A flexible ultra-broadband metamaterial absorber working on whole K-bands with polarization-insensitive and wide-angle stability

For potential military applications, a flexible metamaterial absorber (MMA) working on whole K-bands with total-thickness of 3.367 mm, ultra-broadband, polarization-insensitive, and wide-angle stability is presented based on frequency-selective surface (FSS). The absorber is composed of polyvinyl chloride (PVC) layer, polyimide (PI) layer, and poly tetra fluoro ethylene (PTFE) layer, with a sandwich structure of PVC-PI-PTFE-metal plate. Periodic conductive patterns play a crucial role in the absorber, and in traditional, it is designed on the upper surface of PI layer to form LC resonance. Different from commonly absorber, all the patterns are located on the lower surface of the PI layer in this work, and hence the impedance matching and absorptivity are improved in this purposed absorber. The flexible absorber with patterns on lower surface of the PI layer is compared with that on upper surface of the PI layer, the difference and the reasons are explained by absorption mechanism based on equivalent circuit model, and surface current density and electric field distribution are used to analyze resonance peaks. Absorptivity is greater than 90% in a frequency range of 10.47 GHz-45.44 GHz with relative bandwidth of 125.1%, covering the whole Ku, K, Ka, and some of X, U bands, especially containing the whole K bands from 12 GHz to 40 GHz. Radar cross section (RCS) is reduced at least 10 dB in 11.48 GHz-43.87 GHz frequency ranges, and absorption remained about 90% when the incident angle changed from 0° to 55°. The purposed absorber is fabricated, measured, and experiment results show good agreement with theoretical analysis and numerical simulation. After bonded on outer surface of different cylinders with diameters of 200 mm and 100 mm, the absorption of MMA is approximately reduced 10% and 20% respectively, which shows good conformal character with surface of various curvatures. Due to the attractive performance on strong absorption in the whole K-bands, flexible and easy conformal, our design exhibits broad potential application in radar stealth and sensors.     

射流式真空紫外辐照模拟设备及其应用

介绍了空间环境条件下真空紫外辐照 (VUV)的损伤效应 ,以及真空紫外辐照模拟的几种主要形式。着重讲述了射流式真空紫外辐照模拟设备的基本结构、工作原理、技术参数及特点 ,并利用该设备初步研究了几种空间材料的真空紫外辐照损伤效应。结果表明 ,VUV使EP和CF/EP产生了明显的质损 ,导致力学性能下降 ,纤维和基体表面受到明显破坏。VUV与温度交变对聚酰亚胺吸光涂层的力学性能有明显影响。     

真空紫外辐射对碳/环氧复合材料性能的影响

 介绍了真空紫外线的模拟和射流式真空紫外辐射模拟设备的工作原理、技术参数及特点，并利用该设备及其它分析手段对环氧树脂浇铸体(EP648)和碳/环氧复合材料(C/E648)在真空紫外线辐照作用下的出气、质量损失率、层间剪切强度和表面状态的变化进行了研究。试验结果表明：真空紫外线辐照导致材料产生明显的出气效应，质量损失率呈现先递增后趋于平缓的趋势；17 280esh辐照剂量下，EP648的质量损失是C/E648的3.4倍，C/E648的层间剪切强度与辐照前相比下降了13.3%；环氧树脂破损较重，而碳纤维表面状态基本完好，并对内部的环氧树脂起到一定的保护作用。     

功能化多壁碳纳米管填充的凝胶电解质在染料敏化太阳能电池的应用

纯聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)基凝胶电解质常常受制于低离子电导率,阻碍了其在染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)中的应用。 而利用纳米填充可提高凝胶电解质离子电导率及凝胶电解质DSSCs的性能。 本文使用功能化的多壁碳纳米管(f-MWCNT)作为PVDF-HFP凝胶电解质的纳米填充物,通过改变f-MWCNT的质量分数来研究其对电解质的离子电导率和离子扩散的影响,进而研究其对DSSCs的转化效率和长期稳定性的增强作用。 研究发现:质量分数0.5%的f-MWCNT明显提高了PVDF-HFP凝胶电解质的离子电导率和离子扩散系数。 并且,该凝胶电解质基DSSCs的光转换效率可达5.28%,相比于未填充的PVDF-HFP凝胶电解质基DSSCs(4.01%),其效率提高了31.7%。 42 d后,该电池依然可以保持最初转化效率的86.5%。 实验结果证实了f-MWCNT在纳米填充方面的巨大潜能,为采用纳米填充物提高凝胶电解质DSSCs的性能提供参考。     

基于时间序列高光谱遥感影像的田块尺度作物产量预测

在精准农业领域,田块尺度土壤理化性质、作物长势、产量等存在极显著的空间异质性。高光谱遥感侧重于光谱维度信息的提取,未充分利用空间与时相信息,限制了植被长势、生物量与产量的监测精度。传统格网采样与地统计空间插值方法,耗时费力、成本高,难以推广;而遥感技术可以获取农作物生理参数的时空异质性信息,可以用于田块尺度的精准管理分区(SSMZ)。以田块尺度棉花地为研究对象,获取时间序列航空高光谱遥感影像,分析不同长势棉花的反射光谱特征,构建光谱指数,综合光谱、时相、空间维度信息,利用面向对象方法进行精准管理分区,建立产量遥感预测模型。结果表明：综合多维信息的面向对象分割方法优于基于象元的方法,可以部分消除遥感与产量数据噪声,提高棉花估产精度;不同植被指数与棉花产量的相关系数排序为一阶微分、NDVI、OSAVI、二阶微分;对于同一尺度、单一时相,一阶微分产量预测模型精度较高,多时相多光谱植被指数也可以得到较高精度;对于同一输入量、不同尺度,较少SSMZ个数的棉花产量预测模型精度更高、稳定性更好,这是由于影像与产量数据的空间定位存在一定的误差造成。研究成果将丰富作物长势、估产方法,提高遥感监测精度,加速无人机遥感在相关领域的应用。     

氟硅结构对UV涂料疏水疏油性的影响

UV防污助剂主要包括有机氟和有机硅等，前者结构主要是全氟聚醚链段，后者结构主要是聚二甲基硅氧烷链，利用氟硅的低表面张力起到防污作用，所以主要链段结构的细微差异会导致性能的明显变化。本文选取C1607、C1603和KY1203分别代表聚二甲基硅氧烷、K型全氟聚醚链段和Z型全氟聚醚链段，并与UV涂料复配和固化，研究不同氟硅链段对UV涂料的疏水疏油性能的影响规律。结果证明，聚二甲基硅氧烷链段具有较强的迁移性，低添加量就可达到疏水效果，但仅能应用于低端的防水防油需求。全氟聚醚类UV防污助剂的疏水疏油性能要远优于有机硅，在较高添加量时K型全氟聚醚类UV防污助剂具有更强的疏水疏油性能。     

考虑含水量变化信息的土壤有机质光谱预测模型

地物高光谱技术已被用于土壤有机质(SOM)等理化参数速测,但由于含水量、粗糙度等因素的影响,基于遥感影像的SOM空间反演精度较低。为此引入时相信息,将时像信息与光谱信息结合对研究区SOM进行预测,使预测模型精度显著提高。以黑龙江典型黑土区(北安市南部、海伦市中部、绥化市东部、绥棱县西南部、望奎县中部)为例,获取多期MODIS影像,利用MODIS数据高时间分辨率的优势,研究含水量对土壤反射光谱曲线的影响;基于SOM与含水量对反射率的综合作用分析,建立SOM遥感预测模型。结果表明：(1)利用单期影像建立的SOM光谱预测模型,未加入含水量变化对土壤反射光谱曲线的影响信息,基于年积日(DOY)117,119,130,140,143单期影像建立的SOM预测模型,RMSE分别为0.591,0.522,0.545和0.553,R2分别为0.505,0.614,0.562,0.568和0.645,模型精度及稳定性较低;(2)利用年积日119和143多时相影像建立的SOM预测模型,考虑了含水量与SOM的综合作用,RMSE为0.442,R2为0.723,模型精度、稳定性得到显著提高。研究成果对于区域土壤肥力评价、土壤碳库储量估测、精准农业发展有重要意义。