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淮南深地地磁总场连续观测与时变特征

地球物理学报 2024年第2期67卷 820-828页

作者：郭良辉王博宋晓林王赟金承奕姚硕史钰峰陆内火山与地震教育部重点实验室(中国地质大学北京)北京100083 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 地质过程与矿产资源国家重点实验室(中国地质大学) 北京100083 山东航天电子技术研究所山东烟台264000

深地实验室具有电磁干扰小的"超净"地磁观测优势,已成为地磁观测的新平台和研究热点.为了评估淮南深地实验室地磁环境、认识地磁总场时变特征及地下与地面耦合性,我们于2022年在地下巷道(-848 m)和地表(+22 m)同步实施了地磁总场长期连... 详细信息

深地实验室具有电磁干扰小的"超净"地磁观测优势,已成为地磁观测的新平台和研究热点.为了评估淮南深地实验室地磁环境、认识地磁总场时变特征及地下与地面耦合性,我们于2022年在地下巷道(-848 m)和地表(+22 m)同步实施了地磁总场长期连续观测,对观测数据进行了功率谱、小波谱、地磁总场变化特征的分析及与附近的蒙城地磁台比对.研究结果表明:(1)地下无(或弱)磁干扰点位的地磁环境较优越,与蒙城地磁台相媲美,适用于地磁场变化的高精度、长期连续观测;(2)地下地磁观测可有效过滤地表上由工业与人类活动等的电磁干扰,其记录的地磁总场变化与蒙城地磁台具有较好的耦合性;(3)地下磁测可清晰记录地磁总场的平静变化、不同周期磁暴、地磁脉冲等丰富的时变信息,可为地球系统科学研究提供地磁学依据.

关键词：深地实验室地磁总场时间变化观测地磁环境

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基于差分进化算法的瞬变电磁一维反演

石油地球物理勘探 2024年第2期59卷 343-351页

作者：王少杰周磊谢兴兵毛玉蓉程见中严良俊长江大学地球物理与石油资源学院湖北武汉430100 长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100

实际采集的瞬变电磁数据包含电磁感应和激发极化效应,如何准确提取电阻率和极化率信息是电性源瞬变电磁数据处理的关键。首先,基于Cole⁃Cole复电阻率模型实现有限长电性源瞬变电磁法一维正演,在此基础上提出一种基于差分进化算法的电性... 详细信息

实际采集的瞬变电磁数据包含电磁感应和激发极化效应,如何准确提取电阻率和极化率信息是电性源瞬变电磁数据处理的关键。首先,基于Cole⁃Cole复电阻率模型实现有限长电性源瞬变电磁法一维正演,在此基础上提出一种基于差分进化算法的电性源瞬变电磁一维反演方法。然后,在传统差分进化算法的基础上引入反向学习策略及控制参数自适应调节,加快反演的收敛速度,同时在目标函数中引入约束条件,构成最小构造反演,降低反演的多解性。最后,基于典型的三层地电模型和复杂多层模型进行理论模型测试,反演结果可有效恢复模型的电阻率和极化率。利用实测资料进行反演,反演得到的电阻率与OCCAM反演电阻率基本一致。在此电阻率约束的基础上,进一步反演得到极化率信息。反演结果准确地提取了实测数据中的电阻率信息,得到了地下介质的极化率分布,证明了算法的准确性和适用性。

关键词：一维反演自适应差分进化算法反向学习策略电阻率极化率瞬变电磁

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高次谐波辐射与X射线量子光学(特邀)

光子学报 2024年第6期53卷 39-47页

作者：付逸飞赵迪李蓬勃李福利西安交通大学物理学院教育部物质非平衡合成与调控重点实验室陕西省量子信息与光电量子器件重点实验室西安710049

高次谐波产生过程是一种广泛、成熟、可行的制备相干量子光源的方案,在新兴的X射线量子光学领域有望得到应用。目前,量子光学已经在微波和可见光波段研发了诸如压缩态制备、诱导透明、高次谐波产生、多波混频等应用。X射线因其高精度、... 详细信息

高次谐波产生过程是一种广泛、成熟、可行的制备相干量子光源的方案,在新兴的X射线量子光学领域有望得到应用。目前,量子光学已经在微波和可见光波段研发了诸如压缩态制备、诱导透明、高次谐波产生、多波混频等应用。X射线因其高精度、高衍射极限、鲁棒性、穿透性和聚焦能力在理论上优于目前广泛采用的微波和可见光波段,在X射线波段下研发量子光学模型、量子信息单元和量子光学元件,有助于推动其向精密化,小型化发展。最近的研究将量子光学推广至X射线波段,产生了诸如X能标下的量子系统、单光子、脉冲、高次谐波产生相干X射线脉冲等创新性研究成果,发展了阿秒级的相干X射线量子光源。X射线光学与量子光学的交叉正在引来越来越多的关注,成为一个具有显著突破意义和应用前景的研究领域。

关键词：量子光学谐波产生非线性光学超快激光 X射线光学

基于多尺度分层残差网络的光学遥感图像微小目标检测

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光子学报 2024年第8期53卷 247-259页

作者：曾祥津刘耿焕陈建明豆嘉真任振波邸江磊秦玉文广东工业大学信息工程学院通感融合光子技术教育部重点实验室广东省信息光子技术重点实验室先进光子技术研究院广州510006 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082 西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室西安710129

针对光学遥感图像中微小目标空间分辨率低、有效特征不足等问题,在YOLOv5检测算法基础上,提出一种基于多尺度分层残差网络的光学遥感图像微小目标检测方法。设计了一种简单高效的多尺度分层残差特征提取模块,可在更细粒度水平上获得更... 详细信息

针对光学遥感图像中微小目标空间分辨率低、有效特征不足等问题,在YOLOv5检测算法基础上,提出一种基于多尺度分层残差网络的光学遥感图像微小目标检测方法。设计了一种简单高效的多尺度分层残差特征提取模块,可在更细粒度水平上获得更丰富的感受野,强化神经网络的特征提取能力,进一步提升微小目标特征丰富度。在此基础上,进一步优化损失函数中的定位损失项,通过增加距离惩罚提升检测算法对微小目标的定位能力。在光学遥感微小目标检测数据集AI-TODv2和微小行人检测数据集TinyPerson上开展了系统对比实验,实验结果表明所提出算法相较于基准YOLOv5算法平均精度分别提升了5.5%和1.8%,有效提高了微小目标检测的召回率和准确率。

关键词：光学遥感图像微小目标检测深度学习多尺度卷积神经网络

面向6G的高速太赫兹无线通信系统与关键技术验证

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无线电通信技术 2024年第1期50卷 34-40页

作者：董博宇冯叶青李国强贾俊连张俊文付杰尉迟楠朱伏生复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433 广东省新一代通信与网络创新研究院广东广州510663

太赫兹通信以其可提供更高速、更大容量和更安全的数据传输的独特优势,在未来6G中成为重要的关键技术之一。基于固态电子的太赫兹通信系统存在带宽受限、频谱响应不平坦等问题,需要先进的信号形式结合灵活高效的处理方法来提升系统性能... 详细信息

太赫兹通信以其可提供更高速、更大容量和更安全的数据传输的独特优势,在未来6G中成为重要的关键技术之一。基于固态电子的太赫兹通信系统存在带宽受限、频谱响应不平坦等问题,需要先进的信号形式结合灵活高效的处理方法来提升系统性能。搭建了基于固态电子的G波段太赫兹无线通信系统,通过采用比特-功率加载的离散多音(Bit and Power Loading-Discrete Multitone, BPL-DM)调制技术,实现了对系统频谱资源的有效利用;通过对通信速率的灵活调整、自适应削波和基于三阶多项式的后均衡技术,解决了峰值功率约束带来的挑战,提升了整体传输性能,实现了在195 GHz中心频率下,单通道130 Gbit/s的通信线路速率。基于以上技术,为进一步提升系统容量,搭建了4×4的多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)太赫兹通信系统,总线路速率超过399 Gbit/s。

关键词：太赫兹无线通信多输入多输出离散多音调制比特-功率加载自适应削波

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伪随机广域电磁法自动采集系统关键技术

中国有色金属学报 2024年第9期 3178-3192页

作者：柳建新李成龙郭荣文蒋奇云中南大学地球科学与信息物理学院中南大学有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室

针对川藏铁路、西南山区等高海拔的勘探，急需一套自动采集电磁勘探系统。本文基于伪随机广域电磁法和自动控制技术，攻克了伪随机多频信号发送与接收相结合的自动控制的难题。首先根据2n伪随机序列信号，生成多频波可控信号源，并推导... 详细信息

针对川藏铁路、西南山区等高海拔的勘探，急需一套自动采集电磁勘探系统。本文基于伪随机广域电磁法和自动控制技术，攻克了伪随机多频信号发送与接收相结合的自动控制的难题。首先根据2n伪随机序列信号，生成多频波可控信号源，并推导了伪随机多频波信号的自动采集时间节点控制公式；接着设计了一套自动采集参数结构表和通信控制方法，用于实现在不同设备间的参数交互；最后在伪随机广域电磁法装备上编写自动采集控制核心算法，实现了伪随机广域电磁法自动采集系统。结果表明：通过实验测试，自动采集系统可以得到准确的时间域和频域数据，同时工作时间上节省20%，人力资源上可以节省71%。伪随机广域电磁法的自动采集功能实现了非技术人员介入的数据采集，可降低施工成本，提高勘探效率，尤其是在类似于川藏铁路的勘探中，可由登山队员或当地藏民携带仪器进行数据采集。

关键词：广域电磁法自动采集系统通信控制

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伪随机广域电磁法自动采集系统关键技术

中国有色金属学报 2024年

针对川藏铁路、西南山区等高海拔的勘探，急需一套自动采集电磁勘探系统。本文基于伪随机广域电磁法和自动控制技术，攻克了伪随机多频信号发送与接收相结合的自动控制的难题。首先根据2n伪随机序列信号，生成多频波可控信号源，并推导了伪随机多频波信号的自动采集时间节点控制公式；接着设计了一套自动采集参数结构表和通信控制方法，用于实现在不同设备间的参数交互；最后在伪随机广域电磁法装备上编写自动采集控制核心算法，实现了伪随机广域电磁法自动采集系统。通过实验，自动采集系统可以得到准确的时间域和频域数据，同时工作时间上节省20%，人力资源上可以节省71%。结果表明，伪随机广域电磁法的自动采集功能实现了非技术人员介入的数据采集，可降低施工成本，提高勘探效率，特别的在类似于川藏铁路的勘探中，可由登山队员或当地藏民携带仪器进行数据采集。

关键词：广域电磁法自动采集系统通信控制

太赫兹金属线波导传输特性实验研究及模拟分析

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物理学报 2024年第11期73卷 155-163页

作者：徐振罗曼李吉宁刘龙海徐德刚天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津大学光电信息技术教育部重点实验室天津300072 爱德万测试(中国)管理有限公司上海201203

太赫兹波介于微波与红外之间,当前太赫兹波主要在自由空间中传输,金属线波导以低损耗、低色散等突出的传输特性被广泛关注.本研究首先根据太赫兹波在不同金属线表面的趋肤深度选择铜线作为研究对象,然后基于太赫兹时域光谱系统搭建可调... 详细信息

太赫兹波介于微波与红外之间,当前太赫兹波主要在自由空间中传输,金属线波导以低损耗、低色散等突出的传输特性被广泛关注.本研究首先根据太赫兹波在不同金属线表面的趋肤深度选择铜线作为研究对象,然后基于太赫兹时域光谱系统搭建可调节式金属线波导传输特性测试光路,采集到通过不同半径、不同长度、不同端口状态的单/双铜线传输的时域信号,最后利用有限元方法对不同半径、不同形变程度的单/双根铜线在空气域的传输特性进行仿真.实验结果表明,传输损耗会随着铜线长度的增加而增加,金属线越细传输速度越慢,端口形态对传输特性的影响不如长度变化对传输特性的影响明显,双金属线越粗传输速度越快.仿真结果表明,太赫兹波在单根金属线上传输时,电场主要分布在金属线表面,金属线越细表面等离激元的模场面积越小;当金属线形变成椭圆时,模场主要分布在长轴两端;当太赫兹波在双金属线中传输时,模场主要分布在两根金属线中间,且距离越远模场面积越小.本研究结合实验与仿真分析方法对单、双金属线的太赫兹传输特性进行研究,为后续开发高效太赫兹金属波导提供参考.

关键词：太赫兹时域光谱金属线波导表面等离激元

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大规模风电场高电压穿越控制方法研究综述

上海交通大学学报 2024年第6期58卷 783-797页

作者：魏娟黎灿兵黄晟陈思捷葛睿沈非凡魏来湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 国家电力调度控制中心北京100031

大规模发展风电是新能源开发和利用的重大需求,是实现我国“碳达峰、碳中和”战略目标的关键支撑.由外部电网故障造成的风电场电压安全稳定运行问题成为制约风电大规模、集群化、智能化发展的关键瓶颈之一.主要针对电网电压骤升工况,首... 详细信息

大规模发展风电是新能源开发和利用的重大需求,是实现我国“碳达峰、碳中和”战略目标的关键支撑.由外部电网故障造成的风电场电压安全稳定运行问题成为制约风电大规模、集群化、智能化发展的关键瓶颈之一.主要针对电网电压骤升工况,首先从电磁关系和能量流动角度分析常见的双馈风电机组、永磁直驱风电机组以及风电场的高电压穿越(HVRT)暂态特性;然后,基于风电机组不同控制区域归纳总结风电机组HVRT控制策略和风电场HVRT及故障后电压恢复协调优化控制方法,梳理和比较现有各种控制策略的工作原理和优缺点,并从控制结构的角度归纳分析现有大规模风电场的HVRT控制方法的原理、优缺点和效果,总结风电机组和风电场在HVRT控制上的不同点;最后,探讨和预测未来风电场电压智能安全控制的发展趋势和潜在研究热点,为提升我国风电大规模应用和电网安全运行提供借鉴指导作用.

关键词：风电风力发电机风电场高电压穿越电压控制