基于超材料-石墨烯实现频段可调的高性能吸波体研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61501067
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0119.电磁场与波
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The absorber which has the character of thinness, low density, broadband absorption, strong absorbing capacity and adjustable bandwidth is an important foundation for the modern development of stealth technology. Meanwhile, it is one of the hot research topics in the field of materials and microwave technology nowadays. However, in the condition of the absorber with performance of thin, light, broadband and strong, How to satisfy tunability at the same time is a problem that needs to be solved. Based on the background of the speciality of the metamaterials and adjustable characteristic of permittivity of the graphene, the aim of this project is to investigate the basic theories and key technologies for the multi-layer MGA. Firstly, it will establish an equivalent circuit model of a multi-layer MGA, which further quantify the coupling degree between the loops of metal metamaterial and graphene. Secondly, the theoretical analytical expressions of absorption of MGA will be established. The key parameters which impact the absorbing properties and the robustness of these parameters on the overall performance will be analyzed. At the same time, it will establish the best way to load the offset voltage of each graphene layer and the values of the offset voltage. Finally, by using the efficient weighted real-coded genetic algorithm, this project will optimize the target and obtain the best parameter values for multilayered MGA. The investigation of this project can establish theory and technology foundations for future developments of the intelligent absorber.
厚度薄,密度低,吸收频带宽,吸收能力强且吸收频段可调的吸波体是现代发展隐身技术的重要基础,同时也是当今材料与微波技术领域的热点研究课题之一。然而,在吸波体满足“薄、轻、宽、强”的前提下,如何兼顾可调性成为当前吸波体研究领域亟待解决的问题。本项目旨在以超材料的特异性和石墨烯介电常数的可调性为背景,深入地研究多层MGA的基础理论与关键技术。首先,建立多层MGA的等效电路模型,量化超材料的金属回路和石墨烯构成的图案回路间的耦合程度;其次,建立起MGA吸收率的理论解析表达式,分析影响吸波性能的关键参量以及这些参量的鲁棒性对整体性能的影响;同时,确定每个石墨烯层的最佳偏置电压加载方式以及偏置电压值的大小;最后,运用高效的加权实数编码遗传算法对目标进行优化,确定多层MGA的最佳的参量值。该项目研究将为推进吸波体的智能化奠定理论基础与提供技术支撑。

结项摘要

厚度薄,密度低,吸收频带宽,吸收能力强且吸收频段可调的吸波体是现代发展隐身技术的重要基础,同时也是当今材料与微波技术领域的热点研究课题之一。然而,在吸波体满足“薄、轻、宽、强”的前提下,如何兼顾可调性成为当前吸波体研究领域亟待解决的问题。项目以超材料的特异性和石墨烯介电常数的可调性为背景,深入地研究了多层超材料-石墨烯吸波体的基础理论与关键技术。首先,建立起了多层超材料-石墨烯吸波体的等效电路模型,量化超材料的金属回路和石墨烯构成的图案回路间的耦合程度;其次,建立起了超材料-石墨烯吸波体吸收率的理论解析表达式,分析了影响吸波性能的关键参量以及这些参量的鲁棒性对整体性能的影响;同时,研究了石墨烯层偏置电压大小对吸波性能的调控关系;最后,运用遗传优化算法对超材料结构参数进行局部优化,确定了吸波体中超材料结构参数的最佳值。该项目研究将为推进吸波材料的智能化奠定理论基础与提供技术支撑。在项目的支持下发表了论文10篇,其中包括SCI检索的期刊论文9篇,会议论文1篇。在投稿的论文2篇,申请国家发明专利2项。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(2)
An ISAR Imaging Algorithm for Maneuvering Targets With Low SNR Based on Parameter Estimation of Multicomponent Quadratic FM Signals and Nonuniform FFT
基于多分量二次调频信号参数估计和非均匀FFT的低信噪比机动目标ISAR成像算法
  • DOI:
    10.1109/jstars.2016.2543233
  • 发表时间:
    2016-12-01
  • 期刊:
    IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN APPLIED EARTH OBSERVATIONS AND REMOTE SENSING
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Li, Dong;Gui, Xiaogang;Xiong, Han
  • 通讯作者:
    Xiong, Han
Varied absorption peaks of dual-band metamaterial absorber analysis by using reflection theory
利用反射理论分析双波段超材料吸收体的不同吸收峰
  • DOI:
    10.1007/s00339-016-9704-8
  • 发表时间:
    2016-03-01
  • 期刊:
    APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Xiong, Han;Yu, Yan-Tao;Zeng, Hao
  • 通讯作者:
    Zeng, Hao
Frequency-tunable terahertz absorber with wire-based metamaterial and graphene
具有线基超材料和石墨烯的频率可调太赫兹吸收器
  • DOI:
    10.1088/1361-6463/aa9916
  • 发表时间:
    2018-01
  • 期刊:
    Journal of Physics D: Applied Physics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiong Han;Jiang Yan Nan;Yang Cheng;Zeng Xiao Ping
  • 通讯作者:
    Zeng Xiao Ping
基于HAF的参数化SAR宽带干扰抑制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    系统工程与电子技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李东;占木杨;方志平;熊汉;蒋清平
  • 通讯作者:
    蒋清平
Equivalent Circuit Method Analysis of Graphene-Metamaterial (GM) Absorber
石墨烯超材料(GM)吸波体的等效电路法分析
  • DOI:
    10.1007/s11468-017-0581-6
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Plasmonics
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Xiong Han;Tang Ming Chun;Li Mei;Li Dong;Jiang Yan Nan
  • 通讯作者:
    Jiang Yan Nan

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其他文献

Impedance Bandwidth and Gain Improvement for Microstrip Antenna Using Metamaterials
使用超材料改善微带天线的阻抗带宽和增益
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Radioengineering
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    熊汉;洪劲松
  • 通讯作者:
    洪劲松
基于非饱和大孔隙流双重介质模型的浸水边坡水力响应数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    工程科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    阙云;熊汉;刘慧芬;詹小军
  • 通讯作者:
    詹小军
Compact Ultra-wideband Microstrip Antenna with Metamaterials
采用超材料的紧凑型超宽带微带天线
  • DOI:
    10.1088/0256-307x/29/11/114102
  • 发表时间:
    2012-11
  • 期刊:
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    熊汉;洪劲松;金大琳
  • 通讯作者:
    金大琳
Compact microstrip antenna with metamaterial for wideband applications
适用于宽带应用的采用超材料的紧凑型微带天线
  • DOI:
    10.3906/elk-1204-6
  • 发表时间:
    2013-11
  • 期刊:
    Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    熊汉;洪劲松;谭明涛
  • 通讯作者:
    谭明涛

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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