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电磁超表面的优化设计及应用研究

电磁超表面的优化设计及应用研究

作者：侯富耀西安电子科技大学

学位级别：硕士

电磁超表面是电磁超材料的二维形式,可以对电磁波进行灵活的调控,在通信、隐身、雷达、电磁对抗等领域中都有着极为重要的潜在应用价值。随着通信技术的不断发展,对于电磁超表面的实际应用需求也在不断提高,电磁超表面开始向可重构化、... 详细信息

电磁超表面是电磁超材料的二维形式,可以对电磁波进行灵活的调控,在通信、隐身、雷达、电磁对抗等领域中都有着极为重要的潜在应用价值。随着通信技术的不断发展,对于电磁超表面的实际应用需求也在不断提高,电磁超表面开始向可重构化、多功能化、智能化等方向快速发展。而电磁超表面实际应用需求的变化也牵引着设计形式的变革,神经网络与优化算法在电磁超表面设计中的比重正逐步上升,成为电磁超表面在工程应用设计中的重要手段支撑。为了能设计出性能指标更优的电磁超表面,本文对电磁超表面单元结构到阵列近远场的优化设计方法和理论进行了研究和分析,主要工作如下:1.本文首先对于基于超表面的碎片化单元设计、阵列多波束设计和阵列全息图像设计方法的国内外研究现状和进展进行了调研。随后,本文对超表面优化设计过程中用到的优化算法原理和神经网络理论进行了介绍。2.本文采用卷积神经网络(CNN)并结合遗传算法(GA)对碎片化超表面单元拓扑结构进行逆向设计,并提出了一种用于衡量具有周期特性的相位角度预测误差的损失函数。之后,本文还提出了采用3-bit编码思想用于碎片化超表面单元的阵列视觉图案设计。为了验证单元的性能,本文设计了带有西电90周年校庆标志图案同时兼具高增益波束电磁功能的碎片化超表面阵列。数值实验结果表明碎片化单元所组成阵列所形成的高增益波束,波束最高增益为28.9d Bi,口径效率为62.34%,有着较高的波束增益和较高的口径效率。阵列的视觉图案化设计,具有某种电磁功能的超表面阵列相位分布在图案中的完美隐藏以及数值实验对比结果证实了碎片化单元结构具有较好的性能、具有艺术性、可观赏性以及一定程度的保密性等优点。3.本文提出了一种用于超表面数字编码的多波束赋形方法。该方法采用自适应加权Gerchberg-Saxton(AWGS)算法对数字编码超表面的远场进行综合,通过优化编码相位矩阵实现多波束。此外,本文还利用快速傅里叶逆变换实现了远场快速计算,加快了整体优化过程。二到七波束的数值实验结果验证了该方法的有效性。与传统的基于口径场叠加的多波束设计方法相比,该方法能获得更精确的波束指向性和更均匀的波束增益分布,显示出该方法用于数字编码超表面波束赋形的潜力。4.本文提出一种用于超表面近场的能量分布优化设计设计方法。该方法采用AWGS算法结合近场计算方法,通过优化相位矩阵实现了近场特定目标的能量分布。由于近场相比于远场有着更加丰富的电磁特性,因此,为了对所提出方法进行充分的验证,本文进行了四种近场功能设计。(1).近场全息图案设计,数值实验结果和测试结果都证实了该方法用于近场设计的可行性。全息图案的实现有望于实现对近场任意特定形状区域的能量覆盖。(2).近场聚焦设计,单焦点到八焦点的数值实验结果证实了该方法在平行于超表面平面进行能量设计的有效性。与传统的设计方法相比,本文所提出的方法有效改善了传统设计方法在多焦点下和非对称焦点聚焦下聚焦效果不佳的情况,同时所提出的方法相比于传统设计方法还有着更高的聚焦效率。除此之外,本文还在单平面聚焦的基础上对于三维聚焦进行了探索,实现了三平面环状分布的多焦点聚焦效果。最终,本文认为仅仅依赖于超表面相位的调节,三维设计目标不能违背物理规律进行设计,要经过合理的设计才能实现好的效果。(3).近场垂直波束的设计,数值实验结果证实了该方法在垂直于超表面平面进行能量设计的有效性。与近场贝塞尔波束在直线传播路径上对于能量覆盖的情况进行对比,所提出的方法能对能量覆盖路径进行精准的调控,可以对波束的起始和终止位置以及波束的长度进行调节。(4).近场可弯曲波束设计,在竖直平面实现了单弯曲和双弯曲波束设计。可弯曲波束的实现,使得对于能量传播路径的覆盖不再只能单单是沿直线覆盖,也可沿任意弯曲曲线覆盖。且可弯曲波束也可对直线传播路径可能存在的障碍物通过弯曲进行规避。总之,所有的数值结果和测试结果证实了所提出方法对于近场能量分布优化设计的优越性。

关键词：神经网络自适应加权Gerchberg-Saxton算法碎片化单元逆向设计与阵列视觉图案设计远场多波束设计近场能量分布设计

运动干预改善孤独症谱系障碍儿童社会功能的研究进展

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中国儿童保健杂志 2024年第3期32卷 291-295页

作者：侯耀奇宋湘勤北京师范大学体育与运动学院北京100875

孤独症谱系障碍(ASD)是一种儿童时期常见的神经发育障碍。社交障碍是其典型症状之一,会限制其与他人建立和维护正常的社交关系,对生活和发展产生严重负面影响。传统治疗方法虽有效,但耗时且成本高,而运动干预作为一种新兴治疗策略已受... 详细信息

孤独症谱系障碍(ASD)是一种儿童时期常见的神经发育障碍。社交障碍是其典型症状之一,会限制其与他人建立和维护正常的社交关系,对生活和发展产生严重负面影响。传统治疗方法虽有效,但耗时且成本高,而运动干预作为一种新兴治疗策略已受到广泛关注。近年来,球类运动、格斗类运动、水上运动以及综合运动都已经在干预中取得良好的效果。本文梳理了针对ASD儿童社会功能而采用的运动干预相关研究,进行整合与分析,旨在为ASD儿童的治疗、干预方案的开发提供可参考的依据。

关键词：孤独症谱系障碍运动干预社会功能沟通儿童

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河北宁晋超深盐穴储气库建设地质可行性分析

地下空间与工程学报 2024年第S1期20卷 472-481页

作者：侯秉仁王续学牛耀辉于长富李志强河北燃气有限公司河北省煤田地质局第二地质队(河北省干热岩研究中心)

拟建的宁晋盐穴储气库是目前世界最深的盐穴储气库，面临重大的科技挑战，在正式建设前须对其地质可行性进行充分分析。本文从地质条件、库容及长期建库规划等方面初步论证了该区建库的地质可行性。结果表明：宁晋石盐田盐系地层沉积厚... 详细信息

拟建的宁晋盐穴储气库是目前世界最深的盐穴储气库，面临重大的科技挑战，在正式建设前须对其地质可行性进行充分分析。本文从地质条件、库容及长期建库规划等方面初步论证了该区建库的地质可行性。结果表明：宁晋石盐田盐系地层沉积厚度大、空间分布稳定且含矿率高、夹层少，有利于开展水溶造腔；盖层及夹层以泥页岩为主，岩性致密，具有较高的密封性，但Z1资料井附近的VF6断层断穿了石盐矿体，正式建库时需合理避开此断层，此外，拟建库地层埋深大，盐岩蠕变速率较高，后期须对储库长期运行稳定性开展详细研究；基于前期盐矿开采情况和地质调查结果，圈定了该区优选建库区和远期规划备选区，初步估算其库容分别为（6.4～6.9）×109m3和（2.6～2.8）×109m3,具有很好的储气潜力。

关键词：地下储气库盐穴地质可行性河北宁晋

运动干预改善孤独症谱系障碍儿童青少年抑制控制功能的研究进展

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中国儿童保健杂志 2024年

作者：侯耀奇王燕邓佳琪宋湘勤北京师范大学体育与运动学院

本文旨在探讨运动干预对孤独症谱系障碍(ASD)儿童青少年抑制控制功能的影响及其潜在机制,同时系统地回顾了近年来关于运动干预对ASD儿童青少年抑制控制功能影响的实验性研究。研究表明,运动干预能显著改善ASD儿童青少年的抑制控制能力,... 详细信息

本文旨在探讨运动干预对孤独症谱系障碍(ASD)儿童青少年抑制控制功能的影响及其潜在机制,同时系统地回顾了近年来关于运动干预对ASD儿童青少年抑制控制功能影响的实验性研究。研究表明,运动干预能显著改善ASD儿童青少年的抑制控制能力,且运动干预形式呈多样化的趋势,从传统武术到球类运动,以及结合虚拟现实技术的新兴方式。通过运动干预能改善心血管机能、重塑大脑结构、改变脑血流量及增加神经营养因子浓度等途径,促进大脑生理变化,进而提高抑制控制能力。

关键词：孤独症谱系障碍运动干预抑制控制青少年儿童

考虑几何非线性的正交各向异性层合板随机振动响应数值解

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机械工程学报 2024年第2期60卷 224-233页

作者：张玄刘源侯耀东张承双尹维龙邓清扬哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 西安航天复合材料研究所西安710025

为提高卫星用复合材料结构随机振动响应的分析精度,充分考虑结构几何非线性特征,提出正交各向异性中厚板的非线性随机振动响应数值求解方法。首先,基于一阶剪切变形理论建立矩形中厚板的运动方程。然后,采用伽辽金法和摄动法求得层合板... 详细信息

为提高卫星用复合材料结构随机振动响应的分析精度,充分考虑结构几何非线性特征,提出正交各向异性中厚板的非线性随机振动响应数值求解方法。首先,基于一阶剪切变形理论建立矩形中厚板的运动方程。然后,采用伽辽金法和摄动法求得层合板结构的非线性固有频率。在此基础上,结合等效线性化法和虚拟激励法推导得到三种边界条件下正交各向异性中厚板的非线性随机振动响应数值解。采用提出的非线性随机振动数值解法,结合具体实例分析卫星用复合材料中厚板的随机响应特性,结果表明,采用线性化方法和非线性化方法求解中厚板随机振动响应的结果存在很大差异,非线性方法可显著提高随机振动响应数值求解的精度;外加激励较小时,相同的弯曲边界条件下,不同平面边界条件对随机振动响应的功率谱密度和均方根影响较小,而外加激励较大时不同平面边界条件对随机振动响应的影响显著。提出非线性随机振动响应求解方法为卫星结构动力学分析提供了新的研究思路和研究方法,具有重要的理论研究和工程应用价值。

关键词：几何非线性正交各向异性层合板随机振动中厚板数值解

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盾构隧道双液同步注浆GPR检测模型试验

中国公路学报 2024年第3期37卷 330-341页

作者：李康谢雄耀周彪黄昌富周益涵李敏同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院上海200092 中铁十五局集团有限公司上海200070 中铁十四局集团有限公司山东济南250101

为探究超大直径盾构隧道双液(C-S)同步注浆的填充效果,控制地层损失并保证隧道结构具有良好的受力和防水性能,以江阴-靖江过江盾构隧道为工程背景,测试并分析了单/双液浆拌和后48 h内的相对介电常数和电导率的时变特征规律,结果表明:双... 详细信息

为探究超大直径盾构隧道双液(C-S)同步注浆的填充效果,控制地层损失并保证隧道结构具有良好的受力和防水性能,以江阴-靖江过江盾构隧道为工程背景,测试并分析了单/双液浆拌和后48 h内的相对介电常数和电导率的时变特征规律,结果表明:双液浆的电性参数比单液浆变化趋势更稳定,相对介电常数在注浆后12~48 h趋于稳定,测试时间内电导率值分布在4.12~5.47 mS·m^(-1)区间。搭建了含注浆体空洞和厚度凿薄2种缺陷的管片-注浆体-土体多层介质足尺试验模型,在模型高度方向0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 m处分别设置5条测线,采用搭载400、900 MHz双频探地雷达(GPR)的车架随行式检测机构,对注浆后24、48 h注浆体开展探测试验;利用自主开发的TGIS软件对试验数据进行去除背景、滤波、增益等处理,结合基于有限时域差分法的gprMax数值模拟结果对比,从单道波形和成像结果两方面分析了不同频率和不同检测时间下GPR的成像规律及检测效果,发现注浆后48 h内的双液浆电性参数变化对GPR反射波形的相位和振幅影响较小,该时段内可作为双液浆检测的合适时机。注浆体厚度凿薄和内部空洞2种缺陷会造成GPR探测波形中同相轴中断和波动,通过GPR探测结果可对其进行良好辨识。与900 MHz相比,通过400 MHz的GPR探测对介质分界面和注浆缺陷的辨识效果更佳,900 MHz的波形对14 ns及更深环境的注浆体探测效果有限。

关键词：隧道工程无损检测模型试验探地雷达同步注浆双液浆

陈鹏博:愿景娱乐创始人在万亿赛道成就百亿直播电商企业

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中国商人 2024年第6期 15-21页

作者：侯耀晨不详

2017年12月至2018年3月,抖音平台尚处于发展早期,整个团队仅有十余人。此时,字节跳动北京总部接待了一位年轻的考察者——愿景娱乐创始人陈鹏博。在此之前,陈鹏博便积累了丰富的创业经验,他成功地将原本专注于大型展会搭建和展览的业务。

关键词：创业经验考察者直播电商大型展会娱乐愿景创始人

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马云的变局阿里巴巴前董事长联合创始人

中国商人 2024年第2期 15-21页

作者：侯耀晨不详

自1995年创立“中国黄页”网站起,马云带领阿里巴巴及淘宝、天猫、蚂蚁金服等细分领域头部企业一路登顶全球化时代的云端后,又于2023—2024年初回归田间地头。三十年河东,三十年河西。从商品和服务的金字塔尖,到食品和农业的底座,其中... 详细信息

自1995年创立“中国黄页”网站起,马云带领阿里巴巴及淘宝、天猫、蚂蚁金服等细分领域头部企业一路登顶全球化时代的云端后,又于2023—2024年初回归田间地头。三十年河东,三十年河西。从商品和服务的金字塔尖,到食品和农业的底座,其中的变局,沧海桑田,耐人寻味。“一米八”农业版图“嗨,朋友,很高兴与你相见!一米八得名于一个美好的愿望:每个妈妈都希望自己的孩子长到一米八。”一米八海洋科技(浙江)有限公司(以下简称“一米八海洋科技”)在微信官方服务号宣布了其使命——希望通过为消费者提供“基因好、住得好、养得好、买得好”的优质海水蛋白产品,成为消费者信赖的农业品牌。

关键词：蚂蚁金服细分领域阿里巴巴海洋科技黄页淘宝金字塔尖农业品牌

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贾跃亭:我想把“超奢梦想”卖给你

中国商人 2024年第9期 15-21页

作者：侯耀晨不详

本期封面人物推介词“大潮”退去后,海滩上陆续出现了曾掌控百亿、千亿,乃至过万亿巨资的“裸泳者”。其中不乏远遁异域,偏执狂般意图“东山再起”的梦想家。贾跃亭就是其中之一。贾跃亭不仅是一个将所剩无几的资源和影响力无限放大的... 详细信息

本期封面人物推介词“大潮”退去后,海滩上陆续出现了曾掌控百亿、千亿,乃至过万亿巨资的“裸泳者”。其中不乏远遁异域,偏执狂般意图“东山再起”的梦想家。贾跃亭就是其中之一。贾跃亭不仅是一个将所剩无几的资源和影响力无限放大的关键利益沟通者,还是一个擅长以清晰的概念和逻辑为潜在用户和投资者描绘蓝图与行动路线的“梦想制造机”。一个只接纳成功故事,无法包容失败案例的市场,并非培育企业家精神的土壤。贾跃亭的逆势操作如能成功,其样本意义或许在于:一个已经宣布破产的企业家,如何再次向市场和社会证明其创造力和行动路径……

关键词：企业家精神潜在用户偏执狂行动路线行动路径东山再起创造力