矩阵理论在微波元件研究中的应用

矩阵理论在微波元件研究中的应用

一、矩阵论在研究微波元器件中的应用(论文文献综述)

袁留飞[1](2020)在《一种人眼安全的小体积激光测距系统的研究》文中研究指明激光在当前的人类社会中有着非常广泛的应用,而测距就是激光诞生以来一直被应用的领域。随着激光器以及光电探测器制造技术的不断发展,激光测距机的体积以及重量得到了很大改善,同时众多信号处理算法的使用也使测距精度和量程有了很大提升。本文以军事应用领域中的导弹末端制导和单兵测距装备为研究背景,主要研究目的是设计出一种小体积、低功耗、低成本且人眼安全的激光测距模块,使用该模块替换导弹末端制导中的电磁波测距模块可以有效提高导弹的抗干扰性和打击精度。本文以脉冲飞行时间测距法作为系统测距方法。然后对系统进行自顶向下的模块化设计,将系统分为发射模块、接收模块、光学模块、信号处理模块、控制模块五个模块,最大程度的将模块解耦,便于系统后期升级以及模块替换。本文基于中心波长为1550nm、额定功率为40W的激光二极管设计了发射模块,使发射功率达到了一级激光安全标准,确保了所设计的系统绝对人眼安全,同时激光二极管相比于激光器更具有成本优势。为了使放电回路寄生电感最小化,本文一方面选择带有专用Kelvin Gate以及2ns上升时间的Nex FETTM功率MOSFET作为开关器件;另一方面采用微孔技术和功率回路分离在140sqmm的空间中完成了放电回路布局。发射模块可以按要求产生脉宽100ns、上升时间约11ns、峰值功率为40W的脉冲激光。同时10KHz的重复发射频率使得系统可以在短时间内进行多次测量。本文针对回波信号过于微弱的问题,选择了仅有3n A暗电流的APD作为光电探测器,同时本文基于增益带宽积高达5.5GHz的OPA858运放设计了前置跨阻放大电路,在引入极低噪声和保证信号不失真的情况下可以提供百万倍的增益;同时本文还引入了ADC对回波信号采样,数字化的回波信号使得后续算法的应用成为可能,使得系统量程在40W发射功率的情况下达到1500m成为可能。本文基于FPGA芯片实现了信号处理模块和控制模块。通过激光雷达作用距离方程、APD噪声模型和运放输入噪声模型对回波信号信噪比进行了分析,并在此基础上建立了回波信号模型。通过分析回波信号模型,本文提出了总值最大法用以判断脉冲到达时刻,该方法可以有效避免回波幅值变化及波形畸变对测量结果的影响。本文针对低发射功率情况下量程不足的问题,本文借鉴雷达信号处理算法,在总值最大法的基础上融入了信号积累技术,仿真结果表明该方法在20次累加的情况下可以将系统有效量程从700m提高到1500m,同时最大测量误差不超过2m。

范晨晖[2](2020)在《微波滤波器的辅助诊断与设计关键技术研究》文中提出微波滤波器在通信系统中发挥着十分重要的作用。随着通信技术的快速发展,系统对于滤波器性能的要求也越来越高,在其性能上,要求滤波器带内更好的选择性与插入损耗、更好的带外抑制效果以及更小的外形尺寸,在其设计流程上,要求有很高的设计效率。在此基础上,微波滤波器计算机辅助设计与诊断技术的研究显得十分重要。计算机辅助设计技术涵盖整个滤波器设计的几个关键环节,包括前期的指标核定、中期的模型确定以及后期的生产调试等。在微波滤波器设计中引入计算机辅助设计与诊断技术,可以有效降低滤波器生产周期和成本,实现微波滤波器大规模的设计生产。本文的主要工作是对微波滤波器设计过程中涉及到的计算机辅助设计与诊断技术进行研究,包括指标核定中的零点与阶数的提取、基于零点阶数的广义切比雪夫多项式和耦合矩阵综合、对于横向耦合矩阵的化简,以及设计后期用于滤波器辅助诊断的参数提取算法等。本文首先回顾了微波滤波器设计基础,重点介绍了广义切比雪夫滤波器的多项式与耦合矩阵综合理论。在此理论基础上,本文对所介绍的零点与阶数优化方法和耦合矩阵的旋转化简方法进行改进,针对零点优化提出了基于多目标优化的零点与阶数提取,针对耦合矩阵的化简提出了基于矩阵特征值优化的耦合矩阵化简方法。此外,本文对微波滤波器计算机辅助诊断方法中的参数提取方法进行深入研究,以自适应插值拟合算法为前提,首先利用其可提取较少采样点特性,进行了直接提取耦合矩阵的矩阵梯度优化参数提取方法;另外,利用自适应插值拟合得到的多项式分式,进行了降阶处理,实现了针对S参数多项式的参数提取方法。这两种参数提取方法,一方面可以直接很好的拟合相位信息,另一方面可以有效的消除噪声干扰,计算过程简单,提取结果较好。本文分别通过多个例子验证了所提出的两种参数提取方法的有效性。

王一竹[3](2020)在《基于天线位置优化的MIMO系统信道容量研究》文中研究说明随着人们对通信的要求越来越高,第五代移动通信系统(5G)成为了研究热点,可以显着提升数据传输速率。毫米波作为5G的一个重要技术,有大量可用的频谱,可以提供更多传输带宽,而多输入多输出(MIMO)技术可以在系统带宽和总发射功率不增加的前提下,提高信道容量和频率利用率,因此毫米波与MIMO技术的结合能更好的发挥其优势,有利于进一步提高传输速率,改善系统性能。在毫米波通信系统中,视距(LOS)是毫米波通信的主要传输方式,因此,本文主要对毫米波LOS MIMO系统进行研究。在毫米波视距环境中,由于散射体数量较少使得信道之间高度相关,不利于数据传输,导致系统性能下降。有研究表明,LOS MIMO信道的复用增益主要依赖于收发端天线的排布方式,而在不同天线阵列排布方式下,天线位置对信道容量的影响有较大的差异,通过优化天线位置能够有效提高视距环境下的信道容量。因此,本文主要对基于平行四边形阵列和均匀圆环阵列的信道容量进行研究并分析天线位置对信道容量的影响。本文首先介绍了毫米波通信的研究背景、研究现状及其挑战,然后介绍了毫米波MIMO的系统原理以及信道模型,并从矩阵论的角度详细分析了MIMO信道容量求解的基本方法。接下来,本文引入了基于均匀矩形阵列的LOS MIMO信道模型,推导了矩形阵列基于信道容量最大化的阵列优化条件,其中包含多解。为了进一步优化信道容量,在矩形阵列的基础上,引入了倾斜角的概念,建立了基于平行四边形阵列的LOS MIMO信道模型,在该模型中,发射端和接收端的阵列排布方式均为平行四边形。其次,基于香农信道容量并借助相应的数学手段推导了满足信道矩阵正交性的条件,得到了基于信道容量最大化的阵列优化条件。在仿真中分别分析了平行四边形阵列和矩形阵列中天线位置对信道容量的影响,并验证了最大化条件的准确性,而且,将平行四边形阵列与矩形阵列作比较,从结果中,我们看到了平行四边形阵列可以在不同的倾斜角下实现信道容量最大化,而且在同样的天线间距下,其信道容量大于等于矩形阵列。最后,本文还建立了基于均匀圆环阵列的LOS MIMO信道模型。利用在该模型下信道矩阵的特性详细推导了收发端均为单圆环阵列以及收发端仅有一端为单圆环阵列、另一端为多圆环阵列的情况下信道容量与天线位置的定量关系,然后利用相同的方法对收发端均为多圆环阵列时的信道容量进行求解。在仿真中分析了均匀圆环阵列中天线位置对信道容量的影响,其中天线位置包括圆环半径、圆环数量以及收发端距离。并且在仿真中还可以发现,通过增加圆环的方式增加天线数量可能比在单圆环上增加同样的天线数量的信道容量大,因此可以看到多圆环阵列的优越性。

王珂琛[4](2019)在《不确定外形目标电磁散射分析方法研究》文中研究指明为了适应现代社会的快速发展,针对不同实际情况下电磁目标的高效电磁分析方法一直是计算电磁学领域的研究重点。在实际工程应用中,电磁目标会因为制作工艺、外界环境或人为因素的影响在几何结构等方面存在不确定性,而这些不确定性对目标的电磁特性的影响是不能直接忽略的,需要通过严格理论分析进行判断。本文以求解积分方程最有效的矩量法(Method of Moments,MoM)为研究基础,以矩量法在实际电磁应用中存在的困难和挑战为研究对象,重点研究了用于分析具有不确定外形金属目标电磁散射特性的分析方法。首先,本文研究了一种基于矩量法的针对外形不确定变化三维目标电磁散射分析问题的不确定分析方法。通过使用非均匀有理B样条(Non-uniform Rational B-spline,NURBS)表面建模技术建立目标模型,使得目标几何外形的不确定性由几个随机变量描述。所有的随机变量都是互不相关的。同时,在NURBS面上基函数(RWG基函数)几何信息可以用相应的随机变量表示,进而可以导入到矩阵方程当中形成带有随机变量的矩阵方程。因此,目标几何模型的不确定性通过随机变量引入到了矩阵方程中。具有不确定外形目标的电磁散射特性可以通过扰动法有效地定量描述。其次,针对上面提出的基于矩量法的不确定外形目标电磁散射分析方法中求解矩量法矩阵方程时计算效率受矩量法高计算复杂度的限制,提出了一种与核无关的快速方法—嵌套复点源(Nested Complex Source Beam,NCSB)方法,此方法是基于八叉树分组技术降低矩量法的计算复杂度。在最细层,每一个基函数对远场的作用可以用分布在每个组等效球面上的复点源(Complex Source Points,CSPs)波束对远场的作用等效表示。并且子层源组的复点源波束对远场的作用可以进一步等效表示为其父层源组的复点源波束对远场的作用。类似的,父层观察组的复点源波束接收到的场可以等效表示为其子层观察组复点源波束接收到的场。一个在每两个相邻层之间复点源波束的等效关系建立起来,实现了嵌套复点源方法的嵌套等效过程。仅仅在最细层的复点源波束与组内基函数有直接的作用关系。因此嵌套复点源方法在矩阵矢量乘时间和内存使用上具有O(NlogN)的计算复杂度。因为嵌套复点源方法是一种与核无关的方法,其精度不受分组尺寸的限制,所以在分析实际电大尺寸目标时可以用来与多层快速多极子方法(Multilevel Fast Multipole Algorithm,MLFMA)结合加速低层组的矩阵矢量乘操作。再次,针对上面提出的基于矩量法不确定外形目标电磁散射分析方法中存在阻抗矩阵不变右边向量变化的多右边向量问题以及针对复杂目标收敛慢的问题研究了一种可并行的直接求解方法。此方法分为两部分:前向分解和后向代入。对于前向分解,稠密的阻抗矩阵隐式地分解为多个块对角矩阵相乘,此过程在内存使用和计算机CPU时间消耗上的计算复杂度为O(Nlog2N)。然后在后向代入部分,矩阵方程的解可以通过多个矩阵矢量乘得到,此过程的计算复杂度同样为O(Nlog2N)。前向分解和后向代入两部分的操作都是以组为单位完成,并且组与组之间不存在递归关系,因此两部分均可以以组为单位并行实现。最后,提出了一种用于针对具有不确定外形的三维目标电磁散射分析的代理模型技术(Surrogate Modeling Technique)。这种技术通过高斯过程(Gaussian Process,GP)和贝叶斯决策(Bayesian Committee Machine,BCM)建立针对具有不确定外形目标电磁散射特性的代理模型以代替全波仿真模型,降低计算资源消耗。根据重采样方法,将训练样本重采样为多个子训练样本。每个子训练样本通过高斯过程可建立一个子代理模型。对于一个测试输入,每一个子代理模型都会输出响应值,这些输出响应值可以通过贝叶斯决策融合为具有高精度的最终输出数据。这样如果将目标外形的几何尺寸作为输入数据,对应此几何尺寸目标的RCS响应作为输出数据建立代理模型,在目标外形变化的范围内选取不同的几何尺寸作为测试输入值,对于输出的RCS响应进行统计分析即可实现对具有不确定外形目标的电磁散射分析。

凌菁[5](2018)在《烘干失重法快速预估检测技术研究》文中认为水分含量是决定物质物理、化学、生物特性的重要指标。烘干失重法水分测定具有精度高,应用范围广的优势,是众多行业固体试样水分含量测定的标准方法和仲裁依据。传统烘干失重法依据试样干燥前后的质量差计算物质水分含量,耗时费电,一次测量需要12小时。长期以来,测量准确性和快速性之间的矛盾一直是烘干失重法水分测定仪的应用局限。为了突破烘干失重法水分测定仪耗电费时的技术瓶颈,国内外学者通过两个方面对烘干失重法进行了改进:(1)利用红外、微波加热的方法提高干燥箱的热效率;(2)将智能信息处理方法应用于传统烘干失重法的数据分析与处理过程,在试样未完全烘干状态下准确“计算”物质的水分含量。众多研究成果表明,被测试样的干燥特性作为物质的固有属性,单纯改进热源的方法无法从根本上提升传统烘干失重法的检测效率;另一方面,烘干失重法水分含量预估融合方法的研究尚处于探索阶段,在试验对象广泛性,建模机理分析及预估算法准确性方面存在较多不足,未有成熟的技术和产品问世。本论文在国家自然科学基金项目“预估节能型粮食水分快速测定仪”(61663039)的资助下,针对传统烘干失重法耗时费电的应用局限,提出一种基于烘干失重法的自适应水分含量预估融合方法,研究内容主要包括:1)不同品类被测试样烘干失重过程可预估性特征提取;2)分型式(类胶体多孔介质型和类毛细管多孔介质型)预估模型建立;3)基于阻尼因子自适应Levenberg-Marquardt(LM)算法的水分含量预估融合方法设计;4)预估型烘干失重法水分快速测定仪的设计实践。烘干失重法水分测定作为一种“无筛选”水分测定方法,其被测对象的广泛性是该方法的最大优势,也是建立预估融合方法的最大难点。本文以干燥动力学、热力学理论为基础分析含水试样干燥特性曲线的阶段性特征,借鉴干燥动力学理论对物质干燥特性的分类方法,筛选典型试样进行全面的烘干失重法水分测定试验研究,将烘干失水曲线、失水速度曲线作为考察指标,分析试样品类、烘干温度、试样粒径、初始水分含量及初始质量对试样干燥特性的影响,在此基础上将烘干失重法水分测定的典型试样进一步细化为类胶体多孔介质型和类毛细管多孔介质型,同时确定降速干燥阶段的稳定性和升速干燥阶段的差异性是试样烘干失重过程可预估性的主要特征,以此为后续烘干失重法预估模型的建立及预估融合算法的设计奠定了扎实的理论支持与试验参考。针对类胶体多孔介质型被测试样升速干燥阶段极短难以“捕捉”,降速干燥阶段耗时长、耗能大,水分逸失重心位于降速干燥阶段的特点。通过深入研究红外干燥过程含水试样水分扩散的不可逆输运机制及主要驱动力,将Luikov理论和Fick扩散定律应用于烘干失重法预估模型建立,分析理论的应用范围、边界条件,建立基于Luikov理论的降速干燥阶段预估模型,选取典型试样验证并分析模型的拟合优度并建立预估模型参数与干燥条件(烘干温度、初始水分含量、初始质量和试样粒径)之间的回归方程;针对类毛细管多孔介质型试样烘干失水时间较短、水分逸失重心位于升速干燥阶段的特点,以干燥全过程失水量变化曲线的数值解析特征为切入点,从失水速度和加速度的角度,构建基于改进幂指数形式的干燥全过程预估模型,打破降速干燥阶段建模的限制,进一步提高预估过程中实测数据利用率,同时分析模型的参数对烘干失水曲线及失水速度曲线的影响,通过实测数据验证模型的拟合优度。随后,在验证分型预估融合数学模型的正确性基础上,建立了一种基于LM算法的烘干失重法水分含量预估融合方法。针对传统LM算法阻尼因子定值更新导致的初值依赖性强、收敛性弱的问题,将信赖域法搜索技巧应用于阻尼因子的自适应更新,同时建立预估起止时刻的自适应判别机制,完成基于阻尼因子自适应LM算法的串行迭代结构预估算法设计,在试样未达到完全烘干的状态下估算试样的水分含量。应用最优化理论证明了水分含量预估融合算法的全局收敛性,通过试验和仿真,验证了算法的执行效率以及准确性,通过与参考方法的对比验证了自适应LM算法的计算精度,同时对算法抗噪性进行考察与分析。最后,将预估融合算法设计与烘干失重法水分快速测定仪的设计相结合,以DSP+MCU的结构方式在嵌入式系统平台实现预估型烘干失重法水分快速测定仪的设计。参照国家标准《JJG 658-2010烘干法水分测定仪》对正常工作状态下仪器的示值误差、重复性及水分测定结果误差等计量性能指标进行检验,分析并计算预估型烘干失重法水分快速测定仪的测量不确定度。检验结果表明,预估型烘干失重法水分快速测定仪各项指标均符合设计要求,其中全量程内示值误差优于0.005g,重复性误差优于0.008g(极差法),常规模式下水分含量测定误差优于0.5%,预估模式下水分含量测定误差优于0.5%,均满足国家标准《JJG 658-2010烘干法水分测定仪》规定的高准确度等级水分测定仪。

余秀玲[6](2018)在《表征二端口微波网络特性的矩阵分析》文中研究表明微波网络是微波技术及基础的重要内容,矩阵分析是研究微波网络特性的有效手段。介绍了微波网络的定义和形式多样性,针对最基本的二端口微波网络,提出了两类矩阵分析方法,一类是反映网络参考面电压与电流关系的矩阵分析,其中包括有阻抗矩阵、导纳矩阵、ABCD矩阵。另一类是反映网络参考面入射波电压与反射波电压关系的矩阵分析,包括散射矩阵和传输矩阵。

黄金仙[7](2017)在《微波二端网络中的矩阵分析》文中提出根据二端网络的各端口面上的电压、电流关系,推导了二端微波网络的阻抗矩阵、导纳矩阵、转移矩阵、传输矩阵等,研究了各矩阵参量的物理意义及其性质以及各矩阵之间的转换关系,并将相关矩阵的应用推广至微波网络级联的应用中。

李奥[8](2017)在《基于LabVIEW的便携式线束部件测试系统设计与实现》文中研究说明随着我国武器系统电子化率不断提高,国内研发和生产的导弹已经初步实现了模块化和部件化,因此在导弹内部存在较多的线束和部件,为了在导弹研制、生产、维修过程中对其电气性能参数进行检测和数据存储,并解决目前一些相对落后的研发生产工艺,本文设计了一款便携式导弹线束检测系统。该系统具有较好的兼容性和扩展性,能够针对多型系列化导弹电气参数进行检测,可适用于多型导弹系列化产品研发、生产检验和使用维修等多个环节。该系统能够有效解决导弹参数和性能指标可追溯以及数字化。该系统的设计与研发不仅为导弹研制单位提供了快速有效的检测手段,也为生产承制单位生产检测检验以及部队使用维修提供了快速有效的检测手段,具有非常重大的意义。本文首先简述了国内外对于线束和部件测试系统的研究应用成果。针对现有设备技术的不足和本项目的技术要求,本文提出了一种基于LabVIEW的便携式线束部件测试系统整体设计方案。该系统采用LabVIEW集成化软件开发测试系统的上位机软件,采用ARM内核嵌入式系统设计下位机。该系统上位机软件可以实现对下位机的实时控制,并实时传输采集的数据,被采集数据可以存储、查询和打印,同时还具备大型数据库远程定时对接接口。下位机系统由1块主控测量系统板和12块继电器接口板组成,可以同时实现最大384个测量点的电气参数测量。下位机主控测量系统板完成对12块继电器接口板的选择与控制,同时对被选通通道的信号进行放大、滤波和A/D采集,采集后的数据通过USB接口传输到上位机。本文详述了便携式线束部件测试系统的总体方案设计、测量原理、硬件系统设计和上下位机软件设计。论文重点研究了如何减小继电器矩阵漏电流对大电阻测量误差的影响,以及在交流源激励下提高小电阻测量精度的问题。针对大电阻测量,本文进行了误差计算,利用下位机程序分组控制继电器同时接入回路的个数来保证其设计精度。针对电路内部的直流误差和电子器件噪声干扰,分析出误差源机理,在硬件设计上采用电流倒向测试法来消除定向直流误差,同时提出利用Duffing振子检测的非线性检测方法对待测信号进行检测,通过改进恒流源硬件电路设计和上位机子程序,实现了对含有噪声的微弱信号进行检测和处理的功能。测试结果表明,文中所提出的电阻测量方案能够有效提高该多点数线束部件测试系统的测试精度,该测试系统的测量精度满足项目技术要求。

康伟[9](2017)在《多波束阵列天线馈电网络的研究》文中指出近年来随着无线通信技术的迅猛发展,4G网络的普及,物联网时代的来临,人们对通信系统的通信容量和通信速率提出了更大更快的要求,基站天线作为移动通信的重要组成部分也被提出了更多不同的需求,传统的基站天线采用一个端口对应一个宽波束覆盖120°扇区的方案已经不能满足人们对传输速率和系统容量的需求,利用具有多个定向性波束的基站天线将原来的一个120°扇区分割成几个小扇区,并且不同小扇区的接入点可以同时同频且不互相干扰的进行通信,可以有效解决这种问题。为了在一个扇区实现多个波束我们就必须使用多波束阵列天线技术。多波束覆盖即利用多个子波束对单个扇区进行联合覆盖来替代传统方式,其具有覆盖面广,增益高和成本低等优点。为了满足这些要求,多波束馈电网络的设计变的越来越重要,论文结合科研项目,围绕通信技术中的波束形成网络技术展开研究工作。作者主要的研究内容包括以下几个方面:(1)根据移动通信中不同场景对波束数目的不同需求,基于Givens矩阵变换设计一种能够生成奇数个正交波束网络拓扑的方法,并根据基站天线在特定的应用场景下使用该方法设计N=5的正交波束馈电网络拓扑,然后通过ADS仿真软件验证该拓扑的正确性。(2)设计生成N=5的正交波束馈电网络的不同元件,论文设计的多波束馈电网络是应用到5G移动通信系统中,由于频谱资源的匮乏,低频段的频谱资源已经被完全利用,所以我们把5G天线设定在了毫米波频段,现阶段主流的两个中心频率分别是28 GHz和38 GHz。本文设计的中心频率为28 GHz,所以网络器件的设计使用介质集成波导(SIW)技术,用来保证在高频段的低插损。所需要设计的元件包括几种特定功分的180°定向耦合器,以及移相器和交叉耦合器等。(3)仿真验证几种不同的介质波导转同轴的形式,包括介质波导转微带转同轴、介质波导转金属波导、介质波导直接转同轴,并最终确定整个正交网络拓扑使用直接转换同轴的馈电方式。(4)为该正交波束馈电网络设计一种缝隙耦合馈电的缝隙贴片天线,并组成成1×5的阵列天线加载到N=5的正交波束馈电网络上,形成五波束的缝隙天线阵。

陈芳胜[10](2017)在《基于多模谐振器的双通带和宽带平面滤波器设计》文中认为无线通讯系统的便携化和小型化是现代通信系统发展的趋势之一,由于频谱资源不可再生,以及多种通信方式共存,使得单频段的窄带通信系统越来越难以满足现代通信的要求。多模滤波电路由于其结构简单、易加工、低成本,而且在实现小型多频段、宽带滤波组件的上具有便捷、高效、灵活等特点,使其成为现代通信系统研究中的一个热点。本文首先对枝节加载型谐振器进行了深入的研究,然后设计了一种内部嵌套结构的短路枝节加载的四模谐振器,通过内部嵌套和曲折微带线实现了谐振器的小型化,采用共面波导异面激励的方法设计了实用的外部端口,接着根据奇偶模谐振频率的分布特点完成了一款频率和带宽均可单独调控的小型双频滤波器。在宽带滤波器设计部分,本文首先基于同一谐振器采用不同的输入/输出结构设计了两款频率和带宽独立可控且结构紧凑的宽带滤波器。为了提高端口的耦合强度,其中一款滤波器利用缺陷地结构增强端口耦合实现宽带性能,而另一款则利用共面波导实现强耦合,同时添加可以自由控制传输零点位置的耦合路径改善了该滤波器的带外衰减。最后,本文提出了一种结构新颖的三模缺陷地谐振器,并分析了它的谐振特性,探索了控制其谐振频率的方法,并将其应用到了宽带滤波器的设计中。

二、矩阵论在研究微波元器件中的应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、矩阵论在研究微波元器件中的应用(论文提纲范文)

(1)一种人眼安全的小体积激光测距系统的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 文章研究内容和结构
第二章 激光测距系统总体设计
    2.1 引言
    2.2 激光测距方法介绍
        2.2.1 脉冲飞行时间测距法
        2.2.2 调制波相位测距法
    2.3 系统总体设计
    2.4 本章小结
第三章 发射模块设计
    3.1 引言
    3.2 发射模块结构
    3.3 激光光源的选择
    3.4 脉冲电流技术介绍
    3.5 开关电路设计
        3.5.1 功率MOSFET选型
        3.5.2 驱动电路设计
    3.6 电源模块设计
    3.7 发射电路优化
        3.7.1 功率地与信号地分离
        3.7.2 缩短放电回路
        3.7.3 功率回路分离
    3.8 发射电路性能测试
    3.9 本章小结
第四章 接收模块设计
    4.1 引言
    4.2 回波分析
        4.2.1 激光雷达作用距离方程
        4.2.2 激光的大气传输特性
        4.2.3 回波信号信噪比分析
    4.3 接收模块结构
    4.4 光电探测器选择
        4.4.1 光电探测器介绍
        4.4.2 APD选型
        4.4.3 高压偏置电路设计
    4.5 放大电路设计
        4.5.1 初级放大器选择
        4.5.2 次级放大器选择
        4.5.3 放大电路电源设计
    4.6 ADC选择
    4.7 接收电路PCB布局
    4.8 本章小结
第五章 数据处理及控制模块设计
    5.1 引言
    5.2 FPGA介绍
        5.2.1 FPGA优点
        5.2.2 FPGA选型及主要外围电路设计
        5.2.3 软件开发平台及编程语言
    5.3 传统精确脉冲到达时刻鉴别方法分析
        5.3.1 脉冲前沿时刻鉴别法
        5.3.2 恒定比值时刻鉴别法
        5.3.3 过零时刻鉴别法
    5.4 总值最大法及其改进
        5.4.1 总值最大法
        5.4.2 均值法
        5.4.3 插值法
        5.4.4 减2滑动窗口法
    5.5 信号积累技术
    5.6 系统软件设计
        5.6.1 倍频模块软件设计
        5.6.2 激光发射模块软件设计
        5.6.3 信号接收模块软件设计
        5.6.4 信号处理模块软件设计
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(2)微波滤波器的辅助诊断与设计关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 综合设计理论
        1.2.2 滤波器辅助诊断与调试
    1.3 本论文主要工作
第二章 微波滤波器设计基础
    2.1 微波滤波器基本指标
    2.2 二端口网络传输参数和反射参数的多项式形式
    2.3 广义切比雪夫滤波函数多项式的综合方法
        2.3.1 多项式的综合
        2.3.2 递归技术求解多项式函数
    2.4 广义切比雪夫耦合矩阵的综合理论
        2.4.1 N阶横向耦合矩阵的综合过程
        2.4.2 N+2横向耦合矩阵的综合过程
    2.5 本章小结
第三章 零点优化与耦合矩阵拓扑优化
    3.1 零点优化基本思想
    3.2 基于多目标优化的零点位置与阶数提取
        3.2.1 基于多目标优化的零点提取理论
        3.2.2 具体实例
    3.3 耦合矩阵化简基础理论
        3.3.1 耦合矩阵的化简
        3.3.2 相似变换与矩阵消元
    3.4 基于矩阵梯度的耦合矩阵优化化简
        3.4.1 基于矩阵梯度的耦合矩阵优化化简
        3.4.2 矩阵优化化简具体实例
    3.5 本章小结
第四章 基于矩阵优化的微波滤波器参数提取
    4.1 基于自适应插值的曲线拟合方法
        4.1.1 自适应插值拟合算法
        4.1.2 自适应插值采样效果分析
        4.1.3 算法改进与改进实例
    4.2 基于矩阵优化的微波滤波器参数提取方法
        4.2.1 基于矩阵梯度优化的参数提取算法
        4.2.2 基于矩阵梯度优化的参数提取流程
    4.3 参数提取实例
        4.3.1 四阶一个零点滤波器的参数提取
        4.3.2 五阶两个零点滤波器的参数提取
        4.3.3 六阶无零点滤波器的参数提取
    4.4 本章小结
第五章 基于降阶方法的微波滤波器参数提取
    5.1 基于多项式比值的降阶方法
        5.1.1 连分式法(Continued-Faction Method)
        5.1.2 因子相除法(Factor-Division Method)
    5.2 基于降阶方法的微波滤波器参数提取
        5.2.1 参数提取多项式特征
        5.2.2 基于降阶的参数提取算法结果分析
    5.3 参数提取具体实例
        5.4.1 三阶无零点滤波器的参数提取
        5.4.2 五阶无零点滤波器的参数提取
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 后期展望
参考文献
致谢
作者简介

(3)基于天线位置优化的MIMO系统信道容量研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状及挑战
    1.3 研究目的及意义
    1.4 论文内容安排及贡献
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 章节安排
第二章 毫米波MIMO技术的基础知识
    2.1 引言
    2.2 毫米波通信概述
        2.2.1 毫米波的传播特性
        2.2.2 毫米波通信的优缺点分析
    2.3 MIMO系统
        2.3.1 MIMO基本原理
        2.3.2 MIMO信道模型
    2.4 MIMO信道容量
        2.4.1 MIMO信道容量的发展
        2.4.2 LOS MIMO信道容量
    2.5 本章小结
第三章 基于平行四边形阵列信道容量分析
    3.1 引言
    3.2 矩形阵列信道容量分析
    3.3 平行四边形阵列信道容量分析
        3.3.1 信道建模
        3.3.2 平行四边形阵列下容量最大化分析
    3.4 天线位置对信道容量的影响分析
        3.4.1 矩形阵列容量分析
        3.4.2 平行四边形阵列容量分析
    3.5 本章小结
第四章 基于均匀圆环阵列的信道容量分析
    4.1 引言
    4.2 单圆环阵列的信道容量分析
        4.2.1 单圆环阵列容量求解
        4.2.2 单圆环阵列容量仿真分析
    4.3 多圆环阵列的信道容量分析
        4.3.1 多圆环阵列容量求解
        4.3.2 双圆环阵列容量仿真分析
        4.3.3 双圆环阵列和单圆环阵列容量对比
    4.4 本章总结
第五章 总结和展望
    5.1 总结
    5.2 未来展望
参考文献
致谢
作者简介

(4)不确定外形目标电磁散射分析方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 研究的历史和现状
        1.2.1 电磁场系统中不确定性问题分析方法
        1.2.2 代理模型方法
    1.3 本文的主要工作内容及贡献
    1.4 本文的结构安排
2 目标电磁散射分析的基本原理与实现
    2.1 引言
    2.2 矩量法基本原理
        2.2.1 矩量法矩阵方程的形成
        2.2.2 矩量法矩阵方程的求解
        2.2.3 预条件技术
    2.3 目标雷达散射截面积的计算
    2.4 本章小结
3 不确定外形目标电磁散射矩量法分析基本理论研究
    3.1 引言
    3.2 具有不确定外形目标的模型介绍
    3.3 非均匀有理B样条(NURBS)建模技术
        3.3.1 B样条基函数
        3.3.2 NURBS曲面
        3.3.3 控制点对目标外形变化的描述
    3.4 积分方程中随机变量的提取
        3.4.1 带有随机变量的RWG基函数
        3.4.2 带有随机变量的矩量法矩阵方程
    3.5 不确定外形目标电磁散射特性的量化技术
    3.6 数值算例分析
    3.7 本章小结
4 不确定外形目标电磁散射矩量法快速分析方法研究
    4.1 引言
    4.2 嵌套复点源(NCSB)方法
        4.2.1 复点源方法基本原理
        4.2.2 嵌套复点源方法的实现
        4.2.3 嵌套复点源方法参数的选择及计算复杂度分析
        4.2.4 数值算例分析
    4.3 可并行直接求解方法
        4.3.1 直接求解方法的实现
        4.3.2 直接求解方法的并行实现
        4.3.4 数值算例分析
    4.4 本章小结
5 不确定外形目标电磁散射分析代理模型方法研究
    5.1 引言
    5.2 代理模型流程介绍
    5.3 目标电磁散射高斯过程模型的建立
        5.3.1 高斯过程模型的基本原理
        5.3.2 协方差函数的选择
    5.4 贝叶斯决策的实现
    5.5 不确定外形目标电磁散射特性的统计分析
    5.6 数值算例分析
    5.7 本章小结
6 结论与研究展望
    6.1 全文的总结
    6.2 后续工作和展望
致谢
参考文献
攻博期间取得的研究成果

(5)烘干失重法快速预估检测技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 论文研究的背景与意义
    1.2 水分含量检测方法
    1.3 烘干失重法
    1.4 烘干失重法水分测定仪
        1.4.1 烘干失重法水分测定仪的分类
        1.4.2 烘干失重法水分测定仪的国内外研究现状
    1.5 现有烘干失重法水分测定仪的应用局限
    1.6 传统烘干失重法的技术改进
        1.6.1 仪器衡量装置的改进
        1.6.2 仪器恒温干燥箱加热效率的提高
        1.6.3 智能信息处理方法的应用
    1.7 预估型烘干失重法水分快速检测技术的需求
    1.8 论文研究的主要工作
第2章 烘干失重法水分测定过程可预估性研究
    2.1 引言
    2.2 烘干失重法水分测定原理
        2.2.1 烘干失重法水分测定过程
        2.2.2 红外辐射与吸收的基本理论
        2.2.3 试样质量在线称量原理
    2.3 烘干失重法水分检测可预估性理论分析
        2.3.1 被测试样中的水分与结合方式
        2.3.2 被测试样的干燥动力学分类方法
        2.3.3 试样干燥特性曲线阶段性特征分析
    2.4 烘干失重法水分测定可预估性试验分析
        2.4.1 材料与方法
        2.4.2 试样品类的影响
        2.4.3 初始水分含量的影响规律
        2.4.4 烘干温度的影响规律
        2.4.5 试样粒径的影响规律
        2.4.6 初始质量的影响规律
    2.5 烘干失重过程预估特征参数提取
    2.6 预估型烘干失重法水分含量快速检测方法的构想
    2.7 本章小结
第3章 基于Luikov理论的降速干燥阶段预估模型
    3.1 引言
    3.2 烘干失重法红外干燥传热与传质模型建立
        3.2.1 被测试样的结构与参数
        3.2.2 烘干失重法红外干燥过程热-质传递
        3.2.3 含水试样湿分扩散过程与驱动力
    3.3 降速干燥阶段理论传质模型建立
        3.3.1 基于Luikov 理论的模型建立
        3.3.2 预估模型参数τ回归分析
        3.3.3 模型的拟合优度验证
    3.4 本章小结
第4章 基于改进幂指函数的干燥全过程预估模型
    4.1 引言
    4.2 被测试样烘干失水过程的数值解析
    4.3 现有失水量预估模型的数学解析
    4.4 全干燥过程预估模型的建立
    4.5 全干燥过程预估模型的解析与验证
        4.5.1 全干燥过程预估模型数值解析
        4.5.2 模型参数分析
        4.5.3 模型拟合优度验证
    4.6 本章小结
第5章 烘干失重法水分快速检测预估融合方法
    5.1 引言
    5.2 水分含量预估描述
    5.3 阻尼因子kl与LM方法的收敛性
        5.3.1 阻尼因子自适应更新策略
        5.3.2 阻尼因子自适应LM方法的收敛性证明
    5.4 基于阻尼因子自适应LM算法的水分含量预估融合
        5.4.1 预估算法起点的自适应判定策略
        5.4.2 预估算法终点自适应确定
        5.4.3 算法参数初值设定
        5.4.4 算法实现步骤
    5.5 预估算法的误差分析
        5.5.1 算法验证试验平台
        5.5.2 阻尼因子自适应LM算法验证
        5.5.3 水分含量预估融合算法准确性验证
        5.5.4 预估融合算法抗噪性验证
    5.6 本章小结
第6章 预估型烘干失重法水分快速测定仪设计实践
    6.1 引言
    6.2 仪器系统构成与技术指标
        6.2.1 预估型烘干失重法水分快速测定仪系统构成
        6.2.2 水分测定仪的主要指标
    6.3 基于DSP的称重与预估单元设计实践
        6.3.1 称重模块硬件设计
        6.3.2 DSP与ADC和MCU的通信接口设计
    6.4 温度检测与控制子系统设计实践
        6.4.1 温度检测电路设计
        6.4.2 温度控制电路设计
    6.5 仪器软件设计
        6.5.1 预估运算模块软件设计
        6.5.2 功能管理软件模块设计
    6.6 仪器性能测试
    6.7 预估型烘干失重法水分快速测定仪不确定度分析
        6.7.1 预估型烘干失重法水分快速测定仪系统误差来源分析
        6.7.2 质量称量装置引入的不确定度分析
        6.7.3 烘干装置部分引入的不确定度分析
        6.7.4 不确定度合成
    6.8 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录 A 预估型烘干失重法水分快速测定仪原理图
附录 B 预估型烘干失重法水分快速测定仪检测试验现场
附录 C 攻读学位期间发表的学术论文
附录 D 攻读学位期间的科研工作及科研成果

(6)表征二端口微波网络特性的矩阵分析(论文提纲范文)

1 二端口微波网络
2 反映网络参考面电压与电流关系的矩阵分析
    2.1 阻抗矩阵和导纳矩阵
    2.2 ABCD矩阵
3 反映网络参考面入射波电压与反射波电压关系的矩阵分析
    3.1 散射矩阵
    3.2 传输散射矩阵
4 总结

(7)微波二端网络中的矩阵分析(论文提纲范文)

1 微波二端网络的矩阵分析
2 Z、Y、A矩阵参量
    2.1 Z矩阵参量
    2.2 Y矩阵参量
    2.3 A矩阵参量
3 S、T矩阵参量
    3.1 S矩阵参量
    3.2 T矩阵参量
4 矩阵之间的相互转换
    4.1[Z]与[Y]之间的转换关系
    4.2[A]与[Z]、[Y]之间的转换关系
    4.3[A]与[S]、[S]与[T]之间的转换

(8)基于LabVIEW的便携式线束部件测试系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外的研究现状
        1.2.1 国外的研究现状
        1.2.2 国内的研究现状
    1.3 课题来源及主要研究内容
    1.4 本文章节安排
第2章 测试系统方案设计
    2.1 测试系统的需求分析
        2.1.1 测试系统功能需求
        2.1.2 测试系统功能和技术指标
    2.2 测试系统技术方案
    2.3 测试系统工作流程
    2.4 本章小结
第3章 测试系统基本原理
    3.1 电阻测量方法
        3.1.1 恒流源测压法
        3.1.2 开尔文电桥法
        3.1.3 恒压源测压法
        3.1.4 电容充电法
        3.1.5 电阻测量方法分析与选择
    3.2 噪声与干扰分析
        3.2.1 电子器件内部的固有噪声源
        3.2.2 直流误差源
    3.3 电流倒向技术
    3.4 微弱信号测量
        3.4.1 非线性理论检测方法
        3.4.2 Duffing振子的特性分析
        3.4.3 Duffing振子微弱信号检测原理
    3.5 虚拟仪器LabVIEW在微弱信号检测中应用
    3.6 本章小结
第4章 系统硬件设计
    4.1 交流源电路分析
    4.2 恒压电路分析
    4.3 电流倒向技术硬件实现
    4.4 数据采集模块设计
    4.5 通道切换设计
        4.5.1 I/O口拓展电路
        4.5.2 驱动电路
    4.6 漏电流抑制电路
    4.7 本章小结
第5章 系统软件设计
    5.1 下位机功能程序设计
        5.1.1 系统初始化
        5.1.2 设备检定设计
        5.1.3 档位切换设计
    5.2 上位机测试软件设计
        5.2.1 功能模块及测试流程
        5.2.2 数据接收与解析处理
        5.2.3 数据存储与打印设计
    5.3 Duffing振子检测系统的程序设计
    5.4 本章小结
第6章 结果及分析
    6.1 测试系统实际测试
    6.2 仿真结果与测量分析
        6.2.1 Duffing振子测量幅值的LabVIEW仿真
        6.2.2 实物验证
        6.2.3 结果比较分析
    6.3 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
附录A 实物图
在校期间发表的学术论文与研究成果

(9)多波束阵列天线馈电网络的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文的主要工作及章节安排
第二章 多波束馈电网络和缝隙天线基本理论
    2.1 多波束网络的基本理论
    2.2 缝隙天线的基本理论
    2.3 本章小结
第三章 奇数正交波束馈电网络的设计
    3.1 奇数正交波束馈电网络的问题分析
    3.2 奇数正交波束馈电网络的设计方法
    3.3 奇数波束正交网络的设计与验证
    3.4 小结
第四章 五波束正交馈电网络及其应用
    4.1 等功分的 180°定向耦合器的设计
    4.2 不等功分的 180°定向耦合器的设计与仿真
    4.3 交叉耦合器的设计
    4.4 移相器的设计
    4.5 五波束正交馈电网络设计
    4.6 五波束缝隙耦合贴片天线的设计
    4.7 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介

(10)基于多模谐振器的双通带和宽带平面滤波器设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要内容安排
2 基本理论概述
    2.1 常用平面传输线
    2.2 奇偶模理论
    2.3 SIR和SLRS介绍
3 双通带滤波器设计
    3.1 SLMMRS的滤波特性
    3.2 SSLMMR双通带滤波器设计
    3.3 小结
4 多模宽带滤波器设计
    4.1 DGS端口耦合的宽带滤波器
    4.2 CPW端口耦合的宽带滤波器
    4.3 基于DGSR的宽带滤波器
    4.4 结果分析及对比
5 总结与展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间完成的研究成果

四、矩阵论在研究微波元器件中的应用(论文参考文献)

  • [1]一种人眼安全的小体积激光测距系统的研究[D]. 袁留飞. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [2]微波滤波器的辅助诊断与设计关键技术研究[D]. 范晨晖. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [3]基于天线位置优化的MIMO系统信道容量研究[D]. 王一竹. 西安电子科技大学, 2020(06)
  • [4]不确定外形目标电磁散射分析方法研究[D]. 王珂琛. 南京理工大学, 2019(06)
  • [5]烘干失重法快速预估检测技术研究[D]. 凌菁. 湖南大学, 2018(06)
  • [6]表征二端口微波网络特性的矩阵分析[J]. 余秀玲. 现代商贸工业, 2018(19)
  • [7]微波二端网络中的矩阵分析[J]. 黄金仙. 电脑知识与技术, 2017(34)
  • [8]基于LabVIEW的便携式线束部件测试系统设计与实现[D]. 李奥. 湘潭大学, 2017(02)
  • [9]多波束阵列天线馈电网络的研究[D]. 康伟. 西安电子科技大学, 2017(04)
  • [10]基于多模谐振器的双通带和宽带平面滤波器设计[D]. 陈芳胜. 华中科技大学, 2017(04)

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矩阵理论在微波元件研究中的应用
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