太赫兹光谱技术在食品污染检测中的研究进展

随着新的食品加工技术及新型食品材料的不断涌现,食品污染问题也越来越多,国际食品安全事件频繁爆发,食品污染造成的食源性疾病对人民生命健康造成严重威胁,如何把控好食品质量成为人们关注的焦点问题。太赫兹技术作为一项新兴的检测技术,其反映样品的物理结构、性质及化学成分的同时,也获取样品在太赫兹波段的时域和频域信息作为物质“指纹”谱,用于无损检测和识别领域并取得了一定的成果。相较于传统的检测手段,太赫兹技术安全性高、透视性好以及波谱分辨能力强等优势使其在食品污染检测领域具有极大的应用潜力和应用前景。文章简述了太赫兹光谱技术的基本原理,以其中最为常用的太赫兹时域光谱技术为主要研究重点,对该技术在食品生物性污染、化学性污染、物理性污染检测方面的应用研究工作进行了重点归纳总结,最后聚焦于太赫兹技术在食品污染检测领域的实际应用现状,讨论其发展趋势和应用前景,并分析目前研究仍存在的问题,以期为太赫兹技术在食品安全检测领域未来的进一步发展提供参考。

不同剂量瑞马唑仑复合舒芬太尼在腹腔镜胆囊切除术中的麻醉效果比较

目的比较不同剂量瑞马唑仑复合舒芬太尼在全麻下腹腔镜胆囊切除术(LC)中的应用效果。方法选取2021年1月至2023年1月计划在新乡医学院第一附属医院行全麻下LC的204例患者,按照随机数字表法分为A组、B组和C组,各68例。A组接受小剂量的瑞马唑仑(0.2 mg·kg-1)复合舒芬太尼行麻醉诱导,B组接受大剂量的瑞马唑仑(0.3 mg·kg-1)复合舒芬太尼行麻醉诱导,C组接受丙泊酚(2.0 mg·kg-1)复合舒芬太尼行麻醉诱导;诱导完成后,3组均以静脉恒速输注丙泊酚复合瑞芬太尼维持麻醉,间歇性注射罗库溴铵维持肌肉松弛。观察3组患者麻醉诱导前及插管前后的血流动力学变化,比较手术时间、麻醉药物用量、麻醉诱导后/术中药物追加率;对比3组患者停药后的麻醉恢复时间(包括自主呼吸恢复时间、苏醒时间、拔管时间)、术后精神状态以及不良事件的发生情况。结果3组插管前即刻与插管后即刻的平均动脉压(MAP)低于诱导前(P<0.05),插管后即刻的MAP均高于插管前即刻(P<0.05);3组插管前即刻的心率(HR)均低于诱导前(P<0.05),3组插管后即刻的HR均高于插管前即刻(P<0.05),C组插管后即刻的HR低于诱导前(P<0.05);A组任意时刻的MAP、HR与B组比较,差异无统计学意义(P>0.05),A组、B组插管前即刻与插管后即刻的MAP、HR均高于C组(P<0.05)。3组手术时间、瑞芬太尼用量比较,差异无统计学意义(P>0.05),B组、C组丙泊酚用量均少于A组(P<0.05),B组丙泊酚用量与C组比较,差异无统计学意义(P>0.05);B组、C组药物追加率均低于A组(P<0.05),B组药物追加率与C组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。A组自主呼吸恢复时间、苏醒时间、拔管时间与B组比较,差异无统计学意义(P>0.05),C组自主呼吸恢复时间、苏醒时间、拔管时间均长于A组、B组(P<0.05)。3组患者术后24、72 h简易精神状态检查(MMSE)评分均低于入手术室前(P<0.05),术后72 h的MMSE评分均高于术后24 h(P<0.05),但A组、B组、C组间在术后24、72 h的MMSE评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。A组不良事件发生率与B组对比,差异无统计学意义(P>0.05),但A组、B组不良事件总发生率均低于C组(P<0.05),且A组低血压发生率低于C组(P<0.05)。结论不同剂量瑞马唑仑复合舒芬太尼应用于全麻下LC中对患者的血流动力学、术后恢复与认知功能、安全性的影响相近,但相较于0.2 mg·kg-1瑞马唑仑,使用0.3 mg·kg-1瑞马唑仑能够减少追加麻醉药物,镇静效果更佳,值得临床推荐应用。

6G与太赫兹通信技术导读

内容导读太赫兹波是0.1~10 THz频段的电磁波,对应波长3~0.03 mm,介于毫米波和红外光之间。太赫兹频段具有丰富的频谱资源,可用于地面短距离高速无线通信和空间卫星通信,被认为是6G候选频段之一。目前,太赫兹通信作为6G潜在关键技术之一,已成为移动通信领域学术界和工业界的研究热点。其中,涉及太赫兹通信硬件系统设计、太赫兹器件研制、宽频信号的高效调制与处理、信道测量和建模技术、信道编码技术、通信感知一体化技术、智能反射面辅助技术、超大规模天线技术等大量关键科学技术与工程设计问题。

苯磺酸瑞马唑仑联合舒芬太尼对宫腔镜手术患者血流动力学及应激反应的影响

目的评价苯磺酸瑞马唑仑麻醉对宫腔镜手术患者血流动力学及应激反应的影响。方法选取择期行宫腔镜手术患者94例,应用随机数字表法分为研究组和对照组各47例。对照组给予丙泊酚联合舒芬太尼,研究组给予苯磺酸瑞马唑仑联合舒芬太尼。比较两组血流动力学、应激反应指标、疼痛和镇静情况,以及不良反应发生情况。结果两组心率(HR)、平均动脉压(MAP)在置入喉罩时(T_(1))、扩张宫颈时(T_(2))、拔除喉罩时(T_(3))与麻醉诱导前(T_(0))比较均明显降低(P<0.05),对照组血氧饱和度(SpO_(2))在T_(1)与T_(0)比较明显降低(P<0.05)。研究组T_(1)、T_(2)、T_(3)时点HR、MAP明显高于对照组(P<0.05)。两组术后2、12、48 h肾上腺素(E)、去甲肾上腺素(NE)、皮质醇(Cor)与术前比较均明显升高(P<0.05),且研究组E、NE、Cor明显低于对照组(P<0.05)。研究组术后2、12 h静息VAS评分明显低于对照组(P<0.05),Ramsay评分明显高于对照组(P<0.05)。研究组术后不良反应发生率(6.38%)明显低于对照组(29.79%,P<0.05)。结论与丙泊酚联合舒芬太尼相比,苯磺酸瑞马唑仑联合舒芬太尼在宫腔镜手术中血流动力学更稳定,术后应激反应与疼痛更低,镇静效果良好,不良反应少。

小剂量艾司氯胺酮和舒芬太尼在髋关节置换术围术期镇痛中的效果比较

目的对比小剂量艾司氯胺酮和舒芬太尼在髋关节置换术(HA)患者围术期镇痛中的应用效果。方法将我院行HA的124例患者按照随机数字表法分为对照组和观察组,每组62例。对照组患者使用舒芬太尼进行镇痛;观察组患者使用小剂量艾司氯胺酮镇痛。观察2组患者麻醉前(T1)、手术切皮时(T2)、麻醉30 min后(T3)及手术结束时(T4)的心率(HR)、呼吸频率(RR)、平均动脉压(MAP)、血氧饱和度(SpO2)等血流动力学变化;于术前(T5)、术后6 h(T6)、术后12 h(T7)及术后24 h(T8)记录患者静息状态及活动状态下疼痛视觉模拟量表(visual analogue scale,VAS)评分;统计2组患者术后镇痛泵按压次数,需补充镇痛药物情况,术中及术后24 h不良反应发生情况。结果2组患者T1时HR、MAP及RR水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);观察组患者T2、T3、T4时HR、MAP及RR水平均高于对照组(P<0.05);2组患者各时间段SpO2水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。2组患者T5时静息状态及活动状态VAS评分比较差异无统计学意义(P>0.05);观察组患者T6、T7、T8时静息状态及活动状态VAS评分均低于对照组(P<0.05)。观察组术后镇痛泵按压次数及需补充镇痛药物患者比例均少/低于对照组(P<0.05)。2组术中及术后不良反应发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论与舒芬太尼相比,小剂量艾司氯胺酮应用于HA患者的镇痛效果更好,患者围术期疼痛程度更轻,术中血流动力学更稳定,安全性较好。

基于皮肤-脂肪模型的太赫兹体内多输入多输出信道特性分析与建模

为探究太赫兹(THz)频段体内多输入多输出(MIMO)通信系统的传输特性,该文在0.8~1.2 THz下构建了精确的皮肤-脂肪模型,对皮肤-脂肪模型中垂直方向和水平方向的链路进行全波电磁仿真,分析太赫兹体内信道特性,建立路径损耗模型。首先,结合太赫兹频段人体组织的介电特性和人体皮肤的解剖学结构构建皮肤-脂肪模型。其次,对比分析了3条链路的路径损耗和阴影衰落,提出带有等效吸收因子的太赫兹体内路径损耗模型。最后,对3条链路的莱斯K因子、均方根时延扩展、MIMO容量进行分析。仿真分析表明,带有等效吸收因子的太赫兹体内路径损耗模型可以更准确地描述加长距离垂直链路2的路径损耗,发射端在体表可以增强MIMO容量。该文的工作可以为太赫兹体内通信系统的设计和优化提供参考。

亚角秒空间分辨的太阳极紫外宽波段成像光谱仪光学设计

狭缝式成像光谱仪是太阳极紫外光谱成像探测的重要工具之一,然而目前国内尚无该类载荷,导致太阳物理学和空间天气学等学科在极紫外光谱诊断研究方面主要依赖国外仪器数据,严重制约了相关学科的发展.国外已发射的成像光谱仪仅具有2"量级的空间分辨率,很难观测到日冕加热模型预测的等离子体核心特征.为了更好地理解太阳不同层次大气之间的耦合过程,需要更宽光谱覆盖的太阳观测数据.鉴于此,本文提出并设计了一款亚角秒空间分辨的太阳极紫外宽波段成像光谱仪,相比现有仪器,系统能够实现更高空间和光谱分辨率、更宽光谱范围覆盖的观测.性能评价结果表明,系统在62—80 nm,92—110 nm波段内的像元空间分辨率均优于0.4",光谱分辨率均优于0.007 nm,光谱成像质量接近衍射极限,对我国未来首台空间太阳极紫外成像光谱仪的研制具有重要参考价值.

典型饲用氨基酸的太赫兹光谱检测与密度泛函理论指认分析

为探索用于畜禽饲喂低蛋白日粮的典型氨基酸太赫兹波段指纹特性及其与分子结构相关性,本文基于太赫兹时域光谱技术和密度泛函理论(DFT)对蛋氨酸等6种饲用氨基酸开展了实验测量和理论振动计算分析。首先,制备了氨基酸实验样本,测量了它们在0.5~2.0 THz的太赫兹吸收光谱,发现:蛋氨酸在1.48和1.54 THz、赖氨酸在0.95和1.67 THz、色氨酸在1.2和1.4 THz、苏氨酸在1.42 THz、组氨酸在1.4 THz、异亮氨酸在1.41和1.51 THz处呈现明显吸收特性;然后,利用GaussView软件构建了6种氨基酸单分子结构,应用DFT理论的B3LYP杂化泛函方法,结合6-311G(d,p)基组优化结构,计算获得其太赫兹波段的频谱特征,发现:蛋氨酸在1.51 THz、赖氨酸在0.89和1.68 THz、色氨酸在0.67和1.39 THz、苏氨酸在1.4 THz、组氨酸在1.4 THz、异亮氨酸在1.56和1.75 THz处有一定吸收,与实际实验测量吸收峰位基本吻合;最后,利用Gaussian软件分析了6种氨基酸在0.5~2.0 THz波段各吸收峰处的振动模式,发现:蛋氨酸1.51 THz处吸收峰源自其甲基团的面内摇摆振动;赖氨酸0.89和1.68 THz处吸收峰源自其羧基官能团的旋转和氨基官能团的面内摇摆振动;色氨酸1.39 THz处吸收峰源自其羧基官能团的面外弯曲振动;苏氨酸1.4 THz处吸收峰源自其羧基官能团的面外弯曲和氨基官能团的面内摇摆振动;组氨酸1.4 THz处吸收峰源自其氨基官能团的面内摇摆和整体摇摆振动;异亮氨酸1.56 THz处吸收峰源自其甲基团和氨基官能团的整体摇摆和羧基官能团的面外摇摆振动、1.75 THz处吸收峰源自其甲基团的整体摇摆和羧基官能团的面外摇摆振动。该研究为利用太赫兹光谱技术开展典型饲用氨基的快速定性定量研究提供理论参考。

基于太赫兹成像检测技术与特征提取方法结合巴旦木饱满度检测方法研究

巴旦木是一种营养丰富的坚果,对巴旦木的品质进行检测具有重要的经济价值和实际意义。由于巴旦木具有较为坚硬的外壳,传统的检测手段较难实现内部检测,因此,采用新兴的太赫兹透射成像检测技术,开展巴旦木饱满度的检测研究。首先采集不同饱满度巴旦木的太赫兹透射图像,并且从太赫兹图像的感兴趣区域分别提取无样品区域、空壳区域和满仁区域的太赫兹光谱信息;为了提高模型的精度,减少计算量,采用竞争性自适应重加权算法(CARS)、无信息变量消除(UVE)、连续投影算法(SPA)、蒙特卡罗无信息变量消除法(MCUVE)和遗传算法(GA)对太赫兹光谱信息进行特征提取,建立对应的最小二乘支持向量机(LS-SVM)、随机森林(RF)和K-近邻(KNN)定性判别模型,对巴旦木的饱满和空壳区域进行检测和鉴别。此外,对太赫兹特征图像转为JPG格式,接着转化为RGB格式进行G通道提取和图像二值化分离出外壳和果仁图像,检测饱满度为太赫兹特征图像的壳仁像素点之比;对原始图像进行轮廓提取和图像二值化分离出外壳和果仁图像,实际饱满度为原始图像的壳仁像素点之比。通过计算检测饱满度和实际饱满度的误差,证明了太赫兹透射成像技术检测巴旦木饱满度的可行性。建立的KS-GA-RF模型的鉴别效果最优,准确率为98.21%;通过壳仁像素点之比分别计算出对应的检测饱满度和实际饱满度,误差为16%。研究验证了采用太赫兹图、谱相融合的方法,可以很好地实现对巴旦木内部种仁饱满度可视化检测,为巴旦木的准确分级提供了新的思路,也为太赫兹成像技术检测其他坚果饱满度提供了理论参考,具有重要的应用价值。

小剂量咪达唑仑复合舒芬太尼在住院患者经食道超声心动图检查中的应用效果观察

目的观察小剂量咪达唑仑复合舒芬太尼在住院患者经食道超声心动图(TEE)检查中的应用效果。方法采用前瞻性队列研究的方法,共纳入2017年2月至9月于河北医科大学第二医院行TEE检查的260例住院患者,分为单纯表面麻醉组(C组)54例,咪达唑仑组(M组)27例和咪达唑仑复合舒芬太尼组(MS组)179例。三组患者均给予丁卡因胶浆行口咽部表面麻醉,C组不作其他处理,M组静脉注射咪达唑仑0.03 mg/kg,MS组静脉注射咪达唑仑0.03 mg/kg并静脉注射舒芬太尼0.1μg/kg。M组和MS组术中根据患者反应决定是否追加药物。记录三组患者入室后(T_(0))、探头置入成功时(T_(1))、探头置入成功后5 min(T_(2))的无创血压收缩压(NSBP)、心率(HR)和脉搏血氧饱和度(SpO_(2)),记录探头置入难易程度、TEE检查时间、术中不良事件、检查者满意度。检查结束后用改良Aldrete量表评分判断患者恢复程度。术后24 h随访患者对麻醉的满意度及术后不良反应发生情况。结果三组探头置入难易程度、检查者满意度评分和患者术后对麻醉的满意度评分比较差异有统计学意义(P<0.05)。与C组同时间点比较,M组和MS组T_(1)和T_(2)时间点NSBP和SpO_(2)降低,MS组T_(1)和T_(2)时间点HR降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。与M组同时间点比较,MS组T_(2)时间点SpO_(2)降低,差异有统计学意义(P<0.05)。与T_(0)时间点相比,C组T_(1)和T_(2)时间点HR升高,MS组的HR在T_(2)时间点降低,M组和MS组T_(1)和T_(2)时间点NSBP降低,MS组T_(1)和T_(2)时间点SpO_(2)降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。三组术中不良事件发生率比较差异无统计学意义(P>0.05),均未出现需要处理的心动过缓和心动过速。C组患者术后恶心发生率显著高于M组和MS组,术后咽部不适发生率显著高于MS组(P<0.05)。术中不良事件和术后不良反应经及时处理后所有患者均恢复正常,无不良后果发生。结论在表面麻醉的基础上,小剂量咪达唑仑、咪达唑仑复合舒芬太尼均可安全有效地应用于住院患者TEE检查中,咪达唑仑复合舒芬太尼的效果更佳,但需注意可能发生的低氧血症。

高效低时延分级多PAN太赫兹无线网络MAC层优化协议

针对现有分级多PAN太赫兹无线网络MAC(Medium Access Control)协议中存在的子网形成方案不合理以及私有CTA(Channel Time Allocation)与子网内实际负载不匹配等问题,提出了一种高效低时延的MAC层优化协议.该协议采用基于泛听的按需形成子网机制避免了子网分布不均匀以及因子网形成后没有节点加入而造成的私有CTA资源浪费的问题.在子网形成后,子微微网协调器(Piconet Coordinator,PNC)根据子网内实际负载情况自适应选择私有CTA时隙资源优化机制,让有数据传输需求的节点及时将数据发出.仿真结果表明,所提出的方案能有效地降低数据帧平均接入时延,提高吞吐量以及数据帧的传输成功率.

光电导天线材料对辐射太赫兹波特性的模拟分析

光电导天线是太赫兹时域光谱系统中普遍使用的宽带太赫兹辐射源,天线衬底材料对其辐射太赫兹波特性至关重要。目前广泛使用的光电导天线材料是第二代半导体材料GaAs,而第三代半导体材料具有更大的禁带宽度,对提高天线辐射太赫兹波的功率更有利。本文利用大孔径光电导天线的电流瞬冲模型,对常用光电导天线材料(SI-GaAs、LT-GaAs)和未来有望应用于光电导天线的第三代半导体材料(ZnSe、GaN、SiC)辐射太赫兹波的特性进行了仿真研究,结果表明在相同偏置电场和各自最高光通量触发下,LT-GaAs天线辐射太赫兹波的幅值最高、频谱最宽;第三代半导体材料制备的天线可以承受更高的偏置电场,在各自的最大偏置电场下辐射太赫兹波的强度远远大于GaAs天线。本工作对研制新型的第三代半导体光电导天线提供了理论指导。

基于改进开关可调电容的宽调谐太赫兹频率源设计

针对太赫兹频率源调谐范围窄的问题,基于普通PMOS可变电容设计了一种改进的开关可调电容,实现了电容变化的单调性,并基于该电容结合衬底调谐方式设计了一种宽调谐范围、高输出功率的压控振荡器(Voltage-controlled oscillator, VCO)。将设计的VCO结合二倍频器实现了一种工作在太赫兹频段的,具有较宽调谐范围及较高输出功率的太赫兹频率源。使用40 nm CMOS工艺设计的太赫兹频率源输出频率为146.3~168.5 GHz,调谐范围14.1%,并同时具有最高1.3 dBm的输出功率,其在10 MHz频偏处的相位噪声最优为-105.52 dBc/Hz。

一种基于太赫兹成像的复杂地形自适应定高方法

针对现有近感探测器难以适应复杂地形情况下的精确定高问题,提出一种基于成像的图像域自适应对地高度估计方法。该方法将多普勒锐化成像原理应用到前下视场景,利用太赫兹频段分辨力高、孔径合成长度短的优势,采用太赫兹前下视成像实现地形感知,将传统近感探测器的一维距离测量扩展为二维成像测量,实现对运动轨迹前下方地形地貌的精确感知。在获得地面目标图像后,利用地面图像特征,采用图像域特征拟合方法实现对地高度估计。对前下视多普勒锐化成像的参数设计和成像算法进行了理论分析和仿真验证,开发了一套工作于220 GHz频段的太赫兹近感探测系统,并开展了无人机挂载试验。试验表明,该方法能有效感知地表目标环境,排除角反、树木等其他目标对地面高度测量的干扰,测高精确度达0.5 m,证明了该基于太赫兹成像的对地高度估计方法的可行性,为基于图像域特征提升近感探测器对复杂地形适应能力和感知能力奠定了工作基础。

基于自发数据传输的高效双LAN太赫兹无线局域网MAC协议

针对现有的双局域网(LAN)太赫兹无线局域网(Dual-LAN THz WLAN)相关介质访问控制(MAC)协议中存在的某些节点会在多个超帧内重复发送相同的信道时隙请求帧以申请时隙资源以及网络运行的一些时段存在空闲时隙等问题,提出一种基于自发数据传输的高效MAC协议——SDTE-MAC(high-Efficiency MAC protocol based on Spontaneous Data Transmission)。SDTE-MAC通过让各节点都维护一张或多张时间单元链表,使各节点与其余节点在网络运行时间上达到同步,从而获悉各节点应该在信道空闲时隙的什么位置开始发送数据帧,优化了传统的信道时隙分配和信道剩余时隙再分配的流程,提高了网络吞吐量和信道时隙利用率,降低了数据时延,能够进一步提升双LAN太赫兹无线局域网的性能。仿真结果表明,网络饱和时,相较于AHT-MAC(Adaptive High Throughout multi-pan MAC protocol)中的N-CTAP(Normal Channel Time Allocation Period)时段时隙资源分配新机制以及自适应缩短超帧时段机制,SDTE-MAC的MAC层吞吐量提升了9.2%,信道时隙利用率提升了10.9%,数据时延降低了22.2%。

基于石墨烯片的频率可调太赫兹天线

本文设计了一种基于石墨烯片的频率可调太赫兹天线,采用了折叠缝隙结构并使用共面波导馈电方式,以更好地实现阻抗匹配.通过调控在缝隙之间添加的4个石墨烯片的电导率,改变缝隙天线的等效长度,使天线在两种不同工作模式下的谐振频率分别为230.5 GHz和270.5 GHz.除此之外,在天线下方加载了方形封闭谐振环(Closed-Ring Resonator,CRR)构成的超表面,并使其谐振频率与天线的谐振频率匹配,将z轴负方向的辐射进行反射,使天线在两种工作模式下的增益提高至5.41 dBi和7.63 dBi,与无反射结构时相比分别增长2.48 dBi和3.55 dBi.

基于CMOS的高响应度太赫兹探测器线阵

本文提出了一种基于CMOS 0.18μm工艺的改进型高响应度太赫兹探测器线阵,各探测像素单元由高增益片上天线、高耦合度差分自混频功率探测电路和集成电压放大器组成。其中,差分探测电路利用源极差分驱动场效应管的交叉耦合电容,将太赫兹差分信号耦合至场效应管的栅极与源极,增强场效应管沟道内自混频太赫兹信号的强度,实现高响应度。其次,该探测器配备高增益片上环形差分天线与集成电压放大器,可有效放大混频后的信号,进而提高系统信噪比,最终达到增强探测器响应度的目的。探测器1×3线阵系统充分利用CMOS工艺多层结构的特点,将电压放大器布置在天线地平面下方,提高了芯片面积的利用率,有效降低了制作成本,整个系统的面积为0.5 mm^(2)。测试结果表明,当场效应管的栅极偏置为0.42 V时,该探测系统对0.3 THz辐射信号的电压响应度(Rv)最大可达到43.8 kV/W,对应的最小噪声等效功率(NEP)为20.5 pW/Hz^(1/2)。动态测试结果显示该探测器可对不同材质的隔挡物进行区分。

一种移动感知的太赫兹无线局域网定向MAC协议

现有太赫兹无线局域网定向MAC(Medium Access Control)协议中,节点移动情况下PNC(PicoNet)发送beacon帧时存在部分控制字段浪费、CTAP(Channel Time Allocation Period)中PNC与DEV(Device)进行波束赋形开销偏大等问题。为此,提出了一种移动感知的太赫兹无线局域网定向MAC(Mobility-aware Directional MAC,MA-MAC)协议。该协议采用基于卡尔曼算法的节点扇区预测机制对移动节点的扇区范围进行迭代预测,采用基于DEV扇区预测的beacon帧内容填充机制对beacon帧中时隙分配字段进行填充,采用基于节点扇区预测的快速波束赋形机制使得PNC与DEV之间波束赋形操作简化。通过仿真验证,与基于IEEE 802.15.3c的太赫兹无线局域网定向MAC协议和现有协议进行对比,MA-MAC协议下网络吞吐量得到了提升,网络平均时延、网络整体控制开销得到了改善。

《太赫兹探测、通信及其一体化》专辑发刊词

太赫兹频段频谱资源丰富,在探测与通信方面具有分辨率高、通信容量大、抗干扰能力强、可全天时工作、易于高度集成等突出优势,而太赫兹探测通信一体化技术通过探索构建全新技术体系与应用模式,把雷达与通信两者科学地融合在一个平台上,实现“精细探测+高速通信”的综合服务和灵活应用能力。因此,发展太赫兹探测、通信及其一体化技术具有重要的科学意义与应用价值。

机器学习辅助太赫兹涡旋波超表面快速设计方法

太赫兹涡旋波产生与调控被认为是6G通信、雷达探测、新型传感器的关键技术之一。利用人工超表面产生涡旋波,相较于传统方法具有平面化、集成化、低成本的特点,但是面临复杂的参数设计和分析,需要耗费大量的时间和算力。为此,提出一种机器学习辅助太赫兹涡旋波超表面快速设计方法,通过长短期记忆(Long Short-Term Memory, LSTM)神经网络法快速得到满足相位需求的超单元并进行一体化组阵。利用该方法,设计构筑了三块模数l分别为1、2、3的太赫兹涡旋波超表面,仿真结果表明,设计的太赫兹涡旋波束模式纯度达到80%以上。机器学习辅助太赫兹涡旋波超表面设计方法具备精度高、快速、一体化设计等优点,有望运用于太赫兹幅度、相位、极化、轨道角动量等复杂波束调控领域。