摘要人类机器人合作(HRC)在先进的生产系统中越来越重要,例如在行业和农业中使用的系统。这种类型的协作可以通过减少人类的身体压力来促进生产率的提高,从而导致伤害减少并改善士气。HRC的一个关键方面是机器人安全遵循特定的人类操作员的能力。为了应对这一挑战,提出了一种新的方法,该方法采用单眼视力和超宽带(UWB)收发器来确定人类目标相对于机器人的相对位置。UWB收发器能够用UWB收发器跟踪人类,但具有显着的角度误差。为了减少此错误,使用深度学习对象检测的单眼摄像机来检测人类。使用基于直方图的滤波器结合了两个传感器的输出,可以通过传感器融合来减少角度误差。此过滤器项目并将两个源的测量值与2D网格相交。通过结合UWB和单眼视觉,与单独的UWB定位相比,角度误差的降低了66.67%。这种方法表明,以0.21 m/s的平均速度跟踪人行走时,平均处理时间为0.0183,平均定位误差为0.14米。这种新颖的算法有望实现有效和安全的人类机器人合作,为机器人技术提供了宝贵的贡献。
抽象的操作跨传输放大器(OTA)是模拟电路和系统中最关键的块。随着灾难性短通道效应的互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管在深纳米系统下的晶体管,微电学科学家的侧重于设计基于非西硅材料的超细胞性奥塔斯。在过去的几年中,具有惊人的电气和物理性能的全面碳纳米管局部效应晶体管(GAA-CNTFET)吸引了纳米电子研究人员的广泛关注,这是代表高性能纳米级OTA的潜在平台。在这方面,这项工作旨在根据10 nm GAA-CNTFET技术节点提出一个超米型超宽带OTA。在超级尺寸的GAA-CNTFET晶体管的弹道传输操作中,提出的OTA受益,该尺寸可提供优质带宽(2.88 GHz)以及合适的功率消耗(44.8 L W)。所提出的OTA显示在1 V电源电压下的64.5 dB开环增益和59 dB的共同模式排斥比。此外,由于使用间接反馈补偿方法的利用,拟议的基于GAA-CNTFET的OTA呈现了适当的相位边缘(61),并带有较小的补偿器电容器。提到的性能指标仅占据0.198 L m 2的物理区域,提出的GAA-CNTFET OTA有可能被视为基于纳米级CMOS的OTA的替代方法。
与同时量身定制的空间和时间特性的超短脉冲合成在多模光子学中打开了新的视野,尤其是当空间自由度由可靠的拓扑结构控制时。当前的方法是在其拓扑电荷和光谱成分之间具有相关性的时空光束的当前方法产生了引人入胜的现象。然而,整形通常仅限于狭窄的拓扑和/或光谱带,极大地限制了可实现的时空动力学的广度。在这里,我们引入了一个用于超宽带脉冲的傅立叶时空塑形器,覆盖了近50%的可见光谱,并带有多种拓扑费用,值高达80。我们的方法不用依靠线性几何形状来依靠传统的光栅,而是采用带有圆形几何形状的衍射阳极,允许将方位相调制赋予带有轨道角动量的光束。我们通过基于高光谱离轴全息图引入一种表征技术来检索时空场。线性拓扑光谱相关性的剪裁能够控制波数据包的几种特性,包括其手性,轨道半径和相互缠绕的螺旋数,而复杂的相关性使我们能够操纵它们的动态。我们的带有宽带拓扑内容的时空束将使超高光激发,显微镜和多重功能中的许多新应用。
提出了一种采用 180 nm CMOS 工艺的上变频混频器。本研究详细阐述了几种混频器的类型、混频器的性能参数、混频器的拓扑结构以及提高混频器性能的设计技术。主要目的是提高增益、增加线性度和噪声系数。有四种金属层可供设计。对以前发表的研究进行了比较,并提出了低功耗混频器的最佳拓扑结构。关键词:混频器,噪声系数,变频增益,CMOS 1. 简介超宽带 (UWB) 系统是无线通信的主要技术之一。混频器是将 RF 信号转换为基带信号的关键。混频器是 RF 通信系统中最重要的元件之一。当两个不同的输入频率插入另外两个端口时,它被设计为在单个输出端口产生和频和差频。插入两个输入端口的两个信号通常是本振信号和输入(对于接收器)或输出(对于发射器)信号。要产生新频率(或新频率),需要非线性设备。射频混频器本质上是一种将信号从一个频率移到另一个频率的设备。混频器产生输入频率、LO 频率及其互调产物的谐波。这些谐波增加了混频器的非线性。设计混频器的基本目标是抑制谐波。理想的混频器是一个乘法器电路。理想的混频器将一个载波频率周围的调制转换到另一个载波频率。由于混频器是一种非线性设备,因此它无法执行频率转换。
摘要 医疗保健技术的进步要求开发高效、微型的植入式医疗设备。本文介绍了一种用于头皮生物医学应用的超宽带植入式天线,涵盖工业、科学和医疗 (ISM)(2.4 − 2.48 GHz)频段。所提出的天线安装在 0.1 − mm 厚的液晶聚合物 (LCP) Roger ULTRALAM(tan δ = 0.0025 和 ε r = 2.9)上,用作覆盖层和基底层的介电材料。LCP 材料因其柔韧性、顺应性结构和生物相容性等理想特性而广泛用于制造电子设备。为了保持电气小辐射器的能力并实现最佳性能,所提出的天线的体积设计为 9.8 mm3(7 mm × 7 mm × 0.2 mm)。在辐射贴片中增加短路针和开口槽,以及在接地平面中增加封闭槽,有利于天线的小型化、阻抗匹配和带宽扩展。值得注意的是,该天线在 ISM 频段的峰值增益为 − 20.71 dBi,阻抗匹配带宽为 1038.7 MHz。此外,根据基于低特定吸收率的 IEEE C905.1-2005 安全指南,该天线可以安全使用。为了评估植入式天线的性能,在均质和异构环境中进行了有限元仿真。为了验证,在装满碎猪肉的容器中进行测量。模拟结果与测量结果一致。此外,还进行了链路预算分析,以确认无线遥测链路的稳健性和可靠性,并确定植入式天线的范围。
鉴于这些限制,电力电子器件多年来不断发展,体积小、功率密度高,在极端温度环境和大热循环中具有额外的运行优势。因此,研究人员正在努力开发有效的热系统以提高其可靠性。例如,随着以宽带隙半导体为中心的研究的发展,氧化镓 (Ga 2 O 3) 已发展成为半导体技术发展的前沿。这种材料具有良好的固有特性,即临界场强、广泛可调的电导率、迁移率和基于熔体的块体生长,被广泛用于高性能电力电子器件,有望成为硅基功率器件的替代品。这种材料具有一系列直到最近才在一个系统中观察到的特性。这些特性包括:低热导率。最后,β-Ga 2 O 3 具有近 5 eV 的超宽带隙(Green 等人,2022 年)。因此,在不久的将来,SiC 很有可能被 Ga2O3 取代。氧化镓(III),通常称为氧化镓,已成为电力电子设备的新型半导体材料。另一项新发现是氮化镓(GaN)。GaN 具有高电子迁移率的吸引人的特性,可实现高开关迁移率。此外,金刚石具有高开关性能、高温操作、辐射硬度、高输出功率,并且可以合成用于电子设备(Javier 等人,2021 年)。
这意味着远程飞行员将需要新的自动化和决策支持系统才能操作飞机,因为他们不能依靠眼睛并从驾驶舱中查看。由于远程飞行员在地面上,因此他们需要一个可靠的通信链接,该链接允许远程飞行员与飞机交互并维护命令和控制。
视觉身体信号是传递特定应用信息的身体姿势。此类信号广泛用于体育(裁判员和裁判员发出信号)、交通运输(海军军官和飞机调度员)和建筑(索具工和起重机操作员发出信号)的快速信息通信,仅举几例。自动解释此类信号有助于在这些行业中保持更安全的运营,有助于记录审计或事故调查目的,并充当体育赛事的记分员。当需要自动化这些信号时,传统上是从观看者的角度通过在摄像机馈送上运行计算机视觉算法来执行。然而,基于计算机视觉的方法在诸如照明变化、遮挡等场景中性能会下降,可能面临分辨率限制,并且安装起来可能很困难。我们的工作 ViSig 打破了传统,而是部署了用于信号解释的人体传感器。我们的主要创新是融合超宽带 (UWB) 传感器(用于捕获身体距离测量)、惯性传感器 (IMU)(用于捕获几个身体部位的方向)和光电二极管(用于手指信号识别),从而实现对信号的稳健解释。通过仅部署少量传感器,我们表明身体信号可以在许多不同的环境中得到明确解释,包括板球、棒球和足球比赛,以及起重机操作和海上导航旗帜信号等操作安全用例,准确率超过 90%。总体而言,我们已经看到了这种方法的巨大前景,并预计未来大量的后续工作将开始使用 UWB 和 IMU 融合模式来解决更一般的人体姿势估计问题。
视觉身体信号是传递特定应用信息的身体姿势。此类信号广泛用于体育(裁判员和裁判员发出信号)、交通运输(海军军官和飞机调度员)和建筑(索具工和起重机操作员发出信号)的快速信息通信,仅举几例。自动解释此类信号有助于在这些行业中保持更安全的运营,有助于记录审计或事故调查目的,并充当体育赛事的记分员。当需要自动化这些信号时,传统上是从观看者的角度通过在摄像机馈送上运行计算机视觉算法来执行。然而,基于计算机视觉的方法在诸如照明变化、遮挡等场景中性能会下降,可能面临分辨率限制,并且安装起来可能具有挑战性。我们的工作 ViSig 打破了传统,而是部署了用于信号解释的人体传感器。我们的主要创新是融合超宽带 (UWB) 传感器(用于捕获身体距离测量)、惯性传感器 (IMU)(用于捕获几个身体部位的方向)和光电二极管(用于手指信号识别),从而实现对信号的稳健解释。通过仅部署少量传感器,我们表明身体信号可以在许多不同的环境中得到明确解释,包括板球、棒球和足球比赛,以及起重机操作和海上导航旗帜信号等操作安全用例,准确率 > 90%。总体而言,我们已经看到了这种方法的巨大前景,并预计未来大量的后续工作将开始使用 UWB 和 IMU 融合模式来解决更一般的人体姿势估计问题。
超宽带(UWB)基于位置的服务中的视力(NLOS)识别技术准确的非线识别技术对于无人机通信和自动导航等应用至关重要。然而,使用二进制分类(LOS/NLOS)的当前方法过多地简化了现实世界中的复杂性,具有有限的概括和对变化室内环境的适应性,从而降低了定位的准确性。本研究提出了一个极端的梯度提升(XGBOOST)模型,以识别多级NLOS条件。我们使用网格搜索和遗传算法优化模型。最初,网格搜索方法用于确定整数超参数的最有利值。为了实现优化的模型配置,遗传算法用于微调浮点高参数。模型评估利用了使用Qorvo DW1000 UWB设备获得的广泛的现实测量数据集,涵盖了各种室内场景。实验结果表明,我们提出的XGBoost在开源数据集中达到了99.47%的最高总体准确度,精度为99%,召回99%,F-SCORE为99%。此外,基于本地数据集,该模型的性能最高,精度为96%,精度为96%,召回97%,F评分为97%。与文献中当前的机器学习方法相反,该建议模型提高了分类精度,并有效地解决了NLOS/LOS识别作为多类传播通道。这种方法提供了一种强大的解决方案,具有在各种数据集类型和环境中的概括和适应性,以提供更可靠,准确的室内定位技术。