基于多载波调制的太赫兹通信感知一体化系统性能联合优化

单一的雷达指标和通信指标难以评价通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication, ISAC)系统的整体性能,不同的ISAC应用场景对通信和雷达的性能需求不同。提出了ISAC联合优化方案,能够将通信指标和雷达指标联合,并使一体化波形根据不同场景做适应性改变,提高了ISAC系统整体性能。推导了雷达条件互信息(Mutual Information, MI)和通信数据信息速率(Data Information Rate, DIR),在总功率的约束下,设计并实现了雷达MI和通信DIR的联合优化方案,通过求解凸函数优化问题得到了优化的发射功率,从而优化一体化波形。通过仿真和实验验证了联合优化方案的有效性,对比了基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)信号和正交啁啾分复用(Orthogonal Chirp Division Multiplexing, OCDM)信号调制的光子太赫兹一体化系统的优化效果,得出OFDM一体化系统具有更好的优化效果,性能提升较大。

基于原位模型的泥石流冲击下拦砂坝动力响应研究

以某条泥石流沟为原型,建立了泥石流与拦砂坝的三维计算模型,开展了泥石流与拦砂坝三维模型的流固耦合研究,选取最大Mises等效应力及最大位移作为评价指标,得到了泥石流体仅会对拦砂坝迎流面一定深度范围产生较大影响,超出此范围影响较小,并给出最大Mises等效应力及最大位移沿拦砂坝竖向及横向分布规律:坝趾及坝踵节点最大Mises等效应力均与泥石流重度呈正相关;当进口泥深相同时,坝趾及坝踵节点的最大Mises等效应力与泥石流流速呈正相关;当进口单位时间流量相同时,坝趾及坝踵节点的最大Mises等效应力与进口泥深呈正相关。坝趾节点最大Mises等效应力随着时间的推移呈现先增加后基本保持不变;而坝踵节点最大Mises等效应力随着时间的推移呈现先增加出现峰值以后再减小。

太赫兹感知通信一体化波形设计与信号处理

太赫兹波段感知通信一体化技术能够在提高数据传输速率和感知分辨率的同时,有效降低硬件资源和频谱资源的消耗。首先,简要介绍了感知通信一体化及太赫兹通信、感知的现状。然后,分别从感知和通信的角度讨论了一体化波形设计及优化策略,同时分析了两类信号接收机的信号处理算法,并实验展示了一种97GHz基于OFDM信号的一体化系统,对系统的距离、速度和通信等性能进行了测试。最后,总结和展望了太赫兹感知通信一体化的技术难题和未来研究方向。

移动荷载下梁索组合结构瞬态响应分析

为验证波动理论在求解梁索组合结构自振特性和冲击响应问题中的适用性,探讨移动荷载下弹性波在结构中的传递特征,利用铁木辛柯梁的横向振动微分方程和拉索的纵向波动方程,推导移动荷载作用下梁索组合结构的动力学响应函数,通过构造回传路径矩阵,得到结构响应的波动解。为解决传统回传路径矩阵法(MRRM)在计算弯曲波传递过程中回传路径矩阵求逆困难的问题,基于离散傅里叶变换思想(DFT),推导出结构瞬态响应的级数解,并采用试验和有限元数值算例对改进后的MRRM法进行验证,结果发现:在30 km/h的车速下,使用本文算法计算得到的跨中最大动应变和有限元结果偏差为5%,与试验结果相比偏差8%;在40 km/h的车速下,理论最大值与有限元偏差为4.0%,与试验结果相比偏差9.8%。最后,以梁索组合结构为研究对象,使用本文算法计算,得到结构前5阶自振频率与有限元结果最大偏差为0.29%,前2阶自振频率偏差为0。进一步分析移动荷载下梁索组合结构的波动响应特点,将理论结果与有限元数值结果进行比对,结果具有较高的吻合度。可推知,本文算法在计算移动荷载下桥梁结构的瞬态波动响应方面具有较高的可靠性。通过结构频谱分析发现,移动荷载下,铁木辛柯梁中弯曲波主要为频率分量低于结构2倍自振频率的低频响应。在改进后的MRRM基础上探索基于结构自振特性的频域合理选取准则,进一步提高了MRRM法求解波动响应的计算效率。

基于超长分布式2阶喇曼放大器的光载射频传输

为了提升光载射频传输链路的链路增益以及传输距离,采用了L波段的超长分布式2阶喇曼放大器结构对光信号进行放大。从理论上对分布式2阶喇曼放大器以及光载射频传输链路的原理进行了解释,利用信号光、1阶抽运光、2阶抽运光以及噪声之间的耦合方程组分析了它们之间的关系,并且得到了基于超长分布式2阶喇曼放大器的光载射频传输系统的1阶射频信号增益。通过数值仿真以及系统实验得到了抽运功率大小对超长分布式2阶喇曼放大器的开关增益的影响、光载射频传输系统在0GHz^7GHz范围内的频率响应及其射频增益以及该光载射频传输链路在应用超长分布式2阶喇曼放大器后的相位噪声情况。结果表明,光载射频传输在超长分布式2阶喇曼放大器的作用下获得了28.1dB的链路增益,在距离为80.94km的光链路上实现了近似无损传输,射频信号开关增益与射频信号频率无关。该研究在光载射频链路的长距离传输中有重要的应用价值。

基于透射型超表面的模态可重构太赫兹涡旋波束生成

太赫兹技术与轨道角动量(OAM)技术相结合在高速无线通信领域具有巨大潜力。理论上不同模态的OAM之间具备严格正交性,若能将OAM技术应用到太赫兹通信系统中,必能极大提升系统的通信容量。因此,如何产生高质量的THz-OAM波束,并给予它灵活的动态控制成为研究者们的一大研究热点。该文设计了一种双层透射型超表面,使用3D打印作为加工方式,成本低、加工难度小。超表面单元结构采用高度可变的介质单元,随着单元高度不断发生改变,透射相位覆盖0°~360°,且透射率保持在88%以上。采用WR-10标准波导喇叭天线进行馈电,在100 GHz工作频率下,通过改变双层超表面之间的相对旋转角度,产生了不同模态的OAM波束。仿真结果表明,该文设计的超表面天线能够实现$l=1,2,3$的OAM波束,二维幅相结果符合对应模态的特征,$l=1,2,3$时,OAM波束的模态纯度分别为85.4%,84.9%,83.4%。通过太赫兹扫场测试平台测试了天线在90 GHz,100 GHz,110 GHz频点下的电场分布。结果表明:在20 GHz带宽内,产生的OAM波束质量较好,证明该文设计的超表面天线在高频工作具有一定的工作带宽,有望应用于高频OAM通信。

斜拉索平行钢绞线控制张力的高精度无迭代求解

为了高效地得到平行钢绞线斜拉索施工过程中各股钢绞线的控制张力的高精度解,研究了描述斜拉索静力状态的参数间的非线性关系,提出了各股钢绞线控制张力的高精度、无迭代求解方法。基于斜拉索悬链线索形精确解,采用泰勒展开求解了张拉完成时斜拉索无应力索长的高精度近似解;基于正装分析法和等值张拉法两个基本原则,推导了在平行钢绞线斜拉索施工过程中,张拉不同钢绞线时斜拉索的等效静力状态;通过对无应力索长、斜拉索等效截面积和斜拉索投影长度的近似处理,求解了各股钢绞线的控制张力的高精度解。以珠海市洪鹤大桥主桥(主跨500m的叠合梁斜拉桥)、珠海市鸡啼门大桥(主跨210m的预应力混凝土斜拉桥)及两篇文献中的斜拉索为算例,计算了本文方法的近似解与迭代求解的悬链线精确解之间的误差。结果表明:本研究提出的方法计算的斜拉索无应力索长与悬链线精确解的误差小于0.002%,各股钢绞线张拉力误差小于2%,完全满足现场施工的精度要求;本文方法精度高、计算代价小,具有极高的推广和应用价值。

三轴不同加载路径下花岗岩Kaiser效应试验研究

为了解不同加载路径三轴预加载对花岗岩Kaiser效应的影响,先对花岗岩进行三轴预加载试验,再进行单轴压缩试验并采集声发射信息,据此分析预加载对声发射特征的影响。研究表明,预加载时轴压和围压的加载顺序及大小对于Kaiser效应有明显的影响。先加围压可以抑制轴向加载损伤的产生,导致Kaiser点提前。先加轴压,后加较小围压对Kaiser点影响可忽略;后加围压如果较大,则会加大花岗岩所受损伤,导致Kaiser点延后。如果轴压围压同步加载,则会大幅度影响Kaiser点的准确性,甚至完全观察不到预加载的影响。该试验研究方法和结果可为岩石Kaiser效应理论研究提供参考。

Towards Converged Millimeter-Wave/Terahertz Wireless Communication and Radar Sensing

Converged communication and radar sensing systems have attained increasing attention in recent years.The development of converged radar-data systems is reviewed,with a special focus on millimeter/terahertz systems as a promising trend.Firstly,we present historical development and convergence technology concept for communication-radar systems,and highlight some emerging technologies in this area.We then provide an updated and comprehensive survey of several converged systems operating in different microwave and millimeter frequency bands,by providing some selective typical communication and radar sensing systems.In this part,we also summarize and compare the system performance in terms of maximum range/range resolution for radar mode and Bit Error Rate(BER)/wireless distance for communication mode.In the last section,the convergence of millimeter/terahertz communication-radar system is concluded by analyzing the prospect of millimeter-wave/terahertz technologies in providing ultrafast data rates and high resolution for our smart future.

地方本科院校土木类专业学生学习评价改革--以临沂大学土力学课程为例

加强学生素质和能力的培养是新时代教育改革中的一个重要课题。地方本科院校土木类专业定位于培养具有较强的工程实践能力以及解决复杂工程技术问题能力的高素质应用型人才,这就要求教师对学生学习评价体现出对工程实践及工程应用方面的重视。本文分析了地方本科院校土木类专业学生学习评价的教学现状,以临沂大学土力学课程为例,提出了在评价目标、评价项目、评价主体、成绩构成等诸多方面的评价方案。评价方案实施后对学生专业知识、职业技能、职业素质、兴趣培养、创新能力培养等素质的提高具有良好的实施效果,对同类院校土力学学生学习评价具有一定的参考价值。

云南大红山铁矿Ⅰ~#铜矿带深部回采工艺优化

调查分析了大红山铁矿Ⅰ~#铜矿带矿岩强度、构造弱面及矿岩稳定性情况。针对目前该矿采用的点柱式上向分层充填法的多个生产环节均需在空场下作业的现状,对Ⅰ~#铜矿带深部回采工艺进行了优化,即矿体厚大部分(厚度大于7 m)采用分段空场嗣后尾砂充填法开采;厚度中等矿体(厚度为4～7 m)采用点柱式上向分层充填法开采;矿体较薄部分(厚度小于4 m)采用条带式回采工艺,并适当降低采场跨度。上述工艺的应用,有助于确保该矿带安全开采,提高开采效率。

基于单载波波形的光子太赫兹通信感知一体化系统设计研究

光子太赫兹通信感知一体化能够充分发挥大容量光纤网络以及太赫兹高速无线通信、高分辨率感知的优势,成为缓解频谱拥塞问题的理想方案之一。通信感知一体化波形是实现通信感知性能互惠的关键,考虑到太赫兹波多径效应有限以及平均发射功率要求高的特征,单载波波形被认为是更有潜力的候选方案之一。提出以线性调频连续波为载波的通信感知一体化波形,并结合幅度调制和相位调制在光子太赫兹系统中进行验证,讨论两种方案的通信和感知性能,同时优化相位调制方案的通信感知性能和参数。

喙突钢板位置对应用Triple Endobutton技术治疗肩锁关节脱位疗效的影响

目的探讨应用Triple Endobutton技术治疗肩锁关节脱位时喙突钢板位置对疗效的影响。方法将2010年1月至2015年12月温州医科大学附属第二医院收治67例患者按术后X线中喙突钢板位置分为偏外侧组(n=19)、中央组(n=27)、偏内侧组(n=21)。记录患者一般资料及术后并发症的发生情况,采用Constant评分、视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)及肩关节简单评分(simple shoulder test,SST)综合评估肩关节功能。结果三组患者总并发症发生率为41.8%(28/67)。三组间并发症发生率(12/19 vs.6/27 vs.10/21,P=0.017)及复位丢失率(8/19 vs.2/27 vs.5/21,P=0.020)差异有统计学意义,偏外侧组患者并发症发生率显著高于中央组(P<0.01)。三组术后Constant评分分别为(91.2±4.2)分、(94.3±3.6)分、(93.9±4.2)分,中央组及偏内侧组评分高于偏外侧组,差异有统计学意义(P<0.05),但三组间VAS评分(P=0.742)及SST评分(P=0.258)差异无统计学意义。结论应用Triple Endobutton技术治疗急性肩锁关节脱位的过程中,喙突骨隧道的位置与临床疗效关系密切,中央型骨隧道并发症少,效果显著。术中透视若发现喙突骨隧道偏移,尤其是向外侧偏移,应立即予以纠正。