空间磁化等离子体非线性受激电磁辐射进展

电磁波和磁化等离子体的非线性相互作用复杂,高功率电磁波调控电离层实验提供了研究非线性基本问题的主动方式.为构建空间磁化等离子体受激电磁辐射(stimulated electromagnetic emissions,SEEs)体系,本文首先总结了磁化等离子体中可能发生的参量不稳定性;其次,回顾了近十年国际电离层加热激发S...     

涡旋电磁波轨道角动量传输的量子电动力学分析

随着可用频率等无线传输资源逐渐消耗殆尽,基于电磁波轨道角动量(orbital angular momentum, OAM)新维度的数据传输成为未来无线通信系统潜在核心关键技术.具有OAM的电磁波被称为涡旋电磁波,具体可分为通过回旋电子辐射生成的涡旋电磁波量子,以及由不同相位的电磁波量子叠加生成的统计态涡旋波束.然而,由于统计态涡旋波束被认为是基于多天线的多输入多输出(multipleinput multiple-output, MIMO)系统的一种在直射信道环境下波束成形的特例,从而对电磁波OAM传输是否具有新维度产生争论.特别是从微观层面到宏观层面,目前缺少相应理论文献和分析方法予以澄清.为解决这个问题,本文提出了一种基于量子电动力学(quantum electro-dynamics, QED)的轨道角动量分析方法,结合统计物理学概念,对涡旋电磁波轨道角动量传输过程进行分析,明确了量子态和统计态的区别.本文的主要创新点包括:(1)提出了一种结合统计物理学的量子电动力学分析方法,建立了电磁波微观状态与宏观状态的桥梁;(2)采用所提方法,对统计态OAM涡旋波束进行了全面分析,并与量子态O...     

面向钻孔救援的超宽带雷达技术研究现状与方向

针对目前基于视音频的钻孔生命信息识别技术在矿山救援过程中所面临的视频遇障失效和声波衰减速度快的问题,研究了能穿透煤岩体、砖墙等障碍物进行非接触式测量,实现生命信息识别的超宽带(UWB)雷达技术。从UWB电磁波的传输衰减特性、杂波的滤除与优化、目标生命识别方法3个方面分析了UWB雷达技术在矿山钻孔救援中应用的现状和存在的问题:(1) UWB电磁波可对障碍物后人员生命信息进行识别与定位,其衰减与电场强度、磁场强度、频率和介质有关,但目前针对UWB电磁波传输衰减特性的研究缺乏对不同温度、探测频率、变质程度下各种煤岩体与UWB电磁波传输衰减之间的关系研究,对UWB电磁波的频率、入射角、极化形式等关键参数及变化特征与UWB电磁波衰减的关系研究较少。(2)采用经验模态分解法、MUSIC算法等方法可以对UWB电磁波中的杂波进行滤除,但缺乏对杂波滤除后有效波特征和信息的准确提取和科学表征,难以提高生命信息特征提取与识别的速度与精度。(3) UWB电磁波可以实现对障碍物后多目标人员生命体征如呼吸或心跳的捕捉,采用多雷达观测点可以提高低信噪比环境下生命信息探测的准确性,但目前的研究缺乏对呼吸、心跳、胸腔起伏、体温等多方位、多角度的系统识别与量化分析,缺乏对生命信息识别模型的优化方法。针对存在的问题,指出了UWB雷达技术在矿山钻孔救援应用中的研究方向:(1)研究不同条件下各煤岩体自身性质和电磁波相关参数对UWB电磁波在煤岩体中传输衰减的影响,得出其传输衰减规律。(2)研究适用于矿井环境下杂波的滤除优化与回波特征提取算法,利用回波中的有效特征建立学习样本数据库。(3)构建适用于矿井环境的人员生命信息识别模型,结合样本数据库对模型不断优化,以提高生命信息识别的精度和速度。     

2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料的电磁波传输性能研究

采用自由空间法研究不同碳纤维体积分数、不同型号和产地碳纤维的2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料的电磁波传输性能,测试2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料散射参数S,计算其对电磁波的反射损耗、吸收损耗、透射率和反射率。结果表明:2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料在电磁波传输过程中以吸收电磁波为主,最佳吸收波段为Ku波段(12.0~18.0 GHz);碳纤维种类对2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料的吸波性能的影响较小;碳纤维束越粗,2.5D碳纤维/环氧树脂复合材料吸波性能越好。     

探地雷达在巷道掘进超前探测中的应用

介绍了探地雷达在巷道掘进过程中跟踪超前探测的应用情况,说明了用探地雷达方法来超前探测掘进前方地质状况,指导现场施工是准确可行的,为预测预报掘进头前方不明地质情况,指导施工提供了一种有效手段。     

海上围堤的地质雷达勘探

该文以深港西部通道一线口岸区工程勘察为例,介绍了地质雷达在海上围堤勘察中的应用。该实例证明,地质雷达能有效地查明海上围堤的断面特征以及着底情况,具有钻探无法比拟的快速、经济、成果形象等优点。     

Electromagnetic Wave Attenuation in Atmospheric Pressure Plasma

When an electromagnetic （EM） wave propagates in an atmospheric pressure plasma （APP） layer, its attenuation depends on the APP parameters such as the layer width, the electron density and its profile and collision frequency between electrons and neutrals. This paper proposes that a combined parameter -the product of the line average electron density n and width d of the APP layer （i.e., the total number of electrons in a unit volume along the wave propagation path） can play a more explicit and decisive role in the wave attenuation than any of the above individual parameters does. The attenuation of the EM wave via the product of n and d with various collision frequencies between electrons and neutrals is presented.     

孔间电磁波CT在某水库防渗帷幕岩溶勘察中的应用

岩溶勘察是喀斯特地区修建水利水电工程主要的工程地质问题之一,常规勘探方法难以查明岩溶发育及分布情况。孔间电磁波CT是类似医学上X射线CT的一种地球物理方法,与常规的勘探方法相比具有成果图像直观、空间位置准确、信息量丰富等优点。以贵州某水库防渗帷幕岩溶探测为例,介绍了孔间电磁波CT基本原理、工作方法及资料解释方法。     

地质雷达在工程勘察中的应用与分析

论述地质雷达的基本原理及特征参数。试验证明 ,地质雷达在管道探测、第四系分层、坝体“散浸”勘察以及堤防质量探测等方面具有较强的勘察功效。     

彩钢瓦屋面光伏电站的雷电防护技术研究

彩钢瓦屋面光伏电站是建筑与光伏发电结合的主要应用形式之一,但彩钢瓦屋面光伏电站遭受雷击引发火灾等安全事故的风险较大。针对彩钢瓦屋面光伏电站中光伏组件、玻璃、铝合金等部件的雷击特性进行了研究,从建筑物的风险评估和防雷分类、直击雷防护、感应雷电磁波防护等几方面对彩钢瓦屋面光伏电站屋面电气设备的雷电防护技术进行了详细阐述,并对现行雷电防护措施中的部分误区进行了探讨。研究结果对彩钢瓦屋面光伏电站屋面电气设备的雷电防护设计与施工具有一定的指导意义。