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人工神经网络 6

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一种扩展非对称Doherty功率放大输出功率回退范围的新方法 Research Article

李明玉1,程小兵1,代志江1,钟康1,蔡天赋1,黄超意2

《信息与电子工程前沿(英文)》 2023年 第24卷 第3期   页码 470-479 doi: 10.1631/FITEE.2200250

摘要: 提出一种扩展Doherty功率放大(DPA)输出功率回退(OPBO)范围的新方法。研究表明,可以通过峰值路功放的输出阻抗来调整和改变载波功率放大输出匹配网络相位,来扩大DPA的输出功率回退量。基于此理论,设计了一个工作频带为1.55—2.2 GHz(35%相对带宽)、具有大输出功率回退范围的高效率非对称DPA,通过这一例子来验证所提方法的有效性。

关键词: Doherty功率放大输出功率回退输出阻抗网络相位    

面向大规模MIMO系统的高效功率放大及其线性化技术综述 Review Articles

Xin LIU, Guan-sheng LV, De-han WANG, Wen-hua CHEN, Fadhel M. GHANNOUCHI

《信息与电子工程前沿(英文)》 2020年 第21卷 第1期   页码 72-96 doi: 10.1631/FITEE.1900467

摘要: 为适应数据传输速率的爆炸性增长以及大规模多输入多输出(mMIMO)技术的应用,业界开发了高效率功率放大(PA)和相关线性化技术。本文根据5G系统的两个核心频段——sub-6 GHz和毫米波(mmWave)——的特点,对高效率集成化的Doherty功放单片微波集成电路(MMIC)和线性化技术进行了综述,比较和分析了不同半导体工艺和架构下的高效功放设计思路

关键词: 高效节能;线性化;大规模多输入多输出(mMIMO);单片微波集成电路(MMIC);功率放大    

高线性度U波段功率放大设计:新型交调点分析方法 Research Article

崔杰,李佩佩,盛卫星

《信息与电子工程前沿(英文)》 2023年 第24卷 第1期   页码 176-186 doi: 10.1631/FITEE.2200082

摘要: 功率放大的线性度决定了通信系统的信号发射质量与系统的发射效率。非线性失真会导致系统误码、带外辐射以及临近信道干扰,严重影响着通信系统的质量和可靠性。论文从毫米波功率放大的三阶互调点入手,对电路的非线性进行补偿。介绍了基于格罗方德(GlobalFoundries) 45 nm绝缘体硅工艺的AB类线性毫米波功率放大(PA)的分析、设计和测试情况。设计了三种工作在U波段的基于共源共栅和三管堆叠单元结构的单端和差分堆叠功率放大。根据非线性分析和在片测试结果对比,发现基于三管堆叠单元的设计要优于基于共源共栅单元的设计。使用单端测量方法设计的差分功率放大在44 GHz时实现了47.2%的峰值功率附加效率(PAE)和25.2 dBm的饱和输出功率(Psat)。该放大在44 GHz至50 GHz的工作带宽内实现了Psat高于23 dBm和峰值PAE高于25%的性能。

关键词: 绝缘体硅;线性分析;毫米波;功率放大    

17–26.5 GHz 42.5 dBm宽带高效率GaN功率放大设计 Correspondences

黎明1,2,李智群1,3,郑权2,蔺兰峰2,陶洪琪2

《信息与电子工程前沿(英文)》 2022年 第23卷 第2期   页码 346-350 doi: 10.1631/FITEE.2000513

摘要: 提出一种在微波频段具有宽带、高效率的氮化镓(GaN)功率放大。该功率放大采用0.15 μm栅长GaN-HEMT工艺,其工作频段可以覆盖整个K频段,即17–26.5 GHz。为获得更好的输出功率功率附加效率(PAE),根据晶体管的性能,设计了最优前后级驱动比和最佳晶体管尺寸,并采用宽带低损耗电路拓扑结构,实现宽带高效率设计。同时,将谐波控制结构巧妙地集成到驱动级匹配电路中,提升高频效率,确保整个频段内获得较高功率附加效率。该功率放大采用三级放大拓扑结构,在连续波条件下,测试结果表明,在17–26.5 GHz频带范围内饱和输出功率超过42.5 dBm,平均PAE为30%,在19.8 GHz时PAE达到最大,为32.1%,输出功率平坦度优于1.0 dB。

关键词: K波段;高效率;宽带;氮化镓(GaN);功率放大    

基于有源耦合矩阵的一种微带直接耦合式滤波放大 Research Articles

高杨1,张帆2,乔莹莹1,臧家伟3,李磊1,商小邦4

《信息与电子工程前沿(英文)》 2021年 第22卷 第9期   页码 1260-1269 doi: 10.1631/FITEE.2000292

摘要: 提出一种基于有源耦合矩阵的微带集成滤波放大的设计理论。通过消除匹配结构,微带滤波器可直接与放大耦合,同时实现滤波和匹配功能。通过引入附加的行和列表示有源晶体管,该放大的拓扑结构可用耦合矩阵综合和表达。该有源耦合矩阵可用于计算S参数(回波损耗和增益)和集成器件的初始物理尺寸。由于微带线易加工、低成本、易于与有源器件集成等优点,本文设计、加工并测量了基于微带线工艺的X波段放大

关键词: 放大;滤波–放大集成;微带线;耦合矩阵    

用于超导纳米线单光子探测器的宽带超低温放大 Research Article

李连鸣1,2,何龙2,吴旭1,2,牛晓康1,万超2,康琳2,3,贾小氢2,3,张蜡宝2,3,赵清源2,3,涂学凑2,3

《信息与电子工程前沿(英文)》 2021年 第22卷 第12期   页码 1551-1684 doi: 10.1631/FITEE.2100525

摘要: 为有效读出超导纳米线单光子探测器(SNSPD)输出信号,提出一种基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺的低功耗无电感宽带差分超低温放大。为解决缺少超低温器件精确模型的问题,结合并联—并联反馈和电容耦合超低温放大结构,通过详细理论分析和仿真,确定了放大增益与电路可调设计参数间的关系,提高了设计和优化的灵活性,从而实现所需增益。为实现工作频率范围内端口阻抗平坦特性,采用RC并联补偿结构,有效提高了放大闭环稳定性,并可抑制放大过冲问题。给出室温(300 K)和低温(4.2 K)下S参数和瞬态性能测试结果。在良好输入输出阻抗匹配下,该放大在300 K温度下3 dB带宽为1.13 GHz,增益为21 dB。在4.2 K温度下,该放大增益可在15~24 dB范围内调节,其3 dB带宽为120 kHz~1.3 GHz,功耗仅3.1 mW。去除芯片外围焊盘,该超低温放大芯片核心面积仅为0.073 mm2。

关键词: 超低温放大;宽带放大;超导纳米线单光子探测器    

基于网络结构的布尔网络输出反馈镇定器设计 Research Articles

Jie ZHONG, Bo-wen LI, Yang LIU, Wei-hua GUI

《信息与电子工程前沿(英文)》 2020年 第21卷 第2期   页码 247-259 doi: 10.1631/FITEE.1900229

摘要: 在基因调控网络中,稳态结构可以用来表示细胞死亡或基因不受调控生长的进化行为。本文利用矩阵半张量积工具,分析与研究布尔网络输出反馈镇定器的设计。基于描述节点间耦合关系的网络结构信息,设计了输出反馈镇定器以实现全局稳定。与传统牵制控制器设计相比,输出反馈镇定器设计不再基于布尔网络的状态转移矩阵,可以有效确定牵制节点,降低计算复杂度。本文所提方法有效避免了计算2n×2n维的状态转移矩阵,这里n是布尔网络的节点数。最后,分别在一个信号转导网络和一个黑腹果蝇极性基因网络进行仿真模拟,证明该方法有效。结果表明,与传统布尔网络牵制控制相比,该方法更为简单、简洁。

关键词: 布尔网络输出反馈镇定器;网络结构;矩阵半张量积    

基于电感和变压器跨导提升技术、噪声系数为3.2 dB、带宽为9.8–30.1 GHz的CMOS低噪声放大

陈宏尘1,朱浩慎1,吴亮2,车文荃1,薛泉1

《信息与电子工程前沿(英文)》 2021年 第22卷 第4期   页码 586-598 doi: 10.1631/FITEE.2000510

摘要: 因此,位于接收机前端的第一个有源模块——低噪声放大——起着非常关键的作用。但是,当频率上升到毫米波段时,由于寄生效应影响变大,高性能的宽带低噪声放大设计面临着诸多挑战。利用共栅放大(M1)和共源放大(M2)级联构成完整的低噪声放大。第一级选择共栅级是因为共栅放大的输入阻抗低,易于实现宽带的输入匹配。但是,由于单纯的一级放大增益不够,所以级联一个共源级作为第二级放大提高增益。在低噪声放大中,较高的增益通常需要更大功耗来实现,因此增益和功耗在实际设计中需要折中。其次,针对第二级放大(共源级),通过引入变压器TR1,使M2的栅极和源级同时输入反相信号,从而提升M2的等效跨导。通过仿真实验,可以看到引入电感后提升了第一级放大的等效跨导。该低噪声放大采用在片测试方法测试。其中,S参数由德国R&S公司生成的ZVA67矢量网络分析仪测试。

关键词: CMOS;跨导提升技术;低噪声放大;变压器;共栅级    

带状态反馈控制的概率布尔网络上基于互模拟的稳定性研究 Research Articles

Nan JIANG, Chi HUANG, Yao CHEN, Jürgen KURTHS

《信息与电子工程前沿(英文)》 2020年 第21卷 第2期   页码 268-290 doi: 10.1631/FITEE.1900447

摘要: 研究具有状态反馈控制的概率布尔控制网络。为降低计算复杂度,定义一种新的互模拟概率布尔控制网络。为更好理解概率布尔控制网络之间的互模拟关系,使用一种半张量积的强大矩阵运算。由于网络稳定至关重要,考虑互模拟概率布尔控制网络之间的1-概率稳定传播,并证明可行性。如果两个概率布尔控制网络之间匹配互模拟关系,则它们的过渡阶段(实现稳定的最大步骤数)被证明相同。之后,将结果推广到概率布尔网络

关键词: 硅基集成电路;毫米波;超宽带;变压器;低噪声放大;倍频器;分频器;混频器    

一种应用于功率放大液压驱动外骨骼的基于物理人机交互估计的控制策略 None

Yi LONG, Zhi-jiang DU, Wei-dong WANG, Long HE, Xi-wang MAO, Wei DONG

《信息与电子工程前沿(英文)》 2018年 第19卷 第9期   页码 1076-1085 doi: 10.1631/FITEE.1601667

摘要: 通过外骨骼在运动期间的实时状态推导该映射,并通过基于地面反作用力的阈值方法识别人体运动相位。基于相位识别,通过所提算法估计人体步态,将步态辨识结果作为控制器的参考输入。

关键词: 外骨骼;物理人机交互;力矩传感器;人体步态;卡尔曼平滑器    

多重受限时滞逻辑控制网络输出跟踪 Research Articles

Ya-ting ZHENG, Jun-e FENG

《信息与电子工程前沿(英文)》 2020年 第21卷 第2期   页码 316-323 doi: 10.1631/FITEE.1900376

摘要: 本文深入研究具有状态和控制受限的时滞逻辑控制网络输出跟踪问题。与其他类型时滞相比,状态依赖型时滞数值的更新依赖当前的状态值和一个伪逻辑函数。基于该扩维系统,输出跟踪问题被转化为集合镇定问题。利用变换的状态转移矩阵,可得到该系统实现输出跟踪的充分必要条件,通过数学软件容易验证此条件。此外,设计了状态反馈控制器使时滞逻辑控制网络输出能跟踪参考信号。最后,通过一个例子验证本文的理论结果。

关键词: 逻辑控制网络;多重受限;输出跟踪;镇定;状态依赖型时滞;半张量积    

一种新型的部分遮挡和非匹配条件下最大功率点跟踪光伏子模块级功率平衡拓扑结构 Article

Mustafa GOKDAG,Mehmet AKBABA

《信息与电子工程前沿(英文)》 2016年 第17卷 第12期   页码 1388-1396 doi: 10.1631/FITEE.1500322

摘要: 部分遮挡和串联模块(或子模块)的非匹配条件可在整个光伏系统中导致功率曲线非凸且出现多个局部极值和峰值功率下降的现象。通过功率传输,可将各子模块的工作电压拉平;这样的功率收集操作可生成凸功率曲线,提升光伏系统的峰值功率。本文所述拓扑结构受益于开关电容(Switched capacitor, SC)转换器的概念,是一种子模块级功率平衡概念的具体应用。与现有研究成果相比,其创新点包含无遮挡时停止开关操作、串联线路级可拓展性以及减少功率电子元件使用量。功率电子元件使用量的减少是通过两个子模块共享一个SC转换器的方式实现的,这也能带来降低功率器件能量损耗、降低成本和电路体积的优势。

关键词: 子模块级最大功率点跟踪(Sub-module-level maximum power point tracking     MPPT);差分功率处理(Differential power processing     DPP);分布式功率转换器;开关电容转换器    

全/半双工混合蜂窝网络:用户准入和功率控制 None

Lu CHEN, Ding-zhu WEN, Cai-jun ZHONG, Guan-ding YU

《信息与电子工程前沿(英文)》 2018年 第19卷 第3期   页码 379-387 doi: 10.1631/FITEE.1700027

摘要: 考虑一个具有混合全/半双工基站的单小区蜂窝网络。对于有N条信道、K个上行用户和M个下行用户(max{K+M}≤N≤K+M)的实际场景,解决了用户准入和功率控制问题,在保证用户服务质量(QoS)的同时,最大化用户准入数量并最小化总发射功率。对于联合用户准入和功率分配问题,将该问题建模成一个0-1整数规划问题。由于寻找该问题最优解是一个NP-hard问题,通过引入“虚拟用户”的新概念,提出一种低复杂度算法。

关键词: 全双工;半双工;用户准入;功率控制    

认知中继三跳网络联合优化 Article

澄 赵,万良 王,信威 姚,双华 杨

《信息与电子工程前沿(英文)》 2017年 第18卷 第2期   页码 253-261 doi: 10.1631/FITEE.1601414

摘要: 认知中继网络中,传输的吞吐量和传输距离一直是衡量性能的重要指标。现有的研究多数都集中在两跳网络的优化,但其也存在着传输距离不长,只能进行单项传输等缺点。本文提出了一种新的使用认知中继的三跳网络传输方案,通过三阶段的传输过程,实现了次级用户之间的双向传输。同时,引入了叠加编码技术来处理网络中双接收节点的情况。

关键词: 解码转发;三跳;认知中继网络;时间功率分配;叠加编码    

输出受限的柔性海洋立管自适应神经网络边界控制 Research Article

余初阳1,楼旭阳1,马艺飞1,叶倩2,张今旗3

《信息与电子工程前沿(英文)》 2022年 第23卷 第8期   页码 1229-1238 doi: 10.1631/FITEE.2100586

摘要: 针对具有未知非线性扰动和输出限制的柔性海洋立管系统,提出一种基于自适应神经网络的边界控制方法抑制振动。首先,通过偏微分方程分布参数系统描述柔性海洋立管系统的动态特性。为补偿非线性扰动对系统影响,利用径向基神经网络构造一个基于神经网络的边界控制器以减少振动。在所提边界控制器下,基于李亚普诺夫方法,保证柔性海洋立管系统一致有界。该方法为其他柔性机器人系统的边界控制提供了一种集成神经网络的思路。最后,通过数值仿真验证所提方法的有效性。

关键词: 海洋立管系统;偏微分方程;神经网络输出限制;边界控制;未知扰动    

标题 作者 时间 类型 操作

一种扩展非对称Doherty功率放大输出功率回退范围的新方法

李明玉1,程小兵1,代志江1,钟康1,蔡天赋1,黄超意2

期刊论文

面向大规模MIMO系统的高效功率放大及其线性化技术综述

Xin LIU, Guan-sheng LV, De-han WANG, Wen-hua CHEN, Fadhel M. GHANNOUCHI

期刊论文

高线性度U波段功率放大设计:新型交调点分析方法

崔杰,李佩佩,盛卫星

期刊论文

17–26.5 GHz 42.5 dBm宽带高效率GaN功率放大设计

黎明1,2,李智群1,3,郑权2,蔺兰峰2,陶洪琪2

期刊论文

基于有源耦合矩阵的一种微带直接耦合式滤波放大

高杨1,张帆2,乔莹莹1,臧家伟3,李磊1,商小邦4

期刊论文

用于超导纳米线单光子探测器的宽带超低温放大

李连鸣1,2,何龙2,吴旭1,2,牛晓康1,万超2,康琳2,3,贾小氢2,3,张蜡宝2,3,赵清源2,3,涂学凑2,3

期刊论文

基于网络结构的布尔网络输出反馈镇定器设计

Jie ZHONG, Bo-wen LI, Yang LIU, Wei-hua GUI

期刊论文

基于电感和变压器跨导提升技术、噪声系数为3.2 dB、带宽为9.8–30.1 GHz的CMOS低噪声放大

陈宏尘1,朱浩慎1,吴亮2,车文荃1,薛泉1

期刊论文

带状态反馈控制的概率布尔网络上基于互模拟的稳定性研究

Nan JIANG, Chi HUANG, Yao CHEN, Jürgen KURTHS

期刊论文

一种应用于功率放大液压驱动外骨骼的基于物理人机交互估计的控制策略

Yi LONG, Zhi-jiang DU, Wei-dong WANG, Long HE, Xi-wang MAO, Wei DONG

期刊论文

多重受限时滞逻辑控制网络输出跟踪

Ya-ting ZHENG, Jun-e FENG

期刊论文

一种新型的部分遮挡和非匹配条件下最大功率点跟踪光伏子模块级功率平衡拓扑结构

Mustafa GOKDAG,Mehmet AKBABA

期刊论文

全/半双工混合蜂窝网络:用户准入和功率控制

Lu CHEN, Ding-zhu WEN, Cai-jun ZHONG, Guan-ding YU

期刊论文

认知中继三跳网络联合优化

澄 赵,万良 王,信威 姚,双华 杨

期刊论文

输出受限的柔性海洋立管自适应神经网络边界控制

余初阳1,楼旭阳1,马艺飞1,叶倩2,张今旗3

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