“秸秆还田”是增加土地有机碳含量提高土地持续生产能力及节省人力物 力的有效方法。但是此法达到预期效果的时间周期长，而且容易造成耕地问题 保水性变差等一系列问题。据调查，我国仅因氮肥流失造成的损失每年在 400 亿元以上，且部分地区由于施肥不当已引起严重的环境污染。 数据显示：若将土壤有机质含量提高 1%的话，相当于土壤从空气中净吸收 了 306 亿吨 CO2。每增加 0.1 个百分点的土壤有机质含量就可释放 600-800 千克 /公顷的粮食生产潜力。如果将秸秆经过热解炭化转化为生物炭，并与化肥进行 调质处理后施用可实现两全其美。 

1 成果简介 微波耦合加热移动物体的过程，在数学与物理的建模上，通常认为是极其复 杂的过程，普通人员很难掌握，另外，模拟仿真计算还极其耗时。 为解决此问题，我们利用运动的相对性原理和不同物理量(电磁场、温度场 和流场)在不同坐标系之间转换，提出了一种计算微波耦合加热移动物体的数值 计算方法。此法具有操作过程简易，计算精度高且耗时少的特点，理论上，此计 算方法还适用于微波耦合电磁搅伴器时的加热过程计算。 2 关键技术 从物理场的角度而言，微波加热是一个典型的多物理场问题，主要涉及的是 电磁场与温度场能量的转换与传导，以及流场（如周围空气）与加热物之间的共 扼传热。 在现代工业与科研中，广泛应用微波加热。如《Science》和《nature》，分 别在 2016 与 2018 年，刊登了利用微波制作石墨烯技术。但由于微波最大的缺 陷，就是加热的不均匀性，又极大地影响了微波的应用。 为了改善加热的均质性，通常使加热物运动，如旋转或采用磁搅伴器。 微波治疗肿瘤，被国际医学界称为绿色疗法，肿瘤细胞死亡最可能萎缩和死 亡在 42.5℃～43.5℃之间，温度低了则治疗肿瘤无效，而温度高了，又会损伤周 围健康器官，由于在人体上操作，故要非常谨慎的，所以又限制了微波应用。若 能有一种快速预测的计算方法，能立即得到加热的温度场分布，则是一个非常有 意义的事！ 针对移动物体的微波加热，传统模型计算极其复杂，只有少量专业研究人员 会计算，一般人员很难掌握，同时计算又极其耗时。本方法在此方面进行了大胆 的探索。 3 知识产权及项目获奖情况 发表了一篇 SCI 论文，专门论述了该方法，详见： PU GUANGYi, PU CHENG XI, J. WANG, C. F. SONG, “A method for coupled microwave heating process and heat transfer simultaneously of moving objects,” Journal of Food Processing and Preservation, vol. 42, no.1, e13468, 2018. DOI: 10.1111/jfpp.13468. 4 项目成熟度 该方法计算工作量小，计算方便，且精度高，适合加热运动物体或电磁搅拌 装置，或同时加热运动物体及有电磁搅拌的情况。现在 CAD 与 CAE 技术发展非常 迅速。所以，理论上可以直接利用这些商业软件进行建模与计算。 5 投资期望及应用情况； （1） 微波治疗肿瘤方面。由于微波能够穿透到肿瘤内部，直接“杀死” 肿瘤细胞，理论上，远比高能射线如γ射线效果好，且对人体副作用小。先 前没有广泛使用，原因之一是不好控制加热的不均匀性。若能在治疗之前， 先预先计算出加热物温度场分布，即预测出温度场的分布，则可以控制微波 直接“杀死”肿瘤细胞。 （2） 石墨烯的过程制作。 （3） 食品及其他工业与科研的应用。 

人工神经网络以其对复杂非线性问题的鲁棒性和高效建模能力，在微波元件中得到了广泛的应用。现有的基于人工神经网络的微波器件模型与优化研究主要集中在建模方法上。采样是建模的基础，直接影响到人工神经网络建模和优化的效率和准确性，却很少被研究。 传统的取样方法广泛应用于基于人工神经网络的建模与优化，包括蒙特卡罗抽样和拉丁超立方体抽样。这些采样方法的重点是提高设计空间中分布样本的均匀性。由于微波元

本发明公开了一种频率及脉宽可调的微波信号产生方案，基于由一个宽带光源、一个可调的差分群时延元件，一个带宽可调的光滤波器，及一个频域到时域映射模块构成的微波产生装置；微波信号产生方法为：将光源产生的宽谱光注入光谱构造模块中，使用可调的差分群时延模块及光滤波器构造目标光谱，最后利用频域到时域映射装置产生指定频率及脉宽的微波信号。本发明方法在保证了产生微波信号高频性能的基础上，实现了信号频率及脉冲宽度的可调性，增强了一般微波信号生成方法的灵活性。

“秸秆还田”是增加土地有机碳含量提高土地持续生产能力及节省人力物力的有效方法。但是此法达到预期效果的时间周期长，而且容易造成耕地问题保水性变差等一系列问题。据调查，我国仅因氮肥流失造成的损失每年在400亿元以上，且部分地区由于施肥不当已引起严重的环境污染。 数据显示：若将土壤有机质含量提高1%的话，相当于土壤从空气中净吸收了306亿吨CO2。每增加0.1个百分点的土壤有机质含量就可释放600-800千克/公顷的粮食生产潜力。如果将秸秆经过热解炭化转化为生

本发明的固支梁Ｔ型结直接加热式微波信号检测仪器由传感器、模数转换、ＭＣＳ５１单片机和液晶显示四大模块组成，传感器由六端口固支梁耦合器，通道选择开关，微波频率检测器，微波相位检测器，直接加热式微波功率传感器级联构成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度相同，信号经第一端口输入，并由第二端口输出直接加热式微波功率传感器，由第四端口和第六端口输出微波相位检测器，由第三端口和第五端口输出通道选择开关；通道选择开关的第七端口和第八端口接直接加热式微波功率

本发明的固支梁直接加热在线式未知频率微波相位检测器由六端口固支梁耦合器，通道选择开关，微波频率检测器，微波相位检测器，直接加热式微波功率传感器级联构成；六端口固支梁耦合器由共面波导，介质层，空气层和固支梁构成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度分别相同，待测信号经第一端口输入，并由第二端口输出到下级处理电路，由第四端口和第六端口输出到微波相位检测器，由第三端口和第五端口输出到通道选择开关；通道选择开关的第七端口和第八端口接直接加热式微波功率传

当前光纤通道(Fibre Channel：FC) 以其高速率和高可靠性在航空电子环境得到了广泛的应用，一个典型的战机航电系统如下图所示： 为研究航电系统的性能，经常需要搭建地面仿真平台进行预先的评测。对应上图所示，我们可以搭建如下的地面仿真系统： 该系统包括自研制的： FC-AE仿真接点卡、FC-AE协议分析/监控卡、 FC-AE故障注入卡、 FC-AE网络交换机、FC-AE 数据监控记录分析仪。上述五项设备可以独立使用，也可部分或全部联合构成航电地面仿真测试平台使用。

热释电红外气体传感器是指采用热释电薄膜材料制备的敏感元件，利用极性气体的对特定红外光谱的吸收特性，采用郎伯比尔定律实现对气体浓度的测量分析的传感器，其核心元件是热释电薄膜敏感元。 主要功能与应用领域：热释电红外气体传感器是一种新型的传感器，它可以自我抑制零点漂移，具有精度高、选择性好、灵敏度高、测量范围宽、寿命长，不中毒，不依赖氧气等特点。与传统的半导体型、催化燃烧型和电化学型气体传感器相比，技术优势明显因此，特别适合红外气体传感器逐渐在各种气体监控网络中的应用。 图1 含有双Si杯微桥绝热结构的器件示意图 图2红外气体监测器样机 特色及先进性：本团队采用纳米自缓冲层技术制备的热释电薄膜材料具有高热释电系数的特点。通过自缓冲层技术控制热释电薄膜与电极之间的界面特性，实现热释电薄膜的择优取向生长，制备了低漏电流密度、高热释电系数的热释点薄膜材料，掌握了红外气体传感器核心元件的材料生长、器件设计与加工的核心技术。 技术指标：热释电系数大于1x10-6Ccm-2K-1，器件探测率大于1x108cmHz1/2W-1。 能为产业解决的关键问题和实施后可取得的效果：本成果目前主要应用于有毒、有害等危险气体的监测，在工业生产监控、矿山安全、环境保护等领域，应用前景广阔。功能完善、系统兼容性好、经久耐用、长期稳定性好、测量精度高、校正周期长的便携式气体检测仪和红外气体检测传感器，替代催化燃烧型产品和进口红外产品，提高现有气体监控系统的稳定性和可靠性，提升装备性能，防范工业生产中违规气体排放、危险气体如瓦斯等导致的安全生产事故的发生，同时改善现有安全监控系统、检测仪器维护量大的问题。

本成果包括无线电频谱监测与干扰定位系统的硬件与软件实现，数字硬件系统的设计与实现，数字硬件系统中嵌入式固件（FPGA/DSP）的设计与实现、基于计算机的远程控制/监控软件系统。系统工作基本稳定，课题组熟知无线电监测的发展现状，掌握了硬件与软件研发的全部细节。课题组在干扰定位领域的研究已取得较显著的成果，申请相关发明专利2项(已公开)。 应用本成果，将有助于发展自主知识产权的低成本高性能的无线电频谱监测与干扰系统。 图1 接收机外观照片。包含GPS接口、以太网接口、电源接口、天线接口。 图2 接收机内部结构照片。左边是数字电路，右边是射频电路 图3 系统联调照片。计算机上运行的是无线电频谱监测系统的控制与分析软件