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基于超构透镜的实验力学测试技术初探
1
作者 张炜 赵洲 +3 位作者 嵇煜 曾飞 陈沐谷 施圣贤 《力学学报》 北大核心 2025年第2期349-360,共12页
超构透镜是一种新兴的平面纳米光学元件,具有超薄、超轻的显著优点以及对入射光高度灵活的调控能力,正逐步展现出替代传统光学透镜的潜质.当前,有关超构透镜的研究集中于其光学性能提升及超材料迭代等,鲜有研究尝试将超构透镜应用于传... 超构透镜是一种新兴的平面纳米光学元件,具有超薄、超轻的显著优点以及对入射光高度灵活的调控能力,正逐步展现出替代传统光学透镜的潜质.当前,有关超构透镜的研究集中于其光学性能提升及超材料迭代等,鲜有研究尝试将超构透镜应用于传统力学测试领域,且超构透镜在先进光学诊断技术中的应用前景尚不明确.文章据此分别介绍了基于自主设计的双目超构透镜的粒子图像测速技术(Meta-PIV)以及数字图像相关技术(Meta-DIC)及其前期研究结论,并分别开展了实验验证,结果表明:经雷诺数为2000的涡环实验验证,所提出的双目超构透镜PIV系统可以实现2D-3C速度场的测量,并具有时间分辨的流动分析能力.涡环验证实验中,Meta-PIV系统对涡环直径的测量误差约为1.25%;基于双目超构透镜的DIC测试系统可以实现对目标X,Y和Z三方向的位移与应变场测量,测量精度与传统Stereo-DIC系统相比误差低于10%,且在Y方向测量误差低于1%.涉及的研究工作旨在为超构透镜在力学测试领域的应用提供新思路,并为后续研究提供参考数据. 展开更多
关键词 超构透镜 粒子图像测速 数字图像相关 光场成像 三维测量
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LFDP: 融合低频信息的差分隐私鲁棒性增强方法
2
作者 王豪 许强 +1 位作者 张清华 李开菊 《信息安全学报》 2025年第1期47-60,共14页
机器学习模型由于其预测和分类的高精度和各种应用场景的普适性,在图像处理、自动驾驶、自然语言处理等领域得到广泛应用。但机器学习模型容易遭受对抗样本攻击,在遭受对抗样本攻击时,预测和分类的精度会大幅下降。目前,数据增强方法通... 机器学习模型由于其预测和分类的高精度和各种应用场景的普适性,在图像处理、自动驾驶、自然语言处理等领域得到广泛应用。但机器学习模型容易遭受对抗样本攻击,在遭受对抗样本攻击时,预测和分类的精度会大幅下降。目前,数据增强方法通过改变或者扰动原始图像的方式,使得机器学习模型具有更强的泛化能力,在保护隐私的同时,能够增强其抵御对抗样本攻击的鲁棒性,是当前机器学习模型鲁棒性增强的主流方法之一。但基于差分隐私的鲁棒性增强方法面临加入的高频噪声容易被滤除,导致鲁棒性增强效果下降的问题。针对这一问题,结合信号处理的知识,本文从频域角度阐述差分隐私能够增强机器学习模型鲁棒性的原理,从理论上证明其有效性。设计了一种高频噪声滤波器HFNF,能够将差分隐私加入的高频高斯噪声滤除,使得差分隐私的鲁棒性增强效果下降,从理论上分析差分隐私鲁棒性增强方法存在缺陷的原因。提出了一种普适的融合低频信息的差分隐私鲁棒性增强算法LFDP,通过对图像不同频域部分加入生成的高低频噪声,即使存在高频噪声滤波攻击,仍然能够保证模型的鲁棒性,弥补了差分隐私原有高频高斯噪声的不足。从理论上分析并给出所提出方案的鲁棒性和误差边界,并在实际的数据集中进行测试。实验结果表明,与直接加入高频噪声的差分隐私鲁棒性增强方法相比,LFDP在不增大噪声尺度的同时能够起到更好的鲁棒性增强效果。 展开更多
关键词 机器学习 鲁棒性 差分隐私 低频噪声
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基于光场成像的多物理场测试技术研究进展
3
作者 嵇煜 赵洲 +7 位作者 许晟明 姚春惠 何钰伦 方华 吴沛林 曾飞 陈沐谷 施圣贤 《气体物理》 2024年第3期1-34,共34页
光场成像原理的发展为多物理场测试提供了新的思路与方向。光场相机基于光场成像原理,在主镜头与感光芯片之间增加了微透镜阵列,实现了对入射光线角度信息的捕获。研究人员发展了基于光场成像原理的多物理场测试技术。首先,介绍了光场... 光场成像原理的发展为多物理场测试提供了新的思路与方向。光场相机基于光场成像原理,在主镜头与感光芯片之间增加了微透镜阵列,实现了对入射光线角度信息的捕获。研究人员发展了基于光场成像原理的多物理场测试技术。首先,介绍了光场粒子图像测速技术,使用光场相机拍摄复杂三维流场的粒子图像,随后采用一系列三维体校准、重构和互相关算法获得三维速度场。该技术在保证测量精度的同时实现对三维三分量速度场的捕获,并且能够有效减少相机数量和光学窗口的要求,实现对受限空间内部进行速度场测量。其次,介绍了将光场相机在形貌测量领域中的应用。光场相机通过单个相机、单次拍摄可以获取物体表面的三维点云信息,在极大程度上缩短测量时间的同时,简化成像设备,实现对叶片气膜孔的三维形貌测量。然后,将光场相机应用于温度测量领域,可以简化分光手段,从而完成测温系统的精简,实现单个传感器对光谱强度和角度信息的同时记录。最后,对光场多物理场测试技术进行了总结,并对基于内窥光场成像与超透镜的光场测试技术进行了展望。 展开更多
关键词 光场成像 三维测量 粒子图像测速 多光谱测温 形貌测量
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一种双频高增益共口径天线设计
4
作者 高帅 黄衡 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1051-1057,共7页
为满足无线系统对双频高增益天线的需求,本文提出了一种双频高增益共口径天线的设计方法。通过将工作于X波段的法布里-佩罗天线和工作于Ka波段的折叠透射阵天线融合于同一结构中,在两个频段都产生高定向波束的同时也实现了100%的口径复... 为满足无线系统对双频高增益天线的需求,本文提出了一种双频高增益共口径天线的设计方法。通过将工作于X波段的法布里-佩罗天线和工作于Ka波段的折叠透射阵天线融合于同一结构中,在两个频段都产生高定向波束的同时也实现了100%的口径复用效率;设计了两种单元用于组成天线的口径层和地板层,并且这两种单元在X波段和Ka波段下对电磁波有着不同的特性,以满足法布里-佩罗天线和折叠透射阵天线的需求。为了对所提出的方法进行验证,进行了加工实验,实验显示实测结果和仿真结果有着较好的吻合性。所提出的共口径天线在低频段和高频段分别实现了8.62~9.35 GHz和24~34 GHz的有效带宽(反射系数≤-10 dB,增益变化≤3 dB),且都有着良好的定向辐射特性,峰值增益分别为15.5 dBi和23.1 dBi。由于宽带高增益的优点以及100%的口径复用效率,本文所提出的天线在未来的无线系统中有着很好的应用前景。 展开更多
关键词 双频 共口径 法布里-佩罗天线 折叠透射阵天线 高增益
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太赫兹3D打印透镜综述 被引量：2
5
作者 陈志豪 吴耿波 +1 位作者 陈家辉 屈世伟 《微波学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期32-37,共6页
太赫兹波由于其独特的电磁特性可应用于超高速率无线通信、生物化学物质检测以及高分辨率成像等领域。但由于太赫兹波的物理波长小,传统适用于低频的加工工艺难以满足其加工精度的要求;而微纳米加工工艺又具有加工复杂、成本高等缺点。3... 太赫兹波由于其独特的电磁特性可应用于超高速率无线通信、生物化学物质检测以及高分辨率成像等领域。但由于太赫兹波的物理波长小,传统适用于低频的加工工艺难以满足其加工精度的要求;而微纳米加工工艺又具有加工复杂、成本高等缺点。3D打印技术的发展为太赫兹器件的加工提供了新的选择和更多的设计灵活度。文章介绍了香港城市大学太赫兹与毫米波国家重点实验室在3D打印太赫兹透镜方面的最新研究动态和实验研究新成果,包括基于3D打印的太赫兹高增益圆极化透镜、近场聚焦圆极化透镜、贝塞尔波束生成透镜的设计,高精度3D打印方法的探索以及太赫兹天线测试方法等。太赫兹3D打印透镜天线具有低成本、低损耗、能快速成型等特点,可应用于不同的太赫兹场景中。 展开更多
关键词 太赫兹 3D打印 透镜 圆极化 贝塞尔波束
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层状钒青铜纳米片的制备及其锂离子电池阳极材料性能 被引量：4
6
作者 周战 马录芳 谭超良 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期662-670,共9页
室温下,在水溶液中将铵根离子和水分子插入到商用V2O5纳米颗粒的层间,制得了层状的钒青铜[(NH4)2V6O16·H2O]纳米片.该纳米片的尺寸为2~10μm,厚度为50~250 nm.与商用V2O5纳米颗粒相比,(NH4)2V6O16·H2O纳米片用作锂离子电池(LI... 室温下,在水溶液中将铵根离子和水分子插入到商用V2O5纳米颗粒的层间,制得了层状的钒青铜[(NH4)2V6O16·H2O]纳米片.该纳米片的尺寸为2~10μm,厚度为50~250 nm.与商用V2O5纳米颗粒相比,(NH4)2V6O16·H2O纳米片用作锂离子电池(LIBs)的阳极材料时,其性能得到较大提升,包括大的可逆放电容量(0.1 A/g时为1148 m A·h/g)、出色的循环性能(循环70圈后在0.1 A/g时具有1002 mA·h/g的高容量)和高倍率性能(在0.1 A/g时具有1070 mA·h/g的可逆性能).研究结果表明,(NH4)2V6O16·H2O纳米片可以作为锂离子电池优良的阳极材料,也有望应用于其它(如钠离子电池和锌离子电池等)可再充电电池. 展开更多
关键词 五氧化二钒 钒青铜纳米片 插层 锂离子电池
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冗余数据去除的联邦学习高效通信方法 被引量：1
7
作者 李开菊 许强 王豪 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期79-93,共15页
为了应对终端设备网络带宽受限对联邦学习通信效率的影响,高效地传输本地模型更新以完成模型聚合,提出了一种冗余数据去除的联邦学习高效通信方法。该方法通过分析冗余更新参数产生的本质原因,根据联邦学习中数据非独立同分布特性和模... 为了应对终端设备网络带宽受限对联邦学习通信效率的影响,高效地传输本地模型更新以完成模型聚合,提出了一种冗余数据去除的联邦学习高效通信方法。该方法通过分析冗余更新参数产生的本质原因,根据联邦学习中数据非独立同分布特性和模型分布式训练特点,给出新的核心数据集敏感度和损失函数容忍度定义,提出联邦核心数据集构建算法。此外,为了适配所提取的核心数据,设计了分布式自适应模型演化机制,在每次训练迭代前动态调整训练模型的结构和大小,在减少终端与云服务器通信比特数传输的同时,保证了训练模型的准确率。仿真实验表明,与目前最优的方法相比,所提方法减少了17%的通信比特数,且只有0.5%的模型准确率降低。 展开更多
关键词 联邦学习 通信效率 核心数据 模型演化 准确率
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一种基于介质加载的地球覆盖波束天线设计
8
作者 任雪 廖绍伟 +2 位作者 薛泉 黄衡 何文龙 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期10-13,17,共5页
地球覆盖波束天线为低轨卫星与地面终端之间的数据传输建立了通道,文中研究了一种新型的介质加载地球覆盖波束天线。基于介质加载的方法,文中提出了一种圆极化地球覆盖波束天线设计,该天线由馈电网络、馈源和介质三部分组成,介质包括底... 地球覆盖波束天线为低轨卫星与地面终端之间的数据传输建立了通道,文中研究了一种新型的介质加载地球覆盖波束天线。基于介质加载的方法,文中提出了一种圆极化地球覆盖波束天线设计,该天线由馈电网络、馈源和介质三部分组成,介质包括底部圆柱部分和顶部半球部分,馈源集成于介质内部。设计的地球覆盖波束天线工作在C波段,轴向0°~64°范围内增益在0 dBic以上,40°方向增益为5.2 dBic。天线尺寸紧凑,辐射波束具有较好的空间截止特性,可满足立方星应用。 展开更多
关键词 介质加载天线 地球覆盖波束 圆极化
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