基于分子间多量子相干的三维磁共振成像模拟

核磁共振中的分子间多量子相干信号源自远程偶极相互作用．基于分子间多量子相干的成像信号能提供一种新的对比度机理．为了快速、高效地模拟和研究该对比度机理，本文运用如下算法：先对磁共振信号在实空间进行傅立叶变换．从而将磁化量从实空间变换至k空间．计算远程偶极场和扩散效应．然后将其变换回实空间来处理化学位移和弛豫等参数．研究结果表明：此算法可以准确反映三维结构样品中的偶极场效应．并且验证了由此产生的分子间多量子相干信号能够有效地提高磁共振成像的对比度．     

核磁共振中基于分子间多量子相干理论扩散行为的模拟

本文采用粒子随机行走模型结合分子间多量子相干理论模拟双组分核自旋体系溶液分子的表观扩散行为,将模拟得到溶液分子表观扩散率与溶液分子自扩散系数的关系,与理论预测结果进行比较,发现二者吻合得很好。     

核磁共振中分子间多量子相干及其应用

源自核自旋远程偶极相互作用的分子间多量子相干(iMQC)以其独特的性质在核磁共振领域引起了广泛的关注.与常规的单量子相干信号相比,iMQC信号具有下列特性:iMQC信号与实验可控的偶极相关距离为半径的空间区域内的自旋粒子数相关;iMQC信号与局域磁场分布或局域磁化率效应相关;iMQC信号具有独特的弛豫和扩散特性.这些性质使iMQC在核磁共振波谱和成像领域得到了广泛的应用.本文简要介绍了iMQC现象的研究历史以及相应的理论解释,对我们小组这10几年来在iMQC领域的研究进行了系统的阐述,包括对iMQC性质的研究及其在不均匀不稳定场中高分辨核磁共振谱和成像方面的应用研究.     

基于分子间多量子相干的不均匀磁场下高分辨核磁共振方法的研究进展

高分辨核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）通常需要高度均匀的强静磁场，然而在活体实验等情况下，样品的磁化率差异将不可避免地导致磁场的不均匀，并且这种不均匀性难以通过匀场等传统方法消除．最近，分子间多量子相干被利用来消除活体等样品中由磁场不均匀引起的谱线增宽以获得高分辨NMR谱．和其他高分辨NMR方法相比，分子间多量子相干方法具有独特的特征与优势，它能同时保留化学位移、峰的裂分模式、偶合常数和相对峰面积等信息．这些信息在传统的一维NMR中通常用于分析和表征分子结构．     

分子内和分子间双量子相干信号随预备期的变化规律

设计简化的三脉冲序列,研究高极化液体核磁共振中同核自旋体系中的分子内与分子间双量子相干信号随预备期的变化规律,有助于更深入地理解分子内与分子间双量子相干的性质与机理,为分离检测二者提供理论和实验依据.首先对普适的同核二自旋IpSq (p,q = 1,2,3,…)体系进行理论推导,得到分子内与分子间多量子相干信号与预备期的关系表达式,并利用6种不同的自旋体系进行实验验证,实验结果与理论推导结果相当吻合.这种方法还可以扩展到异核自旋体系中,对分子结构的研究具有重要的意义.     

高极化自旋体系纵向弛豫时间的测量

在高极化自旋体系中由于强辐射阻尼效应的影响,常规的纵向弛豫时间(T1)测量方法不再适用或需修改.本文提出了高极化自旋体系T1的分子间多量子相干测量方法.通过相干脉冲梯度场抑制演化期的辐射阻尼效应,利用分子间多量子相干信号的性质消除检测期的辐射阻尼效应,在绝对值谱模式下对谱峰峰高拟合,准确计算出T1.在此基础上,分析和比较了分子间多量子相干法与饱和恢复法对辐射阻尼效应的抑制作用.实验结果表明,分子间多量子相干方法能有效地抑制辐射阻尼效应,准确测量高极化自旋体系纵向弛豫时间.     

核磁共振中分子间多量子相干CRAZED序列参数的优化

对检测分子间多量子相干信号的CRAZED脉冲序列的最佳射频脉冲翻转角及延迟时间进行了探讨，通过综合运用偶极场理论和积算符公式，得到不同相干阶数下CRAZED序列的相对信号强度与射频脉冲翻转角及延迟时间之间关系的表达式。并利用计算机模拟对延迟时间进行优化，所得结果由实验加以验证．实验结果表明，理论得到的信噪比和量佳延迟时间的关系与实验结果吻合得较好．因此，所得出的理论方法可用于指导实验参数的优化选择。     

一种同时测量分子间多量子相干横向弛豫和自扩散系数的快速方法

提出一种可同时直接测量高极化核自旋体系分子间n阶多量子相干横向弛豫时间T2,n和自扩散系数Dn的一维核磁共振方法。实验结果表明：对于单组份单峰的高极化核自旋体系,分子间n(n≥1）阶多量子相干横向弛豫时间T2,n自扩散系数Dn分别具有如下关系：T2,n≈T2,1／n和Dn ≈nD1,这里T2,1和D1分别为该峰的单量子相干横向弛豫时间和自扩散系数。这些结果有助于揭示分子间多量子相干横向弛豫和自扩散的性质和机理。     

一种低复杂度高精度多路GNSS多径信号模拟方法

为了对GNSS信号多径抑制算法进行研究,需要采用GNSS信号模拟器对各种多路多径环境进行高精度的模拟。传统多径生成方法信号通道数量和控制复杂度会随多径路数线性增加,限制了模拟器对复杂多径场景的模拟能力。在对多径信号建模分析的基础上,提出一种基于固定阶数复数滤波器的低复杂度多路多径信号高精度模拟生成方法。理论上,利用该方法仅以单个通道就可生成上百路多径信号,从而克服传统多径实现方法在生成方式上的缺点,有利于实现对复杂多径环境的模拟。并从几种典型相干早迟码间隔跟踪环路输出S曲线和过零点偏差的角度对两者的一致性进行定量分析。仿真验证结果表明:所提方法产生的多路多径信号对信号时域波形和码相关峰产生的畸变效果与仿真产生的参考多径信号的畸变效果相一致。     

天然产物3′-甲氧基葛根素溶液结构的二维 NMR 研究

3′－甲氧基葛根素是从常用中药野生葛根中分离提取出来的一种具有很强生物活性的异黄酮类化合物。该化合物含季碳较多，有些^13C NMR的谱峰不易归属。本文利用包括氢检测异核多量子相干谱（HMQC）和氢检测远程异核多量子相干谱（HMBC）等多种二维核磁共振技术对该天然产物的^13C和^1H NMR谱峰进行了全归属。这些工作有助于利用二维核磁共振技术研究和确定含季碳较多的黄酮类新化合物的结构和利用扩散相关的核磁共振新技术研究葛根的生理活性成份与靶分子相互作用。     

机器人群的控制

本文提出了接续5台机器人、具有专用节点的控制系统的设计方法。文中对网络系统防止“冲突”、系统可靠性措施及通信系统软件等问题进行了阐述。     

反演法在提高地震资料信噪比中的应用

t x预测滤波法是噪音衰减的通用且有效的方法 ,但是在噪音背景中存在平行同相轴时将产生假同相轴及出现子波畸变和振幅衰减等现象 ,这是因为噪音的存在影响了滤波器的计算。利用反演法对理论模型和实际数据进行了滤波处理 ,该方法可以有效地消除一般t x预测滤波处理中存在的缺陷。实际应用表明 ,这种方法更能满足对地震资料高分辨率、高信噪比和高保真的要求 ,处理效果更接近实际。     

基于复合稀疏去噪的沙漠地震噪声消减

沙漠地震噪声既含有低频噪声又含有高斯白噪声,一般方法很难同时去除这两种噪声,针对此问题提出了使用复合稀疏去噪同时压制沙漠地震噪声中的低频噪声和高斯白噪声的方法。在复合稀疏去噪中将平方损失作为损失函数的保真度约束,将信号和信号一阶导数的 L1 范数作为损失函数的稀疏约束,然后通过最小化损失函数去除信号中的高斯白噪声。为同时去除低频噪声,复合稀疏去噪中联合使用了低通滤波器,即可一次性去除低频噪声和高斯白噪声。分别对模拟地震数据和实际地震数据进行仿真实验,实验表明该方法可有效地同时压制沙漠地震数据中的低频噪声和高斯白噪声,复合稀疏去噪的保幅略好于带通滤波器,去噪后带通滤波器会产生较严重失真,而复合稀疏去噪的失真较小。     

紫外光快速成型中辐射能的汇聚分析

基于光的波动理论,对紫外光快速成型技术中的聚焦光有量场进行了深入的理论分析,阐明了点光源所辐射的连续球波在凹椭球面上的反射聚焦理论,及其反射光波场轴向和侧向的能量分布形式,理论分析表明,焦点光强随偏心率增加而上升,轴上的光强分布曲线近似于高斯曲线,在聚焦点域的能量分布呈双曲面体形式,焦平面中强度侧向分布曲线服从正态分布,研究为在快速成型技术中有效地利用紫外点光源的辐射能提供了充分的理论依据。同时对紫外光快速成型的实际光学系统的设计具有重要的指导作用。     

用重整化群流方程研究重费密子系统的重整杂化带模型

重整化群流方程方法是一种非常有用的理论研究工具,它可以用于各种物理系统中,求取系统的能谱和期望值,由此获得系统的一些属性.用该方法研究重费密子系统推广后的重整杂化带模型,求得相应的两支准粒子能带,这些结果与用常规的格林函数方法求得的结果完全一致.     

电遥测钻柱信号传输的建模分析与信道特性改善

电遥测钻柱信息遥测系统由多节布线钻杆级联形成,用于井下随钻测量数据的高速率上传。由于信道传输的高频电压信号衰减严重,目前每隔约300米需要中继器进行信号续传,因此如何延长中继距离成为系统性能改善的关键。布线钻杆由布有同轴电缆的杆体及电磁耦合器构成,高频下布线杆体的同轴电缆可看做传输线,电磁耦合器可等效为高频变压器,将二者结合建立了布线钻杆的等效电路模型及电遥测钻柱信道的电压传输函数数学模型;通过外置补偿元件使传输线达到阻抗匹配以确立布线钻杆的电磁参数;通过改变补偿元件参数在传输线终端产生反射电压来加强传输线上的信号幅度,使信道的信号传输能力得到有效改善。研究表明,适当增大补偿元件电阻值可以大幅度提高信道的电压传输函数值,在目前信道带宽及信号检测灵敏度条件下中继距离可提高1倍,达到大幅度延长中继距离的目的。本文的研究可以为布线钻杆的电磁设计及电遥测钻柱信息传输系统的性能改进提供理论指导。     

声发射技术在管道泄漏检测中的应用

传统的管道泄漏检测法如负压波诊断法要求有很强的实时性,常因不能及时捕捉到泄漏信号而造成诊断失败,而声发射检测技术作为一种成熟的无损检测方法,可根据泄漏时流体与泄漏孔隙产生的声发射信号判断泄漏,实现对泄漏信号的连续捕捉,在检测原理上有很大的优势。利用声发射技术对管道泄漏检测进行了试验研究,通过对声发射信号进行时频域分析,实现了对泄漏信号的有效识别。试验结果表明,泄漏发生时的声发射能量主要集中在140-160 kHz,随着泄漏距离的增加,在200 kHz处的声发射能量将产生较大的衰减,从而验证了应用声发射技术进行管道泄漏检测的可行性。     

基于被动毫米波探测技术的近场目标识别方法

对毫米波探测技术的目标识别方法进行研究. 在对坦克及金属板、水的毫米波特性进行分析的基础上,提出了对探测信号进行能量、脉宽、脉冲间隔及进一步判断物体表面光滑度的联合判别方法,建立了坦克目标识别原则. 采用统计处理方法建立了不同特征量的分布规律直方图,进而给出概率密度曲线,根据探测概率,确定了特征门限,通过多重门限的设定提高了目标识别精度. 理论分析结果证明了近场目标识别方法的有效性,为其它相关探测系统的目标识别提供了可借鉴的途径.     

超音速飞行器表面等离子体的电磁特性研究

通过对飞行器周围流场温度、压强和电子密度分布等参数进行分析,探讨等离子体参数对电磁波信号衰减的影响,并进行HFSS仿真,得到三维实时的衰减模型,为今后研究通信衰减问题提供了重要依据,也是进一步进行再入通信仿真的前提。     

非均匀有理B样条自由曲面的光顺检测

提出了一种针对非均匀有理Ｂ样条（ＮＵＲＢＳ）自由曲面的高斯曲率等值线的光顺检测方法,重点解决绘制高斯曲率等值线出现的极值点的重复搜索问题,并将改进的Ｂｕｌｉｒｓｃｈ－Ｓｔｏｅｒ等值线搜索法用于极值搜索中,提高了搜索效率。