人工合成超材料参数提取方法的改进
制备超级材料的挑战与突破
制备超级材料的挑战与突破材料科学研究已成为科学技术的重要组成部分，是推动人类社会进步和发展的重要力量。
随着科学技术的发展，材料科学领域也取得了一系列突破，出现了一些超级材料。
超级材料不仅在航空航天、能源、环保、新材料等领域有广泛应用，而且具有革命性的影响，成为了未来材料科学发展的重要方向。
但是，如何制备超级材料，却是一个异常复杂的问题，需要各方面科学家的共同努力和探索。
一、超级材料的定义和意义超级材料是指具有特殊功能或性质、性能优异、使用寿命长、安全可靠的材料。
这类材料不仅有显著的物理、化学、力学性质，而且可以具有智能化、纳米化、多功能化等性质，如碳纳米材料、石墨烯、超导体材料、高温超导材料、光电材料等。
发展超级材料对实现社会对材料性能的高效、低成本、安全、环保等要求，推动核能、电池、电子、汽车、航空航天、新能源等领域的发展具有重要意义。
同时也有利于解决人类面临的很多难题，如环境污染、能源枯竭、人体疾病等，可说具有革命性的意义。
二、制备超级材料的挑战制备超级材料是一项极其复杂的任务，涉及理论、实验、制备、加工等方面，需要多学科的交叉研究，以及对各项参数、材料结构等进行精密控制。
因此，制备超级材料面临着诸多挑战。
1.制备成本高目前超级材料大多需要采用先进、高昂的技术设备，这导致制备成本较高，难以实现大规模生产和应用。
因此，超级材料制备的推广和应用面临较大的压力。
2.时间周期长制备超级材料需要许多环节的耐心和时间，常常需要多年甚至数十年来开发新材料。
这意味着，低容错率的制备过程将导致成本急剧上升或材料性能细微改变，甚至导致整个研究过程的失败，增加了超级材料研究的风险和挑战。
3.技术设备不断更新超级材料制备使用的现代化技术和设备更新换代较快，必须不断更新及不断掌握新技术，才能保证超级材料的质量和性能，同时对研究者们的专业技术水平以及制备条件也提出了极高的要求。
三、制备超级材料的突破面对制备超级材料的挑战，科学家们进行了各种探索和重重挑战，终于获得了许多突破。
基于改进凸包算法的叶片型面特征参数提取
Ａ 为Ｙ ７ 坐标等于 Ｙ ｉ 的点中 ｍｎ 坐标最大的点； Ａ 为Ｙ ８ 坐标等于Ｙ ｉ 的点中 坐标最小的点。 ｍｎ （） ２ 将这些极值点按顺时针方向的顺序 ， 写人数
组 Ａ中， 即
Ａ＝『 ； ； ； ４ Ａ５ Ａ６ Ａ ； １ ＡｌＡ２ Ａ３ Ａ ； ； ； ７ Ａ８
是 儿的 １ ０ 其时间复杂度为 Ｏ ｎ ； ／ ， １ （）
第二步是提取初始平面点集中的极值点生成初
Ｓ为正 时 ， 表示 Ａ、 Ｃ是 逆 时针 ； 、
５为负时 ， 表示 Ａ、 、 是顺时针。 ＢＣ （） １ 如果 Ｓ ， Ｃ在 ＬＡ ） ＞０ 点 （ Ｂ 的左侧 ； （） ２ 如果 Ｓ ， Ｃ在 Ｌ ） ； ＝０ 点 上 （） ３ 如果 Ｓ ， Ｃ在 Ｌ ） ＜０ 点 的右侧。
和Ｃ ＭＭ测量法的不足 ， 并且实现叶片型面的在机检 本文提出了基于主成份分析法的叶片叶身轴线 测 ，其还将成为叶片类复杂曲面型面精密检测的重 方向的提取方法 ，并以此轴线方向为叶片型截面的法 要手段。利用非接触式测量得到叶片的点云数据 ， 高 矢 ， 准确截取叶片型面 ， 得到叶片型截面点云数据。 效快速地提取 叶片型面特征参数 ，具有重要的现实 本文改进了文献［ 的算法 ， ２ 】 用矩形 区域腐蚀 法 意义和实用价值。
凸包算法包括卷包裹 （ａ－） 、 雷厄姆 （ ｒ ａ 如椭 圆形前缘可以明显改善叶片的气动性能圈 Ｊｎｓ法 格 ｉ Ｇａ ｍ） ｈ 。
收稿 日期 ：０ １ １－ ９ ２ １ — ０ １ 基金项 目 ： 国家 自 然科学基金青年基金项 目（１０１５ ； ５ １５５ ）国家 自然科学基金重点项 目（０３０４ 。 ５８５ｏ ） 作者简介 ： 彭志光（９６ ， ， １７ 一）男 四川广安人 ， 在读研究生 ， 究方 向 ： 曲面精 密检测 ； 研 复杂 李文龙 （９Ｏ ）男 ， １８一 ， 山东青 岛人 ， 师 ， 讲 研究方 向 ： 点云拼合 。 曲面检测 。
新型超材料的制备与应用
新型超材料的制备与应用近年来，新型超材料的研究及其可能的应用已经成为一个前沿话题。
超材料是一种由人工制备的具有特殊的物理和电磁性质的材料。
与传统材料不同，超材料可以实现负折射率，具有超常的吸收、透射和反射性能，因此被广泛应用于光电领域、微波技术、天线和光学器件等领域。
首先，我们需要了解超材料的制备方法。
目前制备超材料的方法主要有顶端制备、光干涉法和离子束刻蚀法等。
顶端制备法是指将大量的纳米金属颗粒堆积在透明基底材料上，从而形成具有特殊结构的超材料。
光干涉法是利用光干涉现象制作超材料，即经过两束激光的干涉，形成一定的干涉图案后，使用电子束、离子束等方法将所需材料准确地制备出来。
离子束刻蚀法则运用离子束的辐照力量刻蚀出所需超材料的微细结构，这种方法具有较高的加工精度和重复性，在微纳加工领域中得到了广泛认可。
超材料的制备方法和技术不断更新，目前主要的制备技术可以单独或组合使用，来制作出非常高质量的超材料用于具体应用。
其次，我们需要了解超材料的应用领域。
由于超材料在光学波段和微波领域均具有广泛的应用前景，因此它们在通讯、传感、能量转换等领域中发挥了非常重要的作用。
在通信领域中，超材料能够提高波导的传输质量，同时降低系统的信噪比。
在能量转换领域中，由于超材料具有较好的透明性、抗热性和抗辐照性能，因此可以用于太阳能电池板、光催化反应器和光伏发电等应用中。
在传感领域中，超材料可以用于制作传感器、生物芯片等，其特殊的物理和化学性质使其非常适合于制作高灵敏传感器。
最后，我们需要关注超材料在未来的应用前景。
随着5G等技术的高速应用，射频系统的应用越来越普及，越来越需要新型超材料作为射频器件。
超材料的独特电磁波性质，使其可以应用于生物传感器、能量转换器等领域，这些领域均有着非常广阔的研发前景。
此外，由于人工智能的不断发展，超材料也已广泛应用于智能化和自主控制系统中，这将带动超材料制备和应用在智能化和自主控制领域的飞速发展。
超材料结构的制备与性能研究
超材料结构的制备与性能研究超材料是一种新兴的材料，是由天然材料中不存在的人工结构组成的。
这些结构可以在微观尺度上控制电磁波的传播，从而实现许多惊人的性能优势。
随着对超材料的研究不断加深，制备超材料结构的成本逐渐下降，性能也得到了极大的提高。
本文将探讨目前超材料结构的制备方法和最新的性能研究成果。
1. 制备方法超材料结构的制备方法主要包括典型的Top-down和Bottom-up 两种方法。
Top-down是将天然材料加工成需要的超材料结构。
所需技术包括电子束光刻、激光微加工和电子束在薄膜上的金属沉积等。
这种方法可以控制超材料的结构形态，但成本较高，难度较大，制作的样品一般较小。
Bottom-up是在微纳米尺度下，通过自组装、溶胶-凝胶或化学合成等方法来制备材料，然后通过精细控制进行组装形成超材料结构。
这种方法可以控制超材料的组成结构，且可批量制备。
常用的方法包括自组装纳米粒子、通过模板法制备超材料和溶液中金属纳米结构的自组装等。
2. 材料性能研究超材料结构的性能主要表现在电磁波控制、声学控制和光学控制。
因为这些性能都是基于材料纳米结构的电磁响应实现的，所以材料的物理化学性质对其性能有着重要影响。
2.1电磁波控制超材料结构可以实现负折射率，即折射率为负数。
这种性质使得电磁波在过渡到超材料中后反向传播。
此外，超材料的相位速度可以超过光速，即组成波的部分超过了真空中的光速。
这些性质使得超材料在微波和光学领域具有一定的应用前景，如吸收微波波段的应用于隐身技术，用作人造磁性孔耳机的耦合器等等。
但超材料也存在一些不足，例如在频率稳定范围内的工作带宽较小、材料对于来自多个方向的波源的响应度不佳等。
2.2光学控制超材料结构可实现光学折射率、透过率和透射率的负值或者超高值，从而实现超材料的透镜、分束器等光学器件制作。
目前的传统光学结构已经不能满足高速通讯，生物医学和信息处理等领域的需求。
超材料凭借其独特的折射率和其它光学特性，展现出了具有巨大潜力的光学应用。
改进的均匀化AGAST特征提取算法
改进的均匀化AGAST特征提取算法
王辉;袁杰
【期刊名称】《电光与控制》
【年(卷),期】2022(29)5
【摘要】为了实现对图像特征的均匀化提取,改善传统角点检测算法的特征点局部聚集问题,提出一种改进的AGAST特征提取算法。
通过对图像构建高斯金字塔,实现特征点的尺度不变性;之后采用四叉树方法对特征点进行划分、筛选,获得均匀化的特征点分布,自适应四叉树深度提高运算效率;使用灰度质心法计算特征点方向实现旋转不变性。
与其他算法进行对比实验,结果表明,改进后算法有效提高了特征点提取的速率和均匀性,较其他算法,提取速率提升12.31%、均匀度提升7.8%,具备较好的性能。
【总页数】6页(P33-38)
【作者】王辉;袁杰
【作者单位】新疆大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.4
【相关文献】
1.基于非均匀光照下文本图像二值化改进算法
2.基于改进匹配追踪算法的化爆地震波信号时频特征提取
3.一种混沌伪随机序列均匀化普适算法的改进
4.改进的小波均匀化多尺度算法
5.基于直方图均衡化的PCA-SIFT图像特征提取与匹配改进算法
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手性超材料研究进展
手性超材料研究进展钟柯松2111409023 物理1. 引言超材料是有特殊电磁性质的人造结构性材料，其中一个典型的性质就是负折射率。
第一种负折射率材料1两个部分组成：一个是连续的金属线，它来实现负介电常数2，另一个是开环谐振器，来实现负的磁导率3。
在同时实现复介电常数和负磁导率的时候，负折射率就是实现了。
后来，人们大多数以这个原则4-5来设计负折射率材料。
虽然负磁导率在微波段很容易实现，但是在光频区域却极其困难7,8。
与此同时，Pendry9，Tretyakov10,11和Monzon12等人从理论上提出了另一种利用手性实现负折射率的途径。
而手性材料层作为完美透镜也从理论上实现了9-13。
在这些报告中，Pendry提出了一种3D螺旋线结构来实现负折射率的手性超材料9。
Tretyakov 等人则在理论上研究了在手性和偶极粒子手性复合材料中得到负折射率的可能性11。
理论表明，负折射率是可以在以3D螺旋对称为晶格的金属球超材料中可以得到14。
同时也表明，周期上的手性散射是3D和各向同性负折射率的原因15。
实际上，Bose曾经在1898年利用螺旋结构研究了平面偏振电磁波的旋转16。
Lindman也是研究微波段人造手性介质的先驱17。
最近，Zhang 等人在实验上实现了一个3D手性超材料在THz波段的负折射率18。
Wang等人则在微波段同时实现了3D手性超材料的负折射率和巨大的光学活性和圆二色性19,20。
但是，这些提到的3D手性超材料都很难构建。
同时，平面手型超材料显示了光学活性也被报道了21-24。
这里需要指出的是，平面手性结构是正真的3D手性结构是不同的。
Arnaut和Davis第一次把平面手性结构引入到了电磁波的研究中25,26。
一个结构如果被定义为手性结构，那么它应该是在任何平面是没有镜面对称的，然而，一个平面结构被认为是手性的，则它是不能和它在该平面上的镜像重叠的，除非它不在这个平面上。
实际上，一个平面手性结构还是和镜像镜面对称的。
《基于机器学习算法的超材料快速自动设计研究》范文
《基于机器学习算法的超材料快速自动设计研究》篇一一、引言随着科技的快速发展，超材料作为一种新型的材料体系，其独特的物理和化学性质在众多领域中展现出了巨大的应用潜力。
然而，超材料的设计与开发过程往往复杂且耗时，需要经过多次的试验和优化。
为了解决这一问题，本文提出了一种基于机器学习算法的超材料快速自动设计方法，旨在提高超材料设计的效率和准确性。
二、研究背景及意义超材料因其独特的物理和化学性质，在电磁学、光学、声学等领域具有广泛的应用前景。
然而，超材料的设计与开发过程需要综合考虑材料的组成、结构、性能等多个因素，且往往涉及到复杂的试验和优化过程。
传统的超材料设计方法主要依赖于人工经验和试错法，效率低下且成本高昂。
因此，研究一种能够快速自动设计超材料的方法具有重要意义。
三、研究方法本研究采用机器学习算法，通过大量历史数据的训练和学习，建立超材料设计与性能之间的映射关系。
具体步骤如下：1. 数据收集与预处理：收集超材料设计与性能相关的数据，包括材料的组成、结构、性能等。
对数据进行清洗、整理和标准化处理，以适应机器学习算法的需求。
2. 特征提取与选择：从预处理后的数据中提取出对超材料性能有影响的特征，如材料的组成比例、结构参数等。
同时，通过特征选择算法筛选出对性能影响较大的特征。
3. 机器学习模型构建：选择合适的机器学习算法（如神经网络、支持向量机等），构建超材料设计与性能之间的映射关系模型。
4. 模型训练与优化：使用历史数据对模型进行训练，通过调整模型参数和结构，优化模型的性能。
5. 快速自动设计：利用训练好的模型，输入特定的性能要求，快速自动生成满足要求的超材料设计方案。
四、实验结果与分析1. 数据集与实验设置：本研究使用了包括上千个超材料设计方案与性能数据的数据集。
在实验中，我们将数据集分为训练集和测试集，分别用于模型的训练和性能评估。
2. 特征提取与选择结果：通过特征提取与选择算法，我们筛选出了对超材料性能影响较大的特征，如材料的组成比例、晶体结构等。
材料科学中先进纳米材料制备方法改进途径
材料科学中先进纳米材料制备方法改进途径先进纳米材料作为材料科学中的重要研究领域，具有广泛的应用前景和巨大的市场潜力。
然而，当前先进纳米材料制备方法存在一些问题，例如低效率、高成本、复杂的工艺流程等，这限制了先进纳米材料的大规模应用。
因此，改进先进纳米材料的制备方法成为一个迫切的需求。
在本文中，我们将探讨一些改进途径，以提高先进纳米材料的制备效率和降低成本。
首先，优化材料的合成方法是改进先进纳米材料制备的一种重要途径。
传统的合成方法主要依赖于化学合成和物理方法，如溶剂热法、电化学合成、氧化蒸发等。
然而，这些方法往往需要高温高压、长时间反应、昂贵的试剂等，使得制备过程繁琐、成本高昂。
因此，开发新的低温、低成本、高效率的合成方法是非常必要的。
近年来，绿色合成方法的发展为改进先进纳米材料的制备提供了新的途径。
例如，植物提取法可以利用植物组织中的活性成分来合成纳米材料。
这种方法不仅具有环境友好、无毒、低成本的优势，还能够通过调整提取条件来控制合成材料的形貌和性能。
此外，微生物合成法也是一种潜力巨大的绿色合成方法。
微生物可以通过代谢过程产生一系列有机物，这些有机物可以作为还原剂或模板来合成纳米材料。
与传统合成方法相比，这些绿色合成方法具有成本低、纳米材料形貌可控等优势，有望成为改进先进纳米材料制备的重要途径。
其次，改进纳米材料制备的工艺流程也是提高制备效率的关键。
传统的制备方法通常需要多个步骤，包括前处理、混合、反应、纯化等，其中每一步都可能引入杂质或产生能耗。
因此，简化工艺流程、减少步骤是改进制备方法的重要方向之一。
一种可能的方法是将多个步骤整合到一个反应系统中，例如一锅法或连续流动合成法。
这样可以减少材料的转移过程和杂质的引入，提高反应效率和材料纯度。
此外，改进纳米材料的制备方法还需要注重控制材料的形貌和尺寸。
纳米材料的尺寸和形貌对其性能具有重要影响。
传统的制备方法往往在形貌和尺寸控制方面存在一定的局限性。
新型超材料的合成与优化
新型超材料的合成与优化随着科技的发展，超材料成为研究热点，尤其是新型超材料的合成和优化。
超材料，在光学、电子、磁学等领域有着广泛的应用。
超材料是指物质的结构不规则，且可以用来模拟电磁场的有效介质。
这种特殊结构能够调控光电信号的传播速度和方向，从而实现许多优异的物理特性。
Hyper Crystal 是一种新型的超材料，在能带结构和纳米结构方面具有独特的优势。
它们是一种可调控的异质结晶体，由一个大的晶格、若干微小的晶格和一系列的超立方晶粒组成。
该材料的优点是可以自行合成，具有很高的稳定性和可重复性。
超材料的合成和优化，是一个复杂细致的过程。
首先，需要选择适合的原材料，控制原材料的比例和混合程度。
其次，在加工过程中，控制温度、压力、气氛等条件来合成出纳米微晶材料。
最后，优化材料的结构和物理性质，以实现最佳的功能性能。
在超材料的合成和优化中，关键的是结构设计。
结构的设计需要综合考虑材料物理性质、应用需求等因素。
常见的结构设计方法包括拆分式设计、层次化设计、混合式设计等。
其中，拆分式设计方法最为常用。
它将材料结构分解成较为简单的单元，再通过组合单元来构建较为复杂的功能结构。
超材料的字符化处理，也是合成和优化的必要步骤。
超材料的特殊结构，需要采用一些特殊的测试仪器来检测材料性质。
比如，超材料的光学性质可以通过反射率、吸收率、穿透率等多种参数确认。
将超材料的物理性质和结构特点结合起来，才能真正发挥超材料的优点和功能。
总之，新型超材料的合成和优化是一个复杂的过程。
需要综合考虑物理性质、结构设计和字符化处理等多个方面。
通过科学的研究和设计，我们可以不断推动超材料技术的发展和应用。
这将有助于推动能源、通讯、电子、信息等领域的发展，以满足人类社会的需求。
高温超导材料的合成方法及改进方案
高温超导材料的合成方法及改进方案高温超导材料是一种具有无电阻电流传输能力的物质，其具有广泛的应用前景，从电力输配、能源储存到超导电子器件等领域都具有重要意义。
然而，要实现高温超导材料的商业化应用，仍然存在一些技术挑战，包括合成方法和材料的改进方案。
一、合成方法目前高温超导材料的合成主要采用固态反应、溶胶-凝胶法、高温固相反应等方法。
这些方法在合成高温超导材料方面已经取得了一定的成功，但仍然面临一些问题，如合成温度高、合成时间长、产率低等。
1. 固态反应：固态反应是最简单、常用的合成方法之一。
通过在高温下将反应物混合烧结，形成所需高温超导材料。
然而，固态反应存在一些问题，例如反应温度高，容易导致材料的相变、晶粒生长不均匀等。
因此，在固态反应合成高温超导材料时，需要进行优化。
2. 溶胶-凝胶法：溶胶-凝胶法是一种化学合成方法，通过溶胶凝胶转变得到所需的材料。
这种方法可以制备均匀的纳米颗粒，从而提高材料的超导性能。
然而，溶胶-凝胶法合成高温超导材料的材料的转化率低，需要进一步改进。
3. 高温固相反应：高温固相反应是一种直接在高温下合成高温超导材料的方法。
它可以在相对较低的温度下制备高温超导材料，并且具有高转化率和良好的超导性能。
这是一种较为成熟的合成方法，但仍然需要进一步研究，以提高合成效率和材料的超导性能。
二、改进方案为了进一步优化高温超导材料的性能和提高合成效率，可以从以下方面进行改进：1. 合成方法改进：可以通过改进合成方法，优化反应条件、选择合适的添加剂、优化烧结工艺等来提高高温超导材料的转化率和性能。
例如，可以通过采用高压合成方法，提高反应温度和压力，使得材料更加致密，减少晶界的存在，从而提高超导性能。
2. 结构改进：可以通过改变材料的结构，调控晶粒尺寸、晶界、相分布等因素，进一步提高高温超导材料的超导性能。
例如，可以通过掺杂或控制材料的微观结构，改善材料的晶格匹配性，减少材料的缺陷和杂质，从而提高超导性能。
超材料的制备与性能调控
超材料的制备与性能调控近年来，随着纳米科技的发展，超材料作为材料科学领域的热门研究方向之一，其性能调控能力和广泛应用价值备受瞩目。
超材料的制备方法以及性能调控方式也日益多样化和成熟化。
一、超材料的制备方法超材料的制备方法包括自组装、多光子聚合、电子束光刻和等离子体加工等。
其中，自组装技术是目前应用最广泛的一种方法，其制备过程简单、成本较低，可以制备出大小和形状均匀的结构。
同时，自组装技术可以利用化学反应等方法实现超材料的功能调控，并且能够应用到大面积的制备中。
另外，多光子聚合技术是一种创新的超材料制备方法，根据载物分子之间的相互作用制备出自然的、可预测的结构。
该方法在长波长光谱范围内表现出高的分辨率和较宽的光谱分布。
电子束光刻技术已经被证明是一种可靠的制备超材料的方法，具有较高的位移和空间分辨率以及较少的缺陷。
不过，电子束光刻技术的优点也伴随着一定的缺点，成本较高且制备也比较困难，这导致生产和实际应用的成本相对较高。
最后，等离子体加工技术可以制备出高可控、高精度的微细结构，同时可以应用于多种材料的加工中，是一种应用前景十分广阔的材料制备技术。
二、超材料的性能调控超材料的性能调控是制备超材料的重要目的，通过调控超材料的特性，扩大其应用范围以及增强其应用价值。
超材料的性能调控可以通过材料的结构设计、粒子表面修饰、化学合成方法和辐射调控等手段实现。
其中，材料结构设计是超材料性能调控的主要方式，可以通过调整黄金颗粒的大小和形状、微结构和空间分布来优化超材料的性能。
例如，可以通过改变超材料中纳米颗粒的位置和密度来调控其光学性能，进而改变超材料的透明度和反射率等性能。
另外，粒子表面的修饰也可以对超材料的性能进行调控。
可通过在粒子表面修饰特定的功能性分子或基团，从而改变超材料的生物学、化学、电学和光学性质等。
化学合成方法可以通过调控合成过程中反应物的比例、反应温度和反应时间等参数来改变超材料的物理和化学性质。
可调太赫兹超材料吸波结构设计与仿真
关键词：太赫兹波，超材料吸波器，频率调控
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Metamaterial is a new kind of composite material with periodic structure. Due to the fact that its equivalent permittivity and permeability can be designed, it shows the surprising electromagnetic properties and has been widely concerned by researchers. In lack of effective terahertz wave sources and detectors, the research on terahertz wave lags behind the other bands and it was known as the terahertz gap. The metamaterial is designed to be able to respond to terahertz waves. Therefore, the study of metamaterials plays an important role in the research on terahertz wave.
基于LTCC超材料基板的小型化V波段毫米波微带天线设计
直 于谐振 环平 面 入 射 时 ， 激 起 强 烈 的磁 谐 振 。在 会
介电常数（ ＞ ２ 和等效磁导率（ ＞ ． ） 从而可 ２） １２ ， 以有效 实现 微带 天线 的小 型化 。
７ ４
火 控 雷 达 技 术
第４ １卷
基金项 目： 高校基本科研业务专项资金 （ ＹＧ ２ １Ｊ３ ） Ｚ Ｘ ０ １１２ 作 者 简 介 ： 振哲 ， ，９８年 生 ， 士研 究 生 。 研 究 方 向 为 Ｌ Ｃ 刘 男 １８ 硕 Ｔ Ｃ超 材 料 无 源 器 件 。
第 ３期
刘振哲等 ： 于 Ｌ Ｃ 基 Ｔ Ｃ超材料基板的 小型化 Ｖ波段 毫米波微 带天线设计
Ｚ之 间的关 系为 ：
ｎ ｚ， ／ ｎ ｚ
改进 Ｓ Ｒ结构 ， Ｒ 微金 属结构被 印制在多层基 片上，
各层 之 间通 过通 孔进行 上 下互连 ， 图 １ 如 所示 。 本设计 中 ， 介质基 板 采用 Ｆｒ ６陶 瓷薄膜 ， ｅｒ Ａ ｏ 介 电常数为 ５９＋ ０ ０ ｌ ， 导率为 １ ． ｊ． １８ 磁 。通过 电磁仿
智能体尺度超材料制备及优化研究
智能体尺度超材料制备及优化研究随着科技的不断发展和人类对于物质的探索，超材料作为一种新型材料，逐渐成为了研究热点。
超材料的特殊结构和材料属性给物品赋予了超常的性质和强大的能力，成为了科学家们探索高性能新材料的重要途径之一。
而在超材料研究领域，智能体尺度超材料的制备及优化研究则是一个非常重要的研究方向。
智能体尺度超材料的定义和意义智能体尺度超材料（Intelligent Body-Scaled Metamaterials）是一种新型的超材料，其结构可以在微米尺度下制备，其物理特性可以被调制以实现各种不同的物理功能。
智能体尺度超材料的制备及优化研究是为了获取一种材料，它能够穿透不同环境条件下的障碍，获得智能体的动态信号，从而使智能运动和控制变为可能。
智能体尺度超材料的研究意义在于开拓了一种新型材料的可能性，并且可以应用在更加广泛的领域，如人机交互、智能医疗等。
智能体尺度超材料的制备智能体尺度超材料的制备是超材料研究领域的难题之一，因为其结构需要在微米级别下构建，同时精度和稳定性也需要极高。
当前，智能体尺度超材料的制备主要采用以下几种方法：1. 仿生技术制备法智能体尺度超材料可以仿生设计，将各种自然组织结构的特点应用于超材料的设计和制备。
在仿生技术制备法中，通过模仿自然界中的生物体结构、分形结构，使用计算机模拟等技术，可以实现智能体尺度超材料的制备。
这种方法能够保证超材料结构的稳定性和高精度，适用于制备复杂的智能体尺度超材料。
2. 自组装法自组装技术是利用小分子间的非共价作用力在事先设计的模板或者解释小孔中自发组装形成的一种自组装结构材料制备技术。
这种方法可以制备出多种组织形态的智能体尺度超材料。
但其制备过程中的局限性比较大，需要通过一定的手段达到高精度和高稳定性。
3. 精密控制法精密控制技术是利用光刻、电子束曝光和纳米制造等最先进技术来制备智能体尺度超材料。
这种技术能够实现高精度、高稳定性的智能体尺度超材料制备。
人工合成生物技术的突破与应用
人工合成生物技术的突破与应用近年来，生物技术的发展迅猛，其中人工合成生物技术作为一项重要的研究领域，引起了广泛的关注。
人工合成生物技术通过对生物系统的理解和改造，将生物分子和生物系统的功能进行重组和设计，以实现新的生物功能。
本文将从人工合成生物技术的突破和应用两个方面进行探讨。
一、人工合成生物技术的突破人工合成生物技术的突破主要包括两个方面：一是基因合成技术的发展，二是合成生物学的兴起。
基因合成技术是人工合成生物技术的基础和核心。
随着DNA合成技术的不断发展，科学家们能够通过化学方法合成任意序列的DNA分子。
这为人工合成生物技术的进一步发展提供了基础。
此外，随着合成生物学的兴起，人们开始关注生物系统的整体性质和功能，而不仅仅局限于单个基因或蛋白质的研究。
合成生物学通过对生物系统的全面理解和改造，为人工合成生物技术的突破提供了新的思路和方法。
二、人工合成生物技术的应用人工合成生物技术在医疗领域有着广泛的应用前景。
其中，人工合成药物和人工合成生物材料是两个重要的应用方向。
人工合成药物是指通过人工合成生物技术制造的新型药物。
传统的药物研发往往需要大量的时间和资源，而且效果不尽如人意。
而人工合成生物技术的出现，可以加速新药的研发过程。
通过合成生物学的方法，科学家们可以设计和合成具有特定功能的药物分子，以满足不同疾病的治疗需求。
例如，人工合成生物技术可以用于合成抗癌药物，提高药物的疗效和减少副作用，为癌症患者提供更好的治疗方案。
另外，人工合成生物材料也是人工合成生物技术的重要应用之一。
生物材料是一种具有生物相容性和生物活性的材料，可以用于替代或修复人体组织。
传统的生物材料往往存在着生物相容性差、功能单一等问题，而人工合成生物技术的出现，可以通过对生物材料的设计和合成，提高生物材料的性能和功能。
例如，人工合成生物技术可以用于合成具有特定功能的人工血管，用于治疗心脑血管疾病；还可以用于合成具有生物活性的人工骨骼，用于修复骨折或骨缺损。
超材料的制备与性能优化
超材料的制备与性能优化超材料是一种通过对不同材料进行组合而得到的新型材料。
它具有既有原材料的物理性质，又能以特有的方式将新材料的性质结合在一起。
这种“超级”性能使得超材料被广泛应用于材料工程、光电学、生物医学等领域。
然而，要想制备出良好的超材料，需要对其制备、表征和性能进行深刻理解。
本文将重点探讨超材料的制备方法和性能优化。
一、常见超材料制备方法（一）纳米级制备方法利用某些化学反应或生物合成方法，制备出具有一定结构的“基体”材料后，再通过离子束刻写、分子束外延、脉冲激光沉积等手段，在基体材料中添加纳米级的探针或结构组成元件构成纳米结构界面，从而调节其电磁性能。
这种方法的优点是能够选择不同的探针或结构组成元件结合到基体材料中，形成具有特定电磁特性的纳米结构，以满足不同领域的应用需求。
缺点是制备成本较高，制备条件较严苛。
（二）多波段相互作用方法通过选择不同的材料组成超材料结构，积极利用不同波段下的线性和非线性光学效应，达到对超材料的电磁信号调控的效果。
这种方法的优点是能够根据不同的应用特点，选取特定的材料组成具有特定光学特性的超材料，而且面向应用特定环境的超材料具有良好的抗作用特性。
缺点是对材料的选择范围较窄，需要仔细设计。
二、超材料性能优化方案（一）调控超材料的电磁波吸收特性通过注入单层或多层氧化铂等异质金属或表面修饰碳纳米管，从而吸收可见光、近红外光、远红外光等多种波长的电磁波。
这样能够有效地控制电磁波辐射的损失，提高材料的光效应率，提高超材料的使用效率。
同时，也可以利用金属的特殊电子性质设计更加高效的激光器和太阳能电池等。
（二）提高超材料的光学性质通过控制超材料的形状、粒度大小、厚度、晶体结构，来提高超材料的光学性质，比如面向电磁波吸收方面，可以通过对超材料表面进行改装，提高电磁波的散射、反射、吸收，从而增强电磁波的吸收能力。
（三）提高超材料的热传导性质利用纳米颗粒团簇的固态化学反应、热扩散效应等手段，调控超材料颗粒团簇内部的热传导特性，从而提高材料的热传导性能。
于改进凸包算法的叶片型面特征参数提取
于改进凸包算法的叶片型面特征参数提取
彭志光;李文龙
【期刊名称】《装备制造技术》
【年(卷),期】2012(000)001
【摘要】针对叶片离散测量点云数据,提出了基于改进凸包算法的叶片型面特征参数(如弦线、前后缘半径等)提取方法,并利用主成份分析法准确提取叶片截平面的法矢,开发了基于MATLAB环境的某型号航空发动机叶片特征参数提取软件模块,实现了叶片型面的快速特征提取与精密检测.
【总页数】8页(P37-43,46)
【作者】彭志光;李文龙
【作者单位】华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室,湖北武汉430074;华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室,湖北武汉430074【正文语种】中文
【中图分类】TP391.7
【相关文献】
1.基于改进凸包算法的肺区域分割 [J], 张圣璞
2.改进凸包插值算法结合大概率优化的演化算法 [J], 崔东;于湛麟
3.基于多尺度下凸包改进的贝叶斯模型显著性检测算法 [J], 鲁文超;段先华;徐丹;王万耀
4.改进凸包的贝叶斯模型显著性检测算法 [J], 李春华;秦云凡;刘玉坤
5.Quickhull凸包算法在人体围度确定中的应用及改进 [J], 方琦;孙光武;陈郁
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An Improved Method to Extract the Parameters of Metamaterials
YA N G H ui , X I A O Gao2bi ao , H U A N G Z hi2g an g , M A O J un2f a ( School of Elect ro nic ,Informatio n and Elect rical Engineering , Shanghai J iaoto ng U niver sit y , Shanghai 200240 , China)
Abstract : A numerical p rocedure was p ropo sed to recover t he co rrect p hase informatio n folded in [ ABCD ] mat rix for uniform model of metamaterial , t herefo re dielect ric parameter s can be ext racted. Co mpared wit h t raditio nal met hod , t his p rocedure can be applied in a wider f requency range and have a bet ter accuracy. Key words : metamaterial s ; uniform t ransmissio n line ; [ ABCD ] mat rix ; p hase ext racting
一个求得相位信息的较好办法是通过测量非色
散频率 (或者低频) 内的群延时来推测材料在色散频
率范围内的群延时[13] ,但是该方法对于色散较大的
频率范围则不适用.
2 相位提取方法
由式 (8) 可知 ,要想仅从单频点传输线模型中的 [ ABCD ]矩阵中提取材料的 μr 和εr 很困难. 因此 , 必须借助相位 <(ω) 的信息. 为了更好地理解将要讨 论的这种方法 ,强调以下 2 点 :
Z0
co sβl
(1)
式中 :i = - 1 ;β为传播常数 ,β=ω εμ; Z0 为特性 阻 抗 , Z0 = μ/ε;μ和ε分别为人工合成超材料的
收稿日期 :2007212221 基金项目 :上海市自然科学基金资助项目 (05ZR14082) 作者简介 :杨 晖 (19842) ,男 ,上海人 ,硕士生 , 主要研究方向为具有人工合成结构的微波射频元器件.
, 可见
在近似精度上较式 (6) 有了很大的提高. 将这种方法
应用于上述材料的提取 , 在整个 1～8 GHz 内都得
到了正确的结果 (见图 2) .
但是 ,整个问题至此并没有完全解决. 为了更准
确地提取参数μr 和εr , 必须了解相位 <(ω) 的信息.
这也是整个研究的难点 , 因为相位信息在 [ ABCD ]
近年来 ,人工合成超材料的研究深受人们的关 注 ,其中左手材料[1] 尤其突出. 人工合成超材料在亚 波长频率范围显示了自然界介质所没有的特性 ,因 此有着巨大的应用价值[224] . 在研究人工合成超材料 的过程中 ,数值方法起到了重要作用. 目前 ,已经有 许多关 于 人 工 合 成 超 材 料 的 结 构 及 其 特 性 的 研 究[4212 ] . 其中 ,文献[ 11 ]中将人工合成超材料看作一 种均匀介质 ,通过均匀传输线模型来研究它的传输 特性. 本文在此基础上 , 介绍了一种以材料端口 [ ABCD ]矩阵为参数 ,准确计算传输的相位函数和 由相位计算介质参数的方法 ,并且还提出了一个高 效的近似应用公式. 数值实验结果表明 ,新的近似公 式和相位提取信息能够在更宽的频率范围更为准确
为
sin <(ω) <(ω)
≈ co s
<(ω)
=
A (ω)
(6)
式 (6) 的精度为 O
| <(ω) | 2 (2 !) 2
. 为了提高精度 ,
作如下改进 :
sin <(ω) <(ω)
≈ co s
<(ω) 3
+2
=
A (ω) 3
+2
(7)
可以得到式 ( 7) 的精度为 O
2| <(ω) | 4 (4 !) 2
杨 晖 , 肖高标 , 黄志刚 , 毛军发
(上海交通大学 电子信息与电气工程学院 , 上海 200240)
摘 要 : 通过建立均匀传输线模型来模拟人工合成超材料的参数提取 ,并且由该模型的 [ ABCD ] 矩阵完整地分析了传输相位信息 ,从而得到超材料的介电常数和磁导率. 研究结果表明 :相比目前 普遍使用的一阶相位近似方法 ,本文方法在准确性和使用范围上都有较大幅度的提高. 关键词 : 人工合成超材料 ; 均匀传输线 ; [ ABCD ]矩阵 ; 相位提取 中图分类号 : TN 011 文献标识码 : A
对式 (4) 扩展得
A r (ω) = co s <r (ω) co sh <i (ω)
(10)
Ai (ω) = - sin <r (ω) sinh <i (ω)
(11)
由上面 2 式可得 , A r (ω) 的零点就是 co s <r 的零
点 ,而 Ai (ω) 的零点可能是 sin <r (ω) 的零点 ,也可能
是 sinh <i (ω) 的零点. 为了找到 sin <r (ω) 的零点 , 可
以注意 :当 Ai (ω) 因为 sin <r (ω) 的零点而为零时 , 则
A r (ω) = | co sh <i (ω) | > 1 ; 当 Ai (ω) 因为 sinh <i (ω)
的零点而为零时 ,则| A r (ω) | = | co s <r (ω) | < 1 ; 如
肖高标 (联系人) ,男 ,副教授 ,硕士生导师 ,电话 ( Tel . ) :021234204337 ; E2mail :gaobiaoxiao @sjt u. edu. cn.
第 3 期
杨 晖 ,等 :人工合成超材料参数提取方法的改进
409
复数磁导率和介电常数 ,μ=μr μ0 ,ε=εr ε0 ,μr 和εr 分别为材料的相对磁导率和相对介电常数 ,μ0 和ε0
为真空的磁导率和介电常数. 参考文献 [11 ]中描述
的提取方法 ,当相位 <(ω) 满足 <(ω) =βl ν 1 时 , 利
用
tanβl ≈βl
(2)
以及[ ABCD ]矩阵 ,得
μr
=
B (ω) iω l A (ω)μ0
,
εr
=
C(ω) iω l A (ω)ε0
(3)
图 1 人工合成材料的均匀传输线模型 Fig. 1 U niform t ransmission line model of a sample
图 2 μr = 5 ,εr = 2 , l = 5 mm 时 ,根据式 (3) 和 (5) 提取的 材料块参数
Fig. 2 Ext racted parameters of t he sample material using Eqs (3) and (5) when μr = 5 ,εr = 2 and l = 5 mm
(1) <(0) = 0 ,即ω= 0 时 , <(ω) = 0. 且当ω很小 时 ,存在| Re{ <(ω) } | <π,从而使 <(ω) = ±<0 (ω) . 正 负号取决于材料性质 ,普通材料 Re{ <(ω) } > 0 , 而左 手材料 Re{ <(ω) } < 0.
(2) 函数 sin <(ω) / <(ω) 关于 <(ω) 偶对称 , <(ω) 的正负号并不影响由式 (5) 提取的μr 和εr . 因此 , 前 面所讨论的正负号问题可以先忽略 , 根据所提取的 μr 和εr 来判断正负.
为了根据[ ABCD ]矩阵正确提取传输线模型中
410
上 海 交 通 大 学 学 报
第 43 卷
的相位信息 ,需要保证以上 2 点 ,就是从一个较小的
频率点开始推演. 为了表示更清晰 ,定义
<(ω) = <r (ω) + i <i (ω) , A (ω) = A r (ω) + i Ai (ω)
第 43 卷 第 3 期 2009 年 3 月
上海交通大学学报
J OU RNAL O F SHAN GHA I J IAO TON G UN IV ERSIT Y
文章编号 :100622467 (2009) 0320408205
Vol . 43 No . 3 Mar. 2009
人工合成超材料参数提取方法的改进
(12)
式中 : n1 和 n2 为整数.
图 3 所示为一个根据 sin <r (ω) 和 co s <r (ω) 的
零点提取相位 <r (ω) 信息的例子. 图中 :ω1 、ω3 、ω4 为
co s <r (ω) 的零点 ,ω2 、ω5 、ω6 为 sin <r (ω) 的零点. 相
位的起始点为
<(0) = - i ln[ A (ω0 ) + i 1 - A2 (ω0 ) ] , 0 < <r (ω) <π/ 2
block of metamaterial
1. 2 原有提取方法的问题及改进 表面上看 ,提取表达式 (3) 简洁漂亮 ,但它有着
一个很大的缺陷 :近似条件不容易得到满足. 因为通 常人工合成超材料的 μr 和εr 较大 , 如果使用式 ( 3) 会产生错误结果. 为了验证这种错误 , 假设一种介 质 ,且其μr = 5 和εr = 2 ,介质块长度 l = 5 mm. 当使 用式 (3) 提取的μr 和εr 在频率 f < 2 GHz 时与理论 值吻 合 , 但 在 频 率 较 高 时 就 出 错 了 , 在 4. 6 ～ 9. 7 GHz时甚至出现了 2 个参数都是负值的现象 , 如图 2 所示.