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2017密苏里科技大学EMC实验室实习项目周记(7)



作者:吴涛 发布时间:2017-08-25 点击率:53 编辑:文芳

1.公共篇

  时间飞快,一下子就到了八月下旬,快到了国内的开学日子了,密苏里开学比较早,本科生们已经开学了,走在校园里,经常看到学生们在进行一些开学活动,美国大学里的生活还是比较丰富的,这周罗拉下了一次小雨,雨后的罗拉空气清新,风景更加优美,在这样的环境中学习真的是一种享受,感觉学习的劳累都被这美丽的风景一扫而光。

                                                       

 图一  雨后的罗拉校园

   这周的另一个活动就是EMC实验室一年一度的漂流活动,这个活动已经成为实验室的传统了,我们实习生就跟着实验室的老师和学长们一起去玩,漂流的地方大约开车要一个小时,我们到了之后只带些吃的去船上,其余的都放在车上。我们乘上景区的大巴车去河道上游,坐上泊在岸边的小船开始漂流,两三个人一船。一开始我们都不太会控制船的方向,特别是在水流速度比较急的地方,感觉完全控制不住,好多人都是在拐弯的时候撞上树木或者岩壁然后翻船了,全身湿透,带的吃的有的也下去喂鱼了,虽然也会受伤,但是这才是漂流的乐趣,通过自己努力去控制船,从起点到终点。在水流平静的地方,我们就打水仗,赛艇,大家都玩的很开心,大约漂流了四五个小时,我们在下午四点到达了终点,所有人都到了之后,换上衣服鞋子然后大伙就去一家披萨店吃自助披萨,这里的披萨很丰盛,吃完之后学长就送我们回家了,结束了一天很累但快乐的漂流活动。

                                                       

图二  实验室漂流活动合影

2.个人篇

2.1 汪睿哲(电气学院14级提高班)

  从华盛顿归来后,我们又开始投入到项目之中。因为一周没有工作,这一周有几天我都没有回家吃晚饭而继续在实验室工作。

             我主要的工作就是将在matlab上查看hfss导出电磁场数据的代码写出,在学姐Yin的指导下,我将查看场的幅值和相位分布的代码写了出来,并可以得出很好的结果。此外,我重新优化了hfss的建模,并将mesh大小调小之后重新运行了仿真。现在需要做的是将验证reciprocity theorem的所需的矩阵变换所需的代码写出来,有一些部分是我之前没有接触过的,我会和学姐Yin进行讨论并一步步的进行完成。

             生活上,由于在实验室的工作时间加长,我们不能回家做晚饭,外卖和实验室的麦当劳成为了我们的选择,这里的中餐外卖并不那么正宗,但相比于美国食物就显得十分可口。

  由于我现在是在科罗拉多州的丹佛机场转机时用手机编辑的这一周周记,我无法将我这周工作相关的图片附上。我和夏圣烜在这周末开启了加州行,我们将会在实验室校友的带领下参观诸如Google,Apple,Intel这些位于硅谷的巨头公司。也会参加校友的picnic聚餐。

 

2.2 王宇黎(机械1402班)

     这周我主要完成了第三个版本的energy harvester的调研工作。项目进展到现在还算顺利。对于打三个版本,我和教授讨论之后,决定放弃使用原来的水轮机叶片发电,准备将压电材料(piezoelectric polymers)运用到energy harvester 之中,采用压电材料有许多的好处,比如压电材料体积小,布置方便;同时利用水流驱动压电材料的运动,能量的装换效率高。

     我对压电材料的材料的工作环境进行了建模:

                                                       

              图三 压电材料整体工作图         图四 压电材料工作原理图

      使用ANSYS对材料工作时的输出特性进行反正得到的结果如下图:

                               

图五 ANSYS分析结果

2.3 夏圣煊(电信学院14级电子信息工程专业)

  本周任务比较多,因为我同时跟了两个项目,一个是和郭远东和王骏达学长一起做的Cisco的项目,内容就是DK和DF的提取,另一方面是Victor亲自指导的关于ESM的research,要进一步完善之前的研究得到更好的数据。

   关于DF和DK的提取,我跟着他们做了切片sample,并且去了ASML实验室进行了打磨的工作。由于我之前在别的方面使用过砂纸,所以对于砂纸的使用和型号比较了解,纠正了学长的一个错误。我们由粗到细分别用了240目400目600目800目1000目和1200目的砂纸,目数越高砂纸越细腻,后面使用的药剂,从15到1分别六瓶继续抛光。由于ASML的stuff中途为难我们说我们没有经过他们实验室的人员培训过,所以导致我们后面的抛光十分匆忙,回emclab之后在光学显微镜下五十倍观察roughness的时候明显发现trace上的划痕很严重,影响测量,不得不晚上再去那边重新打磨。显微镜下我们需要用五倍十倍五十倍分别观察trace的结构,测量cross-section,然后再去测量roughness。其中这些测量的操作大部分是我来完成的,因为这种微操以及耐心正好我很能胜任。

                        

             图六 sample的cross-section               图七 sample的打磨

   另一个关于esm的首先我需要搭建一个set-up,然后还需要找到一个合适的材料作为aperture,另需做两个天线作为emission sources。关于aperture的问题比较麻烦,因为既需要是塑料的不影响电磁场的分布,又需要密度比水大才能不漂浮在水面上。最终找到黄总借了一块dyrlin的材料,虽然直径比较大,不过算是可以初步开始测量了。

           

                图八 set-up天线的放置             图九  set-up水箱的布置

  首先是用一个loop antenna做发射源,上面一个log periodic antenna做接收天线,理论上应该得到一个单峰的曲线,即aperture在天线正上方的时候S21最大,往两边移动的时候就会逐渐减小,然而实际情况却相反。问过Victor之后他怀疑可能是我用的材料的问题,他让我再去单独测一下不加水的时候的情况。测了之后我发现可能是由于天线的radiation pattern的原因,又测了不同orientation的情况,并且改变了水箱距离地面的距离,最终得到了较好的结果。

  后面就是用两个天线发射,需要精确测量了,于是就得在水箱底下画刻度,在圆柱体上标刻度以及给天线的距离画刻度。测量的结果如下:

           

       图十 distance=4cm时的测量结果       图十一 distance=13cm时的测量结果

2.4 刘顺 (光电信息科学与工程专业)工程科学1401班

  在一个月的工作后,整个设计基本到了尾声,我现在的主要任务就是要开始模拟仿真,并做好相关记录,尽量做好优化工作。

  仿真测试分为几个步骤。按照部分分为,模块测试,联合测试。按照阶段分为,功能测试,噪声测试,电源工作点稳定测试。检查分为,电路工作原理检查,逻辑电路检查。记录数据:主要工作范围数据,元件参数,工作点稳定条件。数据趋势,优化条件。

  测试时整个电路最为繁琐的地方,需要耐心设计,一个优秀的设计一定是在后期经过诸多完善的,最初的思想需要更多的调整,很多关键点都是有测试来找出来的,要想做到最好必须要有合理的测试与改进, 争取在送出流片之前解决问题,一面后期无可挽回。

  参数调整考虑方面: 功率,稳定性,时间,工作范围,实现难度,工艺合理性,补偿设计。

   测试方案:  模块工作范围测试, 连接模块,实现功能测试。加入噪声测试, 电源测试,温度测试。

   周五我们一行去划船,路途中,积极测试,通过尾部的划桨调整,我们最后实现了平稳靠岸。

                                                      

图十二 漂流活动

2.5 吴涛(土木学院工程力学1402班)

  这周我在组会上做了工作汇报,第一次用英文做presentation,心里还是有点紧张的,讲的时候有些专业词汇不知道用英语怎么说,还挺尴尬的。所幸导师对我的进展还比较满意,对我在PPT中讲到的一些idea也比较认可,鼓励我继续做下去。我们实验室的氛围是比较轻松的,好多人都在图书馆和家中工作,组会的时候汇报自己的进展就行了,导师也只是给你指好方向,主要还是靠自己去读文章,去思考。我这周主要在编程实现用生成的对抗样本去训练神经网络,提高模型的鲁棒性。这一块细节很多,工作进展比较慢,而且计算量很大,我自己的计算机进行不了这样巨大的计算,导师给我指派了一个埃及的phd协助我利用学校的集群计算机进行计算。

                                                 

图十三  用python编程的一些代码

  另外由于导师对我在presentation中提到的最近深度学习中一个很火的概念-生成对抗网络(GANs)很感兴趣,让我去调研一下文献看能不能把GANs和实验室正在做的聚类方法结合起来产生一些新的idea.这也花了我两天时间去读文献,所以编程更要加紧了。

                                   

图十四  GANs的网络结构


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