太赫兹技术应用前沿专栏

• 人工智能辅助的太赫兹成像无标记检测识别方法研究

  王少娜;郭艳苗;郭泽康;李响;

  低强度激光治疗（Low-level Laser Therapy, LLLT）是一种可以提供局部治疗的新型无创光动力疗法。现有不同病症下光配方检测方法复杂而且对专业经验要求高，限制了LLLT的发展。为了检测急性肺损伤（Acute Lung Injury, ALI）的LLLT高效光配方，提出人工智能（Artificial Intelligence, AI）辅助的基于太赫兹（Terahertz, THz）成像的无标记识别方法。AI辅助的无标记THz成像可通过投票分类器自动识别。结果表明，AI辅助的THz成像自动识别方法对于不同光配方的LLLT其ALI的治疗效果识别率高达91.7%，可作为LLLT进一步开发和应用的新工具。

  2024年02期 v.38;No.164 93-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1919K]
  [下载次数：267 ] |[阅读次数：5 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ]

• 基于太赫兹成像的输送带撕裂检测与分类识别研究

  蒋悦;凌平平;徐伟;

  针对现有输送带撕裂检测方法存在灵敏度和安全性能低，且无法消除复杂工作环境带来的影响等问题，提出了一种基于太赫兹成像技术的输送带撕裂检测方法。设计并搭建了连续波太赫兹反射式成像系统，采集输送带撕裂的太赫兹图像；对原始图像进行滤波等处理获得低噪声太赫兹图像；最后搭建了基于机器学习太赫兹图像自动分类识别系统，该系统通过提取太赫兹图像的灰度直方图统计特征和几何特征，构建太赫兹图像特征库，并利用特征选择去除特征冗余，最终结合分类器实现对输送带撕裂种类的自动分类与识别。结果表明：通过太赫兹反射式成像系统对输送带进行成像实验，验证了太赫兹波成像技术检测输送带撕裂的可行性；太赫兹图像自动分类识别系统实现了对输送带3种撕裂种类的自动分类与识别，在组合特征下，使用支持向量机（Support Vector Machine, SVM）的分类准确率可达91.6%。

  2024年02期 v.38;No.164 100-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1633K]
  [下载次数：226 ] |[阅读次数：3 ] |[引用频次：3 ] |[网刊下载次数：0 ]

测试技术与理论基础

• 基于力失衡的二维主动磁悬浮驱动方法分析与测试

  刘冠诚;陆永华;杨海波;冯强;周利华;

  提出一种基于力失衡的磁悬浮驱动系统，并对外磁场主动驱动设计一种神经网络PID(Proportion Integration Differentiation)控制方法，可以有效应对非线性、模型参数不明确的复杂驱动系统。实验结果表明，该控制算法解决了基于模型控制方法中被控对象与稳态工作点之间偏差增大、跟踪性能迅速恶化等问题，实现了磁性小球在二维空间中的稳定悬浮与高精度可控运动。可应用于工业领域细长管道内壁非破坏式质量检测、管道内部清淤和医疗领域血管、肠腔内的检查和手术。

  2024年02期 v.38;No.164 109-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 3429K]
  [下载次数：153 ] |[阅读次数：1 ] |[引用频次：1 ] |[网刊下载次数：0 ]

• 基于冲击法的压电式力传感器灵敏度研究

  王振;范海艇;施娟;王军;李政;

  为了开展冲击力校准装置下压电式力传感器动态灵敏度的校准，介绍了基于自由落体的落锤冲击力模型和基于空气轴承悬浮支撑的水平式质量块冲击碰撞的模型；通过4阶Butterworth低通滤波，研究加速度信号波形的滤波平滑，比较了不同截止频率的滤波效果；通过激光测振仪和标准加速度计测量加速度的对比试验，研究加速度绝对测量法与比较测量法对力传感器动态灵敏度校准精度的影响。试验结果表明，激光测振仪测量加速度须通过微分解调，要选择合适上限截止频率的4阶Butterworth低通滤波器进行滤波平滑处理；激光干涉绝对法复现的动态力精度为2%，加速度计比较法复现的动态力精度为4%；激光干涉绝对法校准的灵敏度波动性比加速度计比较法校准的灵敏度波动性小。

  2024年02期 v.38;No.164 120-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 2367K]
  [下载次数：540 ] |[阅读次数：1 ] |[引用频次：2 ] |[网刊下载次数：0 ]

通信技术

• 一种宽带圆极化缝隙天线的研究与设计

  韩国瑞;张倩;陈新伟;袁浩;

  设计了一种结构简单的宽带圆极化缝隙天线，由单层介质基板和两层金属构成，覆盖WiMAX、WLAN和5G通信的sub6 GHz频段。通过在方形缝隙拐角处分别添加两个矩形贴片和一个倒L枝节，实现宽带圆极化辐射。天线采用微带耦合馈电的方式，通过调整T形微带馈线的长度和矩形贴片的宽度，进一步展宽了天线的带宽。测试结果表明，天线的-10 dB阻抗带宽为1.91～7.14 GHz，轴比带宽为2.5～6.3 GHz，相对轴比带宽为86.4%，峰值增益在5.5 GHz处达到5.5 dBic。

  2024年02期 v.38;No.164 129-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 5051K]
  [下载次数：1031 ] |[阅读次数：1 ] |[引用频次：2 ] |[网刊下载次数：0 ]

数据采集与图像处理

• 数据采集系统共模抑制比的测量实验研究

  梁志国;冯秀娟;

  介绍了数据采集系统共模抑制比参数的概念、内涵及定义，并阐述了数据采集系统共模抑制比测量中的5个问题：1）共模干扰的非线性问题；2）共模干扰表现形式的多样性，即直流偏移形式，交流波动形式，噪声水平变化形式；3）本底噪声影响的测量及剔除方式，即方差（能量）相减方式，有效值差方式，绝对值均值差方式；4）共模信号端接方式的影响；5）直流共模抑制比和交流共模抑制比的差异。以一个典型数据采集系统上的实验结果，阐述了上述不同条件变化对共模抑制比测量结果的影响，给出了数据采集系统共模抑制比测量的技术建议。

  2024年02期 v.38;No.164 139-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1660K]
  [下载次数：139 ] |[阅读次数：1 ] |[引用频次：1 ] |[网刊下载次数：0 ]

• 基于AD7616的16通道数据采集系统设计

  蔺红彦;尚禹;韩建宁;邢晨茹;郝国栋;

  针对传统数据采集系统因通道不足或数据量过大，无法满足多通道同步采集的问题，设计了一种基于AD7616的16通道数据采集系统。系统以Xilinx系列FPGA作为主控芯片，ADI公司的AD7616作为模数转换芯片，DDR3 SDRAM作为缓存单元。介绍了各个模块硬件的设计思路，重点介绍了FPGA控制AD7616模数转换模块、 DDR3 SDRAM缓存模块的软件程序设计，并对系统的多通道采样功能、同步性能以及实际水下超声信号的采集能力进行了实验验证，结果表明，系统可以完成水下超声信号的多通道同步采集。

  2024年02期 v.38;No.164 147-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 2909K]
  [下载次数：726 ] |[阅读次数：4 ] |[引用频次：12 ] |[网刊下载次数：0 ]

• 基于CLIP模型和文本重建的人脸图像生成方法研究

  李源凡;张丽红;

  针对文本生成人脸方法中生成图像与文本描述不一致、图像分辨率较低等问题，提出一种跨模态文本生成人脸图像网络框架。首先，采用CLIP预训练模型对文本进行特征提取，通过条件增强模块增强文本语义特征并生成隐藏向量；然后，将隐藏向量通过映射网络投影到预训练模型StyleGAN的隐式空间中获得解纠缠隐藏向量，将该向量输入到StyleGAN生成器中生成高分辨率人脸图像；最后，采用文本重建模块将人脸图像重新生成文本，计算重建文本和输入文本之间的语义对齐损失，并将其作为语义监督指导网络训练。在Multi-Modal CelebA-HQ和CelebAText-HQ两个数据集上进行训练与测试，实验结果表明，相比其他方法，该方法能生成更加符合文本描述的高分辨率人脸图像。

  2024年02期 v.38;No.164 154-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1941K]
  [下载次数：589 ] |[阅读次数：2 ] |[引用频次：3 ] |[网刊下载次数：0 ]

信号检测、算法与仿真

• 基于多特征分支卷积神经网络的心电图分类算法

  王建荣;程伟;邓黎明;李国翚;

  我国心血管疾病发病率、病死率呈逐年上升趋势。但由于心电图数据规模大且繁杂，临床医护人员在心电图筛查时，工作负担大且容易出现误诊或者漏诊的情况。基于此，利用CPSC-2018 12导联数据，提出了一种基于多特征分支卷积神经网络的多导联心电信号的智能分类与分析。首先，将CPSC-2018 12导联数据分为9个类别，基于12导联推导出8导联心电信号并分别提取局部特征。然后，通过双向GRU编码和注意力机制计算出不同类别的注意力权重向量，并将特征信息串联融合成特征向量，从而实现多导联心电图分类。实验结果表明：在验证集上取得了较好的分类效果，正常类别的F1值达到81.2%，平均F1值达到84.2%。特别地，在识别房颤（AF）和右束支传导阻滞（RBBB）这两类别心律失常时F1值分别达到95.1%和93.1%。

  2024年02期 v.38;No.164 161-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 1348K]
  [下载次数：500 ] |[阅读次数：2 ] |[引用频次：2 ] |[网刊下载次数：0 ]

• 基于毫米波雷达的运动目标点云聚类和扩展算法

  苏永利;陈平;

  用毫米波雷达对运动目标进行姿态识别时，雷达点云数据具有噪点多、分布离散的特征，传统基于密度空间的聚类算法对点云聚类成像的过程中，会出现邻近目标之间的点云分类错误及同一目标点簇聚类为多个点簇等问题。针对上述情况，提出一种运动多目标邻近点云优化聚类算法，利用自适应距离加权的模糊c均值算法对聚类结果进行修正，提高近邻目标点云聚类准确度。同时提出一种目标点簇扩展聚合算法，利用卡尔曼滤波对运动目标位置预测，将多帧迭代三维点云尺寸作为波门对目标点云进行点簇扩展，提高目标点云完整性。试验结果表明，所提方法能有效提高聚类准确度。

  2024年02期 v.38;No.164 170-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 2346K]
  [下载次数：505 ] |[阅读次数：8 ] |[引用频次：4 ] |[网刊下载次数：0 ]

• 装药弹体高空跌落冲击动态响应研究

  高鹏;徐鹏;

  弹药意外跌落的冲击作用，可能引发事故甚至导致弹药出现早爆而造成灾难性后果。采用LSDYNA研究了分体式装药弹体从10～35 m范围内6个不同高度垂直撞击混凝土介质的冲击响应，获得了装药弹体从不同高度冲击混凝土介质时冲击过载峰值和脉宽的变化规律、装药内部应力波的传播规律，以及混凝土地面的开坑状况。冲击过载脉宽大约为5 ms，过载峰值最大约为1 000 g，装药头部主要受到压缩作用，轴向应力呈近似半正弦规律变化，其最大值为43.9 MPa。开坑数值模拟结果与实验结果吻合较好，证明了数值模拟的合理性。

  2024年02期 v.38;No.164 179-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 2894K]
  [下载次数：304 ] |[阅读次数：1 ] |[引用频次：2 ] |[网刊下载次数：0 ]

• 基于声学超材料的低频隔声模型设计

  刘烨昕;张权;韩建宁;

  由于低频声波波长较长且穿透力强、难以衰减，能很轻易地绕过障碍物，所以排除低频声波的干扰一直是声学研究中的一大问题。为了实现对低频波的有效吸收，解决现代生产生活中普遍存在的噪声污染问题，以声学超材料为基础，利用COMSOL有限元软件研究设计一种二维三分量局部共振型超材料模型，对不同频率、不同厚度和不同形状结构的超材料模型隔声效果展开研究。经仿真实验结果验证，模型能够实现对低频声波的吸收，在20～3 000 Hz频率范围内有效降低低频宽频噪声，最大可得到30 dB的声衰减，从而达到良好的低频隔声效果，这项研究对声学的发展有很好的现实价值和发展空间，为民用及军用领域对减振降噪的高需求提供了更多的可能，可在许多不同的应用中发挥作用。

  2024年02期 v.38;No.164 187-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 2118K]
  [下载次数：938 ] |[阅读次数：2 ] |[引用频次：3 ] |[网刊下载次数：0 ]

• 无人机辅助智能交通系统中面向视频多播的资源优化

  薛斌;张志才;付芳;

  在智能交通系统（Intelligent Transportation System, ITS）中，实时交通视频可以辅助网联车做出更理智的决策。然而，由于车载传感器位置和数量的限制，车辆无法全面掌握交通环境，不利于行车安全；此外，当多个车辆用户请求相同的视频内容时，传统的单播传输模式存在效率低下的问题。为了解决这些问题，基于非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA）和可伸缩视频编码（Scalable Video Coding, SVC）技术，提出了一种无人机（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）辅助ITS的交通视频多播方案。通过联合优化车辆分组和功率分配策略，最大化车辆接收的长期视频质量。将该优化问题建模为一个马尔可夫决策过程（Markov Decision Process, MDP），并采用Soft Actor-Critic(SAC)算法来求解。大量仿真结果表明，该算法具有很强的探索能力，而且收益性能优于传统Actor-Critic(AC)算法。

  2024年02期 v.38;No.164 194-202页 [查看摘要][在线阅读][下载 2595K]
  [下载次数：262 ] |[阅读次数：2 ] |[引用频次：4 ] |[网刊下载次数：0 ]

• 一种用于宽带取样示波器的幅值校准方法

  银子燕;张敏娟;冯心如;景宁;胡媛媛;卫晨博;

  取样示波器采用顺序等效采样原理，可以实现对高速稳定信号进行采样、波形恢复、信号质量分析等，在高速通信、信息对抗等领域有广泛应用。但作为取样示波器核心器件的取样器，采用双肖特基二极管对称结构，因器件、布局布线等非对称性，导致差分输出的两路信号存在偏差等，造成测量波形的不准确。为更加准确地重建被测信号的真实值，提出一种基于最小二乘法的二进制幅值校准方法。通过实验验证，此方法能够准确计算校准系数，实现对幅值的校准，相对误差在1%以内，并且在采样点数较少的情况下仍然适用。结果表明，此方法可以用于宽带取样示波器的幅值校准。

  2024年02期 v.38;No.164 203-209页 [查看摘要][在线阅读][下载 2342K]
  [下载次数：205 ] |[阅读次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[网刊下载次数：0 ]

• 基于多阶段渐进式UNet压制地震勘探随机噪声

  贺守峰;李光辉;宁旭亮;

  数据处理是地震勘探的关键环节，UNet网络作为典型的神经网络架构之一，近年来也被用于地震勘探领域，作为一种压制随机噪声的手段。UNet网络基于其对称的编码和解码结构，可以提取广泛的上下文信息，但由于其编码部分过度使用下采样操作，容易丢失输入图像的空间细节部分。其次，UNet架构是一种单阶段模型，网络结构简单，在空间精确度和多尺度信息之间难以达到平衡。基于此，提出多阶段渐进式UNet网络（MPUNet），网络前两个阶段采用编码器-解码器学习丰富的多尺度信息，最后一个阶段通过原始分辨率子网络保留精确的空间细节。每两个阶段之间引入监督注意模块，用来重新校准进入下一阶段的特征，以及引入跨阶段特征融合机制，使整个网络框架连接更加紧密，避免有效信息的丢失。人工合成记录和实际地震数据实验结果表明：相比于时频峰值滤波（TFPF）、残差密集网络（RDNet）、传统UNet和加入残差密集块的UNet(RDBUNet), MPUNet具有更显著的去噪效果，能够有效提高地震数据的信噪比和分辨率，为后续地震资料的分析解释提供了有利的依据。

  2024年02期 v.38;No.164 210-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 5967K]
  [下载次数：267 ] |[阅读次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[网刊下载次数：0 ]

• 太赫兹技术应用前沿 专栏主持人

  <正>牛萍娟天津工业大学电子与信息工程学院教授,博士生导师,常务副院长兼党委副书记,大功率半导体照明应用系统教育部工程研究中心主任,天津市半导体照明技术工程中心主任;中国电工技术学会半导体光源系统专委会主任;国家半导体照明工程研发及产业联盟副秘书长;第三代半导体产业技术创新战略联盟京津冀协同创新委员会常务副主任。获批科技部科技创新创业人才、天津市131创新型人才培养工程第一层次人选、天津市“131”创新型人才团负责人和天津市高校学科领军人才。

  2024年02期 v.38;No.164 88页 [查看摘要][在线阅读][下载 407K]
  [下载次数：265 ] |[阅读次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ]

• 《测试技术学报》征稿启事

  <正>《测试技术学报》(ISSN1671-7449 CN14-1301/TP)由中北大学和中国兵工学会主办,是“中国兵工学会测试技术学会”会刊,刊登有关测试技术的重点科研项目、基金项目的研究成果以及兵器及民用测试的应用技术,是“中国科技核心期刊”。本刊稿件来源于全国各大高校、研究院所及国外一些大学,在国内本专业学者中受到高度重视,重点关注测试技术与理论研究、光电信息与传感技术、故障检测、信号检测、数据采集、图像处理、通信技术等领域。

  2024年02期 v.38;No.164 221页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K]
  [下载次数：6 ] |[阅读次数：1 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ]
下载本期数据