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World File Search System波束形成
用于太空平台的多个同步光学链路
太空自由空间光通信 (FSOC)，或称激光通信，在带宽、尺寸、重量、功耗节省以及不受管制的频谱方面，比射频 (RF) 通信具有关键优势。与 RF 通信相比，理论和演示的激光通信系统在 SWaP 相似或相同的情况下，数据速率更高。新的太空网络架构，例如 SpaceX 和 Telesat 等公司目前正在部署的宽带星座，利用光学卫星间链路来提高系统总吞吐量并减少地面站数量，从而降低整体系统成本。除了 LEO 之外，Artemis 计划基础设施还包括猎户座太空舱和地球之间的光通信中继，最终计划扩展到月球轨道器以实现连续表面覆盖。尽管性能优势明显且在各个应用中的采用率不断提高，但最先进的 RF 通信系统目前的表现优于激光通信系统，部分原因是光通信系统无法支持多个同时链路。频率重用、访问方法和动态波束形成等技术使 RF 通信系统能够绕过带宽限制并与网络内的其他节点（例如多个地面站、用户终端等）建立同时链接。这项工作着眼于将此功能扩展到激光通信系统，评估支持多个同时光链路所需的技术，并量化网络配置中多用户激光通信的影响。我们开发了一个模型来模拟这种系统的性能，并根据现有模型和数据对其进行验证。然后将该模型应用于 LEO 和深空网络场景，该场景分析不同的访问方法、网络配置和终端技术，例如光纤放大器与光子集成电路。我们进行权衡研究以确定所提方法的局限性和约束。然后，我们根据关键性能参数为每种场景提出架构建议。例如，我们发现对于 LEO 情况，一组四颗 6U 立方体卫星可以在网状网络配置中通过波分多址实现 12 Gbps 的总系统吞吐量。此外，通过使用基于光子的收发器而不是基于光纤的收发器，可以额外节省约 2.5 倍的质量。
N00014-22-S-C005.pdf - 海军研究办公室
研究机会：低成本 S 波段雷达发射机 I。简介 本公告描述了一个名为“低成本 S 波段雷达发射机”的技术领域，属于海军和海军陆战队科学技术远程广泛机构公告 N00014-22-S-B001，可在 https://www.onr.navy.mil/work-with- us/funding-opportunities/announcements 找到。提案的提交、评估和合同的签订将按照上述远程广泛机构公告中所述进行。本公告的目的是引起科学界的关注 (1) 感兴趣领域的细节、(2) 特别计划的结构以及 (3) 提交白皮书和完整提案的计划时间表。II。描述 海军研究办公室 (ONR) 希望收到白皮书和提案，其中描述了开发低成本 S 波段 RF 发射器（以下称为“演示发射器”）的方法，该发射器具有敏捷波束形成和敏捷波形生成功能。为了展示新的未来海军能力 (FNC)，演示发射器将在海上水面舰艇上运行。具有潜在解决方案的投标人应提供适用于演示发射器的设计、构建、集成和测试的白皮书和提案。本特别通知涉及演示发射器的设计、制造和测试的两阶段计划。在第一阶段，竞争投标人将对演示发射器进行概念开发和初步设计。第一阶段将在合同授予后 6 个月完成。在第二阶段，投标人将制造和测试他们的演示发射器设计。第二阶段将在合同授予后约 39 个月完成，包括在合同授予后约 24 个月向政府交付演示发射机。虽然该演示发射机的主要目的是测试新的海军能力，但其次要目的是降低未来生产工作的风险，海军希望在成功完成 FNC 演示后实现这一目标。相对于演示发射机的要求，生产单元（以下称为“生产发射机”）的性能要求可能会扩大或缩小。因此，演示发射机的架构最好具有可扩展性。本特别通知涵盖出口管制技术。ONR 预计，到有关近期最受关注的计划结构和技术规格的具体信息将作为政府提供的信息 (GFI) 包仅提供给国防部机构、国防部承包商和 FFRDC（有关资格规则，请参阅长期 BAA）。
在真实静态和动态的人类机器人互动场景
基于语音的解决方案的使用是在人类机器人互动（HRI）中进行交流的一种吸引人的替代方法。在这一领域的一个重要挑战是处理遥远的语音，这通常是嘈杂的，并且受回响和随时间变化的声通道的影响。重要的是研究有效的语音解决方案，尤其是在机器人和用户移动的动态环境中，改变说话者和麦克风之间的距离和方向。本文在语音情感识别（SER）的背景下解决了这个问题，这是了解消息的意图和用户的潜在心理状态的重要任务。我们提出了一个带有PR2机器人的新颖设置，该设置同时记录了目标语音和环境噪声。我们的研究不仅在这种动态的机器人用户设置中分析了距离语音的有害效果，以识别语音情绪识别，而且还提供了减轻其效果的措施。我们评估使用两个波束形成方案的使用在空间上使用延迟和-AM（D＆S）或最小差异无失真响应（MVDR）过滤语音信号。我们考虑在受控情况下记录的原始培训演讲，并考虑处理训练语言以模拟目标声学环境的情况。我们考虑机器人正在移动的情况（动态情况）而不是移动（静态情况）。为了进行语音情感识别，我们使用梯形网络策略实现的手工制作的功能探索两个最先进的分类器，并通过WAV2VEC 2.0功能表示实现的学习功能。MVDR导致高于基本D＆S方法高的信噪比。然而，两种方法都使用使用原始MSP播客训练语言训练的梯子网络提供了非常相似的平均一致性相关系数（CCC）的改进，而HRI子集则相当于116％。对于基于WAV2VEC 2.0的模型，只有D＆S才能改善。令人惊讶的是，静态和动态HRI测试子集导致了相似的平均一致性相关系数。最后，模拟训练数据集中的声学环境提供了最高的平均一致性相关系数得分，其HRI子集的分别比原始训练/测试说法与梯子网络和WAV2VEC 2.0相比仅低29％和22％。
用于条件间转移的自适应空间滤波
信号的非平稳性变化且通常与类别相关，这是将脑电图 (EEG) 认知工作负荷估计的常见发现从实验室实验转移到现实场景或其他实验时面临的一大挑战。此外，脑信号反映的实际认知工作负荷是否是估计的主要贡献，还是具有辨别力和与类别相关的肌肉和眼部活动（可能是工作负荷水平变化的次要影响），这通常仍是一个悬而未决的问题。在本研究中，我们研究了一种基于波束成形的适应变化设置的空间滤波新方法。我们将其与无空间滤波和常见空间模式 (CSP) 进行比较。我们在拖船模拟器上使用真实的操纵任务以及听觉 n-back 次要任务作为两种不同的条件来诱导专业拖船船长的工作负荷变化。除了典型的条件内分类外，我们还研究了不同分类方法在 n-back 条件和操纵任务之间转移的能力。结果表明，在具有挑战性的迁移设置中，所提出的方法比其他方法具有明显优势。虽然在两种情况下（22% 和 10%），无滤波平均导致条件内归一化分类损失最低，但我们使用自适应波束形成（30% 和 18%）的方法与 CSP（33% 和 15%）的表现相当。重要的是，在从一种设置转移到另一种设置时，无滤波和 CSP 导致性能接近偶然水平（45% 到 53%），而我们的方法则是唯一能够在所有其他场景（34% 和 35%）中进行分类的方法，与偶然水平有显著差异。场景中信号成分的变化导致需要调整空间滤波才能进行迁移。使用我们的方法，迁移是成功的，因为滤波针对神经成分的提取进行了优化，并且对其头皮模式的额外研究主要揭示了神经起源。有趣的发现是，模式在不同条件之间略有变化。我们得出结论：低归一化损失的方法依赖于眼睛和肌肉活动，这种方法在一定条件下可以成功进行分类，但在分类器转移中会失败，因为眼睛和肌肉的贡献高度特定于条件。
高频真空电子器件
毫米波和太赫兹频率的真空电子器件在现代高数据速率和宽带通信系统、高分辨率检测和成像、医学诊断、磁约束核聚变等领域发挥着重要作用。由于电子在真空介质中运动速度快，与现有的其他辐射源（如固态器件）相比，它们具有高功率、高效率以及紧凑性的优势。我们设立“高频真空电子器件”专刊的目的是加强有关这些器件的理论、设计、仿真、工艺和开发的研究信息的交流，促进它们的应用，并吸引年轻的研究人员和工程师进入这个重要领域，这是现代电子科学和信息技术的重要组成部分。真空电子射频功率器件有很多种，包括线束器件、交叉场器件和快波器件。在高达太赫兹的高频范围内，速调管、行波管、波谷振荡管和回旋管因其高功率或宽瞬时或调谐带宽而受到广泛研究。为了在毫米波和太赫兹频率下获得高质量的性能，过去十年中出现了新的技术和工艺，包括使用 MEMS 和 3D 打印的微加工、用于窗口和衰减器的新型金刚石相关材料。同时，人们还研究了新的慢波结构和谐振结构，如超结构、高阶模式操作和片状电子束，用于获得高功率；杂散抑制；并降低制造难度，特别是在高频范围内。阴极、电子枪、I/O 结构、磁聚焦系统和收集器等器件零部件的革命性技术在高频真空电子器件的发展中发挥了关键作用。本期特刊包含 15 篇论文，涵盖了广泛的主题，涉及频率范围高达 340 GHz 的高频真空设备的设计、仿真、制造和测试，以及包括回旋管、TWT 和 EIK 在内的设备，以及波束形成和限制阴极、慢波结构和模式转换器等。高频回旋管是动态核极化核磁共振 (DNP-NMR) 应用的核心设备，可显着提高医疗系统和科学研究中高场 NMR 的灵敏度和分辨率。北京大学论文[1]《330 GHz/500 MHz DNP-NMR应用的线性偏振高纯度高斯光束整形与耦合》提出了用于330 GHz/500 MHz DNP-NMR系统的波纹TE11-HE11模式转换器和三端口定向耦合器的设计与计算。模式转换器的输出模式呈现出高度