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聚球藻在黄海的生态分布及其与异养细菌的相互作用

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聚球藻在黄海的生态分布及其与异养细菌的相互作用

作者：周玉婷烟台大学

学位级别：硕士

聚球藻(Synechococcus)是一种广泛分布于全球海洋的微微型光合自养浮游植物,对碳固定和维持海洋生态系统的稳定起到了重要作用。黄海是典型的半封闭边缘海,具有复杂的季节变化。黄海冷水团(Yellow Sea Cold Water Mass,YSCWM)是夏季黄... 详细信息

聚球藻(Synechococcus)是一种广泛分布于全球海洋的微微型光合自养浮游植物,对碳固定和维持海洋生态系统的稳定起到了重要作用。黄海是典型的半封闭边缘海,具有复杂的季节变化。黄海冷水团(Yellow Sea Cold Water Mass,YSCWM)是夏季黄海的一种重要水文现象,对浮游微生物的分布产生重要影响。研究发现,聚球藻对黄海总浮游植物生物量的贡献较大。然而对黄海聚球藻的报道主要集中在丰度分布,其在黄海的系统发育组成和环境驱动因素却少有报道。聚球藻与共栖细菌通过功能互补实现互惠共生,两者之间的相互作用可以促进惰性溶解有机碳的产生,最终形成惰性物质封存,在海洋固碳中发挥重要作用。然而,聚球藻的稳定共栖细菌群落组成及代谢互补关系目前还不明了。因此,本研究于2018年9月采集黄海样本,利用流式细胞仪分析聚球藻的丰度分布,基于rpo C1特异性引物扩增的高通量测序技术探究了聚球藻在黄海的系统发育多样性,通过冗余分析(Redundancy analysis,RDA)研究聚球藻系统发育分支与环境因子的对应关系;利用抗生素处理的方法建立了聚球藻及其稳定共栖细菌的培养体系,以此来研究聚球藻共栖细菌群落特征,以及群落组成变化对聚球藻生理特性和培养体系中的代谢过程的影响。主要结果如下:(1)聚球藻的丰度范围为6.36×10～4.51×10 cells·m L,研究区域内两个聚球藻亚簇S5.1和S5.2共存。S5.1的几个分支(包括分支I、II和III)是主要成分,分别占总属的6.63%、26.11%和45.5%。冗余分析(RDA)表明,亚硝酸盐是解释样品中系统发育分支组成的主要环境因素。此外,基于16S r RNA基因通用引物扩增的高通量测序技术研究聚球藻与其他细菌的相关性及参与的元素循环过程。共现网络结果显示,与聚球藻共存的细菌门主要是变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、浮霉菌门和疣菌门,它们参与碳(C)、氮(N)、硫(S)和锰(Mn)循环。(2)培养体系中聚球藻以S5.1＿VIII类群为主,优势共栖细菌属于α-变形菌纲,γ-变形菌纲和拟杆菌纲;除菌后重建的稳定共栖细菌群落结构趋于一致,优势种群是Ruegeria(36.40%～66.04%)和Marinobacter(17.75%～24.47%),功能解析发现碳和氮循环功能类群相对丰度分别为88.47%和11.08%。受共栖菌群影响聚球藻藻胆蛋白含量和最大光合能力发生显著变化(p<0.05),光能转化效率提高。共栖细菌对聚球藻生成的溶解有机物能够快速趋化并实现动态响应。聚球藻培养过程中释放了大量硅,可能为微微型浮游植物的聚集下沉提供压载矿物,促进海洋碳循环。综上所述,本研究揭示了聚球藻在黄海的丰度、系统发育多样性的分布模式,并阐明了聚球藻的共栖细菌相互作用过程中构建的功能互补关系对促进海洋碳循环的重要意义。

关键词：聚球藻黄海系统发育多样性共栖细菌菌藻相互作用

m6A RNA甲基化调节因子在非吸烟与吸烟COPD患者中的作用机制分析——基于GEO数据库

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m6A RNA甲基化调节因子在非吸烟与吸烟COPD患者中的作用机制分析...

作者：周玉婷大连医科大学

学位级别：硕士

目的:运用基因表达芯片数据库采用生物信息学方法筛选影响非吸烟COPD患者和吸烟COPD患者的差异表达基因,确定m6ARNA甲基化调节因子在非吸烟COPD和吸烟COPD患者中的表达和潜在功能。方法:通过GEO数据库下载非吸烟COPD患者和正常人的小气... 详细信息

目的:运用基因表达芯片数据库采用生物信息学方法筛选影响非吸烟COPD患者和吸烟COPD患者的差异表达基因,确定m6ARNA甲基化调节因子在非吸烟COPD和吸烟COPD患者中的表达和潜在功能。方法:通过GEO数据库下载非吸烟COPD患者和正常人的小气道上皮细胞甲基化测序数据集GSE162154、GSE137557,吸烟COPD患者和正常人小气道上皮细胞甲基化测序数据集GSE122957、GSE123129。利用R语言数据包对样本进行表达差异基因的分析,差异表达基因进行了Venn图可视化展示。利用R语言(R4.0)的Cluster Profiler软件包对差异基因进行基因功能注释GO分析和KEGG通路分析。利用Stats软件包(v4.2)对这些共有的差异表达基因进行相关性分析,并选取p值小于0.05、r(相关性系数)>0.7的基因对进行相关性网络构建。随后利用Cytoscape软件的Cytohubba插件计算网络节点得分,选取得分前20的节点作为网络Hub基因,并根据这20个基因绘制网络结构图。搜寻被广泛认可的16种甲基化调节因子。利用Strings在线网站对网络关键基因和调控因子进行PPI蛋白互作网络分析。在R环境下用Pheatmap软件包(v1.0.12)进行了聚类热图绘制,分析相关性。在R语言环境下利用Ggplot2(version3.3.5)软件包作分析不同调控因子在COPD患者和正常人体内表达量小提琴图,p<0.05被认为是在比较组和对照组之间有显著差异。在R中使用Plot ROC(version 2.2.1)分析显示基因在不同分组中的权重,基因的AUC值越大(0.5-1),表明基因对不同比较组的区分越明显。结果:1.通过GEO数据库检索,获取非吸烟者COPD患者和正常人数据集:GSE162154、GSE137557。吸烟者COPD和正常人测序数据集GSE122957、GSE123129。GSE162154数据集和GSE137557数据集中存在287个共有差异基因。GSE122957数据集和GSE123129数据集中存在181个共有差异基因。2.这些差异基因参与不同的生物学过程。非吸烟COPD患者中,在生物过程通路中,差异基因主要富集在肽基赖氨酸修饰;在细胞组成中,差异基因主要富集在核包膜;在分子功能通路中,差异基因主要富集在转录核心调节器作用力。KEGG通路中差异表达基因主要富集在人乳头瘤病毒感染中。吸烟COPD患者中,差异基因主要富集在细胞运输;在细胞组成通路中,差异基因主要富集在早期内质体;在分子功能通路中,差异基因主要富集在肽抗原结合能力;KEGG通路中差异表达基因主要富集在细胞粘附分子。3.共有差异基因相关性网络分析和网络关键基因中,非吸烟组COPD组中287个共有的差异表达基因中,PROSER1,WDR6,NEK6,VRK3等20个基因的得分最高。在吸烟COPD组181个共有的差异表达基因中,MED14,B4GALT3,SNX6,SPRYD7等前20个基因的得分最高。4.在关键基因和调节因子的PPI网络分析中,非吸烟COPD组中以ZC3H13、METTL14为中心,吸烟COPD组中则是以FTO占据网络核心位置。5.Hub基因与m6A甲基化调节因子之间的聚类热图分析,非吸烟COPD患者和吸烟COPD患者中,大部分m6A甲基化调节因子与Hub基因均有一定关联性。6.GSE162154数据集中ZC3H13调控因子在患者体内表达量显著高于正常水平,其他调节因子表达量在患者和正常对象体内无差异。GSE137557数据集中则有ZC3H13,ALKBH5,YTHDF2和WTAP四种调控因子在患者体内表达量显著高于正常水平。GSE122957中不同调节因子在吸烟COPD和正常对象体内的表达情况基本无差异。GSE123129中只有YTHDF2和FTO在吸烟COPD和正常对象体内的表达情况有显著差异。7.调节因子的ROC分析中,GSE162154数据的YTHDC1的AUC值最大,表明YTHDC1对于非吸烟CPDD患者和正常人的区分度最为明显。而在GSE137557数据集中,METTL14的AUC值最大,表明METTL14对于非吸烟CPDD患者和正常人的区分度最为明显。在GSE122957数据集和GSE123129数据集中,均为IGF2BP3的AUC值最高,表明IGF2BP3对于吸烟COPD患者和正常人的区分度最为明显。结论:通过生物信息学方法分析得到在非吸烟COPD患者中m6A RNA调节因子ZC3H13、YTHDC1和METTL14的表达与某些有显著的相关性关键基因促进COPD发展进程的信号通路和生物学过程及COPD的发生密切相关。而在吸烟COPD患者中则是与YTHDF2和FTO以及IGF2BP3的表达密切相关。这些调节因子有望成为确诊COPD患者的生物标志物及干预治疗的靶点。

关键词： COPD 生物信息学 m6A RNA 甲基化调节因子

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专题片《古道禅居杨家门》创作阐述

专题片《古道禅居杨家门》创作阐述

作者：周玉婷中原工学院

学位级别：硕士

专题片《古道禅居杨家门》以村落介绍人的解说为明线,以河南省登封市传统村落杨家门村的变迁为暗线,通过解说、现场同期声以及建筑物细节空镜、民俗风物等镜头语言,系统呈现了文化传承者们对杨家门“以旧修旧、修旧如旧”的保护性开发成... 详细信息

专题片《古道禅居杨家门》以村落介绍人的解说为明线,以河南省登封市传统村落杨家门村的变迁为暗线,通过解说、现场同期声以及建筑物细节空镜、民俗风物等镜头语言,系统呈现了文化传承者们对杨家门“以旧修旧、修旧如旧”的保护性开发成果,同时对“禅心居”模式的可持续性提出思考。本文从绪论、前期策划与作品构思、创作过程、作品特色分析、创作探索与反思等五个方面对专题片《古道禅居杨家门》进行了详细论述。绪论指出该片的选题具有创新传统文化传播方式以及丰富传统村落数字化平台资源的意义。前期策划与作品构思部分指出作者的三个调研发现,即杨家门村具有深度挖掘价值的丰富历史文化资源、文化传承者所做出的努力具有传播性以及杨家门村文旅资源开发前景的广阔性;作品采用导游式创作的方式,展现杨家门的村落文化内涵以及传统文化守护者对文化传承所做出的积极而富有成效的努力;核心策划以及实施计划指出作品呈现形式为专题片以及历时约一年的调研走访、前期策划、脚本及解说词撰写、采访及拍摄、后期剪辑等工作计划。创作过程部分对主题提炼与文案撰写、采访拍摄与编辑、后期制作、关键创作节点等进行了详细地阐述。作品特色分析部分对于专题片《古道禅居杨家门》所运用的导游式镜头语言及编辑手法、“以小见大”式创作手法进行了理论化地总结。创作探索与反思部分对本作品创作及传播过程中所总结出的“镜头语言优化、传播矩阵打造、作品形态再创作”三个探索方向进行了总结。本文针对该作品提出了两个方面的特色以及两个方面的反思,特色方面:一是采用导游式镜头语言及编辑手法,为高度聚焦的专题片增添亲切感与生动性;二是在主题表达方面,聚焦一村历史、一人故事,展现传统村落文化传承及乡村振兴背景下,以“禅心居”为代表的杨家门村的新时代嬗变背后的乡愁表达、文化创新和产业逻辑。反思方面:一是对于创作本身,即深入挖掘传统村落杨家门的文化内涵并且进行村落文化影像化传播实践进行反思;二是从河南省登封市杨家门村的保护、开发与建设模式切入,探讨中国传统村落的文化传播现状以及在建设跨区域特色旅游功能区的政策背景下,村落文化与旅游产业的融合发展。

关键词：传统村落文化传承杨家门村导游式创作文旅融合

“三生空间”视角下东北地区城乡协调发展水平评价及优化策略研究

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“三生空间”视角下东北地区城乡协调发展水平评价及优化策略研究

作者：周玉婷辽宁大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国经济社会不断发展,人们开始逐渐关注城乡二元结构带来的一系列问题,为更好促进城乡发展,“十四五”规划确立了“城乡区域发展协调性明显增强”的目标,这是“十四五”期间对城乡经济、社会发展的总体战略提出的要求,也是... 详细信息

近年来,随着我国经济社会不断发展,人们开始逐渐关注城乡二元结构带来的一系列问题,为更好促进城乡发展,“十四五”规划确立了“城乡区域发展协调性明显增强”的目标,这是“十四五”期间对城乡经济、社会发展的总体战略提出的要求,也是历史发展的必然选择。同时国土空间规划从战略全局的角度提出了三生空间(生态空间、生产空间、生活空间)的发展目标,赋予了城乡协调发展新的内涵,我国经济欠发达的东北地区城乡差距明显,存在城乡“二元结构”,因此,促进城乡协调已成为东北地区乃至我国经济发展的必然要求。本文根据我国东北地区发展现状及三生空间目标,分别构建城乡两套评价指标体系,运用层次分析法进行指标权重的计算,运用线性加权法及耦合协调模型从三生空间的视角分别对2011-2020年东北地区及2020年东北三省的城乡发展水平和耦合协调度进行测算与分析,并与全国平均水平进行对比分析。结果表明:(1)从2011年至2020年,东北地区城市发展指数上升了0.5个指数值,乡村发展指数上升了0.7个指数值,上升趋势较为明显,但评分总体略低于全国平均水平。城乡之间的耦合协调度由2011年的严重失调转变为2020年的优质协调,呈现逐年向好趋势;(2)东北地区城乡之间发展水平呈现明显的地域差异,辽宁省具有较好的地理位置和工业基础,城市发展处于领先地位,2020年城市发展指数为0.8,分别高于吉林省和黑龙江省0.37和0.64个指数值。黑龙江省由于拥有良好的农业资源禀赋,使得乡村生态空间和生产空间发展水平较高,2020年其乡村发展指数为0.511,分别高于辽宁省和吉林省0.003和0.078个指数值。此外,2020年辽宁省城乡耦合协调水平相较于黑龙江省和吉林省优势明显,处于优质协调阶段,耦合协调指数为0.987(城乡贡献份额各占比1/2),而黑龙江省和吉林省仅为0.315和0.268。基于以上分析,本文最后从三生空间视角提出了提高东北地区城乡协调发展水平的具体优化策略。本文创新之处在于将我国国土空间规划和城乡协调发展相结合,从三生空间的视角对城乡协调提供新的发展方向,为东北再振兴提供可行参考,但由于笔者水平有限,本文研究的区域为省级层面,望在今后的研究中可以细化研究区域并进一步丰富指标内容,以便更详细地反映出东北地区城乡协调发展的变化情况。

关键词：三生空间城乡协调层次分析法耦合协调度

氮单质及其化合物的高压相变—第一性原理研究

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氮单质及其化合物的高压相变—第一性原理研究

作者：周玉婷湖南大学

学位级别：硕士

本论文通过第一性原理计算方法对氮气单质以及富氮化合物在高温高压下的稳定性及其相变进行了研究。高能密度材料已经广泛运用于军事、航空航天和工业领域。寻找更优性能的高能密度材料就成为科研界的热门课题。对于氮原子而言,氮氮三... 详细信息

本论文通过第一性原理计算方法对氮气单质以及富氮化合物在高温高压下的稳定性及其相变进行了研究。高能密度材料已经广泛运用于军事、航空航天和工业领域。寻找更优性能的高能密度材料就成为科研界的热门课题。对于氮原子而言,氮氮三键通常比单键和双键更稳定,能量相对更低。换句话说,氮氮单键/双键变成三键氮的过程是一个放热过程。由于氮氮单键(双键)与氮氮三键之间巨大的键能差,含有大量氮氮单键(双键)的材料将会拥有较高的能量密度。寻找含有氮氮单键(双键)的材料就成为高能密度领域的突破口。同时,高温高压条件为稳定氮氮单键(双键)提供了有效手段。本文以密度泛函理论和密度泛函微扰理论为基础,使用VASP软件进行各结构的电子性质的计算。我们发现高压氮气聚合物相中存在稳定的N/N单键,是一种潜在的高能密度材料。最近,在压强为140 GPa温度为4000 K的条件下,实验合成了一种具有黑磷结构的氮聚合物材料。在本文中,我们使用不同的泛函(PBE、VDW-opt-B88、VDW-D2和SCAN)来估计BP-N相的稳定压力区域,通过加入振动能量修正来考虑有限温度的影响。通过比较不同相的晗值,研究了高压下氮气的相变。本文预测了四个铜氮化合物,分别为Pnnm-CuN、Ⅰ-CuN、Ⅱ-CuN和P2/m-CuN。我们的电子计算表明,P2/m-CuN表现出金属性质,其它的都是半导体。四个铜氮化合物的能量密度值分别为1.57、2.39、2.62和2.74 kJ/g,表明它们是潜在的高能密度材料。使用不同泛函对五个氮气高压相在高压下进行焓值计算。虽然泛函的选取对相变顺序没有改变,但是在VDW-opt-B88和SCAN的计算结果中,相变压强点相对较高。考虑温度效应修正后,在一小段压强范围(155-215 GPa)内,黑磷结构高压相可以稳定存在,这与实验结果吻合得比较好。当只考虑本论文中的几个高压聚合氮相时,在压强范围在100 GPa至400 GPa时,相变顺序为CG-N→BP-N→Pba2→P222。

关键词：高能密度材料(HEDM) 高温高压温度效应相变

两种类型概念图在基于复杂系统的探究式学习中的成效研究

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两种类型概念图在基于复杂系统的探究式学习中的成效研究

作者：周玉婷浙江大学

学位级别：硕士

探究式学习方式是新时代背景下培育创新型人才、提升公民科学素养的有效途径。复杂问题解决是探究式学习的核心,学习者在探究过程中开展假设演绎、推理论证等高阶思维活动。复杂系统问题是复杂问题中的一类,由于复杂系统的多层次性、复... 详细信息

探究式学习方式是新时代背景下培育创新型人才、提升公民科学素养的有效途径。复杂问题解决是探究式学习的核心,学习者在探究过程中开展假设演绎、推理论证等高阶思维活动。复杂系统问题是复杂问题中的一类,由于复杂系统的多层次性、复杂多变的因果模式及动态变化性,学习者在基于复杂系统的探究式学习中面临建立假设的困难、系统因果机制推理和动态化理解的困难。因此,需要提供合适的思维支架以支持学习者的探究过程。概念图作为一种思维可视化工具,通过构建命题的形式层次化、结构化地呈现了知识图谱。目前研究已证明概念图对探究式学习过程中的假设生成、推理论证、整个探究过程的监测以及复杂系统中多学科知识的整合和因果机制的理解都能起到积极的促进作用。但是,当前已有的概念图支持探究式学习活动的成效研究均聚焦于对比有无概念图对探究式学习的影响,而忽略了学习者自主构建的概念图本身的内容质量差异以及此差异是否对学习者的探究学习成果造成了影响。此外,有研究已发现在学习者自由绘制的概念图中呈现了关注系统元素和关注系统动态变化的两种类型,但该研究并未对此作进一步探索。因此,本研究基于学习者有效阐明基于复杂系统的科学解释的三项认知特征(元素、序列和解释过程),提出了关注系统元素的元素型概念图和关注系统动态变化的序列型概念图,通过实证研究对比两种概念图的质量差异以及两种概念图支持的基于复杂系统的探究式学习的成效差异。本研究采用准实验设计。成都市某高中高二年级两个平行班学生(N=87)被随机分配绘制序列型概念图(实验班,N=43,15小组)和绘制元素型概念图(控制班,N=44,14小组)来完成在虚拟生态系统学习平台上的小组协作探究任务。本研究采用前后测试成绩分析个人知识收获;采用概念图质量评价及小组报告质量评价分析小组探究任务表现;采用情感态度测量问卷和学生开放式回答分析学习者对协作探究式学习的感受。编码评价后对两个班级的个人表现、小组表现及量表得分进行了差异性检验,对开放式回答进行了内容提取和编码归类,通过量性分析和质性分析相结合的方法比较两种类型概念图对学习者在基于复杂系统的探究式学习中成效的影响。研究结果表明,在个人知识收获方面,序列型概念图能够更好地提升学习者个人的学科知识水平,有效促进了学习者对系统动态变化的理解和有意义思考,进一步转化为了更有深度和可应用的知识。在小组探究任务表现方面,序列型概念图总体质量要显著优于元素型概念图;同时,绘制序列型概念图学生的小组报告在假设、推理论证、结论一致性以及总得分方面均要显著高于控制班学生。在学习者的情感态度方面,两班学生在学习动机及其子维度、学习焦虑感、协作探究式学习感受以及认知负荷中外界负荷和相关负荷方面均无显著性差异,但在内在负荷方面,序列型概念图组的学生要显著高于元素型概念图组的学生,学习者更多关注动态变化的思考在一定程度上增加了学习任务的复杂性,促进学习者更多地投入高阶思维活动。本研究丰富了概念图支持的探究式学习成效探索的实证研究,为实际教学及实践活动中应用概念图开展复杂系统类问题的探究学习提供了更有效的构建模式。

关键词：概念图类型探究式学习复杂系统高阶思维个人知识小组协作

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略论新时代青年爱国主义教育的实践进路

学校党建与思想教育 2020年第21期 77-79页

作者：周玉婷湖北长江报刊传媒(集团)有限公司湖北武汉430079

中华民族几千年的团结与奋进,是在作为民族心与民族魂的爱国主义的感召下由一代代中华儿女接力完成。全国人民在中国共产党的带领下,经过长期努力,我国发展已经来到新的历史方位,中国特色社会主义进入了新时代。新时代青年要坚定理想信... 详细信息

中华民族几千年的团结与奋进,是在作为民族心与民族魂的爱国主义的感召下由一代代中华儿女接力完成。全国人民在中国共产党的带领下,经过长期努力,我国发展已经来到新的历史方位,中国特色社会主义进入了新时代。新时代青年要坚定理想信念,为实现中华民族伟大复兴而奋斗;新时代青年要知行合一,坚持爱党爱国爱社会主义相统一;新时代青年要勇于担当时代责任,维护祖国统一和民族团结,用习近平新时代中国特色社会主义思想武装自己,自觉弘扬爱国主义精神。

关键词：新时代青年《新时代爱国主义教育实施纲要》民族复兴

浅析基层应急救援志愿队伍的发展困境与解决之道

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安全生产与监督 2024年第5期 39-41页

作者：周玉婷灵川县应急管理局

随着我国应急管理机制的不断完善,应急救援越来越受到人们的关注,特别是基层应急救援志愿队伍在应对各种灾害和突发事件中发挥着越来越重要的作用。然而,目前我国基层应急救援志愿队伍还面临着诸多发展困境,严重制约了其功能的发挥和组... 详细信息

随着我国应急管理机制的不断完善,应急救援越来越受到人们的关注,特别是基层应急救援志愿队伍在应对各种灾害和突发事件中发挥着越来越重要的作用。然而,目前我国基层应急救援志愿队伍还面临着诸多发展困境,严重制约了其功能的发挥和组织的壮大。下面以桂林市灵川县为例,分析基层应急救援志愿队伍的发展困境与解决之道。

关键词：应急救援应急管理机制志愿队伍突发事件灵川县基层桂林市

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新型折叠偶极子便携通信天线设计

新型折叠偶极子便携通信天线设计

作者：周玉婷四川大学

学位级别：硕士

短波/超短波的波长较长,对地面障碍物的绕射能力强,是地面远距离无线通信的重要手段。在一些短波/超短波无线通信的应用场景中,例如人工背负通信设备,对天线尺寸有十分严苛的要求,要求设计为便携天线。由于短波/超短波的波长可长达数米... 详细信息

短波/超短波的波长较长,对地面障碍物的绕射能力强,是地面远距离无线通信的重要手段。在一些短波/超短波无线通信的应用场景中,例如人工背负通信设备,对天线尺寸有十分严苛的要求,要求设计为便携天线。由于短波/超短波的波长可长达数米至数百米,必须将短波/超短波天线设计为电小天线,即天线尺寸远小于工作波长。根据天线理论,电小天线普遍存在着工作频带狭窄和辐射效率低的问题。因此,短波/超短波在设计上一方面为满足便携需求,需进一步缩短天线尺寸,另一方面必须拓展天线工作带宽和提升辐射效率。针对便携式短波/超短波天线设计挑战,本文采用折叠偶极子天线方式,结合阻抗匹配结构改进、枝节加载和参数优化等技术,设计了两款电小、具有一定工作频带和较高辐射效率的新型折叠偶极子便携天线。论文主要研究工作和创新如下:(1)设计了一款电小、轻量化、较高辐射效率的新型对称折叠偶极子便携天线。采用对称折叠的方式,将平面偶极子电尺寸缩减到小于0.1λ(λ为天线中心频率对应的波长),运用短截线阻抗匹配技术,以及优化折叠金属线结构参数,将天线的辐射效率从35%提高至70%,此时天线物理尺寸为600 mm×300mm×10 mm。加工制作了天线样品并进行测试,该天线样品采用PMI泡沫板作为基板,折叠振子采用铜箔制作并粘贴于PMI泡沫板表面,从而实现轻量化以提高天线的便携性。测试结果表明,天线重量仅为165g,天线中心工作频率为43.9 MHz,对应中心工作频率的电尺寸仅为0.085λ×0.04λ×0.0013λ。该天线VSWR<2.5的阻抗带宽为0.68%(43.8-44.1 MHz);增益约为-6.6d Bi;天线辐射效率达到70%。(2)采用对平面偶极子进行非对称折叠,设计了一款电尺寸不足0.1λ(λ为天线中心频率对应的波长)的新型非对称折叠偶极子便携天线。该天线的折叠金属线具有非均匀宽度和间距,结合馈电条的枝节加载,有效改善了天线阻抗匹配特性,拓展了带宽。对天线进行了加工并测试,为了提高天线便携性,该天线样品同样采用PMI泡沫板作为基板,折叠振子采用铜箔制作并粘贴于PMI泡沫板表面,通过电子秤测量,天线重量仅有180g。实测结果表明,该天线中心工作频率为40.3 MHz,VSWR<2.5的阻抗带宽达到3%(39.8-41 MHz);增益约为-5d Bi;天线辐射效率高达83%。此时天线的物理尺寸为600mm×300mm×10mm,即电尺寸仅为0.085λ×0.04λ×0.0013λ。(3)针对背负式短波/超短波通信等应用场景,对前面所设计的两款折叠偶极子便携天线进行实际场景模拟测试,将所设计的新型折叠偶极子便携天线与电台配合进行天线调谐和完成信号发射任务,另外将市面上的背负式3m鞭状天线(工作频点为28.5 MHz)作为对比发射信号天线,由于此次实验的鞭天线的工作频点在3-30 MHz,电台为短波电台,于是将前两款新型折叠偶极子便携天线进行尺寸放大调整并加工,将其工作频点调到3-30 MHz内进行对比测试。测试时将发射信号天线水平和垂直放置,每间隔5 MHz进行一次调谐,每个频点调谐完成后,利用转盘每次转动5°控制方位,每个方位上进行一次信号发射,标准天线(工作在3-30MHz)在另一端进行信号接收,测量并记录各个方位的接收电平,测试结果表明,与当前市面上的鞭天线相比,所设计的便携天线在3-30 MHz的低频、中频、中高频的通信效果都好于鞭状天线,实验证明,所设计的新型折叠偶极子便携天线在人工背负等应用场景中有很好的应用前景。

关键词：短波/超短波便携通信电小天线折叠偶极子天线高辐射效率