我校本科生方宇浩以第一作者在IEEE Sensors Journal发表论文

发布者:曾昕发布时间:2021-12-07浏览次数:286

近日,我校电子信息学院电子信息工程专业本科生方宇浩在微波谐振式传感器优化设计方面取得重要进展,以第一作者身份在《IEEE Sensors Journal》发表了题为“An AMC-based liquid sensor optimized by particle-ant colony optimization algorithms”的学术论文。该期刊为中科院二区,2020年度影响因子为3.301。论文第一作者为2019级本科生方宇浩,通讯作者为电子信息学院赵文生教授,我校本科生林福康、王大伟副研究员、王骏超副教授和吴文敬博士为共同作者。

微波传感器因其低成本、高稳定性,引起了学术界和工业界广泛关注。其中,微波谐振式液体传感器可实现无损检测,且操作和监测手段便携。文章在此背景下提出了一种基于人造磁导体(AMC)结构的液体传感器,应用粒子-蚁群优化(PACO)算法进行数值优化,增加了结构优化探索的自由度,同时减少人工设计的时间成本。优化过程中,AMC结构谐振频率保持在2.45GHz,以确定传感器工作频率在工业、科学和医疗(ISM)频段内。将数值优化后的AMC结构与宽带天线相结合,构建成液体传感器(图1)。

实验测量应用丁-1-醇、丙-2-醇、乙醇、甲醇和水等液体样品检测传感器功能,测量结果表明构建的液体传感器检测范围大,最高可支持介电常数高达78的液体检测,最大检测灵敏度达3.48%(图2)。本论文提出的液体传感器无需额外的微流通道,具有成本低、操作便携、无损、实时等特点,可望用于水质实时监测等场景。

1 液体传感器测试实验图

2 液体传感器响应曲线及灵敏度对比


“我是大一暑假期间联系赵文生老师,进入到科研团队的。刚开始接触科研的时候也是一头雾水,第一篇论文看了好几天还没明白。从开始的一无所知,到慢慢入门,再到如今有了阶段性的成绩,一路以来少不了老师的悉心指导和师兄、师姐们的帮助。我收获到的也绝不仅仅是一纸论文和几项专利,一个想法从诞生到不断打磨,再到最后成型,直至发表,绝不是看上去那么简单。我很有幸如此早地接触到科研训练,见识到了科研路上的艰辛,也体会到了收获的喜悦。我相信这颗种子已经萌芽。”方宇浩如是说道(图3)。

3 本科生方宇浩


近年来我校高度重视本科生综合能力培养,一直鼓励和支持本科生参与科研训练,该论文也是赵文生教授指导我校本科生,以第一作者发表的第4SCI论文。通过这些科研训练,不仅让学生切实感受科研的魅力,同时增强学生的实际动手能力和团队协作能力,在应用中巩固所学,并在探索中不断学习。

该研究得到了国家自然科学基金和浙江省自然科学基金的支持。