基于低功函数铪电极的Si纳米空气沟道二极管研究

基于电子无散射弹道输运的纳米空气沟道二极管具有响应速度快和截止频率高等特点,在毫米波与太赫兹领域中有着巨大的应用潜力。本文研究了以低功函数金属Hf为电极的Si基垂直结构纳米空气沟道二极管的I-V与时间响应特性,并与相同结构的Au电极器件进行了对比。研究发现,相比于先前文献报道较多的截面发射结构,面内发射构型的Hf电极纳米空气沟道二极管发射电流增强了近2倍,5 V电压下达到13.5 mA,并且其I-V曲线线型从符合空间电荷限制电流的V^3/2变成了符合F-N场发射的规律。相比于以Au为电极的Si基纳米空气沟道二极管,以Hf为电极的器件发射电流显著提升了近4倍,且器件响应上升沿仅为2 ns,具有超快响应的特性,通过降低器件面积和电容还可进一步提升响应速度。     

一种抗冲击噪声的对数总体最小二乘自适应滤波算法

在未知系统输入信号和输出信号均含有噪声的环境中,传统的自适应滤波算法,如最小均方(LMS)算法,会产生有偏估计.总体最小二乘(TLS)算法能够同时最小化输入信号与输出信号的噪声干扰,是解决此类问题的重要方法.然而,在许多实际应用中,干扰噪声可能具有冲击特性,这使得传统基于2阶统计量的自适应滤波算法,包括总体最小二乘算法性能严重恶化,以至于不能正常工作.为了解决这个问题,该文在总体最小二乘法的基础上,利用对数函数对其改进,提出了一种能够抗冲击干扰的对数总体最小二乘(L-TLS)算法.最后,通过计算机仿真实验验证了该新算法的有效性.     

栅极对微/纳等离子体场效应晶体管性能影响的仿真研究

得益于等离子体器件和半导体工艺技术的不断融合,微/纳等离子体场效应器件已逐步得到了人们的重视与关注,近年来在输出功率、开关速度等性能方面得到了极大提升。但该种器件存在工作电压高、电极易损坏等问题,直接影响了其工作寿命和可靠性,阻碍了实用化发展。目前有研究初步发现,引入栅极结构可以调控微/纳等离子体场效应器件电极间隙内的电子浓度与分布,是降低器件工作电压、增大器件输出电流的有效方法。本文设计了不同栅极宽度与栅极数目结构的微/纳等离子体场效应晶体管,解决了Comsol仿真存在的大气压亚微米级别间隙下仿真不收敛的问题,实现了对栅压、栅极宽度、栅极数目对器件工作性能的影响研究。结果表明,增大栅极负压、加宽栅极宽度、增多栅极数目能有效地降低器件工作电压、提升工作电流,对于提高微/纳等离子体场效应晶体管实用化有重要的帮助。     

广义最大总体相关熵自适应滤波算法

在输入与输出信号都被噪声污染的含误差变量模型( errors-in-variables model, EIV)中,总体最小二乘算法已经得到了广泛地应用。然而在脉冲噪声干扰的情况下,其收敛性能就会恶化。因此为了处理这种被脉冲噪声污染的含误差变量模型的情况,本文将广义最大相关熵准则与总体最小二乘估计方法结合,提出了一种鲁棒的广义最大总体相关熵自适应滤波算法。通过算法仿真比较的结果得出所提出的算法在脉冲噪声环境下能够有效地抑制脉冲噪声的存在,有着较好的收敛性能和鲁棒性。      

基于最大混合相关熵准则的主动噪声控制算法

为了处理脉冲噪声，传统的滤波x最大相关熵准则（filtered-x maximum correntropy criterion，FxMCC）自适应算法具有良好的降噪性能在主动噪声控制(active noise control，ANC)系统中。然而，FxMCC算法具有单一的高斯核，其降噪性能和收敛速度易受到核宽度取值的影响。因此，在ANC系统中，本文采用最大混合相关熵准则（maximum mixture correntropy criterion，MMCC），以两个高斯核的混合作为代价函数来推导滤波x最大混合相关熵准则（filtered-x maximum mixture correntropy criterion，FxMMCC）算法。仿真结果表明，在标准对称α稳定（symmetric α-stable, SαS）分布的脉冲噪声的主动噪声控制中，本文提出的FxMMCC算法比其它ANC算法具有更好的降噪性能。      

非线性主动噪声控制的随机傅里叶特征-核滤波算法

传统的线性主动噪声控制算法在噪声信号或噪声通道呈现非线性特性的情况下控制效果不佳。核-滤波最小均方误差算法(Kernel Filtered x Least Mean Square,KFxLMS)通过将输入噪声信号映射到高维再生核希尔伯特空间,再用线性方法在高维空间中进行处理。然而,随着新噪声信号的输入,KFxLMS算法递增的核函数运算需要较高的成本。为进一步改进KFxLMS算法,本文提出了随机傅里叶特征核滤波最小均方误差算法(Random Fourier Feature - Kernel Filtered x Least Mean Square,RFF-KFxLMS)。在仿真实验部分讨论了算法的参数选择,给出了算法的计算耗时,并验证了提出的RFF-KFxLMS算法在非线性噪声通道情况下,针对不同频率分量的正弦噪声都能够达到理想的性能。      

混沌通信系统中非线性信道的自适应神经Legendre正交多项式均衡

针对混沌通信系统中非线性信道干扰问题，基于混沌信号重构理论和Legendre正交多项式结构，提出了一种自适应神经Legendre正交多项式信道均衡器，并给出相应的归一化最小均方算法. 仿真研究表明：所提出的自适应神经Legendre正交多项式信道均衡器能有效地消除线性和非线性信道干扰，均衡器输出信号能反映出混沌信号的特性，具有良好的抗干扰性能.该均衡器的结构简单，权系数参数较少，收敛稳定性较好. 关键词： Legendre 正交多项式 信道均衡 混沌吸引子 神经网络     

混沌通信系统中非线性信道的自适应组合神经网络均衡

针对混沌通信系统的非线性信道干扰问题,基于混沌信号重构理论和函数型连接神经网络理论,提出了一种横向滤波器与函数型连接神经网络组合(combination of transversal filter and functional link neural network,CFFLNN)的自适应非线性信道均衡器,并给出基于低复杂度归一化最小均方(NLMS)的自适应算法,并对该均衡器的稳定性以及收敛条件进行了分析.该非线性自适应均衡器充分利用了横向滤波器的快速收敛,以及函数型连接神经网络通过增大输入空间提高非线性逼近能力的特点,进一步提高均衡器的收敛速度和降低稳态误差.仿真研究表明：所提出的非线性自适应均衡器能够有效地消除线性和非线性信道干扰,均衡器输出信号能反映出混沌信号的特性,具有良好的抗干扰性能;且该均衡器的结构简单,收敛稳定性较好,易于工程实现. 关键词： 非线性信道 自适应均衡器 混沌吸引子 神经网络     

一种抗冲击噪声的对数总体最小二乘自适应滤波算法

在未知系统输入信号和输出信号均含有噪声的环境中,传统的自适应滤波算法,如最小均方(LMS)算法,会产生有偏估计.总体最小二乘(TLS)算法能够同时最小化输入信号与输出信号的噪声干扰,是解决此类问题的重要方法.然而,在许多实际应用中,干扰噪声可能具有冲击特性,这使得传统基于2阶统计量的自适应滤波算法,包括总体最小二乘算法...     

基于双曲正切函数框架的最小均方算法

自适应滤波器在自适应控制、噪声消除、信道均衡、系统辨识以及生物医学等领域的应用中发挥着重要作用。由于其简单性、低计算量和易于实现等特点，其中最流行的自适应滤波算法是最小均方（Least Mean Square,LMS）算法。传统的LMS算法在处理高斯信号时具有良好的收敛性能，然而，针对非高斯信号的处理，自适应LMS算法的收敛性较差，甚至无法收敛。为了改进LMS算法在非高斯噪声干扰下的收敛性，本文通过将传统的LMS算法的代价函数嵌入到双曲正切（Hyperbolic Tangent）函数框架中设计了一种新的代价函数，从而提出了一种鲁棒的双曲正切最小均方（Hyperbolic Tangent Least Mean Square,HTLMS）算法。此外，针对HTLMS算法存在收敛速度与稳态误差相矛盾的问题，本文设计了一种可变λ参数的双曲正切最小均方（Variableλ-parameter Hyperbolic Tangent Least Mean Square,VHTLMS）算法。仿真结果表明，在系统辨识应用场景中，与LMS算法、最大相关熵准则（Generalized Maximum Corr...