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基于改进强耦合振子的微弱脉冲信号检测方法

物理学报 2024年第4期73卷 88-97页

作者：李远芳姜园赵磊中山大学电子与通信工程学院深圳518107

强耦合振子可用于微弱脉冲信号的检测和波形恢复,但其对微弱脉冲信号的检测频率会受到系统内置频率的限制.在系统内置频率固定的情况下,系统只能对一定频率范围内的脉冲信号进行有效检测和波形恢复,在检测更高频率的脉冲信号时会出现波... 详细信息

强耦合振子可用于微弱脉冲信号的检测和波形恢复,但其对微弱脉冲信号的检测频率会受到系统内置频率的限制.在系统内置频率固定的情况下,系统只能对一定频率范围内的脉冲信号进行有效检测和波形恢复,在检测更高频率的脉冲信号时会出现波形失真.本文分析了耦合振子内置频率和微弱脉冲信号检测频率之间的关系,提出两种改进强耦合振子结构以扩展微弱脉冲信号的频率检测范围.通过引入非线性恢复力耦合项,非线性恢复力强耦合振子可以有效保留信号的高频分量,在更高频率的脉冲信号输入时也能较好地保留信号特征.双振子强耦合系统通过引入Van der Pol-Duffing振子,加强了系统内部结构的稳定性,同样达到了扩展脉冲信号频率检测范围的效果.此外,基于变迭代步长和混沌检测的频率相关性,提出了一个未知频率脉冲信号检测方法,以改变迭代步长的方法代替改变系统内置频率来进行频率扫描,并且利用混沌检测的频率相关性,将接收信号和恢复信号的相关系数和纯噪声输入情况下的相关系数进行对比,根据两个相关系数之间的明显差异可以有效检测出脉冲信号.通过仿真实验进行验证,所提方法可以有效检测出未知频率的脉冲信号,并且所提的改进强耦合振子结构相对于强耦合振子有较大的性能提升.

关键词：强耦合非线性恢复力强耦合振子双振子强耦合系统微弱脉冲瞬态脉冲

基于三维/一维强耦合模型的整车热平衡与热系统参数对性能影响的研究

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汽车工程 2022年第6期44卷 936-944,951页

作者：张英朝简杰松张锦涛王国华于远彬吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022

汽车热管理系统参数变化会对其各项性能产生影响,因此须运用新的研究手段来同时对热管理系统不同维度的多项性能指标进行研究。本文利用AMESim和STAR-CCM+构建了一维/三维强耦合的汽车热管理仿真模型。此模型可同时对不同热平衡工况下... 详细信息

汽车热管理系统参数变化会对其各项性能产生影响,因此须运用新的研究手段来同时对热管理系统不同维度的多项性能指标进行研究。本文利用AMESim和STAR-CCM+构建了一维/三维强耦合的汽车热管理仿真模型。此模型可同时对不同热平衡工况下的三维和一维温度场和流场结果等多项性能进行研究。相对应的一维分析结果表明,爬坡工况下冷却系统散热能力最差,怠速工况下空调制冷能力最差。为研究热管理系统参数的改变对其性能影响,分析了风扇和水泵的转速对爬坡工况下冷却系统散热的影响以及风扇和压缩机的转速对怠速工况下空调系统制冷的影响。

关键词：热管理系统强耦合多维度多项性能指标系统参数

单个等离激元纳米颗粒和纳米间隙结构与量子发光体的强耦合

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物理学报 2022年第6期71卷 264-276页

作者：闫晓宏牛亦杰徐红星魏红中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院大学物理科学学院北京100049 武汉大学物理科学与技术学院武汉430072 松山湖材料实验室东莞523808

在腔量子电动力学中,如果量子发光体与腔模式的耦合强度超过二者的平均损耗,就进入了强耦合区域,此时会形成部分光部分物质的新量子态——极化激元态.强耦合在室温玻色-爱因斯坦凝聚、极化激元激光、单光子非线性、量子信息等领域有重... 详细信息

在腔量子电动力学中,如果量子发光体与腔模式的耦合强度超过二者的平均损耗,就进入了强耦合区域,此时会形成部分光部分物质的新量子态——极化激元态.强耦合在室温玻色-爱因斯坦凝聚、极化激元激光、单光子非线性、量子信息等领域有重要的应用价值.基于单个金属纳米颗粒的结构可以支持局域表面等离激元共振,拥有极小的模式体积,非常有利于强耦合现象的发生.本文主要介绍了强耦合的理论背景、单个金属纳米颗粒和纳米间隙结构与量子发光体的强耦合、以及强耦合的动态调控,并展望了该领域的研究前景.

关键词：表面等离激元激子纳米光学腔强耦合

电子能量损失谱探测银纳米棒与介质层强耦合的数值模拟

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物理学报 2022年第14期71卷 269-279页

作者：赵世杭张元吕思远程少博郑长林王鹿霞北京科技大学数理学院物理系理论物理研究所北京100083 郑州大学物理学院材料物理教育部重点实验室郑州450052 复旦大学物理学系应用表面物理国家重点实验室上海200438

表面等离激元与量子发射体间的强耦合现象通常通过散射、吸收以及荧光等远场光谱探测方法进行研究.利用高度聚焦的电子束,电子能量损失谱能够实现亚纳米尺度的局域探测,可以更加有效地研究强耦合现象.本文在理论上分别模拟了银纳米棒、... 详细信息

表面等离激元与量子发射体间的强耦合现象通常通过散射、吸收以及荧光等远场光谱探测方法进行研究.利用高度聚焦的电子束,电子能量损失谱能够实现亚纳米尺度的局域探测,可以更加有效地研究强耦合现象.本文在理论上分别模拟了银纳米棒、介质材料以及介质层包裹银纳米棒复合结构的电子能量损失谱.得到了可以与实验结果比拟的银纳米棒表面等离激元的电子能量损失谱.在上述复合结构的电子能量损失谱中观察到了谱峰的拉比劈裂,探究了银纳米棒尺寸对拉比劈裂的影响.分别在红外、可见光波段讨论了介质层的元激发与银纳米棒偶极辐射及高阶非辐射表面等离激元模式间的强耦合现象,从损失谱的空间分布成像角度探讨了强耦合引起的杂化等离激子(plexciton)的形成.本研究对强耦合现象的进一步实验和理论研究具有指导意义.

关键词：电子能量损失谱表面等离激元强耦合

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强耦合声振薄板结构的降噪阻尼层优化

华中科技大学学报（自然科学版） 2021年第9期49卷 120-125页

作者：李宗吉王旭东朱拥勇王德石海军工程大学兵器工程学院湖北武汉430033 中国人民解放军92064部队广东东莞523900

研究了平稳激励下附加阻尼层薄板结构的声辐射优化问题.考虑了声介质与薄板间的耦合作用和位移约束弹簧边界,建立了含弹性边界的有限元/边界元声振强耦合模型.在优化设计问题中,将声功率和声压转化为以结构位移为变量的表达形式,提出声... 详细信息

研究了平稳激励下附加阻尼层薄板结构的声辐射优化问题.考虑了声介质与薄板间的耦合作用和位移约束弹簧边界,建立了含弹性边界的有限元/边界元声振强耦合模型.在优化设计问题中,将声功率和声压转化为以结构位移为变量的表达形式,提出声功率和声压灵敏度的直接求解方法;根据薄板厚度与质量和刚度矩阵的关系推导并建立了以阻尼层相对厚度为设计变量的人工阻尼材料模型,讨论了强弱耦合模式、弹性边界条件、激励频率和阻尼系数对优化设计的影响,数值优化算例证明了所提方法的有效性.

关键词：声辐射薄板结构强耦合附加阻尼声功率灵敏度声压灵敏度

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表面等离激元与激子的强耦合作用

北京邮电大学学报 2022年第3期45卷 7-12页

作者：梁琨于丽北京邮电大学电子工程学院北京100876 北京邮电大学理学院北京100876

金属纳米结构中高度局域的表面等离激元模式给光与物质的强相互作用带来了新的研究机遇。在特定条件下,二者的相干能量交换速率会超越各自的能量耗散速率,进入强耦合范畴,该过程可形成光子-激子杂化的准粒子。针对近年来飞速发展的量子... 详细信息

金属纳米结构中高度局域的表面等离激元模式给光与物质的强相互作用带来了新的研究机遇。在特定条件下,二者的相干能量交换速率会超越各自的能量耗散速率,进入强耦合范畴,该过程可形成光子-激子杂化的准粒子。针对近年来飞速发展的量子光学调控,特别是基于表面等离激元体系的强耦合研究展开综述,介绍了如金属纳腔与手性J聚体强耦合,在零失谐点对耦合系统进行精细调控,通过微流技术实现可控的表面等离激元纳腔-少激子强耦合等。在亚波长尺度下研究强耦合系统中的光场调控技术,有助于光电子器件的小型化。强耦合体系在片上集成的量子信息处理、手性光学器件和超灵敏生化传感器等领域有广阔的应用前景。

关键词：局域表面等离激元激子手性强耦合调控

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强耦合条件下非接触滑环工作特性分析与控制

电力系统自动化 2018年第23期42卷 105-111页

作者：陈欣陈乾宏何广明南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市211106

非接触滑环系统中旋转变压器工作气隙一般小于10mm,耦合系数一般大于0.5,属于强耦合条件。在此工作条件下,非接触滑环系统对耦合系数变化敏感度较小,但变换器中谐波含量较大,导致基波近似分析方法误差增加。为此,文中推导出串/串补偿时... 详细信息

非接触滑环系统中旋转变压器工作气隙一般小于10mm,耦合系数一般大于0.5,属于强耦合条件。在此工作条件下,非接触滑环系统对耦合系数变化敏感度较小,但变换器中谐波含量较大,导致基波近似分析方法误差增加。为此,文中推导出串/串补偿时非接触谐振变换器原、副边电流精确的表达式。此外,为消除3次谐波,采用无中线的三相星形结构。建立了三相系统的数学模型,研究了三相系统的控制策略,并指出采用不对称控制方式调宽时,实现软开关的调节范围比对称控制方式更大。最后,搭建了一台200 W的原理样机,实验结果验证了理论分析的有效性与正确性。

关键词：非接触滑环系统无线电能传输强耦合三相系统控制策略

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半导体量子点与谐振腔杂化系统的强耦合

科学通报 2020年第23期65卷 2427-2438页

作者：陈明博徐永强曹刚郭国平中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室合肥230026 中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子科技创新研究院合肥230026 合肥本源量子计算科技有限责任公司合肥230026

量子比特的可扩展性是实现实用量子计算机的前提.利用微波谐振腔中的光子作为媒介实现非局域量子比特间的长程耦合与信息交换,为固态量子计算提供了一种重要的大规模扩展方案.然而由于外界噪声大、耦合强度弱等各种因素限制,在前期实验... 详细信息

量子比特的可扩展性是实现实用量子计算机的前提.利用微波谐振腔中的光子作为媒介实现非局域量子比特间的长程耦合与信息交换,为固态量子计算提供了一种重要的大规模扩展方案.然而由于外界噪声大、耦合强度弱等各种因素限制,在前期实验中半导体量子比特一直未能实现与微波光子间的有效信息交换,亦即未能实现比特与光子间的强耦合.近年来,随着实验上半导体量子比特的性能优化及高阻抗微波谐振腔的应用,利用微波谐振腔耦合半导体量子比特取得一系列重要突破,电荷和自旋量子比特与腔的强耦合均已实现,量子比特间的耦合距离也得到极大扩展.本文围绕半导体量子点-微波谐振腔杂化系统,简要介绍实现量子比特与微波光子强耦合的原理、实验实现及进展.

关键词：量子点量子计算量子比特电路量子电动力学强耦合

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强耦合超宽带共形相控阵低散射技术研究

强耦合超宽带共形相控阵低散射技术研究

作者：张昭电子科技大学

学位级别：硕士

随着现代无线电技术的飞速发展,相控阵天线的应用越来越广,对其要求也越来越高。一方面,相控阵天线需要满足超宽带、宽角波束扫描等基本电性能,另一方面为了满足现代军事装备应用需求,需要综合考量小型化、低剖面、低散射、可共形等因... 详细信息

随着现代无线电技术的飞速发展,相控阵天线的应用越来越广,对其要求也越来越高。一方面,相控阵天线需要满足超宽带、宽角波束扫描等基本电性能,另一方面为了满足现代军事装备应用需求,需要综合考量小型化、低剖面、低散射、可共形等因素。近年来对于强耦合相控阵天线实现超宽带、宽角波束扫描的研究比较常见,但是对于其低散射性能的探究比较少见。因此,本文针对强耦合超宽带相控阵天线辐射与散射综合性能进行较深入研究,并对其进行共形处理。本文的主要内容或创新点如下:首先,本文介绍了有关强耦合超宽带相控阵天线的研究背景、意义及国内外的研究发展概况。同时,对天线的电磁散射缩减技术研究现状以及发展态势进行了阐述。其次,本文详细论述了传统宽带相控阵天线的实现方法以及基于强耦合效应的超宽带相控阵的设计思想,介绍了该种思想的起源、等效电路等基本原理。回顾了阵列天线低散射的基本理论与实现方法。第三,设计仿真实现了一款工作频带在6-18GHz的强耦合偶极子型超宽带相控阵天线,能够实现带内E面±60扫描,H面±45扫描,且单元有源驻波比小于3。文中详细给出了模型的设计过程与改进措施。第四,提出并设计了一种新型电磁超材料结构加载于上述天线之上,可以与原来的天线单元形成180散射相位差;进一步通过异构组阵的方式在不影响天线辐射性能的前提下实现工作带宽内RCS的有效缩减。第五,将上述天线阵列基于圆柱形载体进行共形设计,对其整体散射以及辐射性能进行仿真与优化设计;创新地设计了一款可安装上述强耦合共形阵的橄榄状低散射载体,可用于该共形阵的低RCS测量。最后,加工组装了强耦合低散射共形阵列及其低散射载体,并对实物进行测试,测试结果与仿真结果较为吻合,从而验证了本文提出的强耦合超宽带共形相控阵散射缩减方法的可行性。

关键词：超宽带相控阵强耦合非平衡馈电结构电磁散射缩减共形天线