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数字型太赫兹带通滤波器的逆向设计及优化

物理学报 2024年第6期73卷 151-158页

作者：居学尉张林烽黄峰朱国锋李淑锦陈燕青王嘉勋钟舜聪陈盈王向峰福州大学机械工程及自动化学院福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室福州350108 CAD/CAM福建省高校工程研究中心(莆田学院) 莆田351100 智能配电网装备福建省高校工程研究中心福州350108 福州大学物理与信息工程学院福州350108

针对高性能太赫兹功能器件的规范化设计需求,本文将智能逆向设计方法应用于太赫兹带通滤波器的设计与优化中.建立与数字空间映射的亚波长超表面等效模型,从设定器件的目标功能和约束条件出发,利用智能算法探索整个解空间中的全部可能结... 详细信息

针对高性能太赫兹功能器件的规范化设计需求,本文将智能逆向设计方法应用于太赫兹带通滤波器的设计与优化中.建立与数字空间映射的亚波长超表面等效模型,从设定器件的目标功能和约束条件出发,利用智能算法探索整个解空间中的全部可能结构,迭代寻优至最优结构图案.本文利用搭建的逆向设计框架设计了中心频率为0.51 THz、带宽为41.5 GHz、插入损耗为–0.1071 dB的太赫兹带通滤波器.与传统的人工正向设计相比,逆向设计方法可解构出窄带、低插入损耗、带外抑制强、极化稳定性强的带通滤波器.

关键词：逆向设计太赫兹超表面数字编码映射建模

数字型太赫兹带通滤波器的逆向设计及优化研究

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物理学报 2024年

作者：居学尉张林烽黄峰朱国锋李淑锦陈燕青王嘉勋钟舜聪陈盈王向峰福州大学物理与信息工程学院福州大学机械工程及自动化学院福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室智能配电网装备福建省高校工程研究中心 CAD/CAM福建省高校工程研究中心(莆田学院)

针对高性能太赫兹功能器件的规范化设计需求，本文将智能逆向设计方法应用于太赫兹带通滤波器的设计与优化中。建立与数字空间映射的亚波长超表面等效模型，从设定器件的目标功能和约束条件出发，利用智能算法探索整个解空间中的全部可... 详细信息

针对高性能太赫兹功能器件的规范化设计需求，本文将智能逆向设计方法应用于太赫兹带通滤波器的设计与优化中。建立与数字空间映射的亚波长超表面等效模型，从设定器件的目标功能和约束条件出发，利用智能算法探索整个解空间中的全部可能结构，迭代寻优至最优结构图案。本文利用搭建的逆向设计框架设计了中心频率为0.51 THz、带宽为41.5 GHz、插入损耗为-0.1071 dB的太赫兹带通滤波器。与传统的人工正向设计相比，逆向设计方法可解构出窄带、低插入损耗、带外抑制强、极化稳定性强的带通滤波器。

关键词：逆向设计太赫兹超表面数字编码映射建模

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中国土壤碳氮磷及生态化学计量研究综述

生态学杂志 2024年

作者：王嘉瑞周俊菊朱国锋西北师范大学地理与环境科学学院西北师范大学地理与环境科学学院

土壤碳氮磷及化学计量比不仅能反映土壤中有机质的数量和质量，更能体现出土壤中元素的平衡和制约关系，对理解生态特异性与稳定性具有重要意义。本文对中国土壤碳氮磷及化学计量比时空变化特征及驱动因子的研究成果进行了总结与分析，... 详细信息

土壤碳氮磷及化学计量比不仅能反映土壤中有机质的数量和质量，更能体现出土壤中元素的平衡和制约关系，对理解生态特异性与稳定性具有重要意义。本文对中国土壤碳氮磷及化学计量比时空变化特征及驱动因子的研究成果进行了总结与分析，尝试厘清中国不同时空尺度土壤碳氮磷及化学计量比的演变规律，并对未来的研究重点进行了展望。结果表明，水热因素、土地利用/覆被类型和土壤理化性质等条件的共同作用下，土壤碳氮磷及化学计量比在时空格局上呈现不同的变化趋势或规律。本文阐明了化学计量特征的影响机制以及生物地球化学耦合循环的规律，为生态系统深入研究提供有力的理论支撑。

关键词：土壤碳氮磷生态化学计量时空变化驱动因子

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隔震橡胶支座在砌体结构抗震加固中的应用

山西建筑 2024年第6期50卷 45-47,55页

作者：张涛王志明朱国锋南京金宇建筑设计有限公司江苏南京211119 典筑设计集团有限公司江苏南京210004 江苏文博建筑设计有限公司江苏丹阳212322

砌体结构的加固改造,经常遇到抗震设防类别的提高,导致上部结构的构造措施难以满足规范要求,给加固设计带来一定的困扰。橡胶隔震支座在加固设计的运用,可以有效减小上部结构的地震作用,从而减少上部结构的加固设计难度。以五层砌体结... 详细信息

砌体结构的加固改造,经常遇到抗震设防类别的提高,导致上部结构的构造措施难以满足规范要求,给加固设计带来一定的困扰。橡胶隔震支座在加固设计的运用,可以有效减小上部结构的地震作用,从而减少上部结构的加固设计难度。以五层砌体结构的改造加固为例,探讨隔震橡胶支座在砌体结构抗震加固中的应用。该建筑使用功能由办公楼改为幼儿园,抗震设防类别由丙类提高为乙类。通过在底层设置隔震橡胶支座,对比加固前后底部剪力、弯矩的变化,可以看出橡胶支座显著降低了砌体结构底部的地震力,减少了上部结构的加固量。

关键词：砌体结构加固橡胶支座隔震层

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太赫兹准光单脉冲馈电网络技术研究

太赫兹准光单脉冲馈电网络技术研究

作者：朱国锋电子科技大学

学位级别：硕士

单脉冲技术能在单个雷达脉冲内实现波束指向控制、跟踪的目的,是微波频段最为普遍的跟踪体制。在微波毫米波频段,单脉冲天线大多采用波导、微带线、基片集成波导等传输线结构来实现。然而,在太赫兹波段,仍然采用上述传输线结构势必面临... 详细信息

单脉冲技术能在单个雷达脉冲内实现波束指向控制、跟踪的目的,是微波频段最为普遍的跟踪体制。在微波毫米波频段,单脉冲天线大多采用波导、微带线、基片集成波导等传输线结构来实现。然而,在太赫兹波段,仍然采用上述传输线结构势必面临损耗大、加工难等问题。目前,提出的准光单脉冲天线馈电方案已经初步证明了实现的可行性,而基于准光技术的单脉冲馈电网络研究尚处于起步阶段,在光路紧凑性、带宽、副瓣电平、能量传输效率等问题上依然存在技术缺陷。如何解决上述技术问题,提出更加优良的技术方案是太赫兹单脉冲馈电网络实用化的关键,这些问题的解决也必然会推动我国该领域技术的发展,真正实现其在雷达、通讯和电子对抗等方面的应用。论文的主要工作和贡献如下:1.对太赫兹高斯馈源喇叭与准光束腰变换器进行了深入研究。采用模式匹配理论设计的光壁半径渐变高纯度太赫兹高斯馈源,完成了准光高斯波束的初级辐射;利用椭球面镜完成高斯波束束腰半径1.25mm-4.5mm的变换,实现高斯喇叭馈源至准光和差网络的馈电匹配,结果表明其束腰变换过程中高斯波束畸变较小,满足匹配输入。2.分析传统准光和差比较器窄带原由,提出了一种改进型的宽带宽准光和差比较器设计方案。首先比较分析基于介质片与光栅的分束原理,选择极化方向可控的光栅作为准光和差比较器的3dB分束器;然后结合高斯馈源、椭球镜面对单级准光和差比较器进行优化设计,仿真结果表明其带宽大于20GHz;最后通过级联多个和差比较器,实现二维准光和差网络,完成和差波束生成。3.根据相位修正原理,开展双反射式和差波束相位修正技术研究。通过对四通道波束进行控制修正,能有效改善和差波束质量,其和波束的副瓣电平由-0.5dB下降到了-14dB以下。基于反射式的相位修正方案,可以克服传统透射式修正方案中的介质损耗大与加工难度高等问题,有效的提高了系统的传输效率。4.完成了太赫兹准光单脉冲馈电网络实物加工,开展了相关实验研究。分别对太赫兹准光单脉冲系统的和波束、方位差波束、俯仰差波束的辐射特性及传输特性进行了实验测试,测试结果表明:在330GHz-350GHz带宽范围内,和波束副瓣电平低于-14dB,零深低于-20dB,传输损耗低于4dB。

关键词：太赫兹准光技术单脉冲天线修正镜和差比较器

基于逆向设计的片上太赫兹解复用器和光栅耦合器

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光学学报 2022年第9期42卷 162-169页

作者：朱国锋戴圳镕居学尉钟舜聪王向峰黄峰福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108

太赫兹解复用器和光栅耦合器的传统构建方法需借助经典理论和经验计算,故它们的设计流程复杂,而且性能依赖于单元结构参数。随着逆向设计方法的提出及应用,该方法可以在限定大小的基片上设计出符合功能需求的器件结构。基于此,将逆向设... 详细信息

太赫兹解复用器和光栅耦合器的传统构建方法需借助经典理论和经验计算,故它们的设计流程复杂,而且性能依赖于单元结构参数。随着逆向设计方法的提出及应用,该方法可以在限定大小的基片上设计出符合功能需求的器件结构。基于此,将逆向设计方法应用于太赫兹解复用器和光栅耦合器的设计,器件的尺寸分别为3 mm×3 mm×200μm和12 mm×12 mm×200μm。FDTD(Finite-Difference Time-Domain)的仿真结果表明,太赫兹解复用器能够将一束含两种频率的太赫兹波完美地从两个端口分离,并且透射率在0.500 THz和0.417 THz频率处均高达0.75以上,其相邻通道间的串扰低于-19 dB。太赫兹光栅耦合器的耦合效率在0.32 THz频率处高达0.85。

关键词：集成光学太赫兹逆向设计解复用器光栅耦合器 FDTD

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基于分段垂直投影的水田秧苗列中心线提取

江苏大学学报（自然科学版） 2022年第3期43卷 289-295页

作者：陈俞松耿长兴王永朱国锋苏州大学机器人与微系统研究中心江苏苏州215021

为提取水田秧苗列中心线,提出了基于分段垂直投影的中心线提取方法.将彩色图像进行预处理后得到的二值图像在纵向方向分为上、中、下3段,从下段图像开始采用垂直投影法确定该段中各作物列左右边缘;在图像下段的每对左右边缘之间提取特... 详细信息

为提取水田秧苗列中心线,提出了基于分段垂直投影的中心线提取方法.将彩色图像进行预处理后得到的二值图像在纵向方向分为上、中、下3段,从下段图像开始采用垂直投影法确定该段中各作物列左右边缘;在图像下段的每对左右边缘之间提取特征点并拟合临时直线,用每条直线和本段图像顶部的交点位置来确定中段中属于同一秧苗列的左右边缘点,再根据左右边缘点提取中段图像的特征点,在上段图像中以此类推,将所有特征点按不同秧苗列归入不同的点集;最后分别将每个点集中的特征点使用最小二乘法进行直线拟合.试验结果表明,该方法在分辨率为1280×1024像素的图像中提取离横向中心最近的3列秧苗中心线的准确率为94.50%,平均每幅耗时208 ms.

关键词：水田秧苗中心线提取视觉导航垂直投影图像处理

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磁场诱导的TmFeO单晶自旋重取向

物理学报 2023年

作者：王宁黄峰陈盈朱国锋苏浩斌郭翠霞王向峰 CAD/CAM福建省高校工程研究中心(莆田学院) 福州大学物理与信息工程学院福州大学机械工程及自动化学院福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室智能配电网装备福建省高校工程研究中心

TmFeO3具有磁光效应、多铁性和自旋重取向等丰富的物理特性，在凝聚态物理和材料物理领域具有重要的研究价值。本文利用时域太赫兹低温磁光谱，研究 TmFeO3单晶在1.6 K温度下自旋共振频率随外加磁场的变化规律，并表征其内部复杂的相互... 详细信息

TmFeO3具有磁光效应、多铁性和自旋重取向等丰富的物理特性，在凝聚态物理和材料物理领域具有重要的研究价值。本文利用时域太赫兹低温磁光谱，研究 TmFeO3单晶在1.6 K温度下自旋共振频率随外加磁场的变化规律，并表征其内部复杂的相互作用。结果表明，随磁场增加TmFeO3单晶的准铁磁共振向高频移动，而准反铁磁共振在临界磁场(2.2-3.6 T)转变为准铁磁共振，通过磁结构分析和理论拟合，证实单晶磁矩发生了磁场诱导的自旋重取向。这项研究有助于深入理解稀土正铁氧体在外磁场、温度场综合作用下，内部磁结构的调控机制，开发相关的自旋电子学器件。

关键词：太赫兹稀土正铁氧体铁磁共振自旋重取向

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詹姆斯·奥康纳的双重危机理论研究

今古文创 2023年第13期 73-75页

作者：朱国锋哈尔滨师范大学马克思主义学院黑龙江哈尔滨150025

生态马克思主义思想,是马克思主义学说的重要部分。自20世纪90年代开始,一直活跃于社会大众视线中的美国知名生态马克思主义研究者詹姆斯·奥康纳,针对日益严重的全球化生态危机,在其最具标志性的作品《自然的理由》中,通过阐释资本主... 详细信息

生态马克思主义思想,是马克思主义学说的重要部分。自20世纪90年代开始,一直活跃于社会大众视线中的美国知名生态马克思主义研究者詹姆斯·奥康纳,针对日益严重的全球化生态危机,在其最具标志性的作品《自然的理由》中,通过阐释资本主义的双重矛盾提出了“双重危机”理论,重建了传统的历史唯物主义。本文在此以詹姆斯奥康纳的双重危机理论为切入点,对其进行深入解读和探讨,以期把握其理论精髓,为解决生态危机提供全新视角。

关键词：詹姆斯·奥康纳双重危机理论生态学马克思主义