在两用户干扰信道通信中的帕累托最优解

从信息论的角度研究了两用户干扰信道的可达速率问题.将帕累托优化方法应用于耦合两用户干扰信道传输功率分配策略.结果表明:当系统处于帕累托最优时,使用最小发射功率可以达到最大信道速率.此外,每个信道的可达速率相等,且它仅与信道的参数有关.结论提供一个理论工具,应用该工具可以避免使用大量复杂的干扰抑制方法,达到获得最大信道速率的目的.     

对于麦克斯韦方程组，洛伦兹变换的低速极限是伽利略变换吗？

运动介质的电动力学,这个启发爱因斯坦那一代科学家发展出狭义相对论的著名问题,最近再一次成为中国科技界的热点话题。在热烈的讨论过程中,有一个问题反复出现,就是对于描写电磁场运动规律的麦克斯韦方程组,有非相对论极限吗？当运动介质的速度远低于光速的时候,我们可以不考虑相对论效应,用伽利略变换来近似洛伦兹变换吗？经过讨论,笔者发现许多科技工作者对这个问题存在不同程度的误解,其中最大的一个就是以为介质速度不快就没有相对论效应,伽利略变换也近似可用。造成这一误解的主要原因还是对狭义相对论的理解不够透彻,尤其是对狭义相对论与经典电磁学之间的密切联系缺乏认识。下面,笔者将通过这篇短文,专门介绍一下洛伦兹变换的低速近似问题。     

电磁感应现象中存在“动生电场”吗？

近期关于电磁学和电动力学的大讨论仍在继续,主要的关注点从之前的运动介质电动力学转移到了对电磁感应现象的深入剖析。通过讨论,笔者发现一些同学甚至是专业的科技工作者对于如感生/动生电动势、感生(涡旋)电场、非静电力、电势差等概念存在误解和混淆。经过初步调研后发现导致这一问题的原因是由于普通高中教育阶段可以使用的数学工具有限,新课标高中物理对于电磁感应现象的讨论规避了一些技术细节,而一些大学工科中文电磁学教程里关于这一段的论述又存在错误的表述和公式。为了帮助读者朋友理清相关概念,笔者决定以此内容作为“漫话麦克斯韦方程组”专题的第二篇文章。     

基于可调石墨烯超表面的宽角度动态波束控制

可调控超表面可用于动态控制空间波束的方向,具有很高的应用价值.石墨烯是一种可调的二维材料,它的电导率可以通过外加电压控制,利用这一特性可设计基于石墨烯的可调控超表面.超表面控制反射波束时的理论依据是广义的斯涅耳反射定律.反射角度可通过沿超表面的相位梯度进行控制.但是这种方法有局限性,当超表面单元固定时,反射角度只能取有限个离散的值.本文设计了基于石墨烯的可调超表面,并采用一种基于卷积运算定理的波束控制方法,实现了反射波角度的大范围动态控制.在1.75 THz垂直入射平面波激励下,反射角度可以从5?变化到70?,间隔小于10?.数值模拟结果与理论计算结果一致.     

一个偶然的发现

一、提出问题在学习圆锥的侧面展开图时,老师出了这样一道题目:如图1,圆锥底面半径为9cm,母线长36cm,则圆锥侧面展开图的圆心角为     

铜带复合对超导倾斜堆叠结构的电磁特性优化研究

REBCO堆叠结构是超导体应用实现的关键中间载体。然而随着REBCO堆叠结构中带材数量的增加,将产生较大的应力限制堆叠带材的数量。倾斜堆叠结构(CSS)在一定程度上可以平衡堆叠弯曲半径和堆叠数量。允许堆叠的数量增加后,可加入金属带材复合来实现CSS的结构优化。由于CSS电流的分布有着不均匀的特性,固定根数的铜带复合在CSS不同位置对临界电流的影响可能不同。首先,本文基于实验方法和仿真方法,对铜带复合在CSS不同部分的电磁特性展开研究。随后,基于响应面分析法量化了不同复合结构的具体效果。最后通过分析复合CSS和普通堆叠的临界电流差异和交流损耗差异,来验证铜带复合CSS的电磁性能优势。     

高马赫数超燃冲压发动机技术研究进展

吸气式高超声速飞行在空间运输和国家空天安全领域具有极高价值,超燃冲压发动机是其核心动力装置.目前飞行马赫数4.0～7.0超燃冲压发动机技术日趋成熟,发展更高速的飞行动力技术成为今后临近空间竞争焦点之一.本文对飞行马赫数8.0～10.0的高马赫数超燃冲压发动机技术进行了分析和综述.首先论述其亟待解决的关键问题和技术,分别包括高焓离解与热化学非平衡效应、超高速气流燃料增混与燃烧强化技术、高超声速燃烧与进气压缩的匹配及工作模态、高焓低雷诺数边界层流动及其控制方法、高焓低密度流动/燃烧的热防护技术,以及高马赫数发动机的地面试验风洞技术.然后,进一步介绍了国内外高焓激波风洞与驱动技术以及国内外典型的地面和飞行试验进展.进而针对推进和热防护的总体性能评估、高马赫数发动机内凸显的高焓离解与热化学非平衡效应、超高速气流燃料增混和燃烧强化技术综述了相关研究进展及结论,讨论了高马赫数超燃冲压发动机的可行性以及各关键技术的特点.最后进行了总结并对后续研究提出了几点建议.     

不饱和糖功能单体接枝聚氨酯膜的制备及其血液相容性

通过葡萄糖、丙烯酸羟乙酯和丁二胺反应,制备了含不饱和双键的糖基功能单体。 采用傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对合成的产物进行结构表征确定。 采用紫外光引发接枝聚合技术,将制备的不饱和糖单体接枝聚合到聚氨酯膜的表面,以衰减全反射模式下傅里叶红外光谱对表面接枝反应进行了确认。 通过静态水接触角实验和血小板黏附实验,分别对改性聚氨酯膜表面的亲水性和血液相容性进行了研究,结果表明,改性聚氨酯膜表面的接触角从86°降低到45°,血小板的粘附量由14.36×10³ cells/mm²减少到2.57×10³ cells/mm²,亲水性明显增强,血液相容性显著改善。     

新型路灯节能系统的设计

设计了一种新型的路灯节能照明控制系统。用发光二极管代替实际路灯,制备出了演示系统。该系统包括单片机、红外线感应器和光敏电阻等元器件。随着外界光照强度和人车流量等条件的改变该系统所控制的路灯可以自动调节灯光亮度,以达到节能的目的。如果该路灯控制系统能够投入使用,将会减少许多无谓的能源消耗,为我们国家所倡导的绿色、低碳、环保的生活添砖加瓦。     

树皮体加热状态HRTEM变化特征及其热重特性研究

以中国特殊显微组分树皮体作为研究对象,并与镜质体和树皮煤进行比较,通过热重实验分析了树皮体的热行为特性,并运用原位加热透射电镜(HRTEM)研究了树皮体在线受热后其化学结构变化特征,并进一步分析了树皮体热性质特性的原因。研究表明,相比于镜质体和树皮煤,树皮体在受热过程中的失重总量和热解最大速率均高,而三个样品的热解最大速率温度接近。在350℃之后,树皮体和镜质体的化学结构均具有定向性,且随着温度的升高,其定向性越明显。树皮体和镜质体分别在400和450℃时,呈现芳香层片堆积。同一温度条件下比较发现,树皮体和镜质体化学结构中以萘、2×2和3×3条纹为主;其次是4×4和5×5条纹。相比较而言,树皮体的萘含量高于镜质体,而镜质体中的3×3、4×4和5×5条纹的含量高于树皮体。在350-500℃,随着温度的逐渐升高,树皮体和镜质体中的萘含量增加,在450℃时,其萘的含量达到最高。树皮体的热解行为特性与其加热过程中化学结构特征变化有关,尤其是萘的含量变化。