摘要：为了增大天线带宽、消除超宽带天线的方向图畸变影响以及减小天线尺寸,设计了一款超宽带小型化天线。通过在天线辐射金属开槽,来减少天线的边缘电流,抑制边缘处表面波,使得能量集中在槽线附近,提高辐射效率,并实现方向图无畸变。通过在金属辐射表面加载电阻、在馈电微带线末尾加载开路腔和在槽线末尾加载短路腔,实现宽频带的阻抗匹配。两天线正交放置组成垂直水平双极化天线,适用场景更多。仿真结果表明,该天线在0.15~1.05 GHz(相对带宽为150%)内实现电压驻波比小于2,天线的尺寸为420 mm×320 mm,平面尺寸仅有0.14λ_(0)×0.106λ_(0)(λ_(0)为工作最大波长),实现了天线小型化。该天线在超宽带无线通信领域有应用前景。

摘要：多峰优化问题(MultiModal Optimization Problems,MMOPs)需要同时找到问题的多个高精度全局最优解,它需要算法具有较强的全局搜索能力且能很好地平衡种群的多样性和收敛性.当前在处理MMOPs时通常面临以下难点:(1)现有方法通常只考虑到进化过程中种群的当前状态(如常用的贪婪选择策略),容易导致种群陷入局部最优;(2)传统的随机搜索策略在复杂搜索空间内难以快速有效找到全局最优解;(3)当前设计的多峰优化算法往往需要手工设置参数(如变异因子和交叉因子等),而参数的大小将直接影响种群的多样性和收敛性.针对上述难点,本文提出了一种新的基于局部时空的多峰优化(Localized Time-Distance-based Multimodal Optimization,LTDMO)算法,主要包括三个贡献点:首先,提出了结合随机搜索和定向引导的变异(Random and Direction-based Mutation,RDM)策略,利用随机变异增加种群中个体的多样性,并通过划分邻域将整个种群分成不同的可重叠子种群,在局部搜索空间内进行变异操作来更好地定位全局最优解,从而避免个体陷入局部最优.其次,提出了基于时间局部性原理的拥挤选择(Locality-based Crowding Selection,LCS)策略,利用进化过程中的时间局部性记录对当前个体更有潜力的进化方向,并在此方向上生成新的子代,使种群进一步向全局最优解收敛.最后,提出了自适应参数控制(Self-adaptive Parameter Control,SPC)策略,基于个体进化信息自适应调整算法的参数值,降低算法在进化过程中对变异因子和交叉因子的参数敏感性.本文将LTDMO算法在CEC'2013测试集上进行实验,并将结果与其他11种多峰优化算法对比,表明LTDMO算法能有效处理较多的全局最优复杂多峰优化问题,具体地,在F1~F5、F8和F10问题上峰值率和成功率均达到100%;在具有较多局部最优的多峰优化问题(F6和F7)上,LTDMO算法的峰值率达到86%以上,这优于9种其他对比算法的性能;在处理复合多峰优化问题时,LTDMO算法在处理F11、F12、F14、F16问题上性能达到最优.同时将LTDMO算法在比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative,PID)控制器上进行应用,结果表明LTDMO算法能为PID控制器找到多种最优控制参数,使系统达到稳定状态且误差更小.

摘要：2020年,韩国学者以4H-SiC材料为基底提出了一种新型ESD防护器件HHFGNMOS(high holding voltage floating gate NMOSFET),此结构显著改善了4H-SiC GGNMOS(grounded-gate NMOSFET)因SiC材料特性导致的剧烈回滞现象.但是在HHFGNMOS结构中仍存在电流分布过于密集的问题.在本文中首次将comb-like结构用于HHFGNMOS防护器件,将器件的漏区底部进行梳型改造,充分利用电流集边效应使电流分布变得均匀,并通过TCAD仿真给出了Comb-like结构的设计变量对结构性能的影响.基于4H-SiC的GGNMOS,HHFGNMOS,Comb-like HHFGNMOS在TLP脉冲下的瞬态仿真结果显示,comb-like HHFGNMOS的二次失效电流I相比GGNMOS以及HHFGNMOS由17 A提高到22 A,提高了29%;此外comb-like HHFGNMOS回滞相比GGNMOS及HHFGNMOS减小了55.2%和5%.因此在面积不变、工艺相兼容的情况下较大程度改善了器件的鲁棒性,减小了回滞效应.

摘要：物联网场景下,传统区块链存在扩展性不足、开销大、出块效率低等问题,引入有向无环图(DAG)的结构能够有效地提高区块链系统的并发程度,但也带来了网络负载严重和一致性难以达成等问题。针对以上问题,设计了一种结合网络分片方案的DAG区块链模型,基于此,提出了一种改进的拜占庭容错共识算法。所提算法通过社区机制发现将网络中的节点划分为多个小组,每个小组中由信任积分机制筛选出候选节点,然后使用可验证随机函数筛选出主节点,并根据聚合签名方案改进共识流程。仿真实验结果表明,所提算法能够缩短交易延迟并有效地提高系统的吞吐量。

摘要：在多智能体信息交互过程中,由于通信带宽有限,需要减少资源消耗。对此,提出了一种基于通信链路感知的动态事件触发控制方案。考虑到触发条件中信道容量的影响,设计了链路感知的一致性触发机制。该机制的触发频率可随通信资源的变化而智能调节。在通信网络带宽状态一般时,降低触发频率可减少网络中的通信量;在通信网络带宽性能较好时,增加触发频率可加快系统的收敛速度。此外,为增加系统的可扩展性,引入了具有有限稳定耦合增益的自适应控制协议,使得控制策略不需要使用网络拓扑相关的全局信息。基于稳定性定理对多智能体系统的一致性进行了推导,并通过正下界法证明了系统不存在Zeno行为。仿真结果表明,所提的通信链路感知动态事件触发机制可在通信资源和收敛速度之间起到调节作用,有效提升系统网络带宽的利用率。

摘要：为了避免电子健康数据(electronic health records,EHRs)在异常检测过程中泄漏患者信息和诊断结果等问题,针对医院与患者敏感数据的隐私保护,提出了一种基于CKKS全同态加密的EHRs异常检测隐私保护模型.将医院以及患者的EHRs由CKKS算法实现浮点数同态加密,设计一个基于密文比较算法的协议,通过可信密钥服务器与第三方数据中心之间的通信建立密文态孤立森林模型.并利用CKKS算法的SIMD技术,实现密文数据在孤立森林模型上的异常检测,最终返回密文结果.理论分析和实验结果表明,所提出的方案能够保证EHRs的隐私安全.并且在不同的EHRs数据集上验证,该模型优于传统的明文异常检测算法和同类型密文异常检测算法,且在密文态上能够保持和明文孤立森林算法相近的检测效率,有较好的异常检测效果.

摘要：在高超声速再入式飞行器通信黑障问题众多解决方案中,电磁调控方法是最具可行性的方法之一.一个细致可靠的电磁调控方案不仅需要准确考虑外加电磁场对导电流体作用,还需要考虑因流体高速运动产生的感生电磁场对导电流体的作用.对于高超声速飞行器典型飞行状态,全磁流体力学方法因数值刚性问题很难直接用于流场和电磁场耦合模拟,而低磁雷诺数近似方法无法考虑感生磁场对导电流体作用.针对磁流体力学两种经典方法应用于高超声速飞行器电磁调控方案设计时存在的困难和不足,文章在数值求解流动控制方程N-S方程和电磁控制方程双曲Maxwell方程的基础上,将两者结合起来松耦合迭代求解,建立适用于高超声速飞行器流场和电磁耦合的数值模拟方法.通过磁流体激波反射和二维超声速磁流体喷管两个典型算例,对文章的数值方法进行验证.基于数值方法对外加偶极子磁场作用下某高超声速飞行器典型飞行状态下流场电磁耦合问题进行了研究,数值模拟结果表明,磁雷诺数为0.7557时,不考虑感生磁场对流体运动影响时激波脱体距离相对于考虑感生磁场作用时大11.11%,此误差已不容忽视,对于该飞行状态,应完整考虑流场和磁场相互作用而不是仅考虑外加磁场对流场运动影响.

摘要：随着微波电路朝着高集成化、高频率、高可靠性方向发展,微波组件间的互联结构形态成为了显著影响微波电子系统性能的重要因素。针对微波模块互联结构表征不清,结构参数与传输性能关联机理不明,性能最优结构形态难以确定的问题,提出了一种面向微波组件电性能的柔性绕线互联最优构形参数确定方法,对柔性绕线互联构形进行参数化表征建模,基于影响度确定柔性绕线互联构形关键参数,试验设计确定柔性绕线互联局部最优构形参数,以试验局部最优构形参数为初值,基于粒子群算法确定面向信号传输性能的互联全局最优构形参数。算例结果表明,与初始构形参数下的回波损耗与插入损耗相比,全局最优构形参数下的回波损耗和插入损耗对应电性能分别提升了558.6%和97.8%,验证了该方法的准确性。研究结果对微波组件柔性绕线互联结构的优化设计与性能提高具有一定的指导意义和参考价值。

摘要：现有的安全两方比较协议通常是让一方(如Alice)先获知比较结果,然后Alice将比较结果告知另一方(如Bob)。如果Alice拒绝或未将结果发送给Bob,则协议无法保障参与方都拿到比较结果,协议的公平性被破坏。为解决上述问题,结合门限Paillier密码系统与博弈论提出一种理性安全的公平两方比较协议TEAM。具体地,首先利用门限Paillier密码系统设计一种新型的安全两方比较协议。接着引入博弈论机制,探寻所提安全两方比较协议双方均获得比较结果的博弈均衡点。严格的理论分析表明,TEAM保障理性的参与方可在不泄露各自数据的情况下正确地获得比较结果,即TEAM是一个正确、安全且公平的两方比较协议。实验结果显示,同等实验环境下TEAM的计算效率相较于现有的安全两方比较方法运行速度能提升超50倍。

摘要：卫星物联网的传输距离要比地面物联网远得多,导致其传输链路上存在较大的功率损耗,接收端的接收功率变得非常低。将性能优异的编码方案与大扩频因子的LoRa调制相结合,可以实现在极低信噪比下的可靠通信。然而,LoRa调制方案随着扩频因子的增大,频谱效率急剧降低。鉴于此,设计一种交织LoRa传输方案,在降低误比特率的同时确保较高的频谱效率。首先给出LoRa的非相干软解调算法,并对Turbo和LDPC编码的LoRa系统进行性能仿真。接着提出交织LoRa传输方案的软解调算法。仿真结果表明,在误比特率为10-5时,提出的Turbo编码交织LoRa传输方案相较于未编码方案性能提高了约4 dB,等价于在自由空间下的通信距离增加了55%~57%,与现有的Turbo-LoRa方案相比,频谱效率提高了约23%。