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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李迎松 杨国辉 张狂
为了让学生深入理解涡旋波传播原理，掌握涡旋波通信的特点，该文提出涡旋波通信传输实验方案。首先，介绍了涡旋波的基本原理，并利用CST电磁仿真软件完成了同极化轨道角动量超表面的设计；其次，搭建了涡旋波通信传输系统，介绍了基于超表面的涡旋波通信系统架构，并对涡旋波通信进行测试验证。实验结果表明，所设计的超表面涡旋波通信系统可以实现涡旋波的传输和接收，并实现低误码率接收。该文通过仿真和实验相结合的教学方式阐述涡旋波的产生、发射、传输和接收，不仅能够让学生认识和理解涡旋波，还可以进行涡旋波超表面的仿真设计，掌握涡旋波超表面的加工和超表面涡旋波通信的整个过程，在很大程度上激发了学生的学习热情。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李迎松 杨国辉 张狂
为了让学生深入理解涡旋波传播原理，掌握涡旋波通信的特点，该文提出涡旋波通信传输实验方案。首先，介绍了涡旋波的基本原理，并利用CST电磁仿真软件完成了同极化轨道角动量超表面的设计；其次，搭建了涡旋波通信传输系统，介绍了基于超表面的涡旋波通信系统架构，并对涡旋波通信进行测试验证。实验结果表明，所设计的超表面涡旋波通信系统可以实现涡旋波的传输和接收，并实现低误码率接收。该文通过仿真和实验相结合的教学方式阐述涡旋波的产生、发射、传输和接收，不仅能够让学生认识和理解涡旋波，还可以进行涡旋波超表面的仿真设计，掌握涡旋波超表面的加工和超表面涡旋波通信的整个过程，在很大程度上激发了学生的学习热情。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
司黎明 徐浩阳 薛正辉 丁军
用CST全波电磁仿真软件实现涡旋电磁波的虚拟仿真实验，给学生提供抽象概念的直观理解。实验以全波电磁仿真软件CST为工具，研究了涡旋电磁波这种抽象难懂的电磁波传播现象，并结合Python语言对仿真结果进行处理，获得了直观形象的教学效果，有利于学生对电磁波基本概念的掌握，了解当前电磁场与电磁波领域的科技前沿，提高综合素质。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
许方敏
针对可重构智能表面辅助的通信系统，提出了一种智能反射表面开关选择和功率分配的联合设计方法，以改变电磁波传播环境、提高信号传输效率、减少功率消耗。首先，在保证接收端数据传输速率达到一定门限值等多个约束条件下，建立以系统能量效率最大化为目标的多维变量联合非线性优化问题，其中涉及的优化变量包括：智能反射表面开关选择、相位调整和功率分配。在开关选择方面，采用贪婪算法选择开启起主要作用的元器件，并关掉起次要作用的智能反射表面。在功率分配方面，通过求解凸优化问题得到功率分配的闭式解。基于此，设计出一种高传输速率、低功率消耗的迭代优化算法。最后，设计仿真教学实验，通过MATLAB软件，验证了所提出的联合优化算法通过改变电磁波传播环境，有效地提高了信号传输的速率和能量效率；并分析了实验中导致算法性能发生变化的机理，这也有利于帮助学生提高科研创新能力和工程实践能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
朱后禹 徐静 匙玉华 赵联明 郭文跃
针对石油工业中所关注的加氢脱硫过程,设计研究型实验"噻吩在MoP表面的加氢脱硫反应机理",给出了MoP(001)和(010)表面的加氢脱硫反应机制。该实验以超算中心的计算资源为硬件支撑,使用Materials Studio软件进行密度泛函计算,并借助于Origin软件给出绘图结果。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
连天虹 寇科 刘丽娟 王萌
高质量的涡旋光束在量子信息、激光雷达、激光通信等领域有着广泛的应用前景。为了用固体激光器直接产生涡旋光束，该文基于谐振腔模式与激光介质作用的速率方程，阐述了在二极管端面泵浦固体激光器中通过环形光泵浦产生拉盖尔-高斯涡旋光的原理。设计了环形光泵浦固体激光器产生涡旋光的实验方案并搭建了实验系统。实验产生了角向阶次为1阶、2阶的涡旋光束，相位涡旋手性可通过微调谐振腔输出镜调节。该实验能够使学生利用固体激光器直接产生涡旋光束并观察涡旋光束的相位特性，有助于学生加深对激光谐振腔模式理论及涡旋光束相位特性的理解，为相关专业学生的课程教学提供有力支撑。
关键词：
固体激光器 高阶模式 涡旋光束 相位特性
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李欣 张培峰 展凯云
涡旋光束的传输动力学行为是光学领域研究的热点之一。该文采用理论分析与数值模拟相结合的方法，研究了经典光学涡旋、非对称幂指数光学涡旋和对称幂指数光学涡旋三类不同涡旋高斯光束的传输行为。结果表明，在自由空间中三类光学涡旋高斯光束均可产生整数、分数自成像效应，其自成像距离与无光学涡旋高斯光束产生的自成像现象的复现距离一致。自成像平面上光场结构由一系列周期性阵列光束构成，其光强分布与涡旋相位的拓扑荷数和幂指数阶数密切相关。对于所施加的三类光学涡旋，阵列波束表现出了圆环、螺旋及花瓣型三类不同的光场分布，但是其相位分布基本保持不变。该研究为系统认识周期性涡旋光束的演化动力学行为，以及获得新颖的结构光束提供了新的思路和方法。
关键词：
自成像效应 光学涡旋 高斯光束 螺旋相位
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孙彦景 陈岩 芦楠楠 李松 王艳芬 张晓光
为培养学生系统性、工程性思维,采用NS3中的WiFi模块设计了MAC协议性能分析仿真实验,围绕一个整体的电子信息系统、通信系统与计算机网络系统,构建了科学、系统和相对独立的系统性教学实验体系,完成自底层的器件到高层网络和系统的逐步递增模式的全过程工程实践环节。通过实验说明系统性软件在无线通信与网络课程群实验设置中的意义。
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
黄晓俊 娄颜超 杨东 郭亮 吴怡芬
电磁超表面具有传统材料无法实现的新奇电磁特性.利用超表面来调控电磁波极化状态成为一个热门的研究领域.本文提出了一种由金属贴片组成的各向异性超表面来实现对水平极化波和垂直极化波的正交极化调控.数值仿真结果显示所设计的超表面在8.1615.32GHz内可以将水平极化或垂直极化入射的电磁波经过反射后分别转换成其正交分量,极化转换率和相对带宽分别达到了95%和60%.实验结果与数值仿真结果吻合较好.通过理论计算和表面电流分布详细阐述了极化调控的物理机理.
关键词：
宽带 高效率 极化调控 各向异性 超表面
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
任鹏 张莹 李炳裕
水声信道面临带宽资源有限和环境噪声复杂等局限，难以保证水声通信的高效性和可靠性。语义通信的微量性和鲁棒性表明其具有提升水声通信性能的潜力。为了验证基于语义通信革新水声通信的可行性，设计了一种水声语义通信仿真实验方案。发送端以文本为信源，提取文本的语义特征并以知识图谱表征，实现信息的微量表达，为数据的高效传输提供了有效途径；接收端借助深度学习技术将语义特征重构为文本，实现信息的鲁棒性重构，为数据的可靠传输提供了有力保障。仿真实验结果表明，与传统水声通信方案相比，水声语义通信方案具有微量表达和鲁棒传输等技术优势，形成了克服水声信道窄带宽和低信噪比等困难的全新水声通信制式。
关键词：
水声通信 语义通信 知识图谱
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
柳祖鹏 何雅琴 杜胜品
为使学生能够直观体验交通信号控制实验的效果,设计了由计算机(运行微观交通仿真软件)、信号控制机和信号机接口设备组成的硬件在环仿真实验平台。通过该仿真实验平台,学生可以设置信号机参数、运行仿真实验、观察信号机对交通流的控制效果并进行离线评价、比较不同交通条件下信号控制方案的优劣。通过该实验,可以提高信号控制实验的教学效果和学生解决实际交通问题的综合能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
文淑华 闫超阳 罗绪成 王瑞锦 朱相印 何中海 张萌洁 张翔
原有的实验环境要求学生自己搭建,实验环境的复杂导致花费不少时间,影响实验核心知识的掌握。使用云桌面技术来准备好实验环境,让学生直接进入核心实验步骤的操作。以IPSecVPN实验设计为例,阐述从云桌面的组网配置到IPSec的协议套件的配置的全过程,全面演示基于云桌面的网络安全协议实验的实施过程,对将云桌面技术应用到网络安全协议实验中去起到抛砖引玉的作用。
关键词：
网络安全协议 IPSec VPN 云桌面
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张锦旺 王逢辰
基于“液体介入+红外检测”技术设计了不同浓度表面活性剂辅助下的煤矸识别实验，从煤矸温变规律、煤矸温差规律、混矸率及识别准确率计算三方面分析了活性剂辅助对煤矸石识别效果的影响。实验结果表明，表面活性剂可极大增强煤矸温变效应，但不同浓度的活性剂扩大煤矸温差的程度不同；与清水对照组相比，0.05%浓度的DTAB溶液具有最佳的煤矸短时温差提升效果，可大幅提高基于红外图像的煤矸识别准确率。该实验设计基于智能放煤领域学科前沿成果，涉及采矿、计算机、化学等多个学科的知识交叉，能够提升学生综合运用跨学科知识解决实际问题的能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
卢小辉 曹立峰 刘淑平 谢小鹏
为给学生创造发展个性和创新思维的空间环境,设计了厢式运输车车身表面减阻研究性实验。实验结合科研成果,运用气膜减阻原理,模拟和探索厢式运输车表面结构对其空气动力特性的影响,以小孔间距对厢体表面减阻的影响为实例,设计和优化厢体表面结构。该研究性实验,有利于激发学生的学习热情,调动学生勇于探索、勇于创新的积极性,培养学生的创新实践能力。
关键词：
厢式运输车 表面减阻 研究性实验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
燕友果 张燕 王攀 周丽霞
设计了研究型实验——双子表面活性剂自组装增黏特性的实验设计。采用LAMMPS分子动力学模拟软件、VMD可视化软件及Origin绘图软件,构建了双子表面活性剂溶液模型,优化初始构建模型,模拟了其自组装形成蠕虫胶束的过程,并考察了不同剪切流速下的自组装行为和黏度变化。教学实践证明,该实验使学生掌握了LAMMPS分子动力学模拟软件的使用方法,培养了学生的科研素养。
关键词：
分子动力学 表面活性剂 自组装 黏度
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