高压大容量金属化膜脉冲电容器提高储能密度的工艺改进与试验研究

高能脉冲功率电源之储能器件即金属化膜脉冲电容器往往具有电压高、容量大的特点,而以现有的基膜材料和制造工艺,其相关产品的体积也普遍偏大,制约了新概念武器在更多中小型武器平台上的推广应用,因此开展提高脉冲电容器储能密度的理论分析和实验研究具有迫切的现实意义。为此,基于典型的双向拉伸聚丙烯薄膜(国产),通过改进金属电极、串联形式以及封装工艺,研究了提高其储能密度的优化方案,并在高压大电流循环浪涌条件下完成了试验验证。结果表明:在同等储能密度条件下,利用该优化方案生产的脉冲电容器较改进前寿命提高了41.7%;在同等寿命条件下,储能密度提高了13.8%,说明该优化方案具有可行性。     

激光制备多层结构的软质基底耐磨类金刚石膜

为提高金属铜软基底的耐磨、抗蚀能力,采用脉冲激光沉积技术制备了金属铜基底上的多层结构类金刚石保护膜;其中的碳化硅-类金刚石循环层避免了类金刚石膜层中内应力的累积,降低了功能类金刚石层破裂的风险,碳化硅持力层降低了软质铜基底与高硬度类金刚石层的硬度差,金属钛层则使得铜基底与上层碳化硅层牢固结合。实验测试表明,多层结构类金刚石保护膜在铜基底上附着牢固,可通过美军标MIL-48497A规定的重摩擦和国军标GJB150.5A-2009规定的高低温冲击试验,同时能够承受弱碱溶液的腐蚀;摩擦系数低、处于0.093以下,耐磨性能好、2 h摩擦未见磨痕。针对不同金属基底特性改进工艺,该技术可应用于存在腐蚀性环境中机械工具的抗磨保护膜。     

高压大容量脉冲电容器保压过程中电压跌落的定量分析

针对金属化膜脉冲电容器在实际使用中由于充电结束以后较长的保压时间而产生电压跌落和能量损失,并最终导致脉冲功率电源系统的实际有效储能和储能密度下降这一实际问题,基于一种高压大容量脉冲电容器电压跌落的实验数据,分别从电导特性、自愈特性、极化特性及其与能量损失的相关性出发,推导了介质薄膜电导率与电压跌落的定量关系并进行了电导率测量实验,推导了自愈能量与电压跌落的定量关系并进行了寿命实验,阐述了松弛极化与电压跌落的定量关系并进行了仿真。结果表明,介质泄漏、自愈以及松弛极化在电压跌落中所占比例分别为29.64%、11.75%及58.35%,导致所研究电容器电压跌落的主要因素是松弛极化。     

高功率脉冲产生装置电参数建模分析

建立磁通量压缩发生器运行过程中电参数变化的数学模型,试验研究验证了模型建立的正确性;分析装置运行过程中关键参数变化对输出脉冲电流、功率谱的影响;对装置设计过程中涉及的重要参量进行了分析,给出装置运行时间、初始电阻、初始电感、动态电阻、动态电感等多维变量复杂变化下对系统输出的影响,分析初始电容对系统输出电流峰值、能量谱的影响,给出了影响的拟合公式。     

脉冲电抗器结构应力测量

为了对高压脉冲放电时电抗器结构受力及电流密度分布规律进行分析,使用电阻应变片对电抗器铜带进行应力测量。利用厚壁筒受压模型对应力测量系统的结果进行计算,设计内置气囊增压法来等效铜带上的应力对测量系统进行标定,并对标定实验数据进行验证。使用半桥补偿电路、屏蔽线及电桥盒共地的方法来减小脉冲电磁干扰及测量回路中寄生电阻和电容带来的电气干扰。实验结果表明:同一测量点处的环向应变峰值比轴向应变峰值大,边缘处的应变大于中心处的,需要在电抗器铜带边缘处加强外包约束。根据应力测量结果推断:铜带边缘处电流密度约为中心处电流密度的1.2倍。     

基于shearlet与PCNN的多聚焦图像融合方法

针对传统脉冲耦合神经网络(PCNN)模型在多聚焦图像融合领域应用中面临的参数繁杂等问题,提出一种基于剪切波(shearlet)变换与改进型PCNN的多聚焦图像融合方法。相比以往的变换域方法,shearlet具有理想的图像信息捕捉性能以及较低的计算复杂度,因此,可利用shearlet将待融合图像进行多尺度多方向分解。其次,对经典PCNN模型加以改进,综合运用清晰度水平以及协调矩阵完成低频子带图像以及一系列高频子带图像的融合过程。最后,运行shearlet反变换得到最终融合图像。仿真实验选取了若干组待融合图像进行仿真,验证了该方法在主、客观评价两方面的优越性。     

基于循环谱相关的雷达信号脉内分析改进算法

针对传统的雷达信号脉内特征分析算法存在的局限,提出了一种基于循环谱相关的雷达信号脉内特征分析的改进算法。该算法将传统的循环谱估计方法进行了改进,能对雷达信号脉内调制方式进行识别并提取脉内特征参数,然后结合改进的小波变换的优点,对识别出的相位编码信号进行相位突变点的提取,最后输出至完善的脉冲描述字中。改进的算法能够在较低计算量的同时保证较好的脉内特征参数的估算精度。仿真结果表明,在较低信噪比下,该算法仍然具有较好的性能。     

间歇采样移频重复转发高效干扰方法研究

针对传统的间歇采样重复转发干扰不能完全对准真实目标,且干扰作用效果单一的缺点,分析了间歇采样重复转发参数对干扰效果的影响,确定调频参数,使得压制假目标群完全对准真实目标;提出一种基于移频重复转发的高效干扰方法,对采样周期内频率分量位于带宽两端的采样信号,采用分段移频的方法,使得转发的子脉冲在同一时刻叠加脉压增益,形成超前或滞后的欺骗假目标,频率分量位于带宽中间采样信号采用固定移频调制,形成压制假目标群。仿真结果验证了假目标空间分布推导的准确性,该方法可对真目标同时进行欺骗和压制干扰,具有双重作用效果,资源利用高效。     

机-机双基地雷达接收波束形成

机-机双基地雷达空间同步采用脉冲追赶法,对接收波束指向进行研究。介绍了脉冲追赶法的基本原理和工作过程,给出了接收波束指向的计算公式,分析了影响接收波束指向精度的主要因素,并进行仿真;当基线长度变化时,建立了接收波束指向的数学模型;研究了接收波束形成时间配准的计算方法。     

一种128位高性能全流水浮点乘加部件

高精度的浮点乘加融合(FMA)部件一直是高性能微处理器设计追求的目标。提出了一种128位精度全流水FMA体系结构,采用10级平衡流水线,重点对超宽位的乘法器、加法器、前导零预测和规格化进行了流水优化。设计综合的结果表明,基于SMIC0.13μm工艺,该结构频率可以达到465MHz,比现有128位FMA性能提高了130%;在TSMC65nm工艺下,该结构的频率可达到1.075GHz,基本满足高性能计算的要求。