当期目录

2026年 第39卷 第3期 刊出日期：2026-03-15

  

基于有效介质覆盖的太赫兹宽带片上天线

班晓东, 姜昊

2026, 39(3):  1-7.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2026.03.001

摘要 ( 214 )   HTML ( 12 )   PDF (1924KB) ( 148 )  

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太赫兹 (Terahertz, THz)频段丰富的频谱资源能够支持更高的数据传输率和更高的成像精度等需求,因此通信、雷达等系统正由微波毫米波频段向太赫兹频段发展。但在太赫兹频段使用传统封装技术将电路与片外天线互连,易增加系统损耗。针对太赫兹宽带天线应用需求,文中结合有效介质覆盖传输线低损耗和介质棒天线宽带高增益优势,设计并实现了一款太赫兹频段的宽带硅基片上天线。该天线能够直接连接硅基太赫兹系统前端电路,有效避免金丝键合等封装技术产生的系统附加损耗。测试结果表明,天线工作频段为0.11~0.14 THz,频带内增益大于8.6 dBi,半功率波束宽度大于±30°。该天线在解决片上天线增益不足问题的同时满足天线小型化尺寸需求,在太赫兹通信和雷达领域具有良好的应用前景。

基于改进YOLOv5的朝天椒轻量级检测方法

李瑞, 张富贵, 吴雪梅, 袁奎, 郑乐, 李鑫

2026, 39(3):  8-15.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2026.03.002

摘要 ( 528 )   HTML ( 17 )   PDF (2238KB) ( 156 )  

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针对朝天椒检测深度学习网络模型体积大、参数多以及在计算资源有限的移动设备中难以部署等问题,文中提出一种基于YOLOv5s(You Only Look Once version 5s)的轻量级朝天椒检测模型。利用GhostNet中Ghost模块和Ghost瓶颈(Ghost BottleNeck)结构重新构建特征提取网络,减少模型的参数量和计算复杂度。在特征融合部分采用GSConv(Ghost-Shuffle Convolution)轻量级卷积和VoV-GSCSP(VoVNet-Ghost Shuffle-Cross Stage Partial)结构分别替换原始卷积和CSP(Cross Stage Partial)模块,在保证精度的同时使模型轻量化效果最佳。采用角度惩罚度量的SIoU(SCYLLA-Intersaction over Union)损失优化边界框损失函数,提升了轻量化后的模型精度和泛化能力。实验结果表明,改进YOLOv5s-GGS(YOLOv5s-GhostNet GSConv SIoU)模型相较于原始网络模型的精确度、召回率和平均精度均值(mean Average Precision,mAP)分别提高了7.0百分点、3.5百分点和3.8百分点,参数量、计算复杂度和权重降低了42%以上。相较于主流目标检测模型,所提模型具有更高的检测精度以及更少的模型体积,实现了模型的轻量化,精度提升较大,推理速度较快,更适合部署于移动设备。

可见-近红外光谱结合PLSR算法测定水中明矾含量研究

李泽堃, 冀若楠, 王少伟

2026, 39(3):  16-23.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2026.03.003

摘要 ( 127 )   HTML ( 6 )   PDF (1703KB) ( 40 )  

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明矾作为净水剂溶水无色透明,其残留可能对人体健康构成潜在威胁。文中采用可见-近红外光谱技术对纯水、池塘水等不同水体中不同浓度明矾溶液的光谱进行检测。结合偏最小二乘回归模型的方法并通过五折交叉验证以及模型训练学习建立了光谱数据与明矾含量之间的映射关系,获得了高达0.990 0的预测决定系数和低至0.001 7的预测均方根误差,实现了对水中明矾含量的准确预测。最低检测浓度达到0.1%,为光谱技术快速检测净水过程中明矾残留提供了技术支持。

基于多组件和时空图卷积网络的交通流预测方法

孙焕中, 唐向红, 陆见光

2026, 39(3):  24-31.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2026.03.004

摘要 ( 151 )   HTML ( 11 )   PDF (1156KB) ( 49 )  

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准确的交通流预测可以减轻交通拥堵,有利于制定更合理的出行决策。现行交通流预测方法对交通流时间依赖性和空间依赖性的提取不充分,文中提出了一种基于多组件和时空图卷积网络(Multi-Component and Spatio-Temporal Graph Convolution Network, MCSTG)的交通流预测方法。MCSTG在门控时间卷积网络中融入周期信息以此深入捕获时间依赖性,并利用图重构结合空间自注意力方法来生成节点关联性强的邻接矩阵,从而捕获空间依赖性。MCSTG通过并行处理和结果融合的多预测组件架构进一步优化交通流预测性能。在两个真实数据集上的6项预测结果指标中,MCSTG的5项指标预测精度优于基线模型。实验结果表明,MCSTG具有较好的时空建模能力。消融实验验证了MCSTG设计的合理性。

分段自适应滑动平均配置储能平抑风电功率波动

邓理洪, 杨超, 王远路

2026, 39(3):  32-39.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2026.03.005

摘要 ( 131 )   HTML ( 4 )   PDF (1844KB) ( 61 )  

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针对自适应滑动平均用于平抑风电功率波动配置储能存在过度平抑问题,文中提出了一种分段自适应滑动平均方法。基于历史风电功率数据将完整的历史风电功率数据划分为若干数据段,按划分次序对每一段数据进行自适应滑动平均,直至风电功率波动量达到限制标准后合并,得到并网功率和混合储能功率。通过互补经验模态分解和优化调整混合储能功率进行功率分配。根据分配后的混合储能充放电功率计算混合储能全生命周期成本和储能系统的最小容量。通过对比储能系统的最小容量和全生命周期成本证明了分段自适应滑动平均方法能够降低配置的储能容量和成本,显著提升了配置的混合储能经济性。

考虑综合补偿的台区间柔性互联交直流系统潮流计算方法

周大程, 袁旭峰, 熊炜, 张超, 陆之洋

2026, 39(3):  40-46.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2026.03.006

摘要 ( 143 )   HTML ( 3 )   PDF (1265KB) ( 59 )  

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目前大量用户采用低压台区的单相用电方式,仅有少量用户使用三相用电方式。针对在低压台区中同时存在单相和三相负荷导致三相不均衡问题,文中提出了一种基于嵌入式直流互联台区三相潮流方法来评估柔性互联环节分相控制对台区三相不平衡的抑制作用,并兼顾平衡台区负载率。构建含嵌入式直流的柔性低压台区三相模型,分析交流台区与台区的功率传递关系,提出台区间通过嵌入式直流网络进行首首互联。利用台区间的功率互济和三相补偿实现台区间综合补偿。采用改进IEEE13进行潮流计算,引入嵌入式直流网络来验证所提方法的有效性。

基于人工势场法改进的双向RRT路径规划算法

郏泽萌, 高焕兵, 王雪秋

2026, 39(3):  47-56.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2026.03.007

摘要 ( 192 )   HTML ( 9 )   PDF (3764KB) ( 79 )  

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针对RRT(Rapidly-exploring Random Tree)算法在机器人路径规划过程存在采样点随机性高、算法效率低、路径规划时间长以及规划路径冗长等问题,文中提出一种结合人工势场法的双向RRT路径规划算法。将传统RRT算法中单向扩展方式改为由起点和终点同时进行扩展,在节点扩展时加入人工势场法进行引导,增加节点扩展的目的性。将固定步长改换为可变步长,使随机树可以更快地向目标点扩展。对生成路径进行剪枝处理,删除路径中的冗余节点,进一步缩短路径长度。利用MATLAB仿真平台在相同环境下对比所提改进算法与RRT-Connect算法、DRRT-Connect(Dynamic Rapidly-exploring Random Tree Connect)算法、GB(Goal-Biased)-RRT算法、A^*算法、PRM(Probabilistic Road Map)算法的路径规划效果。仿真结果表明,所提改进算法与其他改进算法相比最短路径缩短了7%,最短搜索时间降低了65%,提高了算法的规划效率。将所提算法应用于机器人,结果证明了其具有较强可行性。

基于改进YOLOv5的交通标志检测算法

闫曙光, 刘罡, 侯恩翔, 黄应征

2026, 39(3):  57-64.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2026.03.008

摘要 ( 201 )   HTML ( 13 )   PDF (1536KB) ( 67 )  

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针对复杂道路场景下现有算法对道路上交通标志检测精度不高以及漏检误检问题,文中提出了一种改进YOLOv5(You Only Look Once version 5)检测算法。在主干网络使用轻量化网络RepVGG(Re-parameterized Visual Geometry Goup)增强模型特征提取能力,通过增加残差分支结构获得更多特征细节信息。将坐标注意力机制(Coordinate Attention, CA)融入RepVGG模块来提升模型对于小目标的识别与定位能力。在特征融合方面,引入加权双向特征金字塔结构(Bi-directional Feature Pyramid Network, BiFPN)重构颈部网络,充分利用不同尺度特征信息来增强网络特征融合能力。将原CIoU(Complete Intersection over Union)损失函数替换为EIoU(Efficient IoU)损失函数,以此提高回归框的稳定性,加速收敛。实验结果表明,改进算法在CCTSDB(Chinese Traffic Sign Detection Bench mark)数据集的均值平均精度为98.9%。相较于原YOLOv5算法,所提算法的平均精度提升了2.5百分点,召回率提升了4.5百分点,减少了漏检和误检发生概率,同时满足实时检测要求。

用于高质量胸片数据合成的医学潜在扩散模型

刘佳霖, 孙丽萍, 韩力, 杜慧江

2026, 39(3):  65-74.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2026.03.009

摘要 ( 115 )   HTML ( 5 )   PDF (4476KB) ( 62 )  

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针对现有医学影像合成技术在准确捕捉复杂解剖结构和病理状态方面存在不足,从而生成低质量且与实际情况不符的胸片问题,文中提出了一种创新性的医学潜在扩散模型Chest-Chat。基于先前研究结果改进了所提模型,引入一种多模态文本编码器MedA-BERT(Medical Attention Strategy Pre-training of Deep Bidirectional Transformers for Language Understanding)。采用跨模态视觉-语言预训练策略构建该编码器并强化胸片影像与对应文本报告间的深刻语义联系,结合双向交叉注意力机制和对比学习显著增强了模型对医学影像报告语义的理解和处理能力。将MedA-BERT与潜在扩散模型的视觉模块相结合,使Chest-Chat能够生成具有详细解剖和病理描述的高质量胸片。在CheXpert和MIMIC-CXR(Chest X-ray)两个公开数据集上进行了广泛评估。实验结果表明,Chest-Chat的FID_InceptionV3(Fréchet Inception Distance)、FID_XRV和MS-SSIM(Multi-Scale Structural Similarity)分别为58.38、3.69和0.12±0.11,其表现优于现有方法。

中继合作协议下的动态输出反馈模型预测控制

王浩, 张伟

2026, 39(3):  75-81.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2026.03.010

摘要 ( 125 )   HTML ( 5 )   PDF (1300KB) ( 59 )  

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文中研究了中继合作协议下具有多面体不确定性系统的鲁棒模型预测控制问题。为了缓解网络化控制系统中远距离传输中的信道严重衰落问题,将放大转发中继合作协议应用到传感器和远程控制器通信链路中,从而提高信号传输质量。由于难以获取实际系统状态,文中提出了RMPC(Robust Model Predictive Control)框架下的动态输出反馈控制策略。由于传感器和放大转发中继传输功率存在随机性,引入一组具有特定概率分布的随机变量来表征其发射功率。利用奇异值分解技术处理由未知变量耦合引起的非凸问题,提出辅助可解优化问题并得到底层系统的均方稳定性的充分条件。实验结果表明,所提控制框架使系统的控制性能更好,验证了该控制策略的有效性。

基于运动注意力的动作识别

吴宝磊, 姚东昊, 袁野

2026, 39(3):  82-87.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2026.03.011

摘要 ( 154 )   HTML ( 10 )   PDF (1625KB) ( 76 )  

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动作识别是视频理解任务的关键技术,其实现对动态场景的深度理解与信息挖掘,被广泛应用于人机交互、虚拟现实以及视频监控等领域。尽管深度模型的不断发展成熟显著提升了动作识别的准确性、鲁棒性和实时性,但动态复杂背景仍是动作识别技术的较大难题。为了解决该问题,文中提出了一种运动线索提取策略以及运动注意力机制,并将其融入到SlowFast基准网络以提高复杂背景下动作识别效果。运动线索提取策略在基准网络的Fast路径发挥提取运动线索作用,运动注意力机制将运动线索信息与Slow路径中的空间特征进行融合。Sth-Sth V1、UCF101、HMDB51数据集的实验结果表明,运动线索提取策略以及运动注意力机制使基准网络的动作识别性能分别提升了3.8百分点、2.8百分点和3.1百分点,验证了所提方法的有效性。

HINOC 3.0 MAC层仿真平台设计

刘靖文, 郭三娜, 张冰, 张奭

2026, 39(3):  88-96.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2026.03.012

摘要 ( 141 )   HTML ( 4 )   PDF (2440KB) ( 61 )  

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高性能同轴接电缆宽带接入(High performance Network Over Coax, HINOC3.0)是我国自主研发的万兆同轴宽带接入技术。由于采用现有仿真软件对HINOC3.0 MAC(Media Access Control)层协议进行仿真验证较复杂,文中设计实现了HINOC3.0 MAC层仿真平台。HINOC3.0 MAC层仿真平台采用离散事件调度思想,以离散事件调度作为MAC层协议仿真软件基础在离散事件平台构建结构化、易扩展的MAC层协议仿真的多个模块,包括MAC层仿真、MAC层协议和PHY(Physical Layer)层抽象等模块,各模块协同完成HINOC3.0 MAC层协议仿真整体功能。通过对时隙ALOHA和1-坚持型CSMA(Carrier Sense Multiple Access)协议的仿真验证了仿真平台功能的基本正确性。对HINOC3.0 MAC层协议进行仿真测试,结果表明自主研发的仿真平台实现了HINOC3.0的数据接入与传输、多信道绑定等仿真功能,并验证了HINOC3.0协议可达到10 Gbit·s^-1吞吐量以及毫秒级时延。