仿真实验结果表明,相比于 RSSI+KF,GMTT算法可以有 效地降低目标定位的根均方误差。
移动目标跟踪 通用回归神经网络 接收信号强度指示 卡尔曼滤波 根均方误差 mobile target tracking General Regression Neural Network Received Signal StrengthIndication Kalman Filtering Root Mean Square Error 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 404
作者单位
摘要
四川大学电子信息工程学院,四川成都 610065
设计了一种最大辐射方向仰角可调的缩比变形对数周期天线。对对数周期天线变形,改变天线主体和振子的旋转角,使得该对数周期天线的最大辐射方向在一定范围内连续可调。增加X型反射器,有效改善了前后比 ,增加了天线增益。这种可调振子旋转角的对数周期天线能够在 1~2 GHz实现电压驻波比( VSWR)小于2,俯仰角从 25°至90°连续可调。相比传统对数周期天线,该天线除了具备宽带特性外还具备低仰角、俯仰可调等性能 。
对数周期天线 低仰角 宽带 可调节 log-periodic dipole antenna low elevation angle wide -band adjustable 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 409
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院,四川成都 610021
针对微波能量传输领域中接收天线与发射天线发生极化失配时,整流天线接收的能量会急剧下降的问题,设计了一款工作在 2.45 GHz具有谐波抑制功能的双极化缝隙接收天线,该接收天线本身发生一定角度旋转时 仍可通过双极化的特性接收能量。通过在贴片上开大小合适、结构对称的缝隙,实现天线水平极化和垂直极化;运用缺陷地结构,实现谐波抑制功能。仿真结果显示,在 2.45 GHz处,天线的隔离度高于 17.6 dB,增益 3.9 dBi,阻抗匹配良好,在二次、三次谐波处天线的回波损耗为 -0.38 dB和-0.96 dB,仿真结果和实测基本吻合。
缝隙天线 双极化天线 谐波抑制 低剖面 slot antenna dual -polarizedantenna harmonic suppression low profile 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 414
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院,四川成都 610065
采用柔软轻薄微带基板,设计了一种具有一定带宽和良好定向辐射性能的微带天线。该天线工作频率 5.8 GHz,印刷制作于厚度为 0.5 mm(约0.01λ0,其中 λ0为天线工作波长)微带基板上。为克服薄基板带来工作带宽狭窄的难题,天线辐射矩形贴片周围排布 3只大小不同、带有金属化导电过孔的寄生贴片。仿真表明,寄生贴片大幅提升了该轻薄微带天线的工作带宽。加工制作了包括5×5个单元的天线样品并进行测试,测试表明该天线单元的 |S11|<-10 dB阻抗带宽达到 2.2% (5.740~5.866 GHz),增益达到 8.0 dBi。天线样品尺寸为 164.5 mm×179 mm,质量为 130.1 g(包括其中 25只SMA接头质量 70.8 g),相当于 4.4 kg/m2。
轻薄天线 微带天线 共形 寄生耦合 light-weight antenna microstrip antenna conformal parasitic coupling 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 418
作者单位
摘要
1 中国电子科技集团公司第五十一研究所,上海 201802
2 上海航天电子技术研究所,上海 201109
为更有效地探测各类目标,设计了一种小型化宽带双极化天线。工作频段内天线单元驻波比(VSWR)≤2.5,单元辐射性能优良,波束宽度能够满足阵列扫描所需的覆盖空域。根据阵列天线理论分析,实现了阵列多极化形成与波束扫描同步。通过样机实测结果表明,该天线在 f0~3f0的频段内实现了多极化,扫描覆盖空域为方位面 ±45o和俯仰 ±20o。
双极化 小型化 多极化阵列 相控阵天线 dual-polarized compact multi -polarization phased array antenna 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 422
作者单位
摘要
安徽四创电子股份有限公司,安徽合肥 230000
介绍了一种 C波段宽带下变频型锁相高速跳频合成器,主要用于雷达及通信领域。该频率合成器采用锁相环( PLL)与外插电路组合的方式,将较高的输出频率迁移到较低频率后送至鉴相器,大大降低 N分频器的工作 频率,提高了频率合成器的最高输出频率,且输出频率间隔不变,解决了提高合成器输出频率和不降低频率分辨率的矛盾,实现低相位噪声输出。测试结果表明,输出频率4 460 MHz时,在频偏10 kHz处相位噪声为 -123 dBc/Hz。采用可控输出的稳压芯片给 HMC704LP4供电,通过控制电源的通断,保证 HMC704LP4进入正确的工作模式,有效解决了 HMC704LP4上电模式选择错误造成的失锁问题。
频率合成 宽带 相位噪声 HMC704LP4芯片 frequency synthesizer wideband phase noise HMC704LP4 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 427
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院,四川成都 610065
在无线功率传输系统中,接收天线整流电路的传输效率受输入功率、频率及负载变化的影响,为此设计了一种带有平衡微带耦合器的整流电路。仿真结果表明,当输入功率在 8~15 dBm范围内时,该电路转换效率超过 70%,最高效率为 80%;转换效率在频率为 2.25~2.61 GHz范围内超过70%;在负载为 150~1 600 Ω范围内超过 60%。与普通整流电路相比,本文提出的整流电路能够在更宽的输入功率、频带及负载范围实现高效率传输 。
无线功率传输 整流电路 平衡微带耦合器 传输效率 Wireless Power Transmission rectifier circuit balanced microstrip coupler transmission efficiency 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 432
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院,四川成都 610065
理论上磁谐振无线能量传输可以做到很高的效率,然而在实际情况下由于各种各样介质的影响,实测效率与理论值难以保持良好的一致性。为了解决实测效率与理论效率偏差较大的问题,提出了基于等效电路模型的 非铁磁性介质中的磁谐振无线能量传输系统。从计算与仿真角度分析了不同介质的对线圈阻抗与谐振频率的影响,且计算与仿真结果吻合良好。提出了介质中高效率系统的设计步骤,优化后仿真结果表明可以提高 30%以上 的效率。
等效电路 非铁磁性介质 磁耦合谐振 传输效率 无线能量传输 equivalent circuit non-ferromagnetic medium magnetic coupling resonance transmission efficiency wireless power transmission 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 435
作者单位
摘要
成都信息工程大学电子工程学院,四川成都 610200
设计了一种具备金属隔条屏蔽作用的立体微带电磁材料,可在射频通信系统调试中使用。与金属隔条相比,该材料具有轻薄、体积小、使用频段可调的优点,利于实现产品小型化和轻便化设计。该材料由水平电磁带 隙 (EBG)结构和垂直周期 “7”型结构组成, EBG结构具备抑制特定频段串扰信号作用,其上方垂直放置的周期“7”型接地结构,可将耦合电流引入地板,达到增强抑制和进一步净化金属腔体内部电磁环境的作用。通过改 变内嵌在材料中的电感值,可以实现对不同频率的高频串扰信号的抑制。实验结果表明,该电磁材料可对 15~19.25 GHz,19.4~21 GHz和21.2~24 GHz频段的串扰信号实现抑制度大于 35 dBc。
信号串扰 屏蔽 电磁材料 电感 signal crosstalk shielding electromagnetic material inductance 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 439
作者单位
摘要
1 华南理工大学,电子与信息学院,广东 广州 510641
2 工业和信息化部电子第五研究所,广东 广州510610
3 广州方邦电子股份有限公司,广东 广州 510610
目前由于电子产品中器件非线性引起的电磁可靠性问题变得越来越严重,为了准确评估不同导电胶产品在正弦信号激励下非线性特性的优劣,设计了一套基于窄带滤波器和微带线的简单且行之有效的非线性特性测试 方法,在测试中使用滤波器排除测试系统固有的三次谐波。由于非线性效应会产生电压、电流的高次谐波成分,该方法以三次谐波的功率作为导电胶的非线性特性的衡量指标,通过测量不同导电胶的三次谐波功率来完成非 线性特性的对比测试,为导电胶的测试评价及设计研发提供技术支撑。
导电胶 非线性 电磁可靠性 Electrically Conductive Adhesives non -linear electromagnetic reliability 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 444
作者单位
摘要
齐鲁理工学院机电工程学院,山东济南 250200
基于经典蔡氏混沌振荡电路,利用 2个磁控光滑忆阻器以及电容、电感设计了一种新的五阶混沌振荡电路。讨论了平衡点稳定性,分析了相图、 Lyapunov指数和分岔图。此双忆阻混沌电路具有复杂的动力学行为, 运动轨迹依赖于电路参数和电路初始状态;从能量的角度探索了奇异吸引子,结果表明系统存在不同吸引子共存的多稳态现象。用 PSpice进行了电路设计,验证了 Matlab理论仿真正确性和电路设计的可实现性。
混沌电路 吸引子共存 非线性动力学 忆阻器 chaotic circuits coexisting attractors nonlinear dynamics memristor 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 449
作者单位
摘要
1 广州番禺职业技术学院 信息工程学院,广东 广州 511483
2 广州大学 计算机学院,广东 广州 510665
当前较多图像融合算法主要是通过图像的能量信息来完成系数融合,忽略了图像的纹理特征,导致融合结果中存在吉布斯以及块现象等缺陷。设计了二代 Curvelet变换耦合纹理信息调节的融合算法,该算法采用二 代 Curvelet变换,从输入图像中获取不同的 Curvelet系数,采用图像的 R(Red),G(Green),B(Blue)值,构造纹理信息因子,测量图像的纹理信息,并联合图像的信息熵特征,定义低频信息融合机制,完成低频系数的融合 ,使融合图像具有更多的纹理信息。利用图像的平均梯度特征建立高频信息融合方法,实现高频系数的融合,使其含有更多的边缘细节信息。测试结果显示:与已有的融合算法相比,该算法的融合图像更为清晰,没有吉布 斯和块现象,具有更大的交互信息量和标准差值。
纹理信息因子 图像融合 信息熵 多聚焦图像 平均梯度 二代 Curvelet变换 texture information factor image fusion information entropy multi -focus image average gradient second generation Curvelet transform 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 456
史进 1,*蔡竞 2徐锋 3
作者单位
摘要
1 浙江警察学院现代教育技术实验中心,浙江 杭州310053
2 浙江警察学院刑事科学技术系,浙江 杭州310053
3 浙江大学 信息技术中心,浙江 杭州 310058
为实现对多幅图像完成同步加密,并提高密文的安全性与抗几何变换攻击能力,提出基于快速响应码 (QR)与级联分数阶 Fourier变换的多图像光学加密算法。借助 Logistic映射,获取随机掩码,联合 Fresnel波带 、 Hilbert模型,构建调制掩码;引入复数理论,借助模板图像对第一幅明文实施处理,形成复数图像;采用分数阶 Fourier变换,借助调制掩码,对复数图像实施处理,并基于相位-幅度截断机制,得到相位分布与密钥; 再结合相位截断方法与分数阶 Fourier变换,设计级联快速傅里叶变换( FFT)加密机制,通过调制掩码与相位分布,对剩余的多幅明文实施频域变换处理,输出融合幅度图像,并将其转换为对应的 QR码;引入 Gyrator变换 ,通过相应的光电装置,利用激光束对 QR码完成干涉处理,得到密文。测试数据表明:相对已有的多图像光学加密技术,本算法具备更高的保密安全性与抗攻击能力,在裁剪变换下,其复原图像的失真度更小。
多图像光学加密 QR码 分数阶 Fourier变换 相位-幅度截断 Fresnel波带 multi-image optical encryption QR code fractional Fourier transform phase -amplitude truncation Fresnel band 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 462
王芳 1,*陈燕 2
作者单位
摘要
1 重庆商务职业学院出版传媒系,重庆 401331
2 四川大学空天科学与工程学院,四川成都 610065
为了改善遥感图像的融合质量,制定了信息量制约法则用于获取融合遥感图像。利用亮度-色调-饱和度 (IHS)变换从多光谱 (MS)图像中获取亮度 (I)分量。基于非下采样剪切波变换 (NSST),获取 I分量与全色 (PAN)图像完成分解,得到 I分量与 PAN图像的高低频系数。最后,利用低频系数的均值以及区域能量信息,建立信息量制约法则,分析不同低频系数对融合系数的影响程度,设计不同的融合方法对这些低频系数进行融合。 采用改进的平均梯度度量模型完成高频系数融合。通过 NSST逆变换对计算融合后的高低频系数,输出新的亮度分量,将其与原始的色调(H)、饱和度 (S)分量组合,通过 IHS逆变换,获取融合结果。实验数据显示,相对已 有的融合算法,所提算法的融合图像所含的信息量更为丰富,且光谱扭曲度更小。
遥感图像融合 非下采样剪切波变换 信息量制约 区域能量 平均梯度 光谱扭曲 remote sensing image fusion non -downsampling Shearlet transform information constraints regional energy average gradient spectral distortion 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 470
作者单位
摘要
1 湖北轻工职业技术学院信息工程学院,湖北武汉 430070
2 湖北大学信息化建设与管理处,湖北武汉 430062
针对当前较多图像修复算法依靠固定大小样本块来搜寻最优匹配块,忽略了样本块的结构信息,使修复图像出现间断现象以及振铃现象等不足,利用样本块与其邻域块的近似度,设计了一种采用结构信息约束法则与 匹配模型的图像修复算法。将图像的信息熵特征引入到待修复块的优先权计算过程中,获取优先修复块。通过样本块与其邻域块的近似度构造结构信息度量模型,对样本块的结构信息进行度量,并根据度量值建立结构信息 约束法则,实现样本块大小的自适应调整。最后,利用图像的色彩及灰度特征构造匹配模型,利用调整后的样本块大小在已知区域中寻找最优匹配块,从而对待修复块进行修复。实验结果显示,所提算法得到的修复图像具 备较好的纹理连续性,不存在信息间断现象,对应的结构相似度较高。
图像修复 信息熵 结构信息约束法则 样本块大小 匹配模型 最优匹配块 image inpainting information entropy structural information constraint rule sample block size matching model optimal matching block 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 477
作者单位
摘要
1 周口师范学院数学与统计学院,河南周口 466001
2 阜阳师范大学数学与统计学院,安徽阜阳 236037
3 周口师范学院网络工程学院,河南周口 466001
当前较多图像篡改检测方法主要通过对图像特征间的距离进行测量来完成特征匹配,忽略了图像的色彩信息,导致检测结果中存在较多的误检测和漏检测现象。对此,本文将色彩信息引入到图像特征匹配过程中,设 计了一种采用色彩制约模型的篡改检测算法。利用 Laplacian算子与 Harris算子提取图像特征,并利用像素点的红 (R)、绿(G)、蓝(B)三原色信息,结合特征描述符建立色彩制约模型,对特征点间的色彩信息进行度量,再 借助该度量值与特征点间的距离测量值共同完成图像特征匹配,充分剔除误匹配现象,有效提高匹配准确度。该算法还根据特征点间距离方差构造距离惩罚模型,对匹配后的图像特征进行聚类,准确识别篡改内容。通过实 验结果发现,与其他篡改检测算法相比,本文算法不仅对伪造内容具备更高的检测准确度,而且对模糊及旋转等内容操作也具有更好的适应性。
复制-粘贴篡改检测 Laplacian算子 Harris算子 灰度差异信息 色彩制约模型 距离惩罚 copy-paste tampering detection Laplacian operator Harris operator gray difference information color constraint model distance penalty 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 483
作者单位
摘要
1 中国科学院大学,北京 100049
2 中国科学院电子学研究所,北京 100190
嵌入式可编程门阵列核 (eFPGA)在定制过程中的每一次迭代,都需要在新生成的布线资源图(RRG)上进行布线,进而完成该次迭代对面积 /时序等参数的评估。传统的 eFPGA RRG建图方法,在每次评估迭代时都需要 重新生成全芯片的结构描述并在其基础上建立布线边和布线点,建图问题复杂度随芯片规模线性增大,很容易达到性能瓶颈。为了应对上述挑战,首先针对复用单元类型建立其 RRG模型以及互连关系模型,然后采用一种根 据资源排布关系,以动态拼接方式即时生成不同待评估阵列规模 RRG的方法。实验证明,其相较于传统方法,在复用单元类型库不变的 eFPGA评估过程中,依赖更小且近乎不变的数据库,建图总时间降低了约 84%,内存峰 值占用平均降低了约64%,从而提高了 eFPGA的评估效率。
嵌入式可编程门阵列核 (eFPGA) Pathfinder算法 布线 布线资源图 (RRG) 拼接 embedded Field Programmable Gate Array(eFPGA) pathfinder routing Route ResourceGraph(RRG) stitch 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 491
作者单位
摘要
安徽医学高等专科学校基础部,安徽合肥 230601
组合聚类 (EC)是解决数据挖掘问题的关键手段之一,但现有的 EC方法较少考虑可能破坏聚类结构的各种噪声,降低了聚类性能。为此,提出一种改进的谱组合聚类 (ISEC)方法。将聚类问题建模为输入的多个基本分区 (BPs)派生的共协矩阵的图分割问题; ISEC方法学习得到共协矩阵的低秩表示,并在共协矩阵上进行谱聚类,提高聚类性能;最后采用增强拉格朗日乘数法进行优化求解,获得最终的聚类结果。在多个真实数据集上的 仿真实验结果表明, ISEC方法的聚类性能优于目前的大多数聚类方法。
组合聚类 基本分区 低秩表示 共协矩阵 增强拉格朗日乘数法 Ensemble Clustering Basic Partitions Low Rank Representation(LRR) covariancematrix enhanced Lagrange multiplier method 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 497
作者单位
摘要
1 商丘职业技术学院机电工程系,河南商丘 476000
2 商丘工学院信息与电子工程学院,河南商丘 476000
为了提高传感器测量土壤水分的精确度,提出改进粒子群算法 (IPSO)。首先粒子个体最优值利用高斯变换,提高了算法的局部搜索能力,粒子全局最优值采用柯西变换,吸引其他粒子到更好的搜索空间区域,提高 了算法的全局搜索能力;接着混沌函数动态调节惯性权重,在迭代初期具有较大的值便于快速寻优,而在算法后期有较小的值,放慢搜索速度,以便进行精确寻优。实验仿真显示本文算法对测量砾石脱湿、吸湿数据的均方 误差 (MSE)以及 Pearson相关系数相比其他算法都较好,其中脱湿实测数据在基质势为 1 000 cm时,IPSO算法 MSE均值为 16.62×10-6,相比 LSM,FOA,HSA,PSO,SAA分别减少 75.59%,66.67%,63.53%,53.73%,57.53%;吸湿实测数据在基质势为 1 000 cm时,IPSO算法 MSE均值为 10.21×10-6,相比 LSM,FOA,HSA,PSO, SAA分别减少 81.42%,75.29%,72.00%,65.57%,67.69%。
高斯柯西变换 粒子群 传感器 土壤水分 Gauss and Cauchy transformation particle swarm optimization sensor soil moisture 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 504
作者单位
摘要
桂林理工大学理学院,广西桂林 541004
时空上下文 (STC)跟踪算法在特征表达、尺度自适应策略等方面存在缺陷,当出现目标突然形变、局部遮挡或尺度变化等情况时,跟踪器的性能会严重退化。通过对 STC算法进行改进,提出了一种融合颜色直方图响应的时空上下文跟踪算法。基于颜色统计的模型对运动模糊和目标形变等影响因素不敏感,和时空上下文模型具有良好的互补性质,在响应层融合后能够提升算法的鲁棒性。此外,采用基于多尺度金字塔模型的尺度搜索策略替换 STC算法中原有的尺度估计策略,进行更精准的自适应尺度估计。在大规模公开数据集上的测试结果表明,本文算法在不同影响因素的复杂环境下展现了更为良好的跟踪性能和适应性,并且平均跟踪速度达到 134.2帧/秒。
机器视觉 视觉跟踪 时空上下文 颜色直方图响应 尺度自适应 machine vision visual tracking Spatio-Temporal Context(STC) color histogram response scale adaptation 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 509
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院,四川成都 610065
人群自动计数问题在视频监控领域引起了广泛关注。近年来,卷积神经网络 (CNN)模型在人群计数方面取得了良好效果。然而,当前对于基于深度学习的人群计数的研究主要停留在 PC端上对单幅静止图片的人群计 数,网络模型参数量巨大,网络结构复杂,消耗的计算资源巨大,难以部署于实际的监控视频人群计数系统。因此,本文采用深度学习的方法,通过对网络模型进行裁剪压缩,同时使用 TensorRT对模型进行加速,在嵌入式 平台上实现了接近实时的人群计数。提出的人群计数平均绝对误差 (MAE)为 21.6且平均每秒帧数 (FPS)为 22,在精确度和速度方面达到了一个很好的平衡,在嵌入式平台上运行速度较快,能达到实时的效果。
人群计数 深度学习 模型压缩 NVIDIA Jeston TX2平台 crowd counting deep learning model compression NVIDIA Jeston TX2 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 515
作者单位
摘要
四川九洲电器集团有限责任公司技术创新中心,四川绵阳 621000
为了满足陆战场识别、民用目标监视等军民多用途应用中目标行为预测需求,需要基于目标位置、运动状态等信息进行推理,实现目标机动意图的有效判断。针对目标原始地理位置无法提供语义信息问题,采用模糊 隶属理论构建道路网格模型,对目标的位置语义特征进行提取,并基于 K最近邻法克服位置误差可能导致的位置语义错误;在位置语义建模基础上,利用隐马尔可夫模型 (HMM),对目标的机动意图进行推理。最后结合机场 场面监视的应用,通过仿真验证了采用位置语义建模和 K最近邻方法后的行为推理相较于一般隐马尔可夫推理的准确性改善。
机动意图 道路网格 模糊隶属 K最近邻 隐马尔可夫 maneuver intention road gird fuzzy membership K Nearest Neighbor Hidden Markov Model 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 520
陈伟 1,2方方 2,*莫磊 1洪旭 2喻杰 2
作者单位
摘要
1 成都航空职业技术学院信息工程学院,四川成都 610100
2 成都理工大学核技术与自动化工程学院,四川成都 610059
针对核能谱解析中,单能峰会受到低能拖尾和高能拖尾的影响,给出了先根据单能峰半高宽读数值来确定数据拟合窗,再运用快速迭代算法进行高斯函数拟合的方法。文中先进行了含噪高斯信号拟合实验,然后在实测 X荧光能谱中对不同含量的单能峰进行快速高斯拟合应用。实验表明,本方法对高含量核素的单能峰拟合效果良好,对高背景低含量核素的单能峰需先进行平滑处理再做拟合。
单能峰 高斯拟合 最小二乘拟合 拟合窗宽 核能谱 single energy peak Gaussian fitting least square fitting width of fitting window nuclear spectrum 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 527
作者单位
摘要
中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳 621999
微机电系统 (MEMS)封装残余应力是在封装工艺过程中芯片上产生的残余应力,它对于 MEMS器件的热稳定性和长期贮存稳定性有着十分重大的影响,故而对 MEMS封装残余应力的高精确度测量有利于封装应力的研究 。由于封装残余应力十分微小,因此无法利用目前的测量手段直接测量封装应力,本文针对这个问题提出了一种基于应力放大结构和拉曼光谱法的封装应力测量方法,可以测量出 MEMS器件中封装应力的平均水平。基于理论 分析建立了原始封装模型与应力放大结构之间的放大关系,并提出应力放大结构的设计原则。接着采用 3D有限元(FEM)仿真对一款高精确度 MEMS微加速度计的封装应力测量进行了分析,其结果与理论分析具有很高吻合度。 最后,针对该微加速度计的封装应力测量,成功制作了应力放大结构的芯片样片,并进行封装,随后拉曼光谱法被用于测量样片中的最大应力,进而计算出待测微加速度计中平均封装应力大小。实验结果与仿真分析具有很 好的吻合度,证明本文所提出的测量方法具有相当的可靠性。
微机电系统 (MEMS) 封装残余应力 应力测量 显微拉曼光谱 在片应力放大结构 Micro-Electro-Mechanical System package residual stress stress measurement micro-Raman spectroscopy stress magnifying structure 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 531
作者单位
摘要
中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳 621999
基于微电子机械系统 (MEMS)加工技术的微半球谐振陀螺在吸收了传统半球陀螺全角测量优势的同时具有体积小,质量轻,成本低以及适合批量化生产的特点。在使用牺牲层法来制备微半球壳层结构的过程中,如何 在单晶硅上制作一个表面光滑的、结构整体对称性高的半球型模具对于半球谐振子的性能有决定性的影响。在 HNA(氢氟酸、硝酸、醋酸 )各向同性腐蚀液制作微半球谐振子模具的原理基础上,介绍基于 HNA溶液各向同性腐 蚀的微半球谐振陀螺研究进展,指出了各向同性腐蚀工艺目前所面临的主要技术问题,并对此提出了一些可能的解决途径。
微半球谐振陀螺 各向同性腐蚀 HNA溶液 单晶硅 半球谐振子 Micro Hemispherical ResonatorGyroscopes isotropicetching HNA solution single crystal silicon hemispherical shell resonators 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 538
作者单位
摘要
1 杭州师范大学钱江学院,浙江杭州 310018
2 杭州师范大学信息科学与工程学院,浙江杭州 311121
基于阈算术代数系统理论,以和图为指导,分析施密特反相器的阈值可控开关,对三值电流型 CMOS施密特反相器进行设计。 Hspice仿真结果表明,该电路具有正确的逻辑功能和良好的瞬态特性,阈算术代数系统设 计得到进一步的完善,三值施密特反相器设计更加简单直观。
和图 电流型 CMOS电路 三值反相器 三值施密特反相器 HE map current -mode CMOS circuit ternary inverter ternary Schmitt inverter 
太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 545