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期刊信息/Journal information
河北工业大学学报
河北工业大学学报

王延吉

双月刊

1007-2373

xuebao@hebut.edu.cn

022-60438311

300401

天津市北辰区双口镇西平道5340号

河北工业大学学报/Journal Journal of Hebei University of TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊系河北工业大学主办的自然科学性质的综合性学术刊物，是反映河北工业大学科学研究和学术成果的学术理论刊物。主要刊登有创见的学术论文、科学研究报告、有价值的专题综述。
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    合成孔径激光雷达成像研究进展综述

    王兆成宿博瑜程雨佳文志颜...
    1-12,86页
    查看更多>>摘要：激光成像雷达是一种处理目标散射光成像的设备,在探测精度上有显著优势,但是分辨率受波束宽度和目标距离限制,因此将其与合成孔径技术相结合,得到合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Li⁃dar,SAL).SAL作为一种主动探测雷达,拥有更短的合成孔径时间,且成像分辨率与距离无关,可以进行大面积成像,已经成为国内外的研究热点.除此之外,SAL还具有体积小、重量轻、抗干扰强等特点,因此难以被侦测,具有良好的军用和民用潜质.但是由于激光波长短,必然会引起相位误差以及调制受限等难题,本文主要就相位误差处理、光视场优化和ISAL三方面对近十年SAL的研究发展进行了概述,具体分析了不同方法的原理、所解决的问题以及所遇到的瓶颈,并根据其发展趋势进行了预测和展望.

    激光雷达合成孔径技术相位误差补偿光视场逆合成孔径激光雷达

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    基于深度学习的Hermite-Gaussian光束模式分析方法研究

    张杰辉白振旭安嘉硕王雨雷...
    13-21页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于深度学习的Hermite-Gaussian(HG)光束模式分解方案,利用仿真生成的具有多个模式的模拟样本训练卷积神经网络,并通过训练好的模式识别网络采用迁移学习技术加速模式分解网络的训练过程.通过单次发射的强度图像,训练后的神经网络能够对四模以内所有模式的HG光束实现高效准确的模式分解,获取HG光束的模式振幅和相位信息.实验结果表明,该方法在不同模式数量的识别和分解任务中均表现出较高的精度和稳定性,有望在光通信、光学成像、激光加工等领域得到广泛应用.

    深度学习Hermite-Gaussian光束模式分解迁移学习模式识别

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    面向新鲜乳品质量检测的RFID传感器设计

    王晨阳孟召宗李晨曦高楠...
    22-33页
    查看更多>>摘要：针对新鲜乳品质量便捷测量的需求,提出一种基于电容传感器阻抗分析以及射频识别能量与数据传输的柔性射频识别传感器标签.设计并优化了叉指电容传感器前端,通过阻抗分析感知乳品质量变化.通过天线仿真优化提高无线供电效率,利用近场通信数据交换格式归一化数据实现无线传输与显示.通过研究传感器前端和高频天线线圈屏蔽作用并对其优化改进,提升了传感器的抗干扰能力.利用pH值作为参考值确定乳品变质时间节点,并对所提出方法进行了实验验证,结果显示传感器标签在1.5 cm内能够稳定工作,测量最大相对误差为3.28％,新鲜度判断结果能够有效反应乳品实际变质情况.

    射频识别传感器乳品质量检测阻抗测量叉指电容非接触测量

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    基于外腔反馈的可调谐半导体激光光源的扫频特性研究

    郎金鹏葛崇琳韩纪磊黄琳...
    34-38页
    查看更多>>摘要：半导体激光光源在激光雷达、空间探测以及光纤智能感知等领域有着重要作用,其中可调谐半导体激光光源还可用于新一代可重构光分插复用系统中光器件等的波长相关和偏振依赖损耗测试.基于Litt⁃man结构的外腔反馈型可调谐半导体激光光源是一种实现宽调谐、高光谱纯净度和无跳模谐振输出的有效手段.笔者团队利用联合研制的中心波长为1 526.276 nm、3 dB带宽为111.005 4 nm的增益芯片作为内腔种子源,通过闪耀光栅将不同波长锁定在振荡器中,实现了最快扫描速度为200 nm/s、最小触发间隔为5 pm、本征线宽小于10.02 kHz及无跳模范围为130 nm的单纵模扫频输出.结果表明,凭借InGaAsP/InP增益芯片优异的宽光谱光学特性和Littman反馈原理,本研究结果有助于推动波长快速扫描测试系统的研究进程,提升相关器件测试的精度和效率.

    可调谐半导体激光光源外腔无跳模间隔触发

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    基于二硫化锡/还原氧化石墨烯的超材料吸波体

    武瑞康贺彪臧柯王蒙军...
    39-46页
    查看更多>>摘要：结合二硫化锡/还原氧化石墨烯复合材料和金属背板,设计了一款超材料吸波体,利用CST电磁仿真软件对超材料吸波体进行了仿真.研究发现,该吸波结构不仅具有宽频带特性,而且具有较高的吸收率.在电磁波垂直入射条件下,吸波结构在10.7 GHz至17.1 GHz频段的吸收率均达到了90％以上,结构总体厚度只有0.33λ0(λ0为最低截止频率对应的波长).为了验证本设计的可行性,加工制作了吸波结构样品并对其进行测试,测试结果与仿真结果展现了较好的一致性.电磁场分布和能量损耗的仿真结果表明,该结构通过同心圆环和边角散射效应以及单元间耦合效应来实现对电磁波的能量损耗.表明本研究制备的超材料吸波体解决了传统超材料结构吸收带宽窄和热稳定差的问题,其在卫星广播、卫星通信和5G通信的电磁辐射抑制方面具有应用潜力.

    二硫化锡还原氧化石墨烯阻抗匹配吸波体极化不敏感

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    用于痕量H2S检测的音叉设计及性能分析

    李冰心刘硕李瑶赵赛丽...
    47-58页
    查看更多>>摘要：针对商用标准石英音叉在石英增强光声光谱(Quartz-Enhanced Photoacoustic Spectroscopy,QEPAS)应用的局限性,对声波探测器石英音叉的前6阶振动模态进行了仿真研究,通过优化石英音叉参数,分析各参数对共振频率的影响,设计了一种低共振频率且高品质因数的新型石英音叉.经过测试,该音叉共振频率为12.21 kHz,品质因数高达12 068,叉指间隙为0.40 mm,与商用30.72 kHz的标准石英音叉相比,共振频率降低60.25％,叉指间隙提高2倍,能量积累时间提高1.95倍.通过优化耦合共振管长度及光源的激励位置,提高了系统的探测性能.利用波长调制和二次谐波解调技术,得到系统的二次谐波信号与H2S浓度存在良好的线性关系,基于QEPAS技术探测的检测限低至186×10-9,实现了H2S的高灵敏度探测.

    石英音叉石英增强光声光谱H2S检测

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    2A12铝合金方形光斑激光冲击强化残余应力场研究

    巩志鑫张朕贾梦瑜李梦浩...
    59-67页
    查看更多>>摘要：为了分析以2A12铝合金为代表的航天铝合金在激光冲击强化后表面和内部残余应力的分布,采用数值模拟的方法对2A12铝合金进行了方光斑激光冲击强化后的残余应力场计算,得到了不同激光参数下的残余应力场分布曲线.研究发现,在脉冲宽度为10 ns、光斑尺寸为4mm的固定参数下,单光斑激光冲击强化在峰值压力为1 800 MPa时残余应力分布最优,最大残余应力值为-242.1 MPa.冲击强化两次获得了最佳残余应力分布,其残余应力最大值为-403.8 MPa.此外,在多光斑激光冲击强化中,利用60％的光斑重叠率可以在表面和深度方向上产生最佳的残余应力分布.本模型模拟结果与已有实验数据吻合较好,可为实际方形光斑激光冲击强化铝合金实验提供理论指导.

    方形光斑激光冲击强化2A12铝合金数值模拟残余应力场

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    具有参数不确定性的2D TORA系统振动抑制控制

    杨昕然陈鹤
    68-75页
    查看更多>>摘要：为解决二维带有旋转执行器的平移振荡器(Two-dimensional Translational Oscillator with Rotational Actua⁃tor,2D TORA)系统模型参数不确定时的自动控制问题,提出一种2D TORA系统的自适应振动抑制控制方法.通过分析系统的能量和动力学特性,对模型进行整理,设计了一种基于能量的辅助函数.在此基础上设计了自适应控制器与用于估计未知参数的自适应更新律.为进一步增强控制性能,在控制器中加入了包含可驱动量和不可驱动量的振动抑制项.对闭环系统进行了严格的稳定性分析和系统状态变量的收敛性证明.所提控制器能够实现对系统的调节控制,且在弹簧弹性系数等系统模型参数发生改变时仍能保证控制性能.仿真结果表明,该方法在工作效率和鲁棒性方面均具有良好的控制性能.

    二维平移振荡器参数不确定性自适应控制振动抑制欠驱动系统

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    融合注意力机制的轻量化多尺度网络用于心电图多标签分类

    郭志涛袁萍修胡景南魏英杰...
    76-86页
    查看更多>>摘要：深度学习技术对心电图进行自动的疾病诊断具有十分重要的意义.但现有的分类算法存在计算速度慢、实时性差以及对心电信号多尺度特征利用不充分的问题,会对某些疾病产生漏检,影响自动诊断技术的效率和精确度.因此提出了一种融合注意力机制与多尺度特征提取的轻量化心电图多标签分类网络(Lightweight Network with Attention for Multi Scale Classification,LAMSCN).该模型可以有效地识别多种心脏病症状.实验结果表明,与MobileNet等主流模型相比,LAMSCN有效降低了模型参数量,同时对17种疾病的分类性能指标F1可以达到0.905,极大降低了对部署设备的要求.

    深度可分离卷积注意力机制多尺度轻量化多标签分类密集连接

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    基于几何解析的偏转关节机械臂运动学分析

    宋广泽李满宏焦鑫赵政阳...
    87-94页
    查看更多>>摘要：高负载自重比机械臂在制造业、服务业等领域的不可替代作用日益凸显,针对传统机械臂承载能力提升问题,本文提出了一种偏转关节机械臂及其运动学分析方法.通过分析关节轴线与相邻杆件之间的夹角对机械臂运动特性及承载能力的影响,提出了偏转关节布置形式并设计了偏转关节机械臂.将偏转关节机械臂抽象为等效简易串联机构,根据偏转关节运动特性提取了偏转关节运动方程,建立了机械臂末端位姿解算方法.通过将末端位置参数解耦至距离参量、高度参量、周转角参量,依次建立了关节转角求解公式,获取了偏转关节机械臂全部运动学解析逆解.偏转关节机械臂仿真结果验证了运动学解算方法的可行性与准确性.

    机械臂偏转关节运动学分析末端位姿

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