分类： 农、林、牧、渔 >> 农、林、牧、渔业科学其他学科 提交时间： 2023-02-17 合作期刊: 《智慧农业（中英文）》
摘要： 溶解氧（DO） 浓度是对虾养殖水质检测的核心指标。为提高对虾养殖溶解氧浓度的预测精度，本 研究提出了一种基于经验模态分解、随机森林和长短时记忆神经网络（EMD-RF-LSTM） 的对虾养殖溶解氧 浓度组合预测模型。首先采用经验模态分解（EMD） 对养殖水质溶解氧浓度时序数据进行多尺度特征提取， 得到不同尺度下的固有模态分量（IMF）; 然后分别采用长短时记忆神经网络（LSTM） 和随机森林（RF） 对 高、低频不同尺度IMF进行建模; 最后结合各分量预测结果构建叠加模型，实现对溶解氧浓度时序数据的综 合预测。本研究模型在广东省湛江市南三岛对虾养殖基地展开了试验及应用，在基于真实数据集的性能测 试中，经验模态分解后EMD-ELM模型与极限学习机（ELM） 模型对比，平均绝对误差（MAPE）、均方根误 差（RMSE） 和平均绝对误差（MAE） 分别降低了30.11%、29.60%和32.95%。在经验模态分解基础上用RF 和LSTM对不同特征尺度的本征模态分量分别预测后叠加求和，EMD-RF-LSTM模型预测的精度指标MAPE、 RMSE 和MAE 分别为0.0129、0.1156和0.0844，其中关键指标MAPE 较EMD-ELM、EMD-RF和EMD-LSTM 分别降低了84.07%、57.57%和49.81%，预测精度显著提高。结果表明，本研究针对经验模态分解后高、低 频分量分别预测的策略可有效提升综合性能，表明本研究模型具有较高的预测精度，能够较准确地实现对 虾养殖水体中溶解氧浓度预测。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-01-17 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 将阵列天线放置于射电望远镜焦平面处，结合波束合成网络，可以同时观测一片天区、实现更大视场覆盖。由于需要对各个阵元的幅度和相位进行调控，阵列天线实际就是一个小型相控阵，因此在做阵列设计时，除需结合反射面焦面场分布及望远镜拟实现的视场以外，阵列自身的性能验证可参照传统相控阵进行。本文设计并加工了工作在1.27GHz的22矩形排布微带贴片天线阵列，阵元间距为0.7倍波长。经实测，各端口S11均在-10dB以下，4阵元合成后波束增益为12.54dBi，通过为对应阵元添加理论偏移30度的延时线，实测阵列的波束扫描角度为28.3度。上述实测数据与仿真结果相比虽略有差异，这和阵列加工及馈电端口焊接有关，但相关工作为之后更多阵元的阵列天线设计、研制及测试积累了经验，尤其对性能验证具备较好的指导意义。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2022-05-30 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 相控阵馈源是将阵列天线放置于射电望远镜焦面场处，用以实现更高增益及更灵活波束调控的接收机技术。鉴于其与阵列天线一样，是由多个天线单元以一定方式组合排列而成，工作时阵元之间产生电磁耦合在所难免。本文选用螺旋天线作为阵列天线单元，工作频率为1.25GHz，对独立天线进行仿真优化后，该天线-10dB阻抗带宽仅为70MHz。依托该天线单元建立55矩形排布螺旋天线阵列模型，分别选取阵元间距为1、0.5、0.25、0.125倍波长（1.25GHz@0.24m），以此验证不同阵元间距下的互耦效应对整个阵列带宽的影响。最终通过对各阵元输入阻抗进行匹配，仿真得到在0.25倍波长间距下，阵列中心阵子的-10dB阻抗带宽可扩展至550MHz，而阵列天线的带宽也基本表征了将其用作相控阵馈源的工作带宽。上述工作加深了对阵列天线带宽特性的理解，也为实际应用于射电望远镜系统的相控阵馈源实现更宽的工作带宽提供了可能。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2021-09-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 射电天文接收机中频系统是接收机的重要组成部分，接收机的L、S、C、K波段的左圆极化和右圆极化信号在高频仓通过下变频成为中频信号。中频信号通过同轴电缆传送到观测室。观测室距离射电望远镜高频仓较远，因此线损较大，且不同频率的信号损耗不同，频率越高损耗越大，导致中频信号功率较小且增益平坦度随频率增加而降低。设计了四通道均衡放大模块，提高中频信号增益并补偿增益平坦度。该模块的均衡器采用了集总元件和微带线相结合的方式，具有结构紧凑、易于集成、成本低的优点。测试结果表明，在6倍频带宽内，均衡量≥8dB，均衡后功率平坦度≤3.5dBm，回波损耗≤-15dB，满足了射电天文中频检测系统的要求。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2021-06-18 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 射电天文是通过接收和处理无线电波以此研究宇宙天体的一门学科，微波接收机则是射电天文观测的核心接收设备。结合中国科学院新疆天文台南山25米射电望远镜现有K波段制冷接收机及未来Q波段毫米波观测需求，本论文提出一种K波段常温接收机研制，该接收机射频工作频率22-24.2GHz，经混频最终输出3.95-6.15GHz的中频信号，主要用于在K波段开展强度校准方法实践及大气不透明度测量。最终采用冷热负载法测试K波段常温接收机噪声温度为402.2K（理论计算为410.6K），标准噪声源为166.3K也满足设计需求，结合斩波轮校准机械结构，该K波段接收机已经具备开展强度校准及大气不透明度测试功能，相关工作也可为南山25米射电望远镜未来Q波段毫米波观测做技术预研。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2020-05-12 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 噪声注入定标方法作为厘米波段一种常规强度校准方式而被广泛使用。通过组建K波段常温接收机及其定标平台，在室内20℃下使用传统冷热负载法标定接收机噪声温度及噪声源温度，之后在室外-7℃中使用同样方法再次标定上述参数，并利用室内标定的噪声源去进一步标定室外环境中接收机的噪声温度。测试结果表明，在环境温度变化约27度时，接收机噪声温度定标差异约为50.5%，标准噪声源定标差异约为41%。故此得知，如若将噪声注入法应用于常温接收机定标中，首先需考虑对接收机进行恒温处理，另外可采取对注入的标准噪声源进行温度补偿，使其可以更加精确的应用于二次定标当中，这也是本论文下一步计划开展的工作。
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