DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 材料与方法 2.1. 荞麦播种 2.1.1. 传统播种方法质量差、效率低 传统荞麦播种方式是撒播、开沟条播、人工穴播，均存在很多缺点。但是，由于新技术未能推广普及，很多地区仍在沿用。其优点、缺点分别是： 撒播：是将种子和各种肥料撒在地表，用人工手耙盖种、或畜耕、机械旋耕覆盖。优点是省工、一个人即可完成；缺点很多：一是用种量大，666.7 cm 2 至少2.5 kg；二是撒播不均匀，过稠处影响光照、茎秆细弱，过稀处容易滋生杂草、个体发达、头重脚轻，生长后期容易倒伏；三是深浅不一致，出苗不整齐；四是出苗前遇降雨，易引起地表板结，影响出苗，会造成大面积缺苗。 开沟条播：是由畜力牵引双腿耧开沟或者小麦播种机改进开沟，同时将种子播入、覆盖的播种方式。优点是播种深度一致，出苗整齐，中耕除草方便；缺点是开沟造成跑墒、水分不足影响出苗和生长，在干旱、半干旱地区尤为明显。 人工点种穴播：将种子和有机肥、化肥拌在一起。然后一人耕翻，另一人跟随犁沟，手取拌好的种肥，一步一穴播种。优点是集中施肥，便于当年吸收；缺点是效率低，需要2人作业，经过试验，2个好牲畜一天最多只能耕种5 × 666.7 m 2 。 2.1.2. 改进后的人工半机械、机械穴播效率高、质量好 人工播种轮鸭嘴注入式穴播(图1)，这是利用种玉米的精量播种机械，这种播种轮的穴距和种芯调整后也可以种荞麦。参照这一播种程序和工作原理 [ 7 ] ，制造出“五行动力驱动荞麦穴播机” [ 8 ] (图2)。 这2种播种机，采用圆盘鸭嘴注入式穴播，穴距22cm，每穴3-5粒，行距33cm。最突出的优点：一是减少用种量，666.7 m 2 只需要1.5 kg，传统撒播需要2.5~3 kg；二是保墒、提墒、顶土力强：播种时不开沟，起到保墒作用；鸭嘴注入式播种时压实下面土壤，起到提墒作用；每穴3~5粒在一起，顶土能力强；三是效率高，经过试验证明，人工推轮单行播种，一小时可以播种1000 m 2 ，机械驱动五行播种，一小时可以播种6000 m 2 。 2.1.3. 地膜覆盖、穴播 由机械覆盖地膜、同时穴播，或者机械覆盖地膜、人工推轮穴播。这是正在试验的荞麦生产技术，地膜覆盖可提高地温、保蓄水分，是干旱、半干旱地区农业增产的重要措施，可实现荞麦高产稳产；缺点是增加了地膜、机械覆盖的投资。 图1. 人工推轮穴播荞麦 图2. 5轮组合机穴播荞麦 2.2. 荞麦中耕除草 目前还没有适宜荞麦中耕除草的机械 [ 9 ] ，其实荞麦生长快、封垄早，具有抑制杂草生长的功能。如果管理得当，可以控制杂草滋生，而免去中耕除草环节。靖边县富民荞麦生产合作社，每年种200 × 666.7 m 2 荞麦，免去了中耕除草环节，措施是4~5月深翻，播种前用旋耕机除茬灭草(浅翻)，使用圆盘注入式穴播机播种。 2.3. 荞麦不同收割方式及优点、缺点 2.3.1. 人工收割 收割荞麦，是荞麦生产中最繁重的体力劳动，一人一天只能收割1500~2000 m 2 ，费工、费时、效率低，只能适应小面积生产。 2.3.2. 小麦收割机收割 目前种植大户普遍用小麦收割机收割荞麦，优点是效率高，一小时可以收割6000~7000 m 2 ；缺点很多，收获的籽粒温度高、湿度大，要及时晾晒，若堆在一起，堆内温度急剧升高，造成长芽或霉变；其工作程序是收割和脱粒同时进行，这样不符合荞麦生理特性。因为荞麦花期长，成熟不一致，籽粒2/3变黑是最佳收获期，需要活秆收割，风干(完成后熟过程)后脱粒，比小麦收割机收获增产10%。若收割脱粒同时进行，使部分正在灌浆的籽粒容易破壳成浆，又没有后熟过程，造成损失；待籽粒全部成熟收割，此时植株中早熟籽粒容易脱落，机械操作损失更多 [ 10 ] 。 2.3.3. 多功能一边倒收割机收割(图3) 由人力手扶操作、7.5马力动力驱动，所收割秸秆整齐地倒在一边。可收获玉米等多种作物，非常适合收割荞麦。因为荞麦还有后熟的过程，需要活秆收割、风干后脱粒，该机械正好满足这一需要。优点是：效率较高，每小时可收割2000 m 2 荞麦，活秆收割，籽粒不易脱落、减少损失，经过后熟还可以增产；缺点是：需要人工抡起、风干脱粒。 2.4. 荞麦不同脱粒方式的优点、缺点 2.4.1. 人工敲打、机械碾压脱粒 荞麦脱粒非常容易，传统方法是将风干荞麦紧密竖立一层，用连枷敲打；现在改用小型拖拉机碾压，效率更高，是普遍应用的方法。优点是减少开支，下角料碎叶、枯花可作猪饲料，茎秆可作燃料；缺点是费工、费事。 图3. 一边倒多功能收割机 2.4.2. 脱粒机脱粒 若没有场地，将脱粒机开在地里脱粒。优点是省工、省事；缺点是收获500 g籽粒增加0.1元开支，下角料基本丢弃。
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user: 3. 试验方法与结果 3.1. 机械开沟条播与机械穴播比较 2016年，靖边县王渠则镇长渠沟村，部分农户用机械条播机播种荞麦，部分农户用机械穴播机播种荞麦。 试验结果：当年春季降雨较多，荞麦苗期、前期没有明显差别。进入盛花期，遇到20多天干旱，开沟条播荞麦普遍表现萎蔫十分严重，有部分植株腰折。而机械穴播则表现萎蔫较轻，没有腰折的植株；经大面积调查，机械开沟条播荞麦666.7 m 2 产量80~90 kg。机械穴播荞麦666.7 m 2 产量110~120 kg。 3.2. 撒播与人工推轮穴播比较 2016年，靖边县富民荞麦生产合作社进行了荞麦播种方式比较，试验地春季进行了深翻，2 × 666.7 m 2 播种前旋耕，用人工推轮穴播，行距33 cm，穴居20 cm，666.7播种量1.5 kg；另外2 × 666.7 m 2 先撒种子后旋耕覆盖，666.7 m 2 播种量2.5 kg。入种3天后降雨一次，地表有板结形成，撒播地进行了人工破除板结作业。 试验结果：播种6天后人工轮穴播地全部出苗，没有一个空穴，一片碧绿，非常整齐；撒播地有少量出苗，直到第10天基本出齐，但缺苗严重。生长中期观察：穴播地植株个体与群体生长协调，茎秆粗壮，没有倒伏的植株；撒播地植株个体与群体不协调，太稠处互相遮蔽，茎秆细弱。太稀处个体发达，头重脚轻，倒伏较重。成熟后进行了测产：穴播地1 m 2 15穴，38株，籽粒重量300克，折合666.7 m 2 产量200 kg；撒播地1 m 2 30株，籽粒重量230克，折合666.7 m 2 产量150 kg。 3.3. 地膜荞麦与未覆盖地膜荞麦比较 2016年，靖边县富民荞麦生产合作社，种植了地膜荞麦与裸地荞麦产量比较试验：一块地由机械覆盖地膜(全覆盖)，用人工播种轮播种，行距33 cm，穴居20 cm；相邻地未覆盖地膜，用相同人工轮播种，行距33 cm，穴距20 cm，6月15日同时播种。 试验结果：覆盖地膜荞麦，4天后全部出苗，裸地荞麦6天后基本出苗；生长中后期观察：覆盖地膜荞麦生长快，开花比裸地荞麦早2天，在20多天干旱期间，生长基本正常，仍看到坐果籽粒。而裸地荞麦在此期间，出现萎蔫现象，早、晚恢复正常，未看到坐果籽粒；临成熟前10天观察：覆盖地膜荞麦有1/2籽粒变成黑色，裸地荞麦未看到黑色籽粒；收割前进行测产：覆盖地膜荞麦1 m 2 15穴，36株，籽粒重量350 g，折合666.7 m 2 产量230 kg；裸地荞麦1 m 2 15穴，38株，籽粒重量300 g，折合666.7 m 2 产量200 kg。 3.4. 小麦收割机收割与一边倒收割机收割比较 小麦收割机有几十年的使用历史，经过更新换代，机械性能无与伦比，。优点是收割、脱粒一次完成，省工、省时；缺点是不符合荞麦的生长特性，不适宜收割荞麦，二是损失大，经调查666.7 m 2 损失籽粒10 kg左右，同时收获500 g籽粒增加开支0.2元，生产户不划算，目前广泛使用，是无奈的选择。 一边倒多功能收割机，是新产品，今年第一次在陕北荞麦收割中使用，受到了好评。它是活秆收割、风干脱粒，与荞麦生长特性相适应；二是效率高，一天可收割13，000~15，000 m 2 ，适应不同规模的农户使用；三是损失小、收益高，活秆收割时籽粒基本不脱落，其它操作籽粒损失也小，完成后熟过程可增产5%~10%；该机械是目前较好的荞麦收割机。缺点是费工，收割后的荞麦要人工抡起，风干脱粒。
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user: 4. 结论与讨论 4.1. 广范推广注入式荞麦穴播机械取代撒播、条播等其它方式 试验表明，注入式穴播机械种荞麦效果最好，出苗快、整齐、均匀，个体与群体协调，产量最高；二是适应性强：小面积种植、陡坡地可用人工轮播种。大面积种植，可用5轮组合机械驱动播种。 4.2. 荞麦苗期生长快、封垄早可以免去中耕除草作业 荞麦苗期生长快、封垄早，有抑制杂草生长的功能。但是播种前至少要进行2次耕翻，确保无杂草；二是不能缺苗断垄，否则杂草横生。 4.3. 广泛推广一边倒多功能荞麦收割机 该机械活秆收割，风干脱粒，与荞麦生长特性一致。效率高、损失小、成本低，是目前较好的荞麦收割机械；小麦联合收割机收割荞麦，虽然效率高，但是损失大、成本高，要有晾晒场地，应当选择使用。 4.4. 地膜覆盖荞麦不宜大面积推广 地膜覆盖是干旱、半干旱地区作物增产最有效的措施，地膜荞麦同样增产，生产技术也已过关。但是与其它地膜作物比较，荞麦容易受不良气候影响，产量不稳而偏低、价格低，投入与产出净利润不是十分显著，还不能大面积推广。
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user: 摘 要 学科教学知识是教师专业知识的核心知识领域，对于教师专业能力的发展起着至关重要的作用。师范生的学科知识经由经验和体会实践教学理念，获得教学“现场”的知识内容。将理论性知识验证在教学实践中，形成有效教学知识结构的转变，从而达到实务知识，即学科教学知识。教师教育应以教育理念的师范性、学科内容的专业性、教学途径的实践性为突破口，构建培养师范生学科教学知识是实践型教师教育人才培养模式。 关键词 :师范生，学科教学知识，实践性知识生成 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 学科教学知识及其特性 1986年，美国学者舒尔曼将教师教学应具备的知识基础分成七类，他认为其中最重要的是“学科教学知识”(Pedagogical Content Knowledge，简称PCK)，认为这种知识是“教师个人教学经验、学科内容知识和教育学的特殊整合”，是由学科知识与一般教学知识混合交织、非单纯相加而成，他认为：“教师除了应具备学科内容知识和一般教学法知识外，还必须具备另一种能将学科知识转化为学生有效获得的学科教学智能，即所谓的学科教学知识” [ 1 ] 。1993年，受建构主义思潮的影响，科克伦等人对学科教学知识概念进行了增添和修补，认为“学科教学认知”(Pedagogical Content Knowing，简称PCKg)，是“教师对一般教学法、学科内容、学生特征和学习情境等知识的综合理解” [ 2 ] ，强调知识的静态性、认识的动态性，学科教学知识是不断发展的。1999年，盖斯·纽莎姆将目光转向教学实践本身，发现了以“融合”与“转化”为核心的两种不同的学科教学知识发展模式。中国化的学科教学知识结构不应由理论出发，定位于静态的“学科课程”或“教育理论”，而应从实践出发，定位于“学科”与“教育”融合的实践样态。 实践是教育教学的本质特性。师范生的学科知识就是在教学过程，将理论知识转化、理解、评鉴、修正，并不断循环、逐渐累积，经由经验和体会实践教学理念，从而获得教学“现场”的知识内容。因此，学科教学知识是教师将关于教师、学生以及教育中介系统的知识融合起来，并指向实践的动态理论。
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user: 2. 师范生掌握学科教学知识的意义 学科教学知识是教师从事教育教学活动的知识基础，在教师知识中处于统领性的核心地位，它从根本上决定了教师职业的专业性。因此，师范生专业发展必然以学科教学知识的习得与拓展为前提。 2.1. 学科教学知识促进了师范生学科知识与教学知识的整合 学科教学知识具有一定的整合性，是在实践中不断发展的。师范生在课程学习中获得了大量的学科知识和教学知识，但此时它们还只是独立的个体，并没有能够完全融合起来，形成一个完整的学科教学知识体系。师范生通过一定的教学实践，逐步将教学知识与学科知识结合起来，在整合发展的过程中，不断完善形成自己的学科教学知识体系。师范生在特定时刻、特定情境中利用各种可用的条件对知识的特殊融合，为师范生有效教学的实现提供了必要条件，把教学活动中所有可用于教学的相关知识、元素融入到教师的教学设想中。 2.2. 学科教学知识影响着师范生教学智能的发展 学科教学知识的实质是一种“转化”的智能，是师范生将学科知识“转化”成学生有效获得的一种学科教学智能。教学智能是指教师在教学过程中灵活运用教学方法将学科知识传授给学生的智慧。因此，师范生不仅需要理解学科知识，更需要能够运用学生能够理解的方式传授知识，使学生掌握学科知识。师范生往往会依据自己的学科教学知识体系，形成自己解释、认识和评价教学事件的习惯，并以自己的习惯去分析、解释、评价教学中的问题，最终形成自己处理教学问题的方法。 2.3. 学科教学知识的掌握促进了师范生的专业化发展 师范生在对于教学实践的反思、分析、总结中，不断完善学科教学知识，扩充关于教学目的的知识、关于教学内容的知识、关于学生的知识、关于教学策略的知识；同时，更高水平的学科教学知识的形成过程中，师范生获得了理性的教学观念和思考分析能力，能够更加冷静的解决教学过程中的问题，使师范生的专业素质得到发展。
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user: 3. 师范生学科教学知识的生成方式和途径 学科教学知识的发展是动态的，会随着教学经验等因素不断成长和改变，师范生教学知识的成长历程值得我们加以探究。 3.1. 以学科课程论为关键课程，夯实师范生理论基础 学科知识是学科教学知识形成的基础，师范生首先要掌握学科知识，才能在教学中实现学科知识的转化。正如舒尔曼所说“教师对学科的理解影响他们的教学质量。没有对学科知识广泛而深入的理解，教师难以对学生的问题与想法作出反应，难以为学生创造一个积极探索与交流的学习环境。”在师范生阶段，学科知识的学习是重中之重，完备的学科知识体系是师范生成为一名教师的前提条件，也是师范生专业化发展的基础。理论课程可以包括研究课程标准及教材、观摩优秀的教学案例和进行教学设计、模拟教学、专项技能训练等多种形式，从各个方面夯实师范生的理论基础。 3.2. 设置实践课程，培养理论与实践相结合的能力 师范生是未来教师行业的希望，未来终将走向学校的三尺讲台教书育人。因此，师范生需要加强实际教学能力。在此基础上，学校迫切需要开设一些实践课程，使师范生能够灵活的将所学到的学科知识与教学知识联系起来，逐渐形成自己的学科教学知识体系。同时还需要积极创新实践形式，如充分利用信息技术手段，开发优质教育实践资源。通过具体的活动，加深师范生对课程的理解与应用，促进学科教学知识的发展。 3.3. 进行教育见习活动，在观摩与沟通中获得经验 教育见习是师范生的实践性学习活动，学习对象是在职的优秀教师，主要方式是观察法和沟通法。优秀教师拥有丰富的、专业化的学科教学知识，所以能展示出大量优质的课堂。师范生在见习期间向指导教师学习，就是要在观察指导教师课堂教学的基础上，通过与指导教师的沟通，对指导教师教学设计的认知及其课堂实施决策进行深度研究，了解指导教师由学科知识向学科教学知识转化的过程中所进行的认知活动 [ 3 ] 。观察法要求师范生通过对优秀教师课堂的观察，获得学科教学知识的相关认识和理解并在课堂中灵活运用。师范生与学生的沟通主要是为了获得有关学生理解的知识。沟通的主要内容包括：学生是否己经理解了这些内容？理解到什么程度？学生学习该内容是容易的还是有难度的？为什么难以理解？师范生在进行教育见习时应积极主动地与优秀教师沟通，与他们探讨课堂教学设计以及实施情况，学习优秀教师的教学经验，以便于有效完善自身的学科教学体系。 3.4. 通过教育实习，锻炼实际教学能力 教育实习是师范教育贯彻理论联系实际原则、实现培养目标不可缺少的教学环节，是教学计划中的重要组成部分。师生为达成教学活动而产生互动，教学就是学校的核心活动。通过教育实习，可以使学生把知识综合运用于教育和教学实践，以培养和锻炼学生从事教育和教学工作的能力，并加深和巩固学生的专业思想。教育实习是让师范生投入到真实情景下的教学活动中，在教育实习的过程中，师范生需要亲身经历教学实践的三个环节：教学设计、教学实施和教学反思。在每一环节，师范生所要关注的重点也不相同。教学设计过程中，师范生需要灵活地将自己已有的学科知识、教学知识同前一阶段的教学实施和教学反思所获得经验融合起来并加以应用。在教学实施过程中，师范生需要随时关注学生反馈的情况。在教学反思阶段，教师需要反思是否完成教学目标、自己在教学中存在什么问题等，同时在反思后需要及时完善教案。 3.5. 开展教育研习与教育演习，提高教学研究与实践能力 教育研习是师范生必修的教师教育实践方式之一，可以采用观摩研讨、反思交流、小组讨论、专题研习等方式进行，强调师范生的积极参与和主动探究，融合理论与实践，重视教育教学实践问题的理性研究。教育演习是指师范生进行模拟课堂授课的过程，包含了实际教学中备课、上课、布置作业等整个过程，有效地锻炼了师范生的教学能力，促进了学科教学知识的建构。师范生实习阶段形成的教师知识，尚未发展成完整的一套知识库：对于学情的掌握、教师教学思考模式的建立、教学计划的实施、教学反思与成长等，都需要在教育教学实习、研习、演习的不同实践方式中不断锻炼、成长。 3.6. 在师范生的教学反思中，完善学科教学知识体系的建构 学科教学知识不是静态的，而是一个动态发展的过程，这就要求师范生学会教学反思。师范生学科教学知识的形成是一个不断发展的过程，在这一过程中，师范生首先本身具有一定的关于学科教学的知识，然后将这种知识运用于实践，在实践中检验原有知识的可行性，并在获得反馈的基础上对原有知识加工，从而获得更高一级的知识，之后又继续下一轮的循环。师范生的学科教学知识体系正是在这一过程中不断地建立并完善起来。教学反思在这一循环中起着中介作用，连接着原有知识、实践与加工，推动着学科教学知识体系的不断发展。 经过实践锻炼，师范生在教学过程中的关注点会逐渐发生变化：由关注自身能力转向关注学生学习情况；由关注现实的教学困难转向教学问题的解决；由关注自己教学的表现转向对改进教学技能和调整教学内容的思考；由观察教室内教学活动转向对教学活动深度的认知和一定程度的预判等等如此。所以，师范生从本专业领域理论学习，到实习场域的实践锻炼，通过将理论性知识验证在教学实践中，形成有效教学知识结构的转变，从而达到实务知识，即学科教学知识。学科教学知识是教师知识最重要的核心组成部分，对于提升师范生未来的从教能力和促进师范生专业发展具有重要意义。
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user: 摘 要 为了满足导航终端接收四大导航系统信号提高导航服务质量的需要，本文设计实现了适用于导航终端多模宽带微带天线的四馈电网络，通过在四个端口port1~port4依次施加90度相位差等幅度激励信号获得右旋极化，提高了圆极化纯度，获得了符合设计要求的圆极化带宽。综合利用Designer和HFSS软件场路协同仿真表明：该天线在四个导航系统的频率范围内，具有良好的电性能和辐射特性，顶点轴比小于3 dB，阻抗带宽为45%，增益大于6 dB，回波损耗S 11 小于−10 dB，保证了多模导航中的精度需要。 关键词 :卫星导航，馈电网络，多模，宽带，微带天线模板 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 馈电网络是微带天线设计中的关键点之一，尤其是四个全球卫星导航系统GNSS (Global Navigation Satellite System)的普及应用，主要有美国的GPS (Global Position System全球定位系统)、欧洲的伽利略导航卫星系统(Galileo)、俄罗斯的GLONASS (Global Navigation Satellite System全球导航卫星系统)和我国的北斗系列(BEIDOU-1， BEIDOU-2) [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]。由于各类导航系统采用的技术标准不同，卫星在空间的分布有限，各有优势，定位精度、可用性、可靠性也有差异，使得导航终端能接收多个卫星导航系统的服务数据成为一种需要，作为导航终端一个关键部件的天线，应具有宽带、多频段、圆极化、体积小等特点，其工作带宽需要覆盖上述导航系统工作频率 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]。为了使微带天线能接收四个导航系统服务信号，不同文献相继开发了多模微带宽带天线，工作频段为：1163.72~1278.75 MHz、1561.098~1605.375 MHz，极化方式为右手圆极化RHCP (Right-Hand Circular Polarization)，相对频带宽度为33% [ 4 ]。由于微带天线固有频带窄带缺点，常制约微带天线设计。可以通过不同设计的微带元，其最大辐射方向可以从边射到端射范围内调整，且易于得到各种极化等诸多优势，结合右旋圆极化天线RCP (Right-Hand Circular Polarization)的特点 [ 6 ] - [ 15 ]。由于单馈电方案的圆极化带宽太窄，无法满足较大带宽的指标，而使用双馈电方案时，天线的调试更加容易，圆极化带宽提高较大，但是两馈电点圆极化方案天线中间辐射层采用的不是常用的板，整体制作费用比较高。因此，本文采用多模宽带微带贴片天线，为了扩大圆极化带宽和降低制作费用，设计了与之相匹配的四功分移相网络结合顺时针馈源激励方案，并可提高天线的右手圆极化纯度，更好满足导航终端多模式任务需要。
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user: 2. 多模宽带微带天线贴片设计 四大导航系统的工作频率分别为：GPS的1575 ± 2.046 MHz和1227.6 ± 2.06 MHz，GALLIO的1164~1215 MHz、1260~1300 MHz和1559~1592 MHz，BEIDOU-2的1268.52 ± 10.23 MHz、1207.14 ± 10.23 MHz、1561.098 ± 2.046 MHz、2491.75 ± 8.25 MHz，GLONASS的1603.69 ± 10.7325 MHz。经归纳分析，可以将四大导航系统的工作频率划归为两个频段，即1561.098~1605.375 MHz和1163.72~1278.75 MHz，且都可以采用右旋圆极化方案 [ 4 ] - [ 16 ]。 矩形微带天线结构图如图1所示。 根据腔模理论，矩形微带天线一般工作在TM01/TM10基模，矩形微带天线的长度宽度W的最大值由下述公示确定： W = 0.707 C f r ( ε r + 1 ) − 0.5 (1) 式(1)中，C为光速， f r 为天线中心频率， ε r 为相对介电常数。由于微带天线是基于磁流辐射的原理，两个辐射缝隙间的电纳具有容性特征，相当于传输线产生了等效延长 Δ L 。 Δ L 可以根据准静法计算得到： Δ L = 0.412 ( ε r + 0.3 ) ( W h + 0.264 ) ( ε r − 0.258 ) ( W h + 0.8 ) (2) 实际微带长度应该计算如下： L = λ g / 2 − Δ L (3) 考虑微带天线介质的特点，介电常数 ε r 须用等效介电常数 ε e 1 代替，用保角变换法计算如下： ε e 1 = 0.5 ( ε r + 1 ) + 0.5 ( ε r − 1 ) ( 1 + 10 h W ) − 0.5 (4) 考虑到介质板下面的空气层的影响，微带贴片等效复合介电常数为 ε e = ε e 1 ε e 2 ( h + h l ) ε e 2 h + ε e 1 h l (5) 其中 ε e = 1 是空气的介电常数，h = 5 mm。微带线中的波长为 λ g = λ 0 ε e = c 2 f r ε e (6) 对于两个工作频段1561.098~1605.375 MHz，1163.72~1278.75 MHz，分别取中心频率1605.375 MHz和1221 MHz，联合公示(1)~(6)即可以得出L、W初值。
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user: 3. 馈电网络设计 多模卫星导航天线主要由天线和馈电网络组成。馈电设计不仅影响天线的性能，也影响天线的成本， 图1. 矩形微带贴片天线结构图 要综合考虑。目前已经研究的应用不同馈电方法的各种类型的圆极化微带天线，按照馈电点数目，微带圆极化天线可分为单馈电圆极化微带天线和双馈电圆极化微带天线，虽然多馈电圆极化天线整体制作费用比较高，但具有更宽的轴比带宽，且在极化纯度有较大的提高，能较好满足多模宽带的需要，因此为了扩大圆极化带宽和降低制作费用，在两馈电的基础上设计四馈电圆极化天线的设计方案 [ 9 ] [ 10 ]。 天线四个馈电点，在空间位置和结构上对称大大提高轴比带宽、减小尺寸，相位上设计成逆时针方向依次相差90˚。在贴片表面四周对称位置上各开1个矩形缝隙形成一个缝隙辐射器，由此获得新的谐振频率点，大大提高了天线阻抗带宽 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]。缝隙长度和宽度分别决定频点带宽和频点位置。矩形贴片微带天线四馈电结构示意图俯视图如图2所示，四馈电多模微带宽带天线结构侧视图如图3所示。 图2中，d = 25.59 mm，l1 = 65 mm，l2 = 55 mm，ls = 83.9 mm，lground = 99.99 mm，w1 = 6.01 mm，w2 = 8.99 mm。 图3中，h1 = 12.01 mm，h2 = 9.99 mm，h = 2.99 mm，基板大小为100*100 mm，馈电点设置在基板背面。中间辐射层为65*65 mm，中间层介质基片厚度3 mm，介电常数为4.4，在辐射片的周围加工构成方形环状空气圈。 宽带微带多模天线四馈电网络如图4所示。 图2. 矩形贴片四馈电结构俯视示意图 图3. 四馈电多模微带宽带天线结构侧视图 图4. 四馈电网络移相器 图4中，port0为信号输入口，隔离电阻可以吸收不平衡产生的反射能量其大小为特征阻抗的2倍。
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user: 4. 仿真及结果 本文利用Ansoft公司的电磁仿真软件HFSS和Designer进行联合仿真。首先，将多模宽带微带天线的馈电网络看作是一个复杂的无源器件，并拆分成四个基本馈电单元，每个基本单元通常都是结构简单且电尺寸小。对于这样的结构，在HFSS中很容易就能得到收敛的仿真结果。第二步，对每个基本单元在HFSS中建立三维模型进行电磁场仿真和参数化扫描。通过参数化扫描可以为后面的自动优化设计提供基本数据。此时，能够充分利用场仿真的高精度为后续提供高精度的基础数据源。第三步，利用HFSS中的基本单元通过场到路的“协同仿真”链接到Designer电路设计原理图中。由此使得整个复杂器件的导波特性由电路仿真完成，HFSS中的基本单元表示了电路原理图中的元件。联合仿真得到天线与馈电网络连接后天线回波损耗结果如图5所示。该天线在1561 MHz和1268 MHz两个工作频点的2个主平面轴比方向图分别见如图6和图7。 由图5可知，在阻抗带宽为1163~1790 MHz范围内，天线S11 < −10 dB时，达到了45%的相对带宽。 由图5、图6、图7可以看出该天线具有良好的增益覆盖和圆极化轴比特性。馈电网络的轴比损失与相位误差关系见图8。 图5. 多模微带宽带天线馈电回波损耗S11仿真结果 图6. 1561 MHz轴比方向图 图7. 1561 MHz轴比方向图 图8. 相位误差与轴比损失对比 从图8可以看出，相位误差小于10˚，可以满足天线工作于多模导航需要。
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user: 5. 结语 为了实现导航终端能够接收目前四大导航系统导航服务，在设计的叠层结构宽频带右手圆极化微带天线的前提下，设计实现了适用于多模天线的移相馈电网络。克服了双馈电网络成本高的不足，采用寄生贴片和空气介质相结合、馈电网络级联宽带移相器和三个Wilkinson功分器结构，通过向天线的4个馈电端口提供幅度相等、相位依次相差90度的激励信号，提高了天线的轴比值和圆极化带宽轴比带宽。本文利用Ansoft公司的电磁仿真软件HFSS和Designer特有的“场路结合、协同仿真”优势进行了协同仿真。仿真表明，该天线在工作频率范围内，增益大于6 dB，回波损耗S 11 < −10 dB，顶点轴比 < 3 dB，具有良好的电性能和辐射特性，使得导航终端能够完全覆盖四大卫星导航系统的工作频率，从而对提高导航服务质量具有重要价值。
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user: 摘 要 宇航单机的元器件在随机振动过程中只能承受一定范围的响应加速度，当响应加速度值过高时，可能导致元器件失效。为了分析金属橡胶减振器对单机随机振动过程中响应加速度的影响，分别对不带减振器和带减振器的单机结构件进行了随机振动试验，获得了相应的数据。对比实验数据可知，增加减振器后单机在三个方向上的随机振动响应加速度都有不同程度的降低。该论文为单机的减振设计提供了试验数据和设计思路。 关键词 :金属橡胶减振器，宇航单机，随机振动，响应加速度 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 美国、前苏联等国家在二十世纪五十年代开始研究和应用一种新型弹性阻尼材料——金属橡胶。它是通过一定的工艺方法，将特定质量的金属丝螺旋成型拉长，有序地缠绕模压制成的一种均质弹性多孔物质 [ 1 ] [ 2 ] ，如图1所示。 图1. 金属橡胶减振器 金属橡胶的原料是金属丝，不含任何普通橡胶，却既具有所选用金属的固有特性，又具有橡胶一样的弹性，不易老化、不会挥发、不惧高低温、也不怕空间辐射和离子撞击，由其制成的金属橡胶减振构件可满足航空航天的特殊要求，解决高低温、高真空及力学振动等环境下的阻尼、减振等问题 [ 2 ] 。 金属橡胶可以制备成结构形状各异的减振器产品，采用特殊的制备工艺可以使它具有不同的承载能力和方向，以满足不同的工况要求。改变金属丝的材料、直径等物理参数，可以使金属橡胶材料具有不同的刚度及阻尼减振性能。对于航天飞行器而言，金属橡胶减振器储存寿命长、环境适应能力强、对温度不敏感，它的广泛应用对提高航空航天产品的寿命、可靠性和性能有很大好处。特别是，在采用金属橡胶减振器后，可以减少航天器太阳能帆板的振动，显著提高对地侦查卫星及无人机拍照分辨率和清晰度。 为了分析金属橡胶减振器对宇航单机随机振动的影响效果，作者分别对不带减振器和带减振器的单机结构件进行了三个方向的随机振动试验，获得了对比试验数据，对以后的宇航单机减振设计有一定的指导意义。
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user: 2. 随机振动试验设备 本次随机振动试验所用的设备为北京中元ACT2000-R24DL振动台，分水平振动台和垂直振动台，主要技术指标见表1。
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user: 3. 试验单机参数和随机振动试验条件 试验单机为支架一体化式摄像机，单机的外形尺寸如图2所示(单位为mm)，整机重量为0.575 kg。单机采用铝合金2A12-112加工获得。 使用的减振器为北京强度环境研究所开发的双侧式套筒型金属橡胶减振器JZP1205-3，单机安装金属橡胶减振器时，安装脚处的安装孔设计需根据减振器的安装接口进行相应的更改，如图3所示。 其中，通过图3可知，安装金属橡胶减震器后会将整个单机悬空，单机的安装接触面积变小，单机的热传导会受到影响。在减振设计时需考虑到单机的散热需求。 Table 1 Main technical indexes of the vibration table ACT2000-R24D 振动台型号 ACT2000-24DL 生产厂家 北京中元 台面直径 440 mm 正弦峰值推力F 26 kN 随机均方根推力F 26 kN 使用频率范围 DC-2700 Hz 动圈一阶共振频率 2300 Hz ± 10% 动圈有效质量M1 39 kg 台面重量M2 33 kg 43 kg (垂直) 正弦峰值加速度A 60 g 正弦峰值最大速度 1.8 m/s 最大位移(峰-峰值) 50.8 mm 台体隔振频率 <3 Hz 台面最大垂直承载 300 kg 表1. ACT2000-R24DL振动台主要技术指标 图2. 试验用单机外形尺寸及方向定义 图3. 双侧式套筒型金属橡胶减振器结构示意图 随机振动试验条件见表2。
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user: 4. 随机振动试验过程及结果 [ 3 ] [ 4 ] 分别对不带减振器和带减振器的单机结构件进行X、Y、Z三个方向的随机振动试验，将单机结构件的X、Y、Z方向对应位置分别贴上加速度传感器测量该点三个方向的随机振动响应。两次试验时传感器在三个方向上粘贴在同一位置，传感器粘贴位置如图4所示。 Table 2 Experimental conditions for random vibratio 方向 X、Y、Z三个方向 频率 鉴定级 20~100 +6 dB/oct 100~1500 0.2 g 2/Hz 1500~2000 −12 dB/oct 总均方根加速度 18.6 g 时间 每向2 min 表2. 随机振动试验条件 图4. 不带减振器的单机结构件随机振动试验时响应传感器的粘贴示意图 图5. 不带减振器的单机结构件随机振动响应曲线 不带减振器的单机结构件和带减振器的单机结构件X、Y、Z三个方向的随机振动响应曲线分别见图5和图6。 比较单机加固前后的随机振动响应值，整理图5和图6的数据如下表3所示。 由表3可知，安装金属橡胶减振器后单机在X、Y、Z三个方向上的随机振动响应加速度值都有不同 程度的降低。其中不同参数的金属橡胶减振器对单机的加速度响应值响应各异，此方向还有待进一步研究。 对比图5和图6的随机振动加速度响应曲线可以看出，单机在振动过程中的第一个响应放大点即单机的基频有了很大的变化，原单机的基频在450 Hz左右，安装金属减振器后，单机的基频降至100 Hz左右。常规宇航单机一般要求基频高于100 Hz，在宇航单机减振设计中应用金属橡胶减振器时，需选择满足需求的金属橡胶减振器并校验其整体的基频，使其满足总体要求。
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user: 5. 结论 本文通过试验方法研究分析了金属橡胶减振器对单机随机振动过程中响应加速度的影响。通过试验 图6. 带减振器的单机结构件随机振动响应曲线 Table 3 Comparison of random vibration test result 测量点响应值(实测) X方向 Y方向 Z方向 原单机结构件 29.94 g 77.75 g 26.603 g 加减振器结构件 21.69 g 5.89 g 7.468 g 表3. 随机振动试验结果对比 结果得知，增加减振器后单机在X、Y、Z三个方向上的随机振动响应加速度都有不同程度的降低。该论文为宇航单机的减振设计提供了理论依据。
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user: 摘 要 随着人们生活水平的提高，鲜花消费也越来越得到广大市民的认可，像北京这样的国际大都市，市民对鲜花的需求是非常大的，消费者也十分看重鲜花的品质，但通过多环节的物品流通，鲜花的质量不一定令人满意，尤其是节假日购花高峰期间，主要是由于北京鲜花市场的冷链物流体系不够完善。本文通过对北京鲜花市场冷链物流情况进行调查，了解目前北京鲜花冷链系统的现状，并对其存在的问题提出合理建议。 关键词 :物流，冷链，鲜花市场 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 在现代人们的生活中，购买鲜花已经成为一种时尚，通过图1不难发现，人们对鲜花的购买力是很大的，超过半数的人表示偶尔会购买鲜花，鲜花会使人心情愉悦。由于近年来电商的发展，越来越多的人喜欢通过互联网订购鲜花，远距离、多环节的运输难免造成鲜花品质的下降，要想让鲜花在运输过程中实现“冻龄”，需要完善的全程冷链系统 [ 1 ] 。正是由于冷链系统的不完善，导致在运送过程中会有部分鲜花出现枯萎、凋零现象。为了解决这些问题，就需要建立完整的冷链物流体系。 基于这种情况，北京部分鲜花市场实施了鲜花的冷链物流，来解决鲜花在运输环节出现的状况。本课题组也根据这个情况，对北京市鲜花市场冷链物流使用情况进行了调查和分析。
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user: 2. 研究过程 2.1. 调查对象 从课题组成立至今，本课题组选取了不同年龄段的消费群体，针对于他们对鲜花物流的问题进行调查。我们选择的年龄组是15~20岁，21~30岁，31~40岁、41~50岁。这项调查的年龄范围是15到50岁，这是购买鲜花的主要群体。但他们购买鲜花的渠道不同，对于鲜花冷链物流的了解也或多或少，可以代表北京大部分鲜花市场冷链物流的状况。 2.2. 调查方法 课题组组员讨论了本课题的调查提纲，明确了基本调查目的。随后上网查找北京鲜花市场的所在地，并进行走访调查，之后筛选信息，制定相应的计划。我们以个人为单位，分好调查小组，分别走访离家最近的鲜花市场，最后全组成员聚集在一起，分为两个小组调查大兴区的花卉市场。通过与商家、物流商的交流，获取现在鲜花物流的主要流通方法；对鲜花购买者进行了问卷式调查，采集不同年龄段、不同性别、不同购买渠道群体对鲜花物流现状的了解情况，获得有效问卷约250份。通过对鲜花市场和鲜花购买者的调查，我们整理已收集的信息，集中分析并对各类信息进行统计处理。
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user: 3. 北京鲜花市场冷链物流存在问题及解决方案 3.1. 北京鲜花市场冷链物流存在问题 为了清楚了解北京鲜花市场冷链物流现状，本课题组对使用过电商平台订购鲜花的消费者进行了问卷调查，我们共设计了单选、填空共11道题。 通过问卷我们发现对鲜花购买力最大的年龄段是21~30岁，而所有调查者中75%以上的被调查者通 图1. 消费者对鲜花的需求分布 过网络购买鲜花。通过图2我们发现线上鲜花购买者中，高达73.77%的购买者认为鲜花质量最重要。根据数据显示，线上购花是现今消费者购买鲜花的主要渠道，鲜花的质量是线上消费者最为关注的问题。 根据图3可以发现，现在的消费者对网购鲜花满意度不高，只有63%的消费者认为自己通过网络平台购买的鲜花质量很好，对此满意或非常满意。而不满意的消费者也占到了总比重的十分之一。这些对网购鲜花不满意的消费者大多表示自己曾收到不新鲜的花束，还有部分消费者表示网购鲜花操作复杂，而且没有物流追踪系统，很难进行及时查收，由此可见，北京鲜花市场的冷链物流系统存在很大问题。 通过上述分析，我们发现消费者主要由于鲜花质量问题而对网购的鲜花不满，而这些问题的根源还是北京鲜花市场的冷链系统不够完善。 3.1.1. 鲜花物流冷链利用率低 鲜花购买者对于鲜花市场冷链物流的了解度甚微。如图4表示，54.55%的鲜花购买者根本不知道鲜花冷链物流，只有22.73%的购买者知道。虽然人们经常在网上订购鲜花，但是在最后一公里的配送中，快递员通常就是用普通的三轮车给顾客配送，往往鲜花的包装也很简单，并没有什么保鲜、保冷的措施。而我们的消费者并不知道鲜花配送是需要冷链的，往往买了不好的鲜花就自认倒霉，或者不再使用电商平台，没有人去深究物流系统是否完善，而消费者的这种心态，也让鲜花市场的配送人员认为他依旧可以不对鲜花使用冷链，以此来节约成本，造成鲜花冷链物流发展滞后 [ 2 ] 。 通过走访调查，我们发现绝大多数鲜花市场在鲜花采购和销售环节都很少利用冷链。规模较大的鲜花市场会在鲜花采摘基地建立冷库，鲜花在采摘后会在冷库完成分拣打包；小规模花店因受成本限制，可能从采摘到配送全程都不会使用冷链。而当鲜花从鲜花市场再运到消费者手中时，往往通过达达或卖家自己这种非专业鲜花冷链物流公司实施配送，冷链是更难被利用起来了。 3.1.2. 运输过程中缺乏专业的冷链运作 北京的鲜花冷链物流行业发展尚不健全，鲜花电商仍以传统物流为主要干线运输方式。品质难保证也制约了鲜花电商的发展。从图5可以发现，鲜花运输过程中大多数物流商没有完善的冷链系统，更不会对鲜花使用冷链车，他们对鲜花以普通物流方式运输，大多数都是普通物流车加冰块棉被。而使用普通物流和冷链物流对于鲜花花期的影响有明显差异。以玫瑰花为例，在采摘地使用冷库分拣打包的玫瑰，出仓后大概能存放7天，若不使用冷库存放花期将缩短1~2天。两种物流方式下，消费者或许在购买鲜花时会发现品相同样完好，但在随后的养护时，花期却可能相差数日。由此可见全程冷链对运输鲜花来说至关重要的 [ 3 ] 。 图2. 线上鲜花购买者最关注的问题 图3. 消费者对网购鲜花满意度 图4. 消费者对鲜花冷链物流的认知程度分布图 图5. 运输过程中鲜花冷链物流的利用率 3.1.3. 鲜花冷链物流缺少物流追踪系统 在互联网飞速发展的时代，鲜花物流还没有物流追踪系统，这使得消费者很难及时查收花束，导致鲜花运送到消费者手中时不够新鲜。网购鲜花的普遍是年轻人，在北京这样的城市工作是非常忙的，预定的花束也难以保证及时去取，枯萎的鲜花自然会让消费者对鲜花冷链物流不满。 3.1.4. 冷链物流系统不流畅 随着北京鲜花产业的发展，相应的冷链物流公司也在不断的涌现，表面上冷链物流公司很多，但实际上其冷链物流信息并没有预想中那么流畅，导致很多时候冷链设备得不到充分利用。首先，由于商业的保密性和竞争。许多物流公司选择了封闭物流信息，尽管自己的设备可以利用也不让其他竞争对手使用。其次，物流行业内部没有完整的冷链信息网来链接各个物流公司 [ 4 ] 。 3.2. 解决方案 3.2.1. 物流企业应该积极响应国家政策 在运输鲜花的过程中，对温度以及湿度这两方面需要严格把关，可能会导致在物流运输过程中成本过高，大多数鲜花市场甚至会不使用冷链物流，造成消费者权益受损，鲜花公司利益也会降低。冷链物流会导致成本及销售价格上升影响竞争力，虽然在冷链物流建设中获得政府扶持，仍需要在业务开拓中给予大力支持，冷藏培育起来的鲜花冷链物流核心企业应配有相应的装置，在北京协调供应链上的物流管理和信息流，降低损耗和交易成本，始终处于信息透明和可控状态，保证质量。通过品牌化经营，树立信誉，开拓市场，需求信息及时准确反馈到供应链各节点，保证大量鲜花的质量，降低在途损耗的价格和企业基础设施建设的信贷支持。由此可见，物流企业要大力响应国家政策，建立完善的冷链系统，鲜花冷链物流利用率高起来，顾客才会有更多好评。 3.2.2. 保证鲜花运输过程中的冷链运作专业化 鲜花能否在最新鲜的时候运到顾客手中，与运输过程中冷链是否专业化有很大的关系。由于市场需求，最终导致了鲜花要通过运输来实现它的价值。运输环节的好坏，直接决定了鲜花的品质，专业化的冷链包括运输过程中使用的冷藏车，需要严格控制冷藏车的温度，适当的包装，最合理的保鲜材料等等。结合不同的运输方式采用最合理的冷链措施，让鲜花品质达到最佳 [ 5 ] 。 3.2.3. 建设鲜花冷链物流追踪系统 北京鲜花市场冷链物流追踪系统对于鲜花业的发展是必不可少的，第一，可以让消费者对鲜花位置进行实时监控，像外卖一样在快到自己附近时提前准备好，及时取花，如此一来消费者因个人原因造成的鲜花枯萎就与鲜花市场以及物流公司撇清关系，可以减少鲜花市场和物流商的部分损失。第二，可以在鲜花冷链物流追踪系统中加上冷链车的实时温度，可以展现冷链物流的专业化，让顾客相信鲜花冷链物流，更多的去网购鲜花，提鲜花冷链物流的认知度和满意度。 3.2.4. 加强鲜花冷链信息化建设 对于北京鲜花业的发展来说，信息化建设是至关重要的，流畅且完善的物流信息网络可以加速鲜花冷链物流的发展。鲜花市场与第三方冷链物流企业可以通过鲜花电子商务网站、鲜花贸易网站等实现数据信息化，充分加快鲜花的流通速度，冷链物流信息不流畅是北京鲜花市场冷链物流发展滞后的原因之一。北京鲜花产业协会和政府等组织可以联合建立鲜花冷链信息网，整合已有的冷链物流资源。及时同步连接鲜花市场交易数据，更好地实现鲜花冷链物流活动和信息共享。
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user: 4. 结语 在已有的研究中，专门针对于北京鲜花市场冷链物流进行研究的并不多，而本文正是基于此而展开，首先找出北京鲜花市场冷链物流存在的问题，针对北京鲜花市场冷链物流现状进行分析，并根据北京鲜花市场冷链物流现状拟出问题的解决方案，希望能为促进北京鲜花市场冷链物流的发展从而带动鲜花产业的发展提供一定的参考。 北京鲜花市场冷链物流的不断完善能够带动北京鲜花产业的发展，因此协调好北京鲜花市场冷链物流各参与者、各环节，都成为现阶段鲜花产业研究的热点问题。本文针对现阶段本课题组所收集到的调查问卷和数据进行整理和分析，希望今后可以运用已有的经济学、管理学模型进行深入分析，将更有价值的研究成果带给大家，这也是本课题组组员今后要努力的方向。
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user: 摘 要 胆汁酸是膳食脂质和脂溶性维生素在肠道消化吸收的重要生理因子，同时也可作为信号分子，调节人体内葡萄糖平衡、脂质代谢和能量消耗。胆汁酸代谢紊乱会导致一系列疾病。法尼醇X受体(farnesoid X receptor， FXR)是一种胆汁酸受体，可通过相应靶基因参与多种代谢通路调节，在胆汁酸代谢中发挥重要作用，有望作为治疗胆汁酸代谢紊乱相关疾病的新型药物靶点。本文就FXR在胆汁酸代谢中的调节作用及其机制进行综述，以期为制定胆汁酸代谢紊乱相关疾病的防治策略及其新药研发提供科学依据。 关键词 :胆汁酸，法尼醇X受体，胆汁酸代谢 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 胆汁酸是胆汁中一大类胆烷酸的总称，是肝脏胆固醇分解代谢的最终产物。胆汁酸作为一种两亲分子，能够降低脂、水两相表面张力，从而促进膳食脂质和脂溶性维生素的消化、吸收与转运。其次，胆汁酸也可作为一种信号分子，通过激活核受体参与调节葡萄糖代谢、脂质代谢和能量代谢。胆汁酸淤积会对机体产生各种毒性作用，包括炎症、细胞凋亡和细胞死亡。此外，胆汁酸代谢紊乱会导致一系列疾病，包括胆汁淤积性肝病、高脂血症、脂肪肝疾病、心血管疾病和糖尿病等 [ 1 ]。因此，维持胆汁酸的代谢平衡非常重要。法尼醇X受体(farnesoid X receptor， FXR)是核受体超家族的一员，广泛分布在肝、小肠等富含胆汁酸的器官中，胆汁酸是其内源性配体，因此FXR又被称为胆汁酸受体。FXR作为胆汁酸感受器，能够调节重要靶基因，在胆汁酸的合成、代谢及转运等过程中起重要的调控作用，有望作为治疗胆汁酸代谢紊乱相关疾病的新型药物靶点 [ 2 ]。本文就FXR在胆汁酸代谢中的调节作用及其机制进行综述，以期为制定胆汁酸代谢紊乱相关疾病的防治策略及其新药研发提供科学依据。
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user: 2. 胆汁酸的合成代谢及肠肝循环 两种主要胆汁酸——胆酸(cholic acid， CA)和鹅脱氧胆酸(chenodeoxycholic acid， CDCA)在肝脏中由胆固醇经两种途径合成。经典(或中性)途径是胆汁酸合成的主要途径，由肝细胞滑面内质网上的胆固醇7α-羟化酶(cholesterol 7α-hydroxylase， CYP7A1)启动，后经一系列反应生成初级胆汁酸：CA和CDCA。CYP7A1是胆汁酸合成的唯一限速酶。在该途径中，产生CA和CDCA的比例由微粒体甾醇12α-羟化酶(sterol 12α-hydroxylase， CYP8B1)决定，CYP8B1是CA合成必需酶，反应若缺少CYP8B1参与，则产生CDCA。替代(或酸性)途径由线粒体上的甾醇27α-羟化酶(sterol 27-hydroxylase， CYP27A1)启动，后经氧甾醇12α-羟化酶(oxysterol 7α-hydroxylase， CYP7B1)催化，最终生成CDCA。CYP27A1广泛存在于大多数组织和巨噬细胞中。替代途径仅占人体肝细胞总胆汁酸合成的9%左右，但在经典途径障碍时，替代途径会被上调，成为肝病患者主要的胆汁酸合成途径 [ 3 ]。肝脏合成的CA和CDCA以酰胺键与牛磺酸/甘氨酸或硫酸盐/葡萄糖醛酸结合形成初级结合型胆汁酸，也称胆汁盐。结合型胆汁酸pKa低，溶解度大，有助于十二指肠酸性环境中胶束的形成，防止胆汁酸从胆道和小肠吸收，保证从回肠末端重吸收，在酸或Ca 2+ 存在时不易沉淀出来。胆汁盐由胆盐输出泵(bile salt export protein， BSEP)、多药耐药相关蛋白2 (multidrug resistance-related protein 2， MRP2)、多药耐药蛋白3 (multidrug resistant protein 3， MDR3)经胆小管进入胆囊转运至胆汁中，摄食后随胆汁分泌进入十二指肠参与脂质和脂溶性维生素A、D、E、K的消化、吸收与转运 [ 4 ]。 90%~95%的胆汁盐在回肠末端经小肠刷状缘顶端钠依赖型胆汁酸转运体(apical sodium dependent transporter， ASBT)主动吸收进入肠上皮细胞，并与回肠胆汁酸结合蛋白(ileum bile acid binding protein， IBABP)结合，IBABP可以促进胆汁盐穿过肠细胞向基底外侧膜转运，胆汁盐随后在回肠基底层的异二聚体有机溶质转运蛋白α/β (organic solute transporter α and β dimer， OSTα/OSTβ)作用下进入门静脉。一小部分胆汁盐在结肠经肠道微生物胆汁盐水解酶(bile salt hydrolase， BSH)解偶联，后经细菌7α-脱羟酶转化生成次级胆汁酸：脱氧胆酸(deoxycholic acid， DCA)和石胆酸(lithocholic acid， LCA)。次级胆汁酸或由被动吸收进入门静脉或随粪便排出体外。重吸收的初级和次级胆汁酸经门静脉循环至肝窦，并由Na + -牛磺胆酸盐转运多肽(Na + -taurocholatecotransporting polypeptide， NTCP)和有机阴离子转运多肽(organic anion transporters， OATPs)分别转运至肝细胞，在肝脏中，胆汁酸被重新结合，与新合成的胆汁盐一起再排入肠道，完成胆汁酸的一个肠肝循环 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]。人体胆汁酸库含2~4 g胆汁酸，肠肝循环每天发生6~10次，在粪便中丢失的胆汁酸(0.2~0.6 g/d)由肝脏从头合成补充，以保持恒定的胆汁酸库 [ 7 ]。肝脏从门静脉回收胆汁酸(胆汁酸浓度10~80 μM)是不完全的，存在低水平的胆汁酸(胆汁酸浓度2~10 μM)在外周循环中，在通过肾脏中的肾小管时被重新吸收循环回肝脏 [ 8 ]。
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user: 3. 胆汁酸的微生物修饰 肠道微生物群在胆汁酸代谢中发挥重要作用。肠道微生物群将结合型胆汁酸解偶联变成游离型胆汁酸，后者在细菌7α-脱羟酶的作用下进一步转化为次级胆汁酸。胆汁酸解偶联是通过具有BSH活性的细菌进行的 [ 9 ]。BSH是N端亲核(N-terminal nucleophile， Ntn)水解酶超家族蛋白质的微生物酶，特别切割甘氨酸和牛磺酸与胆汁盐的类固醇核结合部分的酰胺键，具有底物特异性。已经鉴定具有BSH活性的细菌大多为拟杆菌属(Bacteroides)、梭菌属(Clostridium)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)和肠球菌属(Enterococcus)等革兰氏阳性细菌，在一些共生的革兰氏阴性拟杆菌属中也检测到BSH [ 10 ]。已知肠道中的胆汁盐对细菌有一定毒性，特别是在低pH下，影响胃肠道不同区域的细菌生长。BSH可以通过胆汁酸解偶联赋予一些细菌物种保护作用，并有助于在低pH下肠道菌群对胆汁酸的耐受性。由于BSH与肠道生存转运能力相关，因此BSH活性经常包括在益生菌的选择标准内 [ 11 ]。 最近研究表明，肠道微生物群不仅影响胆汁酸库的组成，还影响胆汁酸激活受体FXR信号通路表达 [ 12 ]。与具有正常菌群的大鼠相比，无菌大鼠各种组织中胆汁酸水平降低，游离型胆汁酸和甘氨酸偶联的胆汁盐几乎完全丧失，牛磺酸偶联的胆汁盐显着增加，同时受胆汁酸激活受体FXR调控的基因在肝中的表达发生变化。相反，无菌C57BL/6小鼠肝脏中的胆汁酸水平较正常菌群小鼠显着增加 [ 13 ]。两项研究都表明肠道微生物群是胆汁酸代谢和功能的重要调节剂。肠道微生物群修饰胆汁酸分子的结构，影响FXR对胆汁酸合成通路的调节。