Design and Implementation of a Millimeter Wave Monolithic Integrated Mixer

This paper discusses design and implementation of a millimeterwave monolithic integrated balanced mixer, the measured performance compared with the predicted one is also reported. By designing this MMIC mixer, various mathematical methods are used, in which the Method of Conversion Matrix has been extended by the author to meet the requirement of inter-modulation analysis. The mixer is realized in a 2×3mm ² GaAs chip, working in Ka band with bandwidth of 5GHz with a noise figure less than 10 dB.     

A Highly Selective Fluorescent Probe for Detection of Biological Samples Thiol and Its Application in Living Cells

Probe 1 was designed and synthesized as a new fluorescent molecular probe for thiols in PBS buffer at physiological condition. This fluorescent molecular probe consists of a thiol reaction moiety bound to a coumarin fluorophore. Its fluorescence quantum yield is low, but a drastic enhancement of fluorescence intensity was observed in the presence of thiols. Possible interference with other analytes was examined. Probe 1 displays a highly selective fluorescent enhancement with thiols, and the probe was successfully applied to thiols determination in intracellular, in human urine and blood samples.     

预警卫星半实物仿真系统设计与实现

国防支援计划(DSP)是美国现役的预警卫星系统,主要对导弹进行早期探测和预警。为评估DSP卫星对目标的探测能力,文中分析了预警卫星的部署情况和工作模式,提出了预警卫星仿真系统的总体设计方案,确定该系统的功能模块以及实现方式;根据预警卫星双波段探测的工作模式构建了红外双色扫描探测模型,提出了基于双霍夫变换的多帧关联目标检测算法,利用目标的运行特性有效去除背景噪声,并结合双波段探测信息融合策略降低卫星虚警率,最后利用双星定位方法预估目标轨迹并对不同发射角目标的预测轨迹与真实轨迹之间的误差进行对比分析。通过试验运行,该系统达到了预期结果,具备对目标导弹的探测和跟踪能力,为导弹性能评估提供一种仿真手段和依据。     

基于等离激元增强拉曼光谱的便携式快速检测仪设计与实现

用于食品安全、环境污染、毒品、化学战剂检测等的现场快速检测要求检测设备便携、快速和准确。目前的常规实验室检测方法虽然能够实现准确检测,但是其实时性较差,无法满足现场快速检测的要求。因此,设计开发了基于等离激元增强拉曼光谱的便携式快速检测仪,能够实现对滥用添加剂、违禁食品添加剂、农药残余、毒品、化学战剂和环境水污染等大量有害物质的现场快速定性检测。该检测仪基于ARM嵌入式系统开发,编写了其操作交互界面和底层驱动程序,实现了拉曼光谱数据自动标定和特征谱图快速识别等算法。在仪器中搭建了检测物质拉曼光谱的标谱数据库,数据库根据检测科目进行分类,每种科目包含该类别的多种物质,每种物质均包含其高中低多种浓度的标准品和样本谱图。设计实现了大类科目的辨识比对算法和GPU硬件加速算法,实现了对某一类科目的所有物质的快速比对,与传统的纯CPU算法实现相比较,在辨识速度上提高了20倍以上。通过市场购买的功能饮料、违规葡萄酒与果汁等实际样品对所制备的样机仪器进行测试,测试结果符合预期,具有良好的灵敏度与重现性,满足了现场快速检测的要求。     

卫星分系统仿真测试平台设计与实现

卫星三级测试包括设备级测试、分系统级测试和整星级测试,测试成本较为昂贵,为了达到尽早的开展分系统级测试的目的,提出了一种数字仿真环境同单机设备相结合的分系统仿真测试平台的设计方法;通过对各单机设备进行仿真建模,并依据设备间的数据交互方式进行物理实现,为单机设备构建分系统级的测试环境;解决了在缺少单机设备时无法开展分系统级测试的难题;尽早的对单机设备进行分系统级测试,可以在早期就发现单机设备存在的缺陷并进行改正,从而达到节省测试成本的目的。     

多站遥测数据快速融合软件设计与实现

在多站测控系统的飞行试验中,为了快速得到完整有效的测试结果,提高多站遥测数据的利用率,提出了一种利用同步码、帧计数、时码、遥测T0和子帧计数等信息对多站数据进行快速融合的方法,并在VC环境下开发了多站遥测数据快速融合软件。通过在实际飞行试验中的应用,该软件能够快速完成多个遥测站的遥测数据融合,融合后的数据包含了各原始数据文件中的全部有效数据帧。实践表明该数据融合方法和软件的融合效果好、速度快,具有很强的实用价值。     

基于Mantis的某型直升机视景系统设计与实现

对直升机视景仿真系统的构建进行了分析,针对其对场景细节要求高,需多种特效库支持的特点,首次提出了一种基于Mantis的直升机视景系统的解决方案。该方案利用TerraVista制作精细的地形数据库,经转换后可采用大地形调度技术进行渲染;利用Creator制作三维模型库;采用内容定制文件配置场景中的实体和特效;采用Mantis Client和Mantis Server实现视景的渲染,最后通过基于通用图像生产协议的网络通信控制场景中的目标与特效。实际仿真结果显示,该直升机视景系统的仿真效果形象逼真,满足了实时性需求。     

某大型无人机实时仿真系统的快速原型设计

针对某大型无人机建立无人机、舵机、传感器的数学模型,在MATLAB/Simulink环境下建立无人机仿真系统快速原型模型并进行优化,将仿真系统快速原型模型自动转化为可执行的应用程序,并直接加载到目标仿真计算机上运行,最后进行仿真验证并对系统的功能和性能进行测试;仿真结果表明,快速原型技术在降低无人机仿真系统设计难度、缩短设计周期的同时,能够满足飞行仿真试验对无人机仿真系统的实时性和可靠性要求。     

物理仿真实验系统的设计与实现

以LabVIEW软件为开发平台设计制作了物理仿真实验系统,并以李莎如图实验为例详细介绍了仿真实验的制作过程。仿真实验能够以逼真的实验场景和生动的现象帮助学生理解复杂的物理原理,并激发学生的学习兴趣。该课题的研究能够促进仿真实验在物理课堂的普及和推广,并对新课程体系下人才的培养具有一定的借鉴作用和参考价值。     

VXI总线多通道压力传感器仿真模块设计与实现

某型发动机系统主要由综控器、传感器、电机泵、电磁阀等部件组成,综控器是整个系统的核心控制部件,为测试综控器的性能是否符合要求,需要为综控器提供各种工况下的传感器（主要为压力传感器）数据进行仿真试验。采用真实的压力传感器开展上述工作,一方面需要构建复杂的工作环境,难度大、数据精确度难以保证,另一方面地面环境下的传感器信号变化难以实时调整,难以满足数据快速变化的需要。基于以上因素考虑,给出了一种基于VXI总线的多通道压力传感器仿真模块的设计方法,模块共有24路压力传感器电路,每路独立配置输出。模块以“VXI总线接口电路 VXI总线功能电路”的结构进行布局,VXI总线接口电路主要包括“CPLD 双口RAM”,对VXI总线指令进行解释、译码;VXI总线功能电路主要包括“96系列单片机 DA输出电路 两线压力传感器电路”,完成对真实传感器输出信号的电气特性仿真模拟。模块的驱动程序在Lab Windows/CVI6.0的环境下编制,供用户进行程序调用和快速操作使用。该模块已在VXI总线测试系统中得到应用,实际情况表明,模块的输出精度高、信号调整方便、响应快,满足了综控器仿真深度测试的要求。     

火焰原子吸收光谱法测定生物样品中锌、铜和锰

生物样品经消化处理后,用火焰原子吸收光谱法测定样品中锌、铜和锰的含量,平均加标回收率为97.3%-102.4%,相对标准偏差(RSD)为0.65 %-1.40%.锌、铜和锰在给定范围内呈现良好的线性关系,相关系数分别为0.9994、0.9994和0.9983,方法简便,快速,结果可靠.     

一种用于距离选通的ICCD设计与实现

研制了一种短余辉、高分辨率、快时间响应的高速选通超二代像增强器,通过光纤锥与CCD进行耦合成高性能距离选通ICCD,理论分析各部件的性能及其对系统空间分辨率的影响;采用FPGA设计电路控制系统,该系统产生出纳秒级的选通门宽以实现对ICCD的数字控制,同时可以对选通脉冲宽度和延时时间进行调整以实现不同亮度以及距离目标的清晰成像,降低背景噪音以及增大成像的动态范围.此外,该系统具有增益监控和调节功能,信噪比达到20∶1dB,在超二代像增强器阴极和微通道板输入面之间加幅度为-200V、宽度为3ns直流连续可调的选通脉冲以实现对增强器的选通,为了提高光电阴极补充电子的速度,在输入窗内表面光刻有线宽为5μm、间距为50μm正方形格栅以保证选通门宽为3ns时光电阴极有足够快的响应速度,选通频率最高可达到300kHz,实验测试在微通道板电压为700V、荧光屏电压为5 000 V时增强器增益可达10 718cd/m2 lx,ICCD系统空间分辨率达到29.7lp/mm.     

超声波辅助溶剂萃取-电感耦合等离子体质谱法测定生物样品中的总汞和甲基汞

建立了超声波辅助溶剂萃取联用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定生物样品中总汞(T-Hg)和甲基汞(MeHg)的分析方法。实验优化了萃取溶剂种类,溶剂浓度,各种辅助方法和超声波振荡时间等各种萃取条件。选择6 mol·L-1 HCl作为溶剂,超声2 h, 以有机溶剂萃取,再以水反萃,稀释后直接进行测量MeHg的含量。此方法可用于同时测定T-Hg和MeHg, 检出限为0.01 ng·mL-1,相对标准偏差为3.44％,线性范围为1～50 ng·mL-1,加标回收率为80%～97%。在此条件下测定了5种不同类型生物标准参考物质的T-Hg和MeHg,测定值与标准值吻合。该法综合了超声波辅助萃取和溶剂微萃取以及ICP-MS的优点,操作简便快速,灵敏度高,适合于各种生物样品中痕量MeHg快速萃取分离和分析。     

基于OSG的空间机械臂三维仿真平台的设计与实现

为了实现空间机械臂路径规划算法的可视化仿真,采用OSG(OpenSceneGraph)技术,开发了一个实用方便的空间机械臂三维仿真平台。该仿真平台在VS2005开发平台上,基于QT框架类和OSG的图形库进行开发,将仿真平台系统框架分为了OSG仿真界面,任务管理,数据管理和路径规划四个模块并设计了人机交互界面。最后,通过典型的仿真实验对仿真平台进行了测试,有效的验证了空间机械臂单臂路径规划算法和双臂协调路径规划算法的正确性以及空间机械臂三维仿真平台的可行性。     

一种飞艇半物理仿真系统ARINC429驱动的设计与实现

为了满足飞艇实际飞行过程对通信可靠性和实时性的需求,半物理仿真系统的飞艇模型计算机采用以PC为平台的Xpc嵌入式实时系统,飞控计算机采用以PowerPC为平台的VxWork嵌入式实时系统,通过ARINC429协议完成数据通讯;硬件上,PowerPC通过桥接芯片访问并控制PCI设备;软件上,按照Xpc系统和vxWork系统PCI设备驱动程序的编写流程,分析了xPC内存驱动框架和vxBus驱动框架关键技术点,设计了飞艇模型计算机Xpc和飞控计算机Vxwork的ARINC429通讯卡驱动程序;通过实际的应用,证实所开发的ARINC429驱动程序满足飞艇半物理仿真平台数据通讯的可靠性和实时性。     

铜纳米阵列高效电解水产氧催化剂的制备

本文报道了一种利用简单的两步牺牲模板法,在泡沫铜基底表面完成了三维氧化铜纳米晶阵列的生长. 氧化铜纳米晶阵列具有良好的导电性,稳定性,在碱性溶液中有着优秀的电解水产氧催化性能. 氧化铜纳米晶阵列催化水的电化学氧化只需400 mV的过电势即可达到100 mA/cm²的电流密度,与其它铜基电解水产氧催化剂以及贵金属IrO₂相比都有着明显的优势. 氧化铜纳米晶阵列在270 mA/cm²左右的工作电流下连续工作10 h依然可以保持良好的稳定性,是相同的工作电压下IrO₂工作电流的10倍(约25 mA/cm²).     

模拟驾驶环境下注意力评估系统设计与实现

为研究注意力对安全驾驶的影响,搭建了一套模拟驾驶系统来监控驾驶员的脑电注意力水平;设计了一个实验范式,采集了3个被试的十八次实验数据并进行违规脑电信息的统计分析和评估;,结果表明:驾驶员注意力低水平与交通违规具有明显的相关性;违规驾驶的注意力指标与被试个体特征有关,并且具有具有较好的重现性;驾驶员交通违规的低水平阈值可以通过本模拟环境来测量,这对安全驾驶和事故风险控制具有积极的意义。     

FAAS直接法测定环境和生物试样中Zn、Pb和Cd

本文系统研究了海水、土壤、沉积物和生物中Cd、Pb和Zn用火焰原子吸收直接法测定时的干扰与背景校正。由于这些物质基体中含有大量Al、Na、K、Ca、Mg、Fe等元素,在火焰中形成MX、MO和MOH分子光谱与分析元素线重叠,经背景校正后可获得更准确的结果和更好的回收率,对检出限和精密度均有改善。     

The Development of a 4-aminonaphthalimide-based Highly Selective Fluorescent Probe for Rapid Detection of HOCl

Journal of Fluorescence - Recently, more and more evidence indicated that intracellular HOCl plays a crucial role in the regulation of inflammation and apoptosis, while excessive HOCl has an impact...