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基于方向图的波达估计以及馈电优化模式分析

基于方向图的波达估计以及馈电优化模式分析

作者：孙思宁大连理工大学

学位级别：硕士

方向图综合技术被广泛应用于雷达、声呐等领域,是大型天线阵列设计的关键问题。在雷达应用中,大型天线阵列通过方向图综合技术实现对空间中某些角度区域的增强,对其他区域的信号削弱甚至抑制。此外,方向图综合技术也应用于相控阵天线阵... 详细信息

方向图综合技术被广泛应用于雷达、声呐等领域,是大型天线阵列设计的关键问题。在雷达应用中,大型天线阵列通过方向图综合技术实现对空间中某些角度区域的增强,对其他区域的信号削弱甚至抑制。此外,方向图综合技术也应用于相控阵天线阵列,在ETC等商业场景中被广泛采用。而针对单天线的方向图综合的研究则相对较少。本文提出了一种针对单天线的方向图综合算法,该方法基于特征模理论和压缩感知理论,对单个天线的方向图进行综合并且对馈电结构进行优化。本文首先将该方法应用于手机天线设计。本文设计的手机天线的辐射方向图以及辐射效率都能够较少地受到人体头手的影响。由于其对用户影响的鲁棒性,因此具有重要的应用价值。为了合成期望的方向图,本文首先对手机天线进行特征模分析（Characteristic Mode Analysis,CMA）,通过特征远场和期望方向图之间的相关性来计算每种模式的加权系数,得到馈电数量、位置、馈电端口的相对振幅和相位。随后,本文应用压缩感知理论对馈电结构进行优化。手机天线的实物测量结果与仿真结果吻合。进一步地,本文还将这一方法应用于舰船天线的方向图合成,证明该方法具备应用于三维结构的潜力。此外,本文还通过控制天线的辐射方向图以提高波达方向估计（Direction of Arrival,DOA）的准确度。本文将振幅和相位信息都用于导向矢量中,以消除相位模糊性并提供准确的DOA估计,这一方法无需增加天线阵列孔径,因此天线结构十分紧凑。本文使用Fisher信息和模糊度函数从理论上研究了天线方向图之间的最佳振幅比。遵循振幅比标准,设计了单极子-贴片天线阵列和双单极子天线阵列。在中等信噪比（Signal-to-Noise Ratio,SNR）为10 d B的情况下,两个天线阵列分别将DOA估计精度提高了60%以上和20-40%,同时也都消除了相位模糊。单极子-贴片天线阵列需要在测量中进行相位校准,而双单极子天线阵列则不需要。本文在微波暗室内使用双单极子天线阵列进行实验,在360上平均获得了0.67的DOA估计精度。

关键词：波达方向估计方向图合成馈电设计特征模理论

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各种表面清洁剂对牙本质粘合强度的影响

中国生物医学工程学报 1991年第2期10卷 71-76页

作者：徐恒昌王同俞兆琨孙思宁北京医科大学口腔医学院

本研究测试了含有不同类型的表面清洁剂的四种商品牙本质粘合体系(Gluma Bond System,Super Bond C&B,Dentin Adhesive and Dantin Adhesit)及一种试验牙本质粘合体系与人类牙本质的抗张粘合强度。四种商品牙本质粘合体系的粘合强度范围... 详细信息

本研究测试了含有不同类型的表面清洁剂的四种商品牙本质粘合体系(Gluma Bond System,Super Bond C&B,Dentin Adhesive and Dantin Adhesit)及一种试验牙本质粘合体系与人类牙本质的抗张粘合强度。四种商品牙本质粘合体系的粘合强度范围在2.3～11.8MPa之间,试验牙本质粘合体系抗张粘合强度为13.5MPa。本文还比较了四种表面清洁剂与上述树脂体系交叉配合使用时粘合强度的变化。发现EDTA对多数树脂体系能够获得较好的效果。本研究还对各种表面清洁剂处理后的牙本质表面的微观结构进行了扫描电镜观察。

关键词：牙本质粘合强度表面清洁剂

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激光诱导击穿光谱法铁基合金谱线选择研究

光谱学与光谱分析 2019年第1期39卷 263-268页

作者：刘洋赵天卓余锦付杰连富强孙思宁樊仲维中国科学院光电研究院北京100094 中国科学院大学北京100049 北京国科世纪激光技术有限公司北京102211

内标法是激光诱导击穿光谱(LIBS)最常用的定量分析方法之一。为了提高定量分析精度,研究了谱线强度比的相对波动特性随分析线和内标线之间激发能级差(ΔE)和波长差(Δλ)变化的规律。在局部热力学平衡条件下,建立了考虑等离子体中某元... 详细信息

内标法是激光诱导击穿光谱(LIBS)最常用的定量分析方法之一。为了提高定量分析精度,研究了谱线强度比的相对波动特性随分析线和内标线之间激发能级差(ΔE)和波长差(Δλ)变化的规律。在局部热力学平衡条件下,建立了考虑等离子体中某元素电子上能级跃迁到下能级产生原子发射谱线的激发能级差、等离子体温度、配分函数和离子密度等强度影响因素的数学模型,对模型中激发能级差对谱线强度相对波动的影响进行了研究。得到在-2eV0时小,因此理论上优先选择ΔE<0的谱线对。通过理论分析得出|ΔE|越接近于零,谱线强度比相对波动越小。实验装置中采用工作波长1 064nm,脉冲能量85mJ,重复频率1Hz,脉冲宽度13ns的Nd∶YAG脉冲激光诱导击穿样品;采用工作波长200～975nm,光学分辨率优于0.05nm的Andor公司Mechelle 5000光谱仪,配合Andor New iStar型号ICCD采集光谱;利用激光诱导铁基合金等离子体光谱进行验证。实验中,以Fe为内标元素,Cr和Mn为分析元素。筛选NIST谱线库中跃迁概率在106以上的谱线,并优先选择共振线能级差相近的非共振线进行对比分析。结果表明,选择激发能级相近或波长相近的谱线作为分析谱线的原则有一定的局限性。对于Cr和Fe,|ΔE|在0.14和1.51eV时得到的谱线强度相对标准偏差(RSD)分别为6.7%和4.6%,其谱线强度比理论值和实际值之差分别为1.14和0.59;|Δλ|在11.7和50.8nm时得到的RSD分别为6.3%和4.4%,其谱线强度比理论值和实际值之差分别为1.69和0.62。分析表明,相比于波长差,激发能级差对Cr/Mn相对波动影响较大。分析元素Cr/Mn与内标元素Fe波长差绝对值不断增大,RSD反而不断减小;在1.50eV和90nm较大约束范围内,|ΔE|大的谱线得到的谱线强度比相对波动相对较小,Cr和Fe的RSD最大相差为2.06%;|Δλ|大的谱线得到的谱线强度比相对波动相对较小,Cr和Fe的RSD最大相差为1.35%。由以上实验结果得出,在实际选择分析谱线时,尽量选择激发能级和波长相近的谱线原则有一定的局限性。|ΔE|或|Δλ|大的谱线得到的RSD较小,选择谱线强度比理论值和实际值最接近的谱线可以作为谱线选择依据。另外,选择谱线强度比理论值和实际值最接近的谱线,可以降低谱线强度比相对波动。

关键词：内标法激光诱导击穿光谱谱线强度比相对波动相对标准偏差谱线强度比

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不同树脂体系对牙本质粘合强度的影响

中华口腔医学杂志 1990年第1期25卷 15-17+60页

作者：王同徐恒昌俞兆琨孙思宁北京医科大学口腔医学研究所

测试了分别含有不同类型树脂的四种商品牙本质粘合剂和两种实验性牙本质粘合剂的抗张粘合强度。四种商品粘合剂与人牙本质的粘合强度范围在2.6MPa～6.2MPa,实验性牙本质粘合剂与人牙本质的粘合强度分别为16.6 MPa和12.8MPa。经5℃/55℃... 详细信息

测试了分别含有不同类型树脂的四种商品牙本质粘合剂和两种实验性牙本质粘合剂的抗张粘合强度。四种商品粘合剂与人牙本质的粘合强度范围在2.6MPa～6.2MPa,实验性牙本质粘合剂与人牙本质的粘合强度分别为16.6 MPa和12.8MPa。经5℃/55℃、30秒、1000周期的冷热循环后,6种材料的粘合强度均明显下降。实验性牙本质粘合剂2号仍保持9.3 MPa。作者对牙本质粘合剂的机理进行了讨论,提出了在牙本质表面造成发生界面聚合反应的条件,有利于产生高粘合强度的观点。

关键词：粘合剂,牙本质复合树脂

多元素LIBS分析的标准化交叉验证及其优化

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光谱学与光谱分析 2020年第2期40卷 622-627页

作者：钟奇秀赵天卓李欣连富强肖红聂树真孙思宁樊仲维中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院大学光电学院北京100049 国家半导体泵浦激光工程技术研究中心北京100094 北京国科世纪激光技术有限公司北京102211

交叉验证是用于验证模型性能的一种统计分析方法,可避免由训练集与测试集重合引起的过拟合。进行交叉验证时通常使用交叉验证均方根误差(RMSECV)的均值来表征多元素的分析准确度。但对于激光诱导击穿光谱(LIBS)用于多元素分析的情况,发... 详细信息

交叉验证是用于验证模型性能的一种统计分析方法,可避免由训练集与测试集重合引起的过拟合。进行交叉验证时通常使用交叉验证均方根误差(RMSECV)的均值来表征多元素的分析准确度。但对于激光诱导击穿光谱(LIBS)用于多元素分析的情况,发现各元素的RMSECV与其在样品中的浓度范围可近似用线性关系表述,由于不同元素在样品集中的浓度范围差异很大,不同元素之间的RMSECV差异较大,实验中C与Cr在样品集中的浓度范围差异为28.11倍,其RMSECV差异达到8.96倍。发现RMSECV均值对于个别元素过于灵敏,在数据优化过程中,可能导致其不能反映大多数元素的分析准确度变化趋势。为减小RMSECV均值对不同元素的灵敏度差异,更全面地表征多元素的分析准确度,提出了多元素的RMSECV标准化方法,即将各元素的RMSECV与该元素在样品集中的浓度范围相除,并引入标准化交叉验证均方根误差(SRMSECV)的概念。LIBS检测受测量条件波动(如激光脉冲能量、振动等)等不确定因素的影响,会引入异常光谱,并对分析准确度产生负面影响。为通过滤除异常光谱来提高多元素分析准确度,利用光谱面积筛选对光谱数据进行预处理,以同一样品下各张光谱的面积中位数为中心,选定某一光谱面积区间,舍弃该区间之外的光谱,并使用余下光谱用作定量分析。在此基础上,通过对0.5 Pa真空环境下的10块Ni基合金中的14种元素成分进行的多谱线内标法定量分析展开实验验证。标准化后各元素RMSECV的相对标准差(RSD)由68.7%减小至48.9%,元素间的RMSECV的最大差异由8.96倍降低至3.93倍,表明SRMSECV均值能够较全面表征多元素的分析准确度,从而有利于实现定标曲线的全自动优化。在优化面积筛选跨度下,各元素定标模型的决定系数(R2)均值与SRMSECV均值都得到一定程度的改善,证明光谱面积筛选对于提高多元素分析准确度的价值。

关键词：激光诱导击穿光谱标准化交叉验证光谱面积筛选多元素分析

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基于特征模理论的馈电方法及实现

基于特征模理论的馈电方法及实现

2019年全国微波毫米波会议

作者：李慧孙思宁王保懿大连理工大学信息与通信工程学院

天线的馈电布置是影响天线性能的重要环节,对天线设计起着至关重要的作用。与传统的依赖经验和试错的馈电布置方法不同,本文依据特征模理论,为天线馈电布置提供指导性方案。以手机天线为例,依据特征模式的近场和远场分布,布置馈源,以激... 详细信息

天线的馈电布置是影响天线性能的重要环节,对天线设计起着至关重要的作用。与传统的依赖经验和试错的馈电布置方法不同,本文依据特征模理论,为天线馈电布置提供指导性方案。以手机天线为例,依据特征模式的近场和远场分布,布置馈源,以激励不同的模式,将多天线在低频（900MHz）的隔离度提高至15 dB以上,再通过分析和控制特征电流的分布,选取馈电位置,实现手机天线的多模式、多频带工作。除定性分析的馈电布置之外,本文还以定量分析的方法,逼近电小天线的Q值,实现方向图的综合。配合以计算机辅助的优化算法,通过馈电网络,对天线进行优化设计,达到相应的技术目标。

关键词：特征模理论天线馈电 Q值理论多天线系统方向图综合

来源： cnki会议评论

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可见光固化复合树脂修复前牙的远期疗效观察

现代口腔医学杂志 1991年第3期5卷 157-159页

作者：李广生孙思宁北医大口腔医学院牙体牙髓科北医大口腔医学院材料研究室

本文采用两种光固化复合树脂修复前牙牙齿结构异常、龋齿、外伤和关闭缝隙。经对245颗牙齿进行术后1(1/2),2(1/2),3(1/2),4(1/2)年随访复查疗效满意。但随时间延长疗效呈下降趋势。

关键词：前牙修复复合树脂光固化

不同剂型的酸处理剂对釉质表面状态及粘合强度的影响

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现代口腔医学杂志 1988年第1期 38-39页

作者：徐恒昌孙思宁王同北京医科大学口腔医学研究所

牙齿釉质粘合剂己广泛应用于口腔临床,为了提高粘合强度,对釉质表面进行酸处理是必不可少的。酸蚀的作用可以造成釉质表面一薄层脱钙区,使粘合剂与牙齿表面产生机械性结合。近年来,国内外学者对酸处理剂的成份浓度及配方进行过广泛的研... 详细信息

牙齿釉质粘合剂己广泛应用于口腔临床,为了提高粘合强度,对釉质表面进行酸处理是必不可少的。酸蚀的作用可以造成釉质表面一薄层脱钙区,使粘合剂与牙齿表面产生机械性结合。近年来,国内外学者对酸处理剂的成份浓度及配方进行过广泛的研究,极大多数使用磷

关键词：处理剂粘合强度粘接强度釉质不同剂型

各向异性界面动力学对深胞晶生长形态稳定性的影响

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物理学报 2024年第11期73卷 325-335页

作者：孙思杰蒋晗桂林电子科技大学数学与计算科学学院桂林541004

本文采用匹配渐近法和多重变量法,基于深胞晶生长的定常解,在考虑了各向异性界面动力学后,导出胞晶界面扰动振幅变化率满足的色散关系式及界面形态满足的量子化条件,研究在各向异性界面动力学的影响下定向凝固过程中深胞晶生长界面形态... 详细信息

本文采用匹配渐近法和多重变量法,基于深胞晶生长的定常解,在考虑了各向异性界面动力学后,导出胞晶界面扰动振幅变化率满足的色散关系式及界面形态满足的量子化条件,研究在各向异性界面动力学的影响下定向凝固过程中深胞晶生长界面形态的稳定性.结果表明,考虑了各向异性界面动力学的深胞晶体生长的定向凝固系统包含两种整体不稳定机制:整体振荡不稳定机制和低频不稳定机制.通过稳定性分析发现,低阶近似下各向异性界面动力学对整体振荡不稳定机制有着显著影响,随着各向异性界面动力学参数的增大,中性模式产生强振荡的枝晶结构的整体振荡不稳定区域减小.同时,界面动力学各向异性参数对系统整体波动不稳定性的影响随着界面动力学参数的增大而增大.

关键词：深胞晶生长界面动力学稳定性