地膜为农业发展带来了极大的便利，但由于其稳定的理化性质，在自然条件下极难进行处理，若处理不当极易对环境造成严重威胁。为了探究低温等离子体降解技术中不同实验因素对农业地膜降解效果的影响，本研究采用自制针板电极结构，通过施加高频交流电压对聚乙烯地膜进行了等离子体处理。分析了输入功率、放电时间、电极数量以及空气流通等因素对地膜降解率的影响。通过地膜质量、拉曼光谱图、扫描电子显微镜以及相对分子质量等参数对比了处理前后地膜的变化。结果表明：当输入功率由 26 W 上升至 80 W，地膜降解率提升了约 2.6倍，提高输入功率可以增加反应空间内的高能电子和活性物质，但能量效率并未随降解率而升高，当输入功率为 51 W 时，能量效率最高为 58.82 μg/（W·h）；针尖数量会影响等离子体的均匀性和输入功率，随着针电极数量增加，地膜降解率由 3.49% 下降至 2.1% 后又上升到 3.57%；延长放电时间会导致分子链结构更容易受到等离子体攻击，发生断裂；此外，空气流动性会影响反应器内的臭氧浓度，当输入功率较低时，密闭环境下臭氧浓度更高，当输入功率提升至 80 W，具有良好空气流动性情况下臭氧浓度更高，有助于提升地膜降解率。
针板电极 聚乙烯地膜 高频交流 等离子体 Needle plate electrode Polyethylene film High frequency AC Plasma 辐射研究与辐射工艺学报
2024, 42(1): 010401
强激光与粒子束
2024, 36(2): 025007
昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093
针对红外与可见光图像融合过程中细节信息丢失过多、融合结果纹理不清晰、对比度不高等问题，提出一种基于图像增强和二次非下采样轮廓波变换（NSCT）分解的红外与可见光图像融合方法。首先，对可见光图像采用基于引导滤波的图像增强算法提升图像可视性。其次，对增强后的可见光图像和红外图像分别进行NSCT分解得到低频子带和高频子带，并且在不同子带间使用不同的融合规则，得出一次融合图像的NSCT系数。然后，对一次融合图像的NSCT系数重构再分解为高频子带和低频子带并分别与可见光图像的高低频子带融合得到二次融合图像的NSCT系数。最后，对二次融合图像的NSCT系数进行逆变换重构得到最终的融合图像。利用公共数据集进行大量试验，使用8种评估指标，与8种基于多尺度的融合方法对比。实验结果表明：所提方法能保留更多源图像中的细节信息，还能提高融合结果的边缘轮廓清晰度、整体对比度，在主观视觉和评价指标上都存在优势。
图像融合 引导滤波 高频子带 低频子带 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0437001
Author Affiliations
Abstract
Applied Physics Institute, Hebrew University of Jerusalem, Jerusalem, Israel
The generation and control of large amplitude plasma gratings and other plasma structures is of paramount importance for the realization of plasma photonics. Autoresonant excitation of such structures by means of chirped amplitude-modulated lasers has been recently discussed and analyzed theoretically. Here we discuss the parameter space for the realization of such a scheme and describe the laser system that was built towards this goal. We also expand our earlier theoretical study to account for the more realistic case of a moderately focused laser beam, instead of the simplified plane wave approximation.
amplitude modulation high-frequency modulation autoresonance ion acoustic wave High Power Laser Science and Engineering
2024, 12(1): 010000e8
光子学报
2023, 52(12): 1210001
1 中国民航大学 适航学院
2 民航航空器适航审定技术重点实验室, 天津 300300
为提高航空甚高频(VHF)通信设备的电磁防护能力, 提出了一种基于 PIN二极管的限幅器。采用先进设计系统 (ADS)仿真研究了不同二极管级数对限幅器插入损耗以及限幅性能的影响, 设计了一款由 PIN对管并联结构、集**数定向耦合器、整流电路与匹配电路相结合的半有源式限幅器, 通过将部分干扰信号转变为直流的方式, 为二极管提供偏置电压, 降低限幅器的限幅电平。性能测试结果表明, 在 118~136 MHz的频率范围内, 半有源式限幅器的插入损耗小于 1 dB, 输入输出端口的回波损耗大于 20 dB, 限幅电平小于 7.5 dBm, 功率容量大于 25 dBm, 实现了低插入损耗与高限幅性能。
航空甚高频通信 先进设计系统 PIN限幅器 电磁防护 aeronautical Very High Frequency communication Advanced Design System PIN limiter electromagnetic protection 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(7): 928
1 农业农村部农业遥感机理与定量遥感重点实验室, 北京市农林科学院信息技术研究中心， 北京 100097国家农业信息化工程技术研究中心， 北京 100097辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院， 辽宁 阜新 123000
2 农业农村部农业遥感机理与定量遥感重点实验室,北京市农林科学院信息技术研究中心， 北京 100097 南京农业大学国家信息农业工程技术中心， 江苏 南京 210095 国家农业信息化工程技术研究中心， 北京 100097
3 农业农村部农业遥感机理与定量遥感重点实验室江苏 南京 210095 国家农业信息化工程技术研究中心， 北京 100097中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室， 北京 100083
4 农业农村部农业遥感机理与定量遥感重点实验室， 北京市农林科学院信息技术研究中心， 北京 100097国家农业信息化工程技术研究中心，北京 100097
5 农业农村部农业遥感机理与定量遥感重点实验室， 北京市农林科学院信息技术研究中心， 北京 100097国家农业信息化工程技术研究中心， 北京 100097
6 农业农村部农业遥感机理与定量遥感重点实验室江苏 南京 210095国家农业信息化工程技术研究中心， 北京 100097
7 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院， 辽宁 阜新 123000
植株氮含量(PNC)是评价作物长势和营养状况的重要指标， 快速准确获取作物的PNC信息可为农田管理策略的制定与实施提供重要依据。 已有研究表明， 仅采用影像的光谱信息估算作物的PNC存在饱和现象， 该研究尝试采用植被指数(VIs)结合二维离散小波分解技术(DWT)提取的多个尺度的高频信息(HFI)构建一种光谱空间特征(VIs+HFI)， 探究VIs、 HFI和VIs+HFI估算PNC的能力。 首先， 以无人机为遥感平台获取马铃薯现蕾期、 块茎形成期、 块茎增长期、 淀粉积累期和成熟期5个氮营养关键生育期的数码影像并实测各生育期的PNC数据。 其次， 基于预处理的无人机影像， 提取各生育期冠层的光谱信息构建VIs， 并采用DWT提取各生育期1~5尺度的HFI。 然后， 将各生育期提取的VIs和HFI与马铃薯PNC进行相关性分析， 分别筛选出相关系数绝对值较大的前7个VIs和前10个HFI。 为降低共线性对实验结果的影响， 根据KMO检验结果对筛选的HFI进行主成分分析(PCA)降维处理。 最后， 采用岭回归和极限学习机(ELM) 2种方法分别以VIs、 HFI主成分和VIs+HFI主成分为模型变量构建马铃薯各生育期的PNC估算模型， 并进行评估。 结果表明: (1)马铃薯各生育期， 1~5尺度的HFI对估算PNC均有贡献。 (2)以VIs+HFI为模型变量构建的马铃薯PNC估算模型的精度和稳定性高于单一VIs和HFI。 (3)马铃薯各生育期， 以岭回归方法构建的PNC估算模型优于ELM方法。 其中， 以VIs+HFI为模型变量构建的PNC估算模型效果最优， 5个生育期的建模R2分别为0.833、 0.764、 0.791、 0.664和0.435， RMSE分别为0.332%、 0.297%、 0.275%、 0.286%和0.396%; NRMSE分别为9.113%、 9.425%、 10.336%、 9.547%和15.166%， 该研究可为马铃薯氮营养状况的实时高效监测提供一种新的技术支撑。
无人机 马铃薯 植株氮含量 植被指数 高频信息 Unmanned aerial vehicle Potato Plantnitrogen content Vegetation indices High frequency information 光谱学与光谱分析
2023, 43(5): 1532
1 厦门理工学院 机械与汽车工程学院，福建 厦门361024
2 精密驱动与传动福建省高校重点实验室(厦门理工学院)，福建 厦门361024
3 厦门市智能制造高端装备研究重点实验室，福建 厦门361024
4 集美大学 海洋装备与机械工程学院，福建 厦门361024
针对现有的雾化装置粒径分散较广及难以生成大量微米级与亚微米级液滴等问题，设计并加工了一种基于声表面波的液滴雾化装置。首先，利用COMSOL仿真软件对声表面波器件的结构建模并进行压电仿真分析，模拟声表面波的振动传播，得到其谐振频率为18.269 MHz。其次，基于声-压电耦合多物理场模拟声波在固-液界面的衍射，以及在液体中的传播过程。最后，加工声表面波雾化实验装置并进行液滴雾化实验，通过调整激励信号频率与输入功率实现了液滴的稳定雾化，对雾化后的液滴粒径分布进行测试。实验结果表明，当输入信号幅值为420 mV，谐振频率为19.259 MHz时，该装置生成大量微米级细小液滴，液滴粒径基本呈三峰分布，主要集中在3 μm、30 μm与500 μm。
声表面波 雾化 声流 有限元仿真 高频 微米级 surface acoustic wave atomization sound flow finite element simulation high frequency micron-scal
1 中电科芯片技术(集团)有限公司， 重庆 400060
2 模拟集成电路国家级重点实验室， 重庆 400060
综述了近年来国际上SiGe BiCMOS工艺的最新研究成果和工艺量产情况，具体展现和讨论了不同机构所研发的器件结构、工艺流程及其性能，并且展望了器件及工艺进一步优化的方向。虽然目前传统的双多晶自对准选择性外延基区结构实现了最佳的量产性能，但受限于内外基区连接电阻和选择性外延基区薄膜的不均匀性，其器件性能很难再有进一步提高。非选择性外延基区结构在实验室获得了极高的性能，但其自对准特性较低，这妨碍了其工业量产和更大规模集成。维持HBT器件与更小尺寸基线CMOS的工艺兼容性变得越来越困难。对高性能、工业量产和低成本进行综合，仍然是一项具有较大挑战性的任务。
高频性能 工业量产 SiGe BiCMOS SiGe BiCMOS SiGe HBT SiGe HBT high frequency performance mass production
中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
该文仿真设计了一种高频压电复合材料球形换能器, 利用COMSOL软件建立了有限元模型, 计算了换能器的声辐射特性, 分析了不同压电陶瓷材料、不同基元尺寸对换能器声辐射特性的影响。仿真分析结果表明, 球形高频换能器具有高频、宽带及可全向辐射声波等特性, 能广泛应用于水声探测与成像发射换能器及其阵列。
压电复合陶瓷材料 球形 全向 高频换能器 piezoelectric composite ceramic materials spherical sharp omnidirectional radiation high frequency transducer
