电子测量技术

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• 基于时空特征融合的交通信号控制与仿真分析

  刘振航，黄德启，黄德意，黄海峰

  针对现有方法因忽略历史交通信息导致时空特征感知不足的问题,提出一种融合深度强化学习与时空特征建模的交叉口信号控制方法。该方法使用D3QN-LSTM混合网络架构,通过离散交通状态编码将多时段交通信息表征为高维矩阵,采用卷积神经网络提取空间特征,结合长短时记忆网络捕捉时序依赖关系,并设计基于奖励反馈的动态探索机制优化策略训练过程。基于SUMO仿真平台进行实验,结果表明：相较于固定时长控制及传统强化学习方法,所提方法在早高峰流量情况下平均排队长度指标上分别降低49.95%、35.04%和16.72%,累积等待时间减少63.03%、35.55%和20.15%,有效验证了时空特征建模与动态探索策略的优越性。为评估算法鲁棒性,进一步开展平峰期交通流实验,结果表明：所提算法在平均排队长度与累积等待时间指标上依然保持显著优势,证明该方法对不同交通场景具有强适应性和良好的泛化能力。

• 基于GA-BP算法修正辐射误差的高精度温度传感器

  田祥民，刘清惓，唐杰，李振宇，曹希龙

  太阳辐射引起的气温测量误差，即太阳辐射误差，最高可达1 K。为提高测温精度，同时针对强制通风测温装置功耗较大的问题，设计了一种无刷直流 (BLDC) 风机通风的温度传感器装置，兼具自然通风与强制通风功能，有效降低功耗。采用计算流体动力学方法 (CFD) 对传感器进行多物理场流固耦合仿真，量化不同条件下的辐射误差，以最小化辐射误差为目标建立风速与太阳辐射强度对风机吸压的函数映射关系，制定风机调控策略。对比选择遗传算法优化的 BP 神经网络算法 (GA-BP) 对仿真数据集进行训练与拟合，从而构建辐射误差修正方程。以076B温度传感器为基准进行外场实验，测得设计的温度传感器经算法修正后的辐射误差控制在0.05 K以内，平均绝对误差为0.039 K，均方根误差为0.045 K。

• 室内型Ku频段350W功率放大器研制

  刘立浩，魏伟，薛腾

  针对进口行波管放大器故障率高和维修困难的问题，研制了一款室内型Ku频段350 W功率放大器。基于新型波导魔T、波导E-T结、共面魔T和半高波导-微带探针过渡结构，提出了一种新型16路功率分配/合成网络，采用16片氮化镓35 W功放芯片合成，研制出一种Ku频段450 W功率合成模块。基于该模块，成功研制了室内型Ku频段350 W功率放大器。测试结果表明在13.75~14.5 GHz频率范围内，该功率放大器增益大于73 dB，输出功率大于400 W。经计算，额定功率输出时，整机效率为23.65%，与国际知名公司水平相当。该功率放大器指标优良，可完全替代进口行波管放大器产品。

• 基于三绕组耦合电感的高增益三端口变换器

  郭庆明，毛玉蓉，陈文辉，杨居朋，周翔

  在可再生能源系统中，采用高增益三端口变换器将光伏组件与储能系统集成至高压直流母线是能够有效提升功率密度和效率，受到广泛的关注。针对传统三端口变换器电压增益有限、难以实现软开关、半导体器件电压应力高等问题，本文提出一种基于三绕组耦合电感的新型超高电压增益三端口变换器拓扑。该拓扑仅采用单一磁芯结构，可有效提升变换器的功率密度。变换器中半导体器件具有远低于直流母线的电压应力，能够选用导通损耗更低的器件规格，且能够实现软开关运行，从而降低系统损耗并提升效率。进一步设计一种变换器的端口功率流控制方法，基于端口功率关系，所提变换器可实现不同工作模式间的平滑切换。本文详细分析了该拓扑结构及工作原理，进而对端口电压关系、电压/电流应力及控制方法进行深入分析以指导参数设计。最后，构建了光伏输入电压20~40 V、储能电池电压48 V、输出电压400 V、额定功率400 W的仿真模型和实验样机，验证了所提高增益三端口变换器及其控制方法的有效性。

• 考虑运动幅值的磁流变阻尼器温升特性分析

  张振伟，甄亮

  温度特性对磁流变阻尼器的动态性能影响显著，研究磁流变阻尼器温升理论模型，为分析和改进其温度特性具有重要意义。基于磁流变阻尼器能量平衡关系，揭示了不同运动幅值激励下的磁流变阻尼器的温升理论和传热机理，建立了小幅值和大幅值正弦谐波运动下温升理论模型。利用有限元仿真分析阻尼器的温升规律，结果表明，在小幅值正弦谐波运动时，阻尼器腔体内磁流变液温度升高了到3.2℃，阻尼器腔体内不同位置处磁流变液的温度相差较大，在大幅值运动时，磁流变液的温度升高了20.8℃，腔体内不同位置磁流变液温度几乎相等，验证了磁流变阻尼器温升理论模型的正确性。通过温升特性试验进行验证，温升试验曲线与仿真和理论计算结果变化趋势一致，小幅值运动下的理论模型对磁流变液温升值预测误差较大，大幅值运动下预测值准确性较高，温升理论模型不仅有效预测了阻尼器内部的温度，也为磁流变阻尼器的结构设计和工程应用提供了理论依据。

• 融合多尺度特征的SAR图像目标检测方法

  赵喆，李勃，徐文校，李尧

  针对合成孔径雷达图像中相干斑噪声干扰、低信噪比及目标多尺度散射特性导致的目标检测精度衰减与小目标漏检问题，提出一种兼顾特征表征能力与实时性的轻量化检测模型XMNet。XMNet在主干网络部分引入改进型单头视觉Transformer，通过全局注意力机制强化上下文语义关联；设计跨层级多路径聚合网络作为颈部结构，融合动态上采样与并行多尺度卷积模块，优化多尺度特征表征；新增高分辨率检测层，利用浅层高分辨率特征增强小目标细节捕捉能力。在MSAR-1.0数据集上的实验表明：全类别平均检测精度达90.4%，较基准模型提升8.7%；飞机类小目标检测精度显著提高20.1%，参数量仅增加2 M，推理检测速度达到185 FPS；与FCOS、CenterNet等9个先进方法对比，XMNet在检测精度与计算效率综合指标上排名首位。XMNet通过跨层级注意力机制与多尺度特征融合的协同设计，有效解决了SAR图像中多尺度目标特征丢失与实时性难以兼顾的难题。其轻量化特性与高检测精度为各类SAR平台的实时遥感监测提供了可行的工程化解决方案，尤其在小目标密集的复杂场景中展现出显著优势。

• 基于分布式时空卷积网络的航空发动机剩余使用寿命预测

  吕志云，郭晨霞，杨瑞峰

  为解决当前数据驱动航空发动机RUL预测方法因未能充分挖掘数据特征信息，导致数据利用率低、预测精度受限的问题，提出一种新型发动机RUL多尺度预测模型，称为DSCN。所提出方法首先通过计算皮尔逊相关系数和最大信息系数捕捉发动机数据的线性及非线性关系，得到平稳与非平稳时序的趋势特征；其次，利用MRFM丰富数据特征，并在TCN基础上构建Res-CAM和MHAM增强模型对关键信息的捕捉能力，动态调整数据的动态权重。所提出方法在C-MAPSS数据集中FD001和FD003上进行试验验证，预测结果中RMSE和Score分别为11.30、218.08；12.04、227.65。结果表明，该方法比目前最优方法在Score上分别降低了4.67%和11.5%。

• 基于选择性状态空间模型改进的图像隐写方法

  杜尤伟，曹燚

  针对现有基于CNN的生成式隐写术存在生成图像质量差、抗隐写分析能力弱的问题，本文提出一种基于选择性状态空间模型的改进U-Net隐写架构——SSEU-Net，旨在实现高质量图像生成与高安全性隐写。方法核心包括：首先，设计了Res-SS2D模块，对输入图像进行四方向的全局空间建模，在保证线性计算复杂度的同时提升含密图像的视觉质量；其次，基于图像高频区域的微小扰动对整体统计特征影响更小的特性，提出高频特征强化策略，通过提取载体图像的边缘并融合至编码器，引导秘密图像优先嵌入高频区域，从而降低被隐写分析方法检测出的可能性；最后，设计多目标损失函数，结合PSNR与MS-SSIM优化生成质量，同时通过引入低频分量的L1范数损失，约束载体图像与含密图像的低频区域一致性，迫使秘密信息优先隐藏于高频分量。实验表明，SSEU-Net在COCO与ImageNet数据集上均优于现有方法：在ImageNet上，生成的含密图像PSNR平均达40.588 dB，恢复出的秘密图像的PSNR平均达41.863 dB，且对常见的隐写分析方法表现出较高的抵抗能力。

• 基于动态测试的维卡软化温度测定仪校准装置研制

  苏彩山，史盼敬，张帅星，孙鹏

  维卡软化温度测定仪长期使用后，常出现温度示值偏差与升温速率不准的问题。为此，研究开发了一套基于动态测试原理的高精度校准装置。这套装置配备自动触发式图像采集温度记录装置，当试样发生1 mm变形或被压针刺入的瞬间，能实时捕捉形变临界点，精准记录温度。其工作流程包含试样放置、参数设定等环节，各环节衔接顺畅。实际测试中，该装置表现出明显优势：12℃/6 min升温速率下，实际升温速率在(11.9~12.1)℃/6 min之间，温度示值误差为(-0.1~0.2)℃；5℃/6 min升温速率下，实际升温速率处于(4.9~5.1)℃/6 min 范围，温度示值误差(-0.1~0.2)℃，均符合技术要求。经分析，温度示值误差标准不确定度为0.067℃，升温速率误差标准不确定度为0.091℃/h。研究的创新点体现在提出动态升温校准方法，优化动态采集策略，将智能校准算法与自动化流程集成，可支持多温度点、多样品站同步校准。该装置有效解决了现有校准方法存在的问题，实现了温度与升温速率的同步动态精准测量，为材料热性能测试提供了可靠保障，在材料研发、质量控制等领域发挥着重要作用。

• 基于混响抑制的超声测距盲区减小方法研究

  刘朋涛，郑恩让，郭拓，刘建国

  针对超声换能器在激励脉冲下产生拖尾，以及声波在罐壁多次反射、散射形成混响干扰，导致超声测距产生较大盲区的问题，提出使用具有抗混响能力的LFM波作为发射信号，并针对传统接收机直接采集实信号会产生镜像频谱，导致目标检测混淆以及运算量大的问题，提出在接收端采用正交解调技术，既可以得到抗干扰能力强的复信号，又能使系统的成本降低。本文通过分析超声波液位计的混响模型，仿真对比CW波和LFM波的模糊函数、Q函数，得出LFM波具有更强的目标分辨能力，且其在目标静止时的抗混响能力更好。实验采用LFM波做为发射信号，在接收端通过正交解调得到复信号，然后对复信号匹配滤波。实验结果表明：该方法测量精度最大绝对误差小于4 mm，盲区可减小到8 cm，具有较高的实用价值和工程意义。