基于时域有限差分法的微带天线分析

微带天线具有许多优点,在许多领域得到广泛应用。为精确设计微带天线,需了解描述天线性能的电参数。介绍了一种数值分析方法——时域有限差分法（FDTD）,从Maxwell旋度方程出发推导FDTD差分格式计算过程,总结出分析电磁问题的一般步骤,并采用FDTD分析了一款典型的微带天线。和电磁仿真软件XFDTD仿真结果相比较,可以看出FDTD计算结果与软件仿真结果吻合得很好。     

北方寒区河流湿地土壤溶解性有机质荧光光谱特征

溶解性有机质(DOM)是土壤中活跃的有机成分,其来源和组成可指示土壤腐殖化程度及与外部环境间的相关关系。为科学地监测与评价湿地土壤环境质量,采集黑龙江省碾子山雅鲁河国家湿地公园内不同植被条件下的表层(0～20 cm)土壤,应用三维荧光光谱-平行因子分析法,测定DOM荧光光谱,并进一步分析土壤理化指标对DOM组成的影响。结果表明：5种植被类型(包括9种群系)条件下土壤DOM腐殖化指数在2.562～9.052之间,落叶阔叶林和落叶阔叶灌丛土壤腐殖化程度高于草甸,其次为沼泽,水生植被最低;荧光指数介于1.407～1.586,土壤DOM来源兼具外生源和自生源特征,落叶阔叶林和芦苇[Phragmites australis(Cav.) Trin. ex Steud.]沼泽表现为明显的外生源特征,而水生植被及稗[Echinochloa crus-galli(L.) P. Beauv.]沼泽具有明显的自生源特征;生物指数在0.482～0.662范围内,新近自生源贡献率均较低。土壤DOM中识别出3类5种有机组分,类腐殖质(紫外类富里酸和可见类富里酸)相对比重最大,外生源特征明显的土壤样品中含量多;其次...     

基坑排水对城市内河水体溶解性有机质的影响研究

工程施工时基坑排水是保障基坑安全的必要措施,排出水进入城市内河,对内河及下游水生态安全产生影响。该研究采集哈尔滨市何家沟欧亚之窗公园段建筑工程施工过程中基坑排出水(W1)、排水口上游100 m处(W2)、排水口处(W3)、排水口下游50 m处(W4)、排水口下游100 m处(W5)、排水口下游200 m处(W6)的水体样品,应用三维荧光光谱-平行因子分析方法,测定溶解性有机质(DOM)的荧光光谱特征,分析DOM的组成和来源,探究基坑排水对城市内河水体环境的影响。结果表明：内河水体腐殖化指数(HIX)在0.337~0.381范围内,腐殖化程度低,W1,W3～W6的HIX差异不显著,均显著低于W2,说明排水进一步降低了内河水体腐殖化程度。荧光指数(FI₃₇₀)介于2.330~2.900范围内,生物指数(BIX)在0.897~1.140范围内,W1和W2的FI₃₇₀和BIX均显著高于W3~W6,两者具有极强的自生源特征,说明排水使下游水体自生源特征降低。水体样品DOM中共识别出2类4种有机组分：可见类富里酸组分(C1)、类色氨酸组分(C2)、紫外类富里酸组分(C3)和类酪氨酸组分(C4),即类富里酸物质(C1、C3)和类蛋白物质(C2、C4),两者间成负相关关系。FI₃₇₀与4种有机组分间均呈极显著的相关性,说明DOM组成简单。W2具有相对较高的DOM浓度,而排水口下游水体DOM浓度低,基本保持稳定。类蛋白物质在上游水体中占有相对较高的比重,在W4中,4种有机组分相对比重差异不显著,W5和W6类富里酸物质的相对比重有升高趋势,同样说明基坑排水导致内河水体自生源特征降低。除pH值升高外,下游水体样品溶解氧(DO)、总氮、总磷等理化指标含量均降低,pH值与类富里酸物质呈正相关,与类蛋白物质呈负相关,而DO、化学需氧量及水体养分指标与之相反。水体DOM有机组分与理化指标的相关性不同,可直接或间接影响DOM组成。因此,工程施工基坑排水可降低城市内河水体DOM浓度,改变了水体DOM组成。     

基于MRTD的天线电磁辐射分析

系统地研究了时域多分辨（MRTD）算法,并利用该算法计算天线的电磁辐射,验证与其他算法比较下所具有的优越性,推导出采用具有紧支撑特性的Daubechies小波作为展开基的MRTD算法的计算公式,分析其色散特性和吸收边界条件,通过模型分析圆柱形单极天线的电磁辐射,仿真出该天线的一系列电参数值,经过优化可以得出比较理想的结果。结果表明MRTD具有良好的色散特性和精度,同时还具有计算速度快、存储空间少和内存使用量小等优点,有效地弥补了其他计算机电磁算法的不足。     

叶绿素荧光分析技术在野生植物响应多环芳烃(菲)胁迫的应用研究

以叶绿素荧光分析为技术手段,通过研究土壤中多环芳烃（菲）胁迫对野生大豆叶绿素荧光特性以及光能分配参数的影响。结果表明：土壤菲胁迫降低了PSⅡ反应中心活性和电子传递能力,导致其光能利用能力降低。200 mg·kg-1菲胁迫促使F_v/F_m,q_P,ETR和NPQ的发生变化,降低了光合电子传递链上的电子传递能力和光合反应活性;在不同光强的调控下,土壤菲胁迫浓度的增大使得大豆幼苗叶片叶绿素荧光响应曲线Ф_PSⅡ和q_P参数呈现降低趋势,NPQ的上调启动了叶黄素循环途径耗散过剩的辐射激发能,以维持光合机构的正常生理功能。土壤菲胁迫下野生大豆叶片的F_m,F_v/F_m,F_v/Fo和PI_ABS等参数均随着菲含量的增加而降低,即土壤菲胁迫抑制了野生大豆叶片的PSⅡ光化学活性。通过对PSⅡ电子供体侧和受体侧的电子供应及传递能力的研究发现,土壤菲胁迫下野生大豆叶片OJIP曲线上0.3 ms时(即K点)的荧光强度增加,即放氧复合体(OEC)活性降低。土壤菲胁迫还导致OJIP曲线上J点和I点荧光强度的增加,说明土壤菲胁迫导致了野生大豆叶片PSⅡ受体侧电子接受能力的降低,使电子由Q_A向Q_B传递受阻。野生大豆叶片的光能吸收和分配参数也明显受到土壤菲胁迫的影响;随着土壤菲浓度的增加野生大豆叶片PSⅡ反应中心吸收光能用于Q-_A以后的电子传递能量比例和单位反应中心捕获用于电子传递的能量降低,即吸收的光能用于光化学反应的比例降低。因此,土壤菲胁迫下导致PSⅡ电子供体侧OEC的损伤和PSⅡ电子受体侧电子传递能力的降低,以及光能分配利用的改变均是导致其PSⅡ反应中心的活性降低的重要原因。研究结果表明,以叶绿素荧光分析技术可为环境中多环芳烃（菲）胁迫对植物光合作用的影响机理研究提供指导。