微波技术的基本原理范文

导语：如何才能写好一篇微波技术的基本原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：微波遥感；教学；学生学习成果

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）45-0283-02

社会更需要“能力型”人才，从传统知识教育向能力培养的转变，已成国内外高等教育界的共识。以学生学习成果（Student Learning Outcomes，SLOs）为导向的教学模式[1]，从以教师和教学为中心转向以学生和学习为中心，更注重人才能力的培养[2]，已在美国、欧盟及我国港澳台地区取得了成功。随着遥感科学与技术的发展，社会对遥感技术高技能人才的需求更迫切，对遥感专业课程教学的要求也更高。以《微波遥感》课程为例，社会对不同能力的遥感专业人才的需求差异，要求微波遥感教学必须考虑到学生的个性化专业能力定位。同时，雷达干涉测量和极化雷达等新技术的发展，急剧增加了《微波遥感》课程的知识内容。

为了更好地满足不同层面的社会需求，顺应遥感学科发展的要求，如何提高遥感专业教学质量、有效增强学生的专业能力，是当前遥感专业课程教学必须面对和亟待解决的一个重要问题。

因此，本文以《微波遥感》课程为例，针对遥感专业学生不同层次的能力需求，重构《微波遥感》课程的知识模块，设计《微波遥感》课程的学习成果，并针对性选择合适的教学手段，对以学生学习成果为导向的遥感专业课程教学模式进行探索和实践。

一、《微波遥感》教学问题分析

面向遥感科学与技术专业本科生开设的《微波遥感》课程，通过教授微波遥感原理与系统、微波遥感图像的特点及处理、微波遥感的最新发展及应用等内容，使学生掌握微波遥感的基本原理及其图像处理的基本技能，为今后应用或进一步深造奠定基础[3]。我校《微波遥感》课程为专业选修课，共40课时，于大三上学期开设。前一学期开设的先行课程《遥感原理与应用》中包含有微波遥感原理简介的章节。

目前《微波遥感》课程教学的问题至少包括以下几个方面。

1.新知识的更新快，雷达干涉测量和极化雷达等相关新技术的发展，急剧增加了课程内容。在这种情况下，如何优化并重构课程知识模块是首先要解决的一个根本问题。

2.对不同层次能力需求和学生自身的特点和发展考虑较少。面向社会对遥感专业人才能力的需求，学生并不太清楚自己学习该课程后应该取得哪些具体、可测量的成果，随之影响了学生学习的积极性和主动性。

3.教学方式的不够灵活、合理，限制了教学效果的提升。实现和达到学生的最终课程学习成果，需要选择合适的教学方法，面向不同能力层次、不同的教学内容，如何采用合适的教学方法也很重要。

二、《微波遥感》学习成果导向教学

SLOs是对学生特定学习期望的描述，本质上是一种预期的教学目标，即学生学习了具体课程后应该取得的哪些具体、可测量的成果[4]。这些成果主要包括知识与理解力、能力和实际技能，也包括自信心、毅力、领导才能等学生成长的其他方面。

针对当前《微波遥感》课程教学存在的问题，学习成果导向的《微波遥感》教学需解决课程知识模块的优化与重构、不同层次课程SLOs的设计、教学方法与成果评价等问题。

1.课程知识模块重构。由新技术的发展而急剧增加的《微波遥感》课程知识内容，使得在有限的课程教学时间内，避免与先行课程的内容重复，提升学生的有效学习时间，确保学生对新技术的学习时间与效果成为课程知识模块重构的主要目的。

优化、重构《微波遥感》课程知识模块包括两个方面：①与其他课程的合理分工与有效协作：依据最新遥感专业培养方案，避免与先行课程中相关基础知识的重复；②合理增加新技术教学内容：结合社会需求及遥感学科发展情况，增加雷达干涉测量和极化雷达测量等重要的前沿知识模块。

课程内容模块的组织，以雷达遥感为主，在微波遥感基本原理与方法内容的基础上，重点扩展了雷达干涉测量和极化雷达信息处理两方面的内容。优化重构后的课程内容由以下三大知识模块构成：①微波遥感基本原理：包括微波遥感物理基础、雷达遥感原理、雷达图像的斑点噪声、几何特点及目视解译、合成孔径雷达系统及其发展等。重要知识点，如辐射传输理论、雷达方程、雷达散射截面、雷达侧视成像原理等，按照雷达系统的发展过程，结合实际雷达图像和应用实例串起这些抽象的概念和基础知识。该模块在《遥感原理与应用》中“微波遥感”内容的基础上扩展，避免过度重复。②雷达干涉测量：包括雷达干涉测量原理、差分干涉测量原理、永久散射体干涉测量原理及应用等。其中雷达干涉测量原理是核心基础，其重要处理步骤包括复数数据配置、干涉图噪声滤波和相位解缠。在此基础上根据形变监测应用需求及存在的问题，结合应用案例，扩展差分干涉测量、永久散射体干涉测量知识以及相关最新研究进展。③极化雷达图像处理：包括极化雷达基础知识、目标散射特征、极化目标分解、极化图像信息提取等。其中的相干斑滤除、极化目标分解、分类和极化干涉雷达等知识，可以与熟悉的光学遥感图像处理中的预处理、目标特征提取、分类和信息融合等内容相对应，通过这种对比关联来建立新的知识体系。

2.课程SLOs的设计。学生学习成果导向教学的关键在于学生学习成果的设计，即面向不同遥感专业人才能力的需求，学生通过《微波遥感》课程学习后，应该取得哪些具体、可测量的成果。

目前遥感专业人才可分为应用型、研究型等角色，应用型人才主要从事遥感数据的生产、处理等工作，而研究型人才大多从事基础理论研究。面向不同遥感专业人才能力的需求，可以将遥感专业能力划分为“解释/讨论”、“应用/操作”和“研究创新”三个层次。达到“解释/讨论”能力的学生应具备利用遥感原理知识分析、讨论问题的能力；达到“应用/操作”能力的学生应具备利用相关软件进行遥感图像处理分析并解决实际应用问题的能力；达到“研究创新”能力的学生应具备提出创新思路解决现有遥感领域理论和应用问题的能力。

面向不同遥感专业人才能力的需求，通过“自顶而下”的过程设计《微波遥感》课程中各个层次的SLOs。具体包括：①《微波遥感》课程的总体SLOs：分别设计出不同专业能力所对应的SLOs，明确给出学习完《微波遥感》后学生能够完成的具体成果。②课程中各知识模块的SLOs：针对课程的基本原理、雷达干涉测量和极化雷达等知识模块，具体设计相应的SLOs，见表1。③每一节课的SLOs：结合课堂教学安排，细化每一节课的SLOs，保证每一节课的教学质量。

3.课程教学方法与评价。所设计的课程SLOs需要通过具体的教学过程来实现，选择合适的教学方式、方法及评价方式是实现SLOs的具体措施和保证。面向不同的遥感专业能力层次，综合运用多媒体教学、设问讨论教学、实践教学、科研教学等多种方法进行教学。各能力层次对应的教学方式、教学方法和教学评价方式见表2。

针对“研究创新”能力层次，实践研究型教学方法，结合与课程内容相关的产学研、大学生创新训练项目等科研活动，进一步培养学生的研究创新能力，最终将三个能力层次对应的课堂讨论、实践操作和科研项目考核方式结合，对学生学习效果进行综合评价。

三、结语

学习成果导向的遥感专业教学模式以成果为导向、以学生为中心，能很好地提升学生的遥感专业能力。面向遥感专业人才的不同能力需求设计的课程学习成果，使学生能够根据自身兴趣和发展方向选择学习重点，有效调动了学生的积极性。知识模块重构后，避免与先行课程内容重复，并确保新知识、新技术的教学时间与效果。面向不同能力层次的学生，有针对性地采用合适的教学方法能确保良好的教学效果。

参考文献：

[1]李光梅.成果导向教育理论及其应用[J].教育评论，2007，（1）：51-54.

[2]王贵成，夏玉颜，蔡锦超.成果导向教育模式及其借鉴[J].教育评论，2009，（12）：17-19.

[3]王志勇.《微波遥感》课程教学改革与思考[J].遥感应用，2013，（1）：94-97.

[4]黄海涛.美国高等教育中的“学生学习成果评估”：内涵与特征[J].高等教育研究，2010，31（7）：97-104.

篇2

关键词：微波技术；高分子材料；加工

一、引言

人们的日常生活中常使用微波炉，这种电器设备具有较快的热效率，能够快速加热食物，并且不会流失营养成分。而这种电器正是运用了微波技术，除了在食品领域，该项技术还在其他领域中有着广泛的应用，并取得了理想的效果。以高分子材料加工中对微波技术的应用威力，相较于传统加工技术，微波加热的速率更快，并且基于脉冲技术的支持，能够实现对温度的有效控制。其次，微波加热不会存在热滞后反应，材料能够直接吸收微波，不会通过容器传导而导致能量流失；此外，微波加热的热梯度非常小，具有较强的穿透能力，加热的均匀度也相对理想。对于高分子材料而言，通过微波技术的应用，可以使其性能得到改善，达到理想状态。

二、基本原理与影响因素

就本质而言，微波加热的特点就在于介电位移或材料内部不同电荷的极化以及这种极化不具备迅速跟上交变电场的能力。在高频条件下，与电场相比，极化具有滞后性，并且其阐述的电流与电场同相位的分量存在差别，如此一来就会使材料内部功率散耗。

对于电场强度固定的电磁场而言，材料吸收的微博能与电磁辐射的频率，材料的介电损耗与电场强度之间的关系可以通过下式来表示：

其中P代表单位体积材料吸收的微波功率，K为一常数，f为频率，E为电场强度，[ε']表示介电常数，[tanδ]表示电损耗角正切。

根据（1）式，可以发现在电场强度或材料介电性质发生变化的情况下，材料吸收的微波也随之得到改变，然而大部分高分子材料具有非常小的介电损耗因数，一般情况下微波材料能够透过材料而不产生耗散。

如果加热速率受反应热的影响不予考虑，那么可以用下式来表示加热速率与材料吸收微波能量的关系：

其中[dTdt]表示加热速率，[ρ]表示材料密度，[CV]表示材料的定容比热。

从中不难发现，高分子材料的介电行为在很大程度上决定了加热速率。需要注意的是，[ε'']与温度有着密切联系，因此材料介电行为的函数与温度有关。

三、微波设备

在高分子材料加工中，微波的应用效率以及材料性能在很大程度上取决于微波设备。

现阶段，在实验中有着广泛应用的微波设备主要为商品化的多模式微波炉。这种设备属于多波设备，因此其温度控制难度较大，无法获取需要的加热曲线，在这种设备的应用下，产品性能的均匀性要求往往无法得到满足。其次，微波行波加热器则是基于矩形波导或圆波导产生行波，在设备中微波能会被物料吸收，进而实现加热。对于具有较大介电损耗因数的单位长度材料而言，这种设备具有较强的适用性，而其他材料并不适合这一设备。从上述两种设备的缺陷描述不难发现，微波设备的研究与开发势在必行。

在设备开发的过程中，微波发生器设计具有重要意义，这是提高微博能利用率的有效途径。美国研究人员针对一种间歇加工聚合物材料的单模可调谐振腔进行了开发，这种设备材料主要有金属铜或铝的圆波导，两端采用的金属短路相同，具体如下图所示。

根据上述高分子材料加工中应用的微波设备，不难发现谐振腔具有更强的适用性，该设备能够将微波能耦合进材料，并且现阶段在厚件复合材料的加工中也取得了成功。

自单模可调谐振腔诞生之后，又有更加先进的微波加工系统涌现出来，也就是计算机辅助微波加工系统与计算机控制脉冲微波加工系统。其中计算机控制脉冲微波加工系统可以基于功率输出开关的脉冲，在选定值范围内控制样品温度，与此同时，在反应过程中，该设备还可以对介电损耗因数变化进行检测。

四、研究进展及问题

总而言之，相较于传统加热，微波辐射的特点与优势非常突出，对于高分子材料加工领域的发展而言有着十分重要的影响与作用。再加上近年来相关研究人员围绕微波加工材料性能展开深入研究，并构建起聚合物结构与微波吸收特性的关系，显然在理论层面上为微波技术在高分子材料加工领域中的进一步运用提供了强有力的支持。当然不可否认的是，在聚合物材料加工中，微波技术的应用依然面临着一些困难与阻碍，例如目前相关人员并没有全面了解微波加热的影响因素。很多研究人员开始围绕分子结构与微波加工系统展开设计，希望通过此推动微波技术的应用与发展。在基础理论知识不断增长的背景下，相信在未来加工设计中，微波技术的经济效益将会得到全面提升，为工业的发展提供强有力的支持。此外，加工安全性、设备问题以及加工规模等也是微波技术在应用实践中需要考虑的问题。作为研究人员，必须围绕这些因素予以综合考虑，并采取相应的改进方法，促使高分子材料加工领域中微波技术的价值与作用得到充分发挥。

参考文献：

[1]何德林，王锡臣.微波技术在聚合反应中的应用研究进展[J].高分子材料科学与工程，2001，17（1）：20-25.

[2]张忠海，李建波，袁伟忠等.微波技术在生物可降解聚合物合成中的研究进展[J].高分子通报，2010，（6）：47-52.

篇3

关键词：干燥 真空冷冻 红外热辐射 微波 喷雾 流化床

中图分类号：TQ91 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（a）-0120-01

含水量是许多产品的主要质量指标之一，为达到所需含水量，大部分产品在出厂之前需要一定程度的干燥。在食品、化工、医药等产品生产过程中，干燥工艺的好坏直接影响产品的性能、形态、质量及成本等。随着新能源的开发与利用，新型的干燥技术的出现，干燥正应用于更广泛的领域。

1 真空冷冻干燥

冻干技术是利用水的升华原理，在低温（-25°C～50°C）下把物料冻结，然后抽真空，同时升温至10°C～80°C，使冰不经液化而直接挥发，从而达到去水干燥的目的。

冻干技术已广泛应用于食品、医药、化工及高新科技等领域中。目前，冻干技术是保藏菌种最理想方法之一；冻干皮肤和骨骼，复水后再植已经获得成功；除此之外，针对农产品的冷冻干燥研究也取得一些进展，苹果、花菇、小麦种子、中药、血茸等物质的冷冻干燥研究取得了良好的应用效果。

和常规干燥工艺比较，真空冷冻干燥在保持物料的物理化学特性和生物活性及营养成分方面具有非常明显的优势，同时冻干工艺对生物细胞和组织破坏极小，在一定条件下容易吸水还原为原来的鲜活态。但冻干工艺能耗高、干燥时间长，设备控制难度大，操作成本也比其它干燥方法高出5～7倍，因此，冻干技术的广泛应用受到很大限制，目前主要在高新生物科技领域有所应用。

2 红外干燥技术

红外干燥是利用电磁光波共振原理使物料温度上升，水分散失，从而达到使物料干燥的目的。

自1936年美国福特汽车公司首先把红外线用于汽车涂膜的干燥开始，红外线干燥技术得到不断改进和发展。目前，新型的红外线辐射干燥技术已广泛应用于车体、木工制品、合成树脂，纤维、食品等领域；日本研制的最新一代燃油远红外干燥机采用远红外辐射与燃油烟气对流加热技术，具有高效、热均匀与节能环保的特点，该工艺应用于水稻种子的干燥，去水率达1.2%。

红外线干燥具有能效高、加热均匀、不需中间介质，热量直接可透入物体内部，而且工艺简单，控制自动化，成本较低。目前，在印刷业、涂料等方面已广泛开始采用红外干燥技术。

3 微波干燥

微波是波长在1～1m（频率300 GHz～300 MHz）区域内的电磁波，家用微波炉一般采用12.2 cm作为固定波长。微波的致热效应，是依靠介质的偶极子转向极化和界面极化在微波场中的介电损耗而引起的体内发热，物料被加热，水分散失。

微波干燥技术自20世纪40年代开始应用以来，其干燥优点得到人们普遍承认，新型的微波干燥技术已在食品、药品与生物制品等领域应用；一些中草药加工及植物标本制作中微波都有所应用。

微波加热时物料的升温和蒸发是在整个物体中同时进行的，在物体表面由于蒸发冷却的缘故，使物料表面温度略低于里层温度，同时由于物料内部产生热量以至于内部蒸汽迅速产生，形成压力梯度，促使水分流向表面，使微波干燥具有由内向外的干燥特点。对物料整体而言，物料内部首先干燥，克服了常规干燥中因物料外层首先干燥而形成硬壳板结而阻碍内部水分继续外移的缺点；另外微波干燥具有速度快，时间短，加热选择性强的优点。但微波干燥设备有投入资金大，运转费用高及能源利用率低的缺点。

4 喷雾干燥

喷雾干燥是通过喷雾器将泥浆状物料（或料液）喷成雾滴，分散在热气流中，使水气迅速汽化而达到干燥目的。喷雾过程中，热气流和物料以并流、逆流或混合流方式相互接触，喷雾方式常采用离心式、压力式和气流式。

喷雾干燥技术现今主要应用于农产品加工、中药制剂和产品制粒等方面。国内许多化肥厂均采用喷雾干燥进行化肥造粒；我国西北地区的亚麻胶干燥已采用喷雾干燥法；工业上用喷雾干燥法制头孢菌素C钠盐；微胶囊化食品也采用喷雾干燥法制备。

喷雾干燥具有工艺流程简单，易干实现机械化和自动化，操作也比较灵活；其产品颗粒均匀，有较好的流动性，易于达到各种质量指标。

5 干燥技术的发展趋势和前景

随着生物技术的发展，干燥技术不仅应用于一些传统的工业领域，新能源的发现与利用为基因工程、纳米技术等新领域的研究与产品开发提供了新的途径。而各种干燥技术的混合应用更提高了干燥效率，改善了干燥质量，如先用热风处理洋葱使水分含量降到10%，而后用微波干燥至5%，整个过程比单纯使用热风干燥节能30%，还可杀死约90%的细菌。

可以预见，随着干燥技术的发展，不同干燥工艺的结合可使化工、生物工程、药品、合成材料等领域的干燥费用大幅降低，产品质量有所提高。新干燥技术的发明与应用将对诸多产品的质量提高起到一定的帮助作用。

参考文献

[1] 刘心雄.粮食干燥新技术研究.包装与食品机械，2012（2）：57-61.

篇4

关键词： 遥感；原理；分类；制图；应用

遥感，从广义来讲，就是指遥远的感知,非接触远距离的探测技术。从狭义来讲，指借助于专门的探测仪器（传感器），把遥远的物体所辐射（或反射）的电磁波信号接收记录下来，再经过加工处理，变成人眼可以直接识别的图像，从而揭示出所探测物体的性质及其变化规律。遥感技术指从高空到地面各种对地球观测的综合性技术系统总称。它由遥感平台、探测传感器以及信息接受、处理与分析应用系统等组成，周期性地提供监测对象数据和动态情报。遥感技术（Remote Sensing）是一门建立在空间科学、电子技术、光学、计算机技术、信息论等新的技术科学以及地球科学理论基础上的综合性技术，为现代前沿科学技术之一，具有宏观、动态、综合、快速、多层次、多时相的优势。在新技术迅猛发展的今天，遥感技术伴随着航空、航天技术的发展而不断提高与完善，服务领域因之而不断扩展，受到普遍重视，显示出极其广泛的应用价值、良好的经济效益和巨大的生命力。

一、遥感的基本原理

振动的传播称为波。电磁振动的传播是电磁波。电磁波的波段按波长由短至长可依次分为: γ-射线、X-射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。电磁波的波长越短其穿透性越强。遥感探测所使用的电磁波波段是从紫外线、可见光、红外线到微波的光谱段。 太阳作为电磁辐射源，它所发出的光也是一种电磁波。太阳光从宇宙空间到达地球表面须穿过地球的大气层。太阳光在穿过大气层时，会受到大气层对太阳光的吸收和散射影响，因而使透过大气层的太阳光能量受到衰减。但是大气层对太阳光的吸收和散射影响随太阳光的波长而变化。通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有: 紫外、可见光和近红外波段。 地面上的任何物体（即目标物），如大气、土地、水体、植被和人工构筑物等，在温度高于绝对零度（即0°k=-273.16℃）的条件下，它们都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性。当太阳光从宇宙空间经大气层照射到地球表面时，地面上的物体就会对由太阳光所构成的电磁波产生反射和吸收。由于每一种物体的物理和化学特性以及入射光的波长不同，因此它们对入射光的反射率也不同。各种物体对入射光反射的规律叫做物体的反射光谱。遥感探测正是将遥感仪器所接受到的目标物的电磁波信息与物体的反射光谱相比较，从而可以对地面的物体进行识别和分类。这就是遥感所采用的基本原理。

二、遥感的分类

为了便于专业人员研究和应用遥感技术，人们从不同的角度对遥感作如下分类:

1、按搭载传感器的遥感平台分类 根据遥感探测所采用的遥感平台不同可以将遥感分类为地面遥感和航天遥感。

2、按遥感探测的工作方式分类 根据遥感探测的工作方式不同可以将遥感分类为主动式遥感和被动式遥感。

3、按遥感探测的工作波段分类根据遥感探测的工作波段不同可以将遥感分类为紫外遥感、红外遥感、微波遥感、多光谱遥感。

4、按遥感探测的应用领域分类根据遥感探测的应用领域，从宏观研究角度可以将遥感分类为外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等; 从微观应用角度可以将遥感分类为: 军事遥感、地质遥感、资源遥感、环境遥感、测绘遥感、气象遥感、水文遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、灾害遥感及城市遥感等。

三、遥感资料的制图应用

1、航天遥感制图

所谓航天遥感是指以航天器为传感器承载平台的遥感技术。航天遥感实践中，针对具体应用需求，选择不同的传感器如：成像雷达、多光谱扫描仪等，通过卫星地面站获取合适的覆盖范围的最新的图像数据，利用遥感图像专业处理软件对数据进行辐射校正、增强、融合、镶嵌等处理，同时，借助应用区域现有较大比例尺的地形数据，对影像数据进行投影变换和几何精纠正，并从地形图上获得境界、城市、居民点、山脉、河流、湖泊以及铁路、公路等典型地貌地物信息和相应地名信息，进行相应的标注和整饰，制作数字正射影像图。

航天遥感制图不仅在国土资源调查、土地利用监测、城市规划监测、重点风景名胜区监测中有了典型应用，而且，国家863计划信息获取与处理技术主题重大课题还开展了利用分辨率为0.61m的QUICKBIRD卫星影像进行城市大比例尺地形图的更新研究。此外，高分辨率卫星遥感影像还可提供立体像对，可用于直接生成DEM数据，甚至可以进行大比例尺地形图的获取与更新测绘。

2、航空遥感制图

所谓航空遥感是指以航空器如飞机、飞艇、热气球等为传感器承载平台的遥感技术。根据不同的应用目的，选用不同的传感器：如：航空摄影机、多光谱扫描仪、热红外扫描仪、CCD像机等，获取所需资料包括：航摄像片和扫描数据。其制图应用一般包括两大方面：

（1）摄影测量制图

在测绘领域中，摄影测量学已经是一门从理论到实践都非常成熟的学科。在我国应用摄影测量的原理和方法测绘地形图有相当长的历史。目前，1:5000及其以下小比例尺地形图的测绘，基本上都采用摄影测量方法施测。计算机技术的发展给摄影测量制图带来了新的发展和变化，不仅在内业测图仪器上实现由测绘线划图到直接测绘数字地形图的转化，而且诞生了抛开了传统的摄影测量仪器设备，以软件实现地形数据采集与处理的数字摄影测量技术，这无疑是摄影测量技术发展史上的一次革命。

（2）正射影像图制作

正射影像图是一种既具有地物注记、图面可量测性等常规地形图的特性又具有丰富直观的影像信息的一种图件，是将航摄像片的中心投影经过机械式的或数字式的纠正转变为正射投影形式而生成的影像图件。正射影像图制作的优势在于，生产周期短、成本低。正射影像图分为“常规正射影像图”和“数字正射影像图”两大类，前者是通过影像拷贝和正射投影仪纠正工艺，以纸基或胶片基承载的平面型影像图件。后者则是应用数字摄影测量技术和工艺制作的以数字形式存在的影像图件，可以方便地输出成纸基或胶片基图件。目前，由于计算机技术和影像处理技术的发展，以数字形式存在的影像图件在生产技术上日趋成熟并不断完善，已经占据主导地位，并与方兴未艾的城市 GIS 技术相得益彰，应用广泛。特别是数字影像图在色彩处理方面的优越性，使其更具应用价值。

篇5

关键词：化学检测 样品处理技术 地位 难点 原则 现状

随着社会的不断发展，化学在人们的生产生活中的作用越来越重要。达到科学产品开发、产品质量检测、现代工业生产技术，食品质量控制，小到日常生活，都离不开化学检测技术。科技的发展同样推动了化学检测技术的发展，随着检测仪器越来越精密，化学检测对检测样品的质量要求也越来越高，怎样能够得到纯净且合适浓度的样品，为仪器检测打好基础，成为了检测人员面临的重要问题。

一、化学检测中样品处理技术的地位及其难点

目前，一个完整的化学样品分析过程需要包括以下几个步骤：样品采集、样品处理、仪器检测与分析、数据收集与分析、结果讨论等。要保证检测结果的可信性，任何步骤都不容许出现纰漏。首先，样品的采集要注重样品的代表性，针对不同样品的特性采取不同的保存方法，防止出现样品损失和破坏；其次，需要根据分析目标物、分析介质和分析仪器的不同选择最为优化的样品处理方法，保证样品能够顺利上机进行测试；数据收集和分析过程是样品分析报告的重要依据，合理的数据分析方法能够更好地反映实验的结果；最后，结果讨论部分是整个检测报告的最终程序。

在整个化学样品检测过程中，样品分析是整个过程中耗时最长也是最重要的步骤。在样品检测过程中，不同的分析仪器对上机样品有不同的要求，例如，色谱仪器要求上机样品澄清、透明、无悬浮物质，而红外光谱分析仪则要求样品为均质的薄片，因此，样品处理技术是否先进，直接关系到检验所得数据是否可信，化学检测中样品处理技术的重要地位越来越明显。基于此，样品处理技术得到了广泛的关注。

样品处理技术不仅是化学分析检测的重点，同时也是化学分析检测的难点。随着科技的不断进步，现代分析仪器相比于传统的分析仪器，其灵敏度更高，检测限更低，同时，其对样品的净化程度要求也越来越高。而相比于检测技术的不断进步，与之匹配的样品处理技术发展缓慢，两者之间的差距为化学分析检验带来了困难。总的来说，化学样品处理的难点主要有以下几点：

第一，处理步骤繁多复杂。最基本的样品处理包括样品的称重、净化、提取和富集，其中提取一般为多次提取，工作量大，且均为人工劳动，很难实现自动化；

第二，样品基质复杂；化学检测的样品种类繁多，不同的样品其净化提取方法差异很大，包括提取溶剂、净化方法、提取温度等，都需要合理的优化，因此，开发提取方法工作量大；

第三，检测技术的发展侧重于仪器研发，不重视前处理方法的开发，仪器要求与样品处理技术不同步，造成了化学样品处理技术的滞后，样品检测发展受到限制。

二、化学样品处理技术的目标

化学样品处理技术的最终目的是为了将分析物从复杂的样品机制中分离出来，并不改变其原有的化学形态。不同的样品基质处理技术有明显的差异，例如，检测样品中的重金属时，我们需要对样品进行消解处理，以除去样品中的有机物和杂志；而检测样品中的有机物时，则需要对样品进行净化和富集。但无论是那种处理方式，其最终处理目标可以总结为以下几点：

第一，从基质中分离出目标化合物；

第二，去除分离物中对目标物测定有干扰的成分；

第三；对分离物进行富集，保证其浓度能够高于仪器的最低检测限；

第四，调整分析样品的pH值等参数，保证其符合仪器分析的要求。

三、化学检测样品处理技术发展现状

按照化学样品形态的区别，可以将现金的化学检测样品处理技术大致分为两类：第一类为固体样品处理技术，除了索氏提取外，目前较为流行的新技术有超临界流体萃取技术、加速溶剂萃取技术、超声萃取等；第二类为液体样品处理技术，如固相萃取、固相微萃取、液液萃取、吹脱捕集法、液相微萃取等等。这些前处理方法各有其优缺点，下面我们以几种常用的处理方法为例进行说明。

1.固相微萃取技术（SPME）

固相微萃取技术最早是与气相色谱（GS）联合开发的技术，现在也经常与高效液相色谱（HPLC）技术联用。该萃取机理分为两种，一种是通过吸收来提取净化目标物，目标物通过吸收作用进入涂层内部得到净化；一种是通过吸附目标物达到春花目的，目标物分子吸附在涂层表面。其具体原理为：根据目标化合物的性质不同选择键合有特殊基团的固定相，涂覆在注射器内芯作为表层，进行样品处理时，将内芯浸没在样品溶液中，目标污染物选择性地吸附或者吸收在内芯，然后将内芯送入GC或者HPLC完成进样。固相微萃取大量减少了溶剂的使用量，并且能够实现进样自动化。但是SPME的使用条件往往比较苛刻，如使用温度较低，使用寿命短等。

2.微波辅助萃取技术（MAE）

固体和半固体样品中的污染物不容易进行净化和富集，而微波辅助萃取技术有效实现了目标物质与样品基质的分离。首先，高能量的微波提高了萃取效率。在高能微波条件下，样品中的分子由于高频率的摩擦和偶极涡流等效应产生大量的热量，分子运动加快，从而加速目标分析物的分离；同时，由于微波加热是由内而外的加热方式，因此，固体和半固体样品的受热军训，提高了效率；微波辅助萃取技术所用的溶剂量小，选择性好，提高了萃取物的纯度。

3.微波消解技术

微波消解技术的基本原理为：针对样品和目标物的性质配制相应的消解液，将消解液和化学样品一同放入消解罐内，置于微波装置中进行消解。在微波消解装置中，由于微波磁场的作用，样品和消解中的极性分子会快速定向排列，并产生强烈的震动；同时，高温环境会大大增强氧化剂的氧化能力，因此，提高了样品消解的速度和效率。在实际应用中，微波消解广泛用于样品处理，服务于原子光谱分析。

四、总结

综上所述，科学技术的飞速发展为化学检测带来了更多的机遇和挑战，一方面化学检测的仪器不断精密化，其检测限越来越低，灵敏度和分辨率也越来越高，这为更精密的化学检测提供了可能；而另一方面，仪器的发展对进样样品的质量要求也不断提高，样品处理技术需要不断改进以满足仪器的要求。这要求化学检测工作者能够在实际工作当中不断探索，开发更先进的样品处理技术。

参考文献

[1]张玉忠， 等. 液体分离膜技术及应用[M]. 北京： 化学工业出版社， 2004.

篇6

人工影响天气科学技术作为现代先进科学技术发展中的一种产物，无论是在今天的农业生产方面还是天气调节方面都发挥着至关重要的作用。随着人类文明的不断发展进步与人类对天气过程认识程度的不断加深，人们对天气的敏感性越来越强，人工影响天气科学技术水平也得到了显著的提升。文章紧紧围绕着人工影响天气科学技术，对其基本原理、发展现状和发展趋势进行了详细的探究。

关键词:

人工影响天气;科学技术;现状;发展趋势

人工影响天气科学技术起源于美国，1946年传入中国。经过几十年的发展，我国人工影响天气技术以服务农业为根本，以防灾减灾为核心，在农业、林业、交通运输、航空、水利等诸多领域都得到了普遍的应用。在当前全球气候变暖、水资源日益短缺的背景形势下，人工影响天气科学技术更为重要与关键。因此，必须对其发展现状与发展趋势进行分析，促进人工影响天气科学技术效用的最大化发挥。

1．人工影响天气科学技术的基本原理

人工影响天气实现对天气进行人工影响的基本原理是依据与利用天气的自然规律和云的微物理不稳定性，通过播散适量、适合的催化剂，来引导云、降水按照人们的预定方向发展变化，从而达到以少量成本换取巨大利益、促进降水缓解旱情、消云散雾、减少冰雹等恶劣天气带来的影响目标［1］。人工影响天气具体包括人工降雨、人工消云散雾消冰雹、人工防霜冻等。除了上述这些人们有意识、有目的的对天气进行影响之外，人类对天气的影响还包括无意识的影响，如都市、工业生产、供暖等对天气的作用，但这并不属于人工影响天气的范畴，而仅仅是人类对天气的一种无意识影响。

2．人工影响天气科学技术发展现状

云物理与人工影响天气是我国发展最早的与天气科学相关的内容。从上世纪末至今，伴随我国综合国力与科学水平的显著提升，人工影响天气与云物理得到了跨越式的发展，先进大气物理探测技术、卫星技术、雷达技术在人工影响天气中的应用使人工影响天气逐渐趋于多学科交叉性的特点，在此基础上现代人工影响天气科学技术逐渐建立起来［2］。而云物理在宏、微观特征、云基本特性的地基、空基直、间接观测等也都取得了大量的研究成果。现阶段，我国已投入运行的新一代天气雷达网共有156座，局地天气监测与作业指挥雷达共有334部。目前，我国人工影响天气已基本形成了依托天气来预测降水、降雪、大风等各种天气情况。虽然雷达、卫星、探测、观测等许多先进信息技术已被应用在人工影响天气当中，但总体而言我国人工影响天气科学技术水平仍有待提高，在未来的发展过程中还需不断改进与完善。

3．人工影响天气科学技术未来发展趋势

3．1数值模式根据当前及未来人类生存发展需要和社会生产需要，数值模式将成为未来人工影响天气科学技术发展与水平提升的重要工具［3］。目前，计算机技术已具备了云实际模拟能力，这就为我国将具有详细云物理过程和具有资料同化功能的数值模式应用于人工影响天气的实际业务处理当中提供了可能。数值模式在人工影响天气中的应用主要包含三方面，即方案设计与检验，作业过程的指导和作业后的结果分析。这意味着数值模式在人工影响天气中的运用可以优化方案设计和物理假设，提高微物理过程和实际天气信息分析的准确性，降低实际工作中的许多不确定性，提升人工影响天气科技水平与实际处理能力。不仅如此，数值模式还能够在相同云况条件下，对播散与无播散进行对比分析，对播散物质的扩散路径进行预测模拟与提供不同播散方式所产生的潜在效应，从而帮助人们选择出最佳天气影响方式，并向人们提供试验与实际作业所需的实时预报。

3．2与地球环境监测和观测技术紧密结合科技进步是人工影响天气科学技术发展的唯一原动力，在当前社会科技日益发达的环境下，人工影响天气发展趋势良好，尤其是观测技术［4］。现代人工影响天气在观测方面未来的发展将以充分利用先进观测技术和地球环境检测技术为主，将逐渐由单一波长雷达和飞机探测技术转向为集卫星、GPS、多普勒雷达、装载先进探测飞机、偏振雷达、监测网络、微波辐射计等多种先进技术于一身的综合探测技术和观测技术。考虑到人工影响天气的复杂性与特殊性要求探测飞机具有良好的工作性能、续航能力、飞行高度和抵御不良天气等能力，因此将先进探测系统装载到飞机上是人工影响天气未来发展的一个重点。先进探测式飞机可以观测播散前后云中水物质的变化，从而有利于人们进一步了解云中水物质的类型、演变过程等信息。目前，普遍使用的机载离子探测系统是由多个分别装载在飞机不同位置的探头组成，是一种基于激光拍摄粒子图像并对粒子记数粒子谱测量的先进系统［5］。此外，多普勒雷达网已在我国初步建立起来，并在天气预警、强天气预测、降水观测等方面起到了重要的作用。除了观测技术、地球环境探测技术和数值模式是人工影响天气科学技术未来发展的重点对象之外，高灵敏度的风廓线仪等仪器设备、播散技术、吸湿剂催化技术、播云优化技术等也都是人工影响天气发展的主流趋势。

4．结论

综上所述，在当前全球气候变暖、水资源日益短缺、干旱逐年加剧的发展状态下，人工影响天气科学技术在拥有广阔、良好发展前景的同时，所背负的使命与责任也逐渐变得更为沉重和巨大。相关工作人员应积极发展观测、探测水平高、播散技术先进多样、信息获取及时全面、分析完整准确、集成多种先进科学技术的人工影响天气技术，不断努力提升我国人工影响天气科技水平。

参考文献:

［1］邵洋，刘伟，孟旭，王广河．人工影响天气作业装备研发和应用进展［J］．干旱气象，2014，04:649－658．

［2］车秀杰．人工影响天气科学技术的发展论述［J］．黑龙江科技信息，2012，34:29．

［3］姜宗元．基于WebGIS技术的人工影响天气预警指挥系统研究与开发［D］．电子科技大学，2013．

［4］黄巧明．车载移动式火箭人工影响天气监控指挥及信息管理［D］．电子科技大学，2013．

篇7

通信工程专业主要课程主要课程有：电路分析、低频电子线路、脉冲与数字电路、高频电子线路、电磁场理论、信号与系统、微机原理及应用、单片机技术、微波技术与天线、通讯原理、程控交换技术、移动通讯、计算机网络通讯、光纤通讯等。

毕业生应掌握电子技术、通讯技术和计算机技术的基本理论与设计方法及程控交换技术、光纤通讯、移动通讯和计算机网络通讯的基本原理及应用方法，具有各类通讯系统的设计、研究及开发的工作能力。

通信工程专业就业前景

面向新的世纪，通信工程专业将会迎来其发展的广阔天地。随着通信技术应用的日趋广泛，和信息化社会的逐渐发展，这势必会给中国信息产业的发展带来更大的发展空间。而通信工程专业人才的短缺成为我国参与国际间竞争的一个十分不利的因素。因此，在未来若干年，我国势必会更加重视通信专业人才的培养，更加重视通信工程专业的教育，提高教育水平。

通信工程专业毕业的学生应该说就业面非常宽泛，炙手可热的都去了华为等公司，也有去移动、联通及电信等通信公司，还可以去很多大国企负责，当然也可以进政府，考公务员，可以说这个专业的就业面非常广，同时，这个专业的毕业生的薪水也是非常令人咂舌的，估计除了财经类专业，工科的通信工程类专业就算刚毕业的起薪也是非常令人羡慕的。

通信工程专业就业方向本专业学生毕业后可研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的工作。

从事行业：

毕业后主要在通信、新能源、计算机软件等行业工作，大致如下：

1 通信/电信/网络设备;

2 新能源;

3 计算机软件;

4 通信/电信运营、增值服务;

5 电子技术/半导体/集成电路;

6 互联网/电子商务;

7 计算机服务(系统、数据服务、维修);

8 其他行业。

从事岗位：

毕业后主要从事通信工程师、硬件工程师、项目经理等工作，大致如下：

1 通信工程师;

2 硬件工程师;

3 项目经理;

4 网络工程师;

5 无线通信工程师;

6 技术支持工程师;

7 嵌入式软件工程师;

篇8

关键词：合成孔径雷达；INSAR；技术原理；应用

1 InSAR技术的优势与潜力

合成孔径雷达干涉测量技术是近年来发展起来的空间对地观测新技术，这一技术主要是借助于合成孔径雷达SAR朝目标位置发射微波，之后接收目标反射回波，从而获得目标位置成像的SAR复图像对，如果复图像之间有相干条件，SAR复图像对共轭相乘后能够得到干涉图，结合干涉图相位值可以获得两次成像中存在的微波路程差，进而准确获得目标位置的地形地貌等情况。

利用InSAR技术成像的优势在于连续观测能力强、成像分辨率和精度高、覆盖范围较广、技术成本低等，在各个领域的应用也非常广泛，比如说DEM生成、地面沉降监测、火山或地震灾害监测、海洋测绘、国防军事等。但是InSAR技术测量的精准度往往会受到大气效应的影响，近年来新提出的散射体PS技术逐渐被越来越多的应用到其干涉处理的过程中，PS技术分析能够在长时间内保持相对稳定的散射体相位变化，即便是难以获得干涉条纹的状况下，也可以获得毫米级的测量精度，在很大程度上提高了干涉测量技术的环境适应能力，这也是这一技术研究过程中的一个重大突破，其拥有非常高的开发应用价值[1]。

2 InSAR技术的基本原理分析

合成孔径雷达干涉测量技术是按照复雷达图像的相位值来计算出地面目标空间信息的技术，它的基本思想是：借助两幅天线进行同时成像或者单幅天线间隔一定时间重复成像，进而得到同一位置的复雷达图像对，因为两幅天线和地面目标之间的距离不一致，因此在复雷达图像对同名象点之间出现相位差，进而产生干涉纹图，其中的相位值代表两次成像的相位差测量值，两次成像的相位差和地面目标的空间位置之间的几何关系，结合飞行轨道的具体参数，便能够准确的计算出地面目标的具体坐标，进而让我们获得具有较强精准度的大范围数字高程模型。下面作者以卫星重复轨道干涉模式对其技术原理进行说明，首先我们能够看到其几何示意图（见图1）。

图1 InSAR几何关系示意图

S1、S2代表卫星对同一位置进行两次成像的位置（即是天线位置），S1的轨道高度是H，基线长度是B，基线水平角为α，入射角是θ，地面目标P高度是h，S1到地面目标P的距离是r，S2到地面目标P的距离是r+？啄r。

根据图1，地面目标P的高度能够用以下公式表示：

h=H-r*cos？兹 （1）

由余弦定理得：

（2）

因此： （3）

对上述公式进行整理得 （4）

我们知道，干涉相位即是地面目标P通过r，r+δr，雷达分别于S1和S2处接收到的回波相位差Φ中，而Φ和距离差δr、微波波长λ的关系表达式为：

（5）

因为重复轨道雷达接收的信号基本为通过发射与返回路程的信号，因此可得：

（6）

将公式（6）和公式（4）代入公式（1）我们可以得出：

这一公式即是从干涉相位中获得地面高程的基本原理公式，其具体参数说明：θ，H为己知，H值能够通过卫星雷达高度计算测量获得，基线距B、天线和水平线之间的夹角α能够通过卫星轨道参数来确定，但是其精准度较低，因此一般利用一些地面控制点，结合成像原理，对成像过程中的轨道参数进行计算，从而有效的提升B、α值的精确度。对于Φ的值我们通常采取下面两种办法进行计算：两复值图像相位直接相减或复值图像共扼相乘，两种方法的效果比较相近，但后者的应用更为普遍。

3 合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术的应用

3.1 地形图成像

合成孔径雷达干涉测量技术根据SAR复图像中的相位数据，借助于干涉处理的方式来获得地面目标的三维空间信息，因此我们这一技术也更加常见于地形图制作、DEM生成等领域的实际应用中。利用InSAR技术所得到的地形地貌精准度也会受到成像几何以及干涉图像质量等因素的影响。相关实验结果说明，利用干涉测量技术来获取DEM具有非常高的效率和准确度，尤其是在荒无人烟、环境恶劣或者无人区，选择InSAR技术进行测绘是非常普遍的[2]。

3.2 地壳形变研究

借助于InSAR技术所得到的DEM能够直接找出地表变化情况，比如说泥石流沉积、沙丘移动等。差分干涉通过对多次干涉结果实施差分，当我们排除地形干扰之后，能够通过雷达的波长量级来对地表发生的微弱物理变化进行监测。

InSAR技术还能够更加广泛的应用到土地动力学的各个方面，比如说气候地貌学、土壤迁移、火山学、灾害风险评估以及自然灾害监测等。类似于此的地表物理变化通常是因为断层隆起或弯曲、地震灾害导致的位移、地块沉降等引起的，对其进行监测能够帮助我们更加准确的对火山、滑坡、泥石流等自然灾害作出预报，降低自然灾害给我们带来的生命财产损失。

3.3 极地监测

极地冰盖会在很大程度上决定了地球气候环境的变化，所以对极地冰盖体积以及冰川的运动进行监测是十分重要的。和过去的监测方式比起来，InSAR技术能够监测更大范围、更高效率的优势，它能够更加准确的对极地冰盖厚度变化以及冰川移动状态进行监测。1993年歌德斯坦等人首次利用卫星SAR差分干涉技术对冰川运动以及边缘变化实施了监测，相关研究数据说明，利用InSAR技术对极地冰川进行监测具有非常广阔的应用前景。

3.4 其他应用

InSAR技术除了应用于上述领域中，还能够用于陆地植物生长监测、海洋监测等工作。雷达遥感图像能够记录海量的陆地植被信息，能够直接的反映出监测地区植被生长、生物量等情况，能够帮助我们更好的对生态环境进行研究。雷达遥感还能够借助于植被的后向散射系数来对其实际生长情况进行评估等。

我们知道，地球表面的70%都是海洋，海洋中隐藏着我们人类生存所需的珍贵资源，但是海面的天气情况通常比较恶劣，使用光学遥感方式来对海洋状况进行监测是非常困难的。而利用InSAR技术不但能够准确的监测船舶在海洋中的运动方向及速度，同时还能够观测到不同的海洋动力学现象等。另外，InSAR技术还能够广泛的应用于城市三维建模、考古作业、全球气候变化研究、地下水和土壤水分分析研究等各种专业领域[3]。

4 结论和展望

利用合成孔径雷电干涉测量能够帮助我们更加准确的获得地形高度数据，它借助于雷达回波相位信息，不但能够建立大范围高精准度的DEM，同时还能够通过差分干涉技术对地面可能存在的毫米量级位移进行准确监测。随着近年来科学技术的不断发展，合成孔径雷达干涉测量技术已经逐渐成熟且广泛的应用于实践中的各个领域。从我国研究InSAR技术的实际情况来看，虽然我们在此技术上已经取得了一定的成绩，但是依旧还有很多技术问题需要改进和解决，比如说我国尚无星载成像卫星获取InSAR处理数据，机载卫星获取数据依旧处于初级发展阶段，并未形成规模化的程度，因此现阶段依旧是借助于国外提供的数据来进行相关研究。我们必须要认识到，InSAR技术的应用前景和潜力价值是无穷的，我们必须要进一步研发本国的In-SAR系统，从而更好的为国防建设以及国民经济发展作出贡献。

参考文献

[1]张倍倍.合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术在地表沉降监测中的应用[J].西部资源，2014（5）：45.

篇9

【关键词】数字电视 数字微波 远距离传输

1概述

我国幅员辽阔，农村的土地面积占绝大部分，如何丰富广大农村的精神文化生活，提高广大农民的知识水平和受教育程度，是我国宣传领域的一个重要课题。由于农村地区地形复杂、地广人稀等因素，铺设有线网络成本过高且施工周期较长，需采用无线方式来进行覆盖。主站一般建设在高山上，同前端机房、各专用数字解码器等设备之间的距离较远，有时达几十公里。如何传输高质量的数字信号，是无线覆盖方式中一个现实而迫切的问题。本文将介绍数字微波如何解决此问题。

2数字微波

2.1 微波与光缆相比较

与光缆相比，微波的优势主要有：

（1）抵御自然灾害的能力强。如在地震、洪灾等灾害中，在其它通信手段失效的情况下，微波能保证通信和广播电视信号的畅通。

（2）受地理环境的限制小，应对突发事件的能力强。微波信号既可翻山又可跨海，而且随着微波设备集成度的提高，使用摄像微波传送一体机，很容易在突发事件现场实现信号的实时传输。

（3）建设和维护成本较低。特别是在山区及人烟稀少的地区，敷设光缆非常困难，而且成本会很高。

2.2 数字微波与模拟微波比较

由于微波传输不可替代的优势和数字微波的诸多优点，数字微波将成为数字电视远距离传输的可靠途径。

2.3 数字微波的关键技术

数字微波的技术体制被确定为同步数字系列SDH（Synchronous Digital Hierarchy），其关键技术如下：

（1）编码调制技术

微波是一种频带受限的传输媒质，根据ITU-R建议，我国在4GHz～11GHz频段采用的波道间隔大都为28MHz～30MHz及40MHz。要在有限的频带内传输SDH信号，必须采用更高的调制技术（如256QAM）。

（2）交叉极化干扰抵消（XPIC）技术

为了进一步增加系统容量，提高频谱利用率，在数字微波系统中除了采用多状态调制技术（64QAM、128QAM或512QAM调制）外，还采用双极化频率复用技术，使单波道数据传输速率成倍增长。但在出现多径衰落时，交叉极化鉴别率（XPD）会降低，从而产生交叉极化干扰。为此，需要一个交叉极化抵消器，用以减小来自正交极化信号的干扰。

自适应交叉极化干扰抵消技术的基本原理是从与传输信号相正交的干扰信道中取出部分信号，经过适当处理后与有用信号相加，用以抵消叠加在有用信号上的来自正交极化信号的干扰。原则上干扰抵消过程可以在射频、中频和基带上进行。XPIC技术对干扰的抑制能力一般可达15dB左右。

（3）自适应频域和时域均衡技术

当系统采用多状态QAM调制方式时，要达到ITU-R所规定的性能指标，对多径衰落必须采取相应的对抗措施；考虑到ITU-R将不再给数字微波系统提供额外的差错性能配额，因此抗衰落措施必须是强有力的。在各种抗衰落技术中，除了分集接收技术外，最常用的技术是自适应均衡技术，包括自适应频域均衡技术和自适应时域均衡技术。

频域均衡主要用于减少频率选择性衰落的影响，即利用中频通道插入的补偿网络的频率特性去补偿实际信道频率特性的畸变；时域均衡用于消除各种形式的码间干扰，可用于最小相位和非最小相位衰落（为消除正交干扰，可引进二维时域均衡器）。

（4）高线性功放和自动发射功率控制

多状态调制技术对传输信道，特别是高功率放大器的线性提出了严格的要求。例如，对采用64QAM的系统而言，要求传输信道的三阶交调失真比主信号至少低45dB。若采用128QAM或256QAM调制技术，则要求更严。为满足系统总传输性能的要求，除了对微波高功放采取输出回退措施外，还要采取一些非线性的补偿技术，如加中频或射频失真器或采用前馈技术等来改善放大器的线性。

自动发射功率控制（ATPC）技术的关键是微波发信机的输出功率在ATPC的控制范围内自动地随接收端接收电平的变化而变化。采用ATPC技术的优点是，降低了同一路由相邻系统的干扰，减小了上衰落对系统的影响，降低了电源消耗和非线性失真。

（5）大规模专用集成电路（ASIC）设计技术

3数字微波系统

数字微波系统框图如图1所示：

数字微波系统主要由STM-1网络适配器、微波室内单元、微波室外单元及微波天线组成。

前端机房的电视信号经编码、复用、加扰后形成多路已加扰的TS流，这些TS流信号输入到STM-1网络适配器的TS流输入接口，输出一路STM-1电信号到8GHz数字微波的室内IDU单元，经IDU变成中频信号后由同轴电缆送给塔上ODU单元，再由Φ2.5m抛物面天线发射。同样，接收端抛物面天线将接收下来的8GHz微波信号经ODU单元变成中频输入到室内IDU单元处理后送入STM-1网络适配器，经STM-1网络适配器转换成TS流输出，完成数字信号再生。

3.1 STM-1网络适配器

STM-1是STM（Synchronous Transport Module，同步传输模块）的一种，其传输速率为155.520Mbps。STM-1网络适配器完成MPEG-2 TS码流与SDH网络之间的STM-1接口适配与协议转换，可同时输入4路ASI（Asynchronous Serial Interface，异步串行接口，用于传送码流）码流并简单复用成1路STM-1输出。

3.2 数字微波室内单元（IDU）

IDU将STM-1网络适配器输出的155.52Mbps的SDH电信号调制成128QAM的中频信号，或将ODU传来的128QAM中频信号还原成15.52Mbps的SDH电信号，提供2路（反向/正向）服务通道。

3.3 数字微波室外单元（ODU）

ODU将室内单元上传的128QAM调制中频信号上变频至8G微波频段，并对其进行放大后通过微波天线传输，或将微波天线接收到的8G微波信号放大下变频后传给室内单元。

3.4 室内单元与室外单元的连接

IDU与ODU间可通过一根8D-FB（标准）同轴电缆传输IF信号、告警、控制、监视、电源及公务信号，最远可达300米，可工作在-40oC～+60oC之间。

4系统应用

在内蒙某地，地理环境特殊，设备安装条件苛刻，数字前端机房距离电视发射塔机房40多公里。为完成二者之间数字信号的点对点传输，并充分考虑设备系统的稳定性和成本，我们采用了8GHz SDH数字微波设备，具体解决方案如下：

系统要求解决36套数字电视节目的传输，同时具备3路2.4Mbps控制信号的传输。数字微波设备采用128QAM调制，在28M间隔内传输155Mbps的容量，满足系统要求的36*3M＋3*2.4M =115.2M。

如图2所示，数字前端机房将已加扰的三路TS流数字信号输入到STM-1网络适配器的三个TS流输入接口，经网络适配器后输出一路STM-1电信号到8GHz数字微波的室内IDU单元，经IDU变成中频信号后由同轴电缆送给塔上ODU单元，再由Φ2.5m微波天线发射送出。

如图3所示，接收端微波天线将接收下来的8GHz微波信号经ODU单元变成中频输入到室内IDU单元，处理后送入STM-1网络适配器，经STM-1网络适配器转换成三路TS流输出，完成数字信号再生。还原后的TS流经QPSK调制后通过MMDS方式覆盖偏远地区。

随着地面数字电视国家标准（简称地标）的强制执行，今后会有越来越多偏远农村、山区、牧区采用地标来进行无线信号覆盖。本方案同样适合在发射末端为地标的系统中使用，只要将STM-1适配器还原出的TS流信号调制成地标信号后通过发射机覆盖用户端即可。

【作者简介】

篇10

[关键词]农业灾害 监测 遥感技术

[中图分类号]DF413.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-7-299-1

中国作为一个传统的农业大国，正遭受着世界上最严重的农业灾害。如何加强对这些灾害的监测和控制，成为困扰农业发展的一项难点课题。基于我国农业发展历程，我们不难发现，遥感技术是增强农业灾害监测实效，实现我国农业更好更快发展的有效手段。对此，本文从基本概述、应用两个角度，对相关问题进行了如下的分析和阐述。

1遥感技术原理及其优点

1.1遥感技术的基本原理

所谓遥感技术，就是指通过各类光学探测仪器，对远距离目标所辐射的电磁波信息进行接收、加工、成像处理，进而探测与识别环境地物的一项综合性技术。而众所周知，物质不同，所发射的地磁波的波段也会有所不同。正因为如此，不同的物质在遥感技术作用下形成了不同的图像。从另一个角度讲，遥感技术凭借着不同的遥感成像，反映出了目标物的不同数据信息，进而成为区分不同物质的重要标准，这就是遥感技术的基本原理。

1.2遥感技术的优点

与其它监测技术相比，遥感技术的优点主要体现在以下几个方面：

首先，监测范围广，监测立体性强。通过遥感技术，可以获取对地面的连续性的、立体性的图像。这种图像可以有效避免地面点线监测所带来的视野阻隔以及其它一些局限性，极大地拓宽了监测者的视野，使监测者能够对各类灾害信息进行宏观性地把握。而且，越是那些波及范围广、灾害性大的灾害，其优势就越发明显。

其次，信息获取量大，信息获取效率高。凭借着高超的现代航天技术以及先进的现代航天工具，遥感技术能够及时的、迅速的获取各类图像信息和数据信息，为高效数据模型的建立提供先决条件，为灾害的甄别与监测提供有效依据。

最后，适应性强，可实现动态监测。对于有些灾害，如病虫害、雪灾、火灾等，常规性的监测手段根本无法奏效。在这种情况下，就需要充分发挥遥感技术的作用，发挥其适应性强的优势。此外，遥感技术可以对各类灾情进行全天候地监测，实现灾前监测、灾中监测、灾后监测的有机统一，为灾害控制提供充足的第一手资料。

2.遥感技术在农业灾害监测中的应用

2.1旱灾

旱灾是一种比较常见的农业灾害。据不完全统计，每年因旱灾造成的经济损失约占气象灾害类经济损失的一半左右。在应对旱灾的过程中，比较常用的方法有两种，一种是热惯量法，二是作物水分胁迫指数法，这都是遥感技术的重要体现。所谓的热惯量法，就是指通过遥感图像反演的研究区昼夜温差来反映农业旱情的方法；而所谓的作物水分胁迫指数法，则是指通过作物冠层与其上空大气温度差来反映作物的水分胁迫状况的方法。在实际中，两者的适用范围有所区别，前者适用于地与作物稀疏的农田，而后者则适用于作物覆盖率较高的农田。

2.2洪灾

与旱灾一样，洪灾也是一种比较常见的农业灾害。洪灾具有时空分布广、危害性大、突发性强的特点，每年造成经济损失高达210亿元。在实际中，遥感技术常通过洪灾程度监测和洪灾面积提取两项指标来实现监测目的。而这两项指标的取得，通常是建立在归一化植被指数（NDVI）提取和分析的基础上。现如今，遥感技术在洪灾监测中的应用日趋成熟，尤其是微波遥感技术，凭借着其实时性、动态性的优点，成为目前洪灾监测中最常用的数据源。

2.3病虫害

病虫害是影响农业生产的重要因素，每年约有13.5%的农业灾害是由病虫害引起的。在以前，人们主要通过肉眼来“监测”这种灾害。可想而知，这种监测具有很明显的滞后性，实际效果也很不理想。而遥感技术可以有效地弥补这个缺陷，通过各项监测数据，为我们准确地提供病虫害的范围和程度，以便及时发现并防治，为农业生产提供坚实的保障。光谱参数法是一种通过遥感数据来判断农作物外部形体以及内部生理信息的方法，而这些信息恰是判断病虫害的重要依据。可见，光谱参数法是遥感技术应用于病虫害的基础。此外，植被指数法和红边参数法也是遥感监测中不可或缺的两种方法，通过植被参数和红边参数，实现最终的监测目标。

2.4冷冻害

冷冻害是指因温度过低而抑制农作物生长的自然灾害。它不仅会延迟农作物的生长，有时甚至会造成农作物大面积的死亡。遥感技术在冷冻害防范方面具有重要的价值，可以准确、有效地预测或者评估冷冻害的发生时间以及危害程度。在实际中，植被指数（NDVI）并不能及时反映农作物冻害，以致冷冻害发生一段时间后才有所察觉。很显然，这种监测具有一定的延迟性。因此，要想取得理想中的监测效果，就必须将NDVI监测与农作物地表温度反演有机地结合起来。

2.5风雹灾

统计资料显示，我国每年的风雹受灾面积多达600万公顷，直接经济损失超过30亿元人民币。风雹灾的破坏性极强，在极短的时间内就会造成农作物的大面积倒伏甚至死亡。截至目前，遥感技术在风雹灾中的应用现状还不甚理想，遥感数据的时间分辨率与空间分辨率还无法达到要求。针对这种现状，可以采用TM、EOS-MODIS、NOAA-AVHRR等遥感数据相结合的方式，增强数据源的针对性和有效性。

3小结

综上所述，在新时期，加强遥感技术在农业灾害监测的应用是一项非常系统的工程。为了将该项工程做大做强，夯实该项工程的基础，必须明确以下几个问题：首先，要对加强遥感技术在农业灾害监测应用的必要性和重要性有一个清晰的认识；其次，要对遥感技术在农业灾害监测应用的现状有一个全面的分析；最后，要对加强遥感技术在农业灾害监测应用的路径有一个科学的把握。只有这样，才能切实增强遥感技术应用的有效性与实效性，才能真正实现我国农业又好又快的发展。

参考文献

[1]闫峰，李茂松，王艳姣，覃志豪.遥感技术在农业灾害监测中的应用[J].自然灾害学报，2006年第06期.