海洋目标及环境极低频电磁特征与传播机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61901441
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0119.电磁场与波
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Nowadays, security issues such as foreign military investigations, port invasions, illegal immigration and plundering of marine resources are becoming increasingly prominent. Underwater targets are major threats to maritime security. In complex marine environment, how to quickly and efficiently monitor and identify underwater targets is of great significance for marine safety..During the underwater targets’ navigation, the corrosion current and cathodic protection current are modulated by the propeller, generating extremely low frequency (ELF) electromagnetic signal, which is equivalent to horizontal electric dipole source. It is an important physical property for identifying, locating and tracking underwater targets. The ELF electromagnetic wave is mainly diffused in seawater, and the wave field is dominant in the air. The propagation characteristics across the medium are still unclear. Large-scale spatiotemporal motion of seawater can generate complex electromagnetic noise fields by cutting the geomagnetic field, resulting in great interference to ELF signal detection and feature extraction..This project employs the horizontal electric dipole buried in seawater as the radiation source. The ELF electromagnetic wave cross-medium and rough surface propagation model is established. The propagation characteristics of ELF electromagnetic signals are studied. The electromagnetic response model of large-scale space-time motion of ocean medium is established to study the generation, propagation and distribution characteristics of ocean electromagnetic noise. The works lay the theoretical foundation for non-sound detection of underwater targets.
当今,外来军事侦查、港口入侵、非法入境和海洋资源掠夺等安全问题日益突出,水下目标是我国海洋安全的重大威胁。在复杂的海洋环境下,如何快速、高效地监测、识别水下入侵目标体,对于我国海洋安全具有重要意义。.水下目标在航行过程中,腐蚀电流及阴极保护电流受到螺旋桨调制能够产生极低频(ELF)电磁信号,等效为水平电偶极子源,是识别、定位、追踪水下目标的重要物理属性。ELF电磁波在海水中以扩散场为主,在空气中以波动场为主,跨介质传播特性尚不清楚。海水介质在地磁场中的大尺度时空运动能够产生复杂的电磁噪声,对ELF信号检测和特征提取造成极大的干扰。.本项目以海水中的水平电偶极子为辐射源,建立ELF电磁波跨粗糙分界面传播模型,研究ELF电磁信号跨介质传播特性;建立海洋介质大尺度时空运动电磁响应模型,研究海洋电磁噪声产生机理、传播规律和分布特征,为水下目标非声探测奠定理论基础。

结项摘要

当今,外来军事侦查、港口入侵和等安全问题日益突出。在复杂的海洋环境下,快速、高效地监测、识别水下入侵目标体对于海洋安全具有重要意义。. 水下目标在航行过程中,腐蚀电流及阴极保护电流受到螺旋桨调制产生极低频信号。本项目以水平电偶极子为辐射源,建立了有限海深/无限海深条件下极低频电磁波跨介质传播模型。按照等效表面阻抗理论,粗糙分界面引起的增量阻抗很小,可忽略对极低频电磁波传播的影响。在分界面上,磁场按指数衰减,由于多径干涉相消效应的影响,衰减曲线存在拐点。. 本项目建立了基于Stokes波浪方程的海浪运动电磁响应模型。该海浪磁场模型考虑海水深度的影响,当海水深度较浅时,较Weaver模型更加精确。海浪磁场强度与海浪振幅、地磁场成正比。随着垂直距离增加,海浪磁场幅度按指数衰减。当海水深度>150m时,该海浪磁场模型与Weaver模型的预测结果一致。海浪磁场频谱与海水运动速度相关,在频域中呈一定带宽的分布状态,与水下目标极低频信号的频率特征不同。. 本项目建立了基于球谐函数的海流速度模型、地磁场模型及海流磁场模型。海流磁场的分布与海流速度、地磁场分布等相关。大尺度的海洋活动产生准静态磁场,但幅度远小于地磁场的幅度。海流磁场的周期长,与水下目标极低频信号的频率范围不同。海流磁场在空间上衰减较慢,目标信号衰减较快,因此可以利用不同空间位置处背景噪声的相关性实现噪声抑制,提升目标检测能力。. 本项目取得的理论成果在复杂海洋噪声中提取微弱目标信号具有重要的科学意义和重大的应用前景,可为海洋可控源电磁勘探、海洋背景磁场测量、水下磁通信等领域的发展提供理论支撑。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(2)
Parameter Inversion by a Modified Reflected Signal Reconstruction Method for Thin-Layered Media
薄层介质的改进反射信号重建方法参数反演
  • DOI:
    10.1109/lawp.2022.3152843
  • 发表时间:
    2022-05
  • 期刊:
    Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yixuan Li;Xiaopeng Yang;Tian Lan;Renjie Liu;Xiaodong Qu
  • 通讯作者:
    Xiaodong Qu
Analysis of Aeromagnetic Swing Noise and Corresponding Compensation Method
航磁摆动噪声分析及相应补偿方法
  • DOI:
    10.1109/tgrs.2021.3095564
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING
  • 影响因子:
    8.2
  • 作者:
    Zhang Diankun;Liu Xiaojun;Qu Xiaodong;Zhu Wanhua;Huang Ling;Fang Guangyou
  • 通讯作者:
    Fang Guangyou
基于旋转永磁体的低频通信技术研究
  • DOI:
    10.11999/jeit210274
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    电子与信息学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张锋;孙发晓;渠晓东;宫兆前;纪奕才;方广有
  • 通讯作者:
    方广有
Radiation Principle and Spatial Direct Modulation Method of a Low Frequency Antenna Based on Rotating Permanent Magnet
基于旋转永磁体的低频天线辐射原理及空间直接调制方法
  • DOI:
    10.1049/cje.2020.00.130
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
    Chinese Journal of Electronics
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Wenyi LIU;Feng ZHANG;Faxiao SUN;Zhaoqian GONG;Xiaojun LIU;guangyou FANG
  • 通讯作者:
    guangyou FANG
An Improved Aeromagnetic Compensation Method Robust to Geomagnetic Gradient
一种改进的对地磁梯度鲁棒的航磁补偿方法
  • DOI:
    10.3390/app12031490
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
    Applied Sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yongqiang Feng;Qimao Zhang;Yaoxin Zheng;Xiaodong Qu;Fang Wu;Guangyou Fang
  • 通讯作者:
    Guangyou Fang

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其他文献

基于底栖动物群落相似性的黑水河替代生境的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吕雅宁;解莹;王少明;渠晓东;张敏
  • 通讯作者:
    张敏
河流生态系统管理研究―以香溪河
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    长江流域资源与环境,13(6): 594-598。2004
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐涛;渠晓东;蔡庆华*;刘建康
  • 通讯作者:
    刘建康
南水北调东线湖群水体营养状态评价及其限制因子研究
  • DOI:
    10.11870/cjlyzyyhj201912019
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    长江流域资源与环境
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱天顺;刘梅;申恒伦;蒋万祥;王丽虹;渠晓东;潘保柱
  • 通讯作者:
    潘保柱
三峡水库库首初期蓄水前后理化因
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    水生生物学报,30(1): 12-19。2006
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹明;蔡庆华*;刘瑞秋;渠晓东
  • 通讯作者:
    渠晓东
滦河流域土地利用对大型底栖动物生物指数的路径分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马凯;张海萍;渠晓东;黄晓荣;张敏;刘晓波
  • 通讯作者:
    刘晓波

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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