浅谈雷达技术的发展概况及应用5篇

第一篇：浅谈雷达技术的发展概况及应用

浅谈雷达技术的发展概况及应用

文学院 潘荟程

雷达一词广义上来讲是指无线电工程的一部分，它研究如何发现并决定各种目标的位置（包括决定本身位置在内）。

在本世纪30年代，无线电技术出现了重大的突破，那就是雷达的发明。雷达又称作无线电测位，是利用无线电波的反射，来测量远处静止或移动目标的距离和方位，并辨认出被测目标的性质和形状。

早在1887年，赫兹进行验证电磁波存在的实验时就曾发现：发射的电磁波会被一大块金属片反射回来，正如光会被镜面反射一样。1897年夏天，在波罗的海的海面上，俄国科学家波波夫在“非洲号”巡洋舰和“欧洲号”练习船上直接进行5千米的通信试验时，发现每当联络舰“伊林中尉号”在两舰之间通过时，通信就中断，波波夫在工作日记上记载了障碍物对电磁波传播的影响，并在试验记录中提出了利用电磁波进行导航的可能性。这可以说是雷达思想的萌芽。1921年业余无线电爱好者发现了短波可以进行洲际通信后，科学家们发现了电离层。短波通信风行全球。1934年，一批英国科学家在R．W．瓦特领导下对地球大气层进行研究。有一天，瓦特被一个偶然观察到的现象吸引住了。它发现荧光屏上出现了一连串明亮的光点，但从亮度和距离分析，这些光点完全不同于被电离层反射回来的无线电回波信号。经过反复实验，他终于弄清，这些明亮的光点显示的正是被实验室附近一座大楼所反射的无线电回波信号。瓦特马上想到，在荧光屏上既然可以清楚地显示出被建筑物反射的无线电信号，那么活动的目标例如空中的飞机，不是也可以在荧光屏上得到反映吗? 根据上述的设想，瓦特和一批英国电机工程师终于在1935年研制成功第一部能用来探测飞机的雷达。后来，探测的目标又迅速扩展到船舶、海岸、岛屿、山峰、礁石、冰山，以及一切能够反射电磁波的物体。

当时研制雷达纯粹是为了军事需要，因此是在保密状态下进行的。实际上，几乎在同一时期，各国的科学家们都在保密的条件下独立地开展这方面的工作，都有杰出的代表人物。R．W瓦特只能说是在这方面已为大家知晓的代表人物而已。

到1939年为止，一些国家秘密发展起来的雷达技术已达到了完全实用的地步。就在这一年，爆发了第二次世界大战，这项新发明在二战中显示出了它的巨大威力。雷达技术首先在美国应用成功。二战中，俄、法、德、意、日等国都独立发展了雷达技术，但除美国、英国外，雷达频率都不超过600MHz。由于雷达的很大作用，产生了针对雷达的电子对抗，研制了大量的对雷达的电子侦察和干扰设备，并成立了反雷达特种兵部队。二战后，特别是五、六十年代，由于航空航天技术的飞速发展，用雷达探测飞机、导弹、卫星、以及反洲际弹道导弹的需要，对雷达提出了远距离、高精度、高分辨率及多目标测量的要求，雷达进入了蓬勃发展的阶段，解决了一系列关键性问题：脉冲压缩技术、单脉冲雷达技术、微波高功率管、脉冲多普勒雷达、微波接收机低噪声放大器（低噪声行波管、量子、参量、隧首二极管放大器等）、相控阵雷达。七十至九十年代，由于发展反弹道导弹、空间卫星探测与监视、军用对地侦察、民用环境和资源勘探等的需要，推动了雷达的发展。出现了合成孔径雷达（SAR），高频超视距雷达（OTHR），双/多基地雷达，超宽带雷达（UWB），逆合成孔径雷达（ISAR），干涉仪合成孔径雷达（InSAR），综合脉冲与孔径雷达等新技术新体制。

在现代社会中，雷达机被广泛地应用和平的和军事的目的。在和平用途中，应用雷达机来作无线电导航具有很大的实际意义。首先，在航空方面，它用来对飞机作远程和近程领航、指挥和监督飞机在空中的飞行、引导飞机着陆（包括盲目着陆），最后，还用来指挥飞机在机场上的运动。在航海方面，雷达机被广泛地用来对船舰作远程和近程领航、防止船舰和冰山以及其他障碍物碰撞、指挥船舰在港口内的运动等等。用无线电定位的方法可以进行地形测量，气象台中可以用它来预测气候（根据气流和暴风雨前沿运动的数据），天文学中可以用它来研究宇宙的空间。

目前投入使用的对空情报雷达的共同特点是探测距离远，分辨率高，反有源干扰 和无源干扰能力比较强，能对抗反辐射导弹的攻击，工作可靠，情报容量比较大，可在 2000年后继续服役。随着各种空袭兵器和反雷达技术的迅猛发展，雷达与反雷达的相对平衡状态也随之被打 破，使雷达的有效工作和生存面临严重挑战。目前国外正在加紧开发雷达高新技术，研制性 能更为先进的新一代对空情报雷达。预计，这些新型雷达将在2000年前后陆续投入实战使 用。其中比较有代表性的型号有：美国的ARSR-4和ASTAR雷达系列，法国的TRS-2140(Flair)以及西班牙的“伦赛”三坐标监视雷达。这些雷达的战术技术特点主要有：

①综合采用一系列新技术、新体制，如全相参、全固态、超低副瓣天线、数字波束形 成、捷变频、脉压及大时宽—带宽等先进技术。

②发射机将增加一系列输出功率管理系统，以便自适应于各种作战环境。

③可靠性指标将进一步提高，如美国在研的W-2100雷达的致命故障间隔时间将大于 5000h。另外雷达的自检功能将渗透到各个分系统，故障检知率可超过98%，从而可使雷达 的可用性大幅度提高。

④将具备探测诸如隐身飞机这样的小雷达散射截面目标的能力。例如W-2100雷达，对 目标的有效探测距离可达170km以上。它还采用了一种新型滤波器，将最大时速为1389km的高速鸟群和昆虫群滤波，从而把与这些鸟群和昆虫群具有同样雷达 截面积的“隐身”目标探测出来。

⑤电子防御措施比较齐全。新型三坐标雷达一般都从体制、参数选择和附加措施三个方 面来提高电子防御能力。

新型防空情报雷达大-都兼有数种新技术体制的优点，如层叠波 束、相控阵等。参数选择有波形可变、脉宽可变、重频可变、极化可变以及自适应发射频率 选择、瞬时寂静、反辐射诱饵等。综合运用上述措施，将会大大提高雷达的有效性和生存能 力。

雷达技术对国防科技和武器装备发展的影响主要体现在下列三方面：1.是军事上实时、主动、全天候获取各类目标信息不可缺少的技术探测手段，是收集各种军事情报的传感器技术之一，是“千里眼”。在当今高技术条件下，对一个战区乃至全球多方面的情报收集、处理、分发是指挥员做出正确决策和快速响应必不可少的前提，在防空及各军兵种与各个级别上的战略、战术指挥控制与通信(C3I)系统中，雷达技术是主动获取信息的重要手段，是其它探测手段不能替代的。2.雷达是先进作战平台的组成部分，其作用是人们研制各类武器系统最为关心的。例如，先进的机载脉冲多普勒火控雷达是战斗机火控系统的关键设备，西方主要国家早已将其装备部队，它们还在为更先进的战斗机研制固态相控阵雷达，以提高战斗机的多目标、多功能及远程攻击能力；机载轰炸雷达是轰炸机提高轰炸成功率的重要保证，使轰炸可以不受气象条件和白天黑夜的限制，并可与激光瞄准设备相配合，实现精确打击的目的；地形跟踪和地形回避雷达可使轰炸机、战斗机和巡航导弹实现低空、超低空安全隐蔽接近作战地域和要攻击的目标。3.雷达技术是发展先进武器系统测试评估的技术手段。例如各种精密打击武器，在其研制过程及最终性能评估中，必须要有精密测量雷达对其飞行轨迹、落点精度等进行测量与鉴定；在导弹和卫星的研制和发展中，雷达是弹道参数测量、真假目标识别、突防能力检验、卫星安全控制及轨道测量等必不可少的手段。由此可见，雷达技术是一个国家国防和武器装备现代化以及国防科技发展必不可少的技术。

我国雷达技术发展的现状较发达国家而言还较为落后。雷达门类较多，发展历程不尽相同，起步有早有晚，仿制和自行设计互有交叉。为常规武器配套的雷达一般是仿制与自行设计并举，新体制的雷达、自动化作战指挥系统、激光红外雷达和导弹、卫星无线电测控系统等则是随着雷达技术的发展在自力更生基础上自行设计研制开发而成的。但从我国雷达技术和产品发展总体来说，大致经历了修配、仿制、自行设计和发展提高四个阶段。

修配阶段(1949年～1953年)

这一阶段以开创基业和修配美、日旧雷达为主要标志。1949年5月，我军接管了国民党的雷达研究所，标志着我国雷达工业的发展从此揭开了序幕。

新中国成立后，盘踞在台湾和沿海岛屿上的国民党部队不断突袭大陆沿海城市，我防空部队急需雷达。不久，抗美援朝战争开始，前方十分需要各种雷达设备，国家对雷达研究所从人力、物力等方面大力支持，利用缴获的雷达器材和美、日在二次大战中留下的旧雷达进行维修和补缺配套，装备部队使用。这些修复的雷达绝大多数是警戒雷达，也有炮瞄雷达、用于高炮或探照灯引导的美国早期单目标跟踪雷达、舰艇上搜索海面活动目标雷达。后期也修理过少量苏式雷达。

以仿制为主的发展阶段(1953年底～60年代初)这一阶段以建立雷达生产基地和仿制苏式雷达产品为主要标志。新中国诞生后，苏联援助的100多个项目中雷达占了7项，新建了雷达、指挥仪生产厂，后又与苏联签订了有关协定，开始仿制苏式雷达产品。仿制出了警戒雷达、炮瞄雷达、舰用雷达、机载雷达、指标仪、制导雷达和末制导雷达等。地面防空雷达的仿制和自行设计几乎是同时开始的。1954年仿制成功的中程警戒雷达是我国第一批装备部队的国产雷达，1956年设计成功我国第一部微波对海远程警戒雷达。

仿制的海用雷达有海军警戒雷达、舰艇搜索雷达、搜索攻击雷达、导弹制导雷达、鱼雷快艇攻击雷达和鱼雷潜艇攻击雷达。1960年苏联专家全部撤退，停止援助合同，给仿制工作带来很大损失和困难。经努力，绝大多数有资料、样机或只有样机的苏式产品都仿制成功。

这一阶段仿制的雷达大多数相当于苏联50年代初、中期装备水平。仿制的成功扩展了我国装备部队雷达产品的门类系列，形成了雷达为陆、海、空部队服务的雏型，通过多部雷达的引进仿制，掌握了雷达试制生产的全过程。

经过五十年的艰苦奋斗，雷达行业已成为我国国防现代化建设和参与国民经济主战场的一支实力雄厚的产业大军，形成了中央与地方相结合、沿海与内地相结合、军用与民用结合、专业和门类比较齐全的工业体系。一批产品的性能指标已跨入先进行列。同时，培养和造就了一支素质高、能打硬仗的技术队伍。更可喜的是涌现了一大批年轻有为的雷达科技人员，培养和造就了一批高素质的跨世纪科技人才，从而使我国雷达工业以崭新的姿态迈入21世纪。但我们还应清醒地看到，我国的雷达技术与装备水平距发达国家还有一定的差距，在某些领域还相当落后，落后就要挨打，这就要求我们的雷达科研人员牢记自己所肩负的神圣使命，刻苦攻关，发奋努力，研制出具有世界一流水平的雷达装备，为我国国防现代化事业作出应有的贡献。

第二篇：节水技术发展概况

关于管道灌溉节水技术在**灌区运用的几点思考

【摘要】管道灌溉节水技术在桐仁桥灌区的使用。**灌区就选择了自压管道灌溉系统（三圣庙渡槽自压供水）运行模式和小水利工程（茜草塘水库和提水泵站）联合系统运行模式。【关键词】管道灌溉

节水技术

运行模式

• **县位于湖南省中北部，处于长株潭城市群“两型社会”综合配套改革试验区的核心区域。全县土地总面积1997km2，交通便利，区位优势明显。属亚热带湿润气候区，雨量充沛，日照充足，四季分明，自然环境优美，生态良好。境内中小河流纵横密布，主要为**干流、**河、**河以及**河支流**河。境内地表水资源总量15.17亿m3。

我县虽年降雨量丰富，但时空分布不均，近年来季节性干旱较为严重。很多地区常常是春旱、夏旱连伏旱，尤其是2013年出现的百日大旱造成水资源供需矛盾尤为突出。随着水资源的日益匮乏、灌溉水成本逐渐提高的影响,节水灌溉、科学灌溉的呼声越来越高，特别是农业产业化及高科技农业的规模不断扩大,对灌溉用水进行科学管理的市场需求也越来越大。

**灌区覆盖**、**、**、**、**等五个乡镇的16个行政村和省茶叶研究所的3.2万亩农田，除此之外，作为**供水公司的源水地，还肩负10个乡镇约16万人的自来水水源供应，日供水量1万吨左右。

随着**县水务局科学化、跨越式发展，安饮工程的不断扩大，以及灌区镇村生产力和生产关系的不断进步和变革，管理上存在的水权制度和水价形成机制不合理的问题，严重影响和制约了灌区的可持续发展。目前，**灌区水权水价改革已实施一年余，基本建立了与**县北部乡镇经济相适应的农业供水及灌溉管理体制和水价形成机制。所以在**灌区大力发展管道灌溉为主的高效节水灌溉技术势在必行。

一、桐仁桥灌区水利设施现状

**水库建成于1979年，总库容1870万M3，正常库容1616万M3，死库容264万M3，正常水位98.7米，死水位75米，总控制集雨面积15.5km2。历时10

年，建设成了由一座主坝、四座副坝及附属设施组成的枢纽工程，2009年完成**水库枢纽工程除险加固，总投资2800万。灌区拥有主干渠24.6公里，由16座渡槽，108段隧洞，9000多米明渠组成。支渠10条共34.1公里，2011年完成了主干渠和支渠改造，总投资3100万，干支渠系水利用系数由原来的0.5左右提高到0.76左右。至2013年完成灌区范围内小一、二型水库除险加固工作，总投资2400万，增加蓄水量总计600万方。至2013年灌区范围内完成山塘清淤、改造100多口，新增、改造提水机台18处，总投资400万元。

二、发展管道灌溉高效节水技术思路

1、选择适宜的节水灌溉形式

管道节水灌溉是必须充分合理利用各种水资源，采取水利、农业、管理等技术措施，使区域内有限的水资源总体利用率最高及其效益最佳。由于实施节水增效灌溉的地理条件千差万别，灌溉的对象也多种多样，不可能用一种固定的模式放之四海皆适用。必须遵循因地制宜的原则，依据不同地理条件、不同作物的不同要求，建立不同的节水工程技术模式来予以实施。例如本次在桐仁桥灌区就选择了自压管道灌溉系统（三圣庙渡槽自压供水）运行模式和小水利工程（茜草塘水库和提水泵站）联合系统运行模式。

1．1自压管道灌溉系统的机理和组成 1．1．1自压管道灌溉系统的机理

自压管道灌溉系统就是利用地形的自然高差形成的压力水头，通过管道输水到田间的节水灌溉系统。它突出的特点就是充分利用自然压差，形成压力管道系统，不需要消耗电能就可配套低压管道灌溉节水灌溉设施。

1.1．2自压管道灌溉系统的组成

自压管道灌溉系统包括：水源、首部枢纽（拦污栅、闸门、量水设备、沉沙池和压力池）、输水管网系统、田间灌溉系统。

1.2小水利工程（茜草塘水库和提水泵站）联合运行系统机理和组成 1．2．1小水利工程联合运行系统的机理

小水利工程（茜草塘水库和提水泵站）联合运行系统就是在自压管道灌溉系统的基础上为提高灌溉保证率结合进提水泵站而形成的一套供水系统。

1．2．2小水利工程联合运行系统的组成

小水利工程联合运行系统包括：水源、首部枢纽（拦污栅、闸门、量水设备、沉沙池和压力池）、提水泵站、水源切换系统、输水管网系统、田间灌溉系统。

2、农艺措施与高效节水工程措施结合提高节水效率

高效节水光靠推广先进高效节水灌溉技术是远远不能达到节水的目的，必需与改善灌溉制度、深耕蓄水保墒、地面覆盖技术、增施有机肥、调整植物的布局结构等措施结合，才能最大限度的发挥高效节水技术的节水效果。例于我县在水稻灌溉种植过程中采用了根据高产节水的“薄、浅、湿、晒”的灌水经验，制定出符合本地实际的灌溉制度，不但能使亩均节水量达80方左右，同时对提高水稻产量起到了重要作用。

3、政策与管理措施提高群众节水的积极性

根据《长计价字【2005】26号》文件，**灌区原水费收取标准为11.5元/亩，为加强**灌区水资源管理，提高水资源利用率，引导灌区内受益农户发展节水农业，根据省市县水务发展改革规划要求，在**灌区内进行了水权水价改革试点，水权水价改革的指导原则是：“定额供水、计量收费、梯级计价、节约有奖、超用加价、水权可流转”。灌区供水定额按150.6m3/亩的标准确定为基本水权，不足部分由其它小水库及山塘、机埠提灌补充。

灌区所收水费用于灌区支渠及以下的维修维护：其中50%用于协会（村）基础水费返还，支付看水及管护人员工资、砍青除杂等养护费用；经对各协会（村）3

考核验收后，综合返还30%，用于支渠、斗渠及毛渠的维修养护，余下的20%除了用作高价回收的节约水权水费部分外，全部用于奖励渠系维修维护管理好、用水管理有序、水利用效率高的支渠协会（或临时管水组织）。

通过以上措施，2013年大旱年作用效果明显，按照协会相关管理制度，山塘管理责任人早就做好了山塘蓄水保水工作，抗旱工作中严格一把锄头看水管水，为抗旱的胜利取到了决定性的作用，**水库灌区内的多家协会，早在六月初就对各主干渠进行了彻底的清理，水库放水过程中，会员自觉服从看水员的安排，做到了不浪费一滴水，使水库不但保证了大旱年的所有灌溉任务，同时还保证了生活用水的正常供应。

三、结论

“一不用锄，二不赤脚，一会我这片地就灌满水了。”这是一个进行了管道节水灌溉技术改造的灌区村民高兴地对笔者说的。只见他手轻轻开启水阀，清澈的水流喷涌而出，种了一辈子地的他，给稻田灌溉从来没有像今天这么轻松过。

通过管道灌溉高效节水技术运行的结果来看，管道灌溉具有如下几个优点：一是节约用水，提高渠系水利用系数。由于水稻灌溉用水量大，灌溉时间长，管道几乎不漏水，渠系水利用系数可达到0.95以上，使灌溉水利用系数提高2—3成，从而节省大量的水资源。二是节约土地，提高土地利用率。由于低压管道埋设在地下，原有明渠可以恢复耕种或用作道路拓宽。有些地区还可以将低压管道埋设在排水渠下面，在土地利用上实现灌排结合，提高土地利用率2—4%。三是施工简单，经济可行。低压管道埋设机械化程度高，施工简单，节省工期，尽管单位长度低压管道价格高于渠道预制块，但比采用∪型渠道衬砌节省大量人工，以及运行中维护少，因此还是经济可行的。四是适用范围广。小型灌区和低岗丘陵地区常常因为灌渠不配套影响灌溉，采用低压管道输水可大大提高灌溉效率，降低灌溉成本。

**县的经济发展形式已经使我县发展高效节水农业势在必行，这样才能节约更多的水资源来满足我县不断扩大工业用水以及农村安全饮水用水需求。而且发展高效节水农业也是国家发展一个重要方针政策。

第三篇：饮用水消毒技术发展概况

饮用水消毒技术发展概况

摘要：综述了当前饮用水消毒技术的研究现状，包括臭氧、紫外线、氯化、二氧化氯、膜等，然后展望了消毒技术的发展方向，并初步指出适合我国应用的饮用水消毒技术。

关键词:饮用水;消毒;液氯;二氧化氯;氯胺;臭氧;紫外线;膜

饮用水安全关系到影响人体健康、社会稳定和经济发展，一直是我国乃至全球面临的严峻挑战之一。为切断疾病通过饮用水传播的途径，消毒作为生活饮用水处理的最后一道工艺是必不可少的。水的消毒方法很多, 主要有氯消毒、氯胺消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒等。下边对这几种水处理中较常用消毒剂的特点进行一下探讨。1常见消毒方法

1.1 臭氧消毒

臭氧是一种强氧化剂,其可以氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶, 也可以直接与细菌、病毒发生作用, 破坏其细胞器和核糖核酸, 分解, , 蛋白质, 脂类和多糖等大分子聚合物, 使细菌的物质代谢和繁殖过程遭到破坏, 还可以侵人细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖, 使细胞发生通透性畸变, 导致细胞的溶解死亡, 并且将死亡菌体内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及细菌病毒代谢产物等溶解变性死亡, 从而起到消毒作用[1]。

臭氧消毒具有杀菌效果好、用量少、作用快、消毒副产物少和生产条件简单等优点，但也具有消毒工艺费用较高、稳定性极差和需用第二消毒剂等缺点。另外臭氧作为消毒剂是有选择性的，绿霉菌、青霉菌之类对臭氧具有抗药性，需较长时间才能将其杀死；单独使用臭氧作为消毒剂时，由于臭氧能在较短时间内分解，残留效果小，甚至会出现细菌回升现象，为了改善这种状况，可以考虑辅助加氯[2]。1.2 氯化消毒

氯化消毒是传统的饮水消毒方法, 一直沿用至今。氯化消毒中, 氯与水反应时, 要产生水解和离解反应, 即: Cl2 +H2O～ HOCl+ H﹢+ Cl-, HOCl ～H+ + OCl-。实际上, 次氯酸比次氯酸根杀菌能力强得多, 如次氯酸杀死大肠埃希菌的能力比次氯酸根要强80 至100倍。近年来发现, 在氯化消毒的同时, 许多受有机物污染的水源经过氯化后, 能产生三卤甲烷和其它卤化副产物, 这些副产物中, 三氯甲烷被认为是重要致癌物[3]。但氯消毒亦有不少优点:(1)

氯对微生物杀灭能力较强;(2)在水中能长时间地保持一定数量的余氯, 具有持续消毒作用;(3)使用方便, 成本较低。氯消毒缺点主要表现在:(1)产生有害消毒副产物;(2)氯对病毒的灭活能力不如二氧化氯、臭氧等强。(3）氯气或液氯消毒具有一定的不安全性[5]。

近年来, 有使用氯胺作为饮水消毒剂, 其与氯气相比, 可使三卤甲烷生成量减少50%。为了使饮水中三卤甲烷控制在0.1 m g /L以内, 国外许多水厂已经采用氯氨消毒。我国已有用氯氨消毒的水厂筹建, 但最近有研究发现, 氯氨亦可

能存在致突变性。

1.3 二氧化氯消毒

二氧化氯具有广谱杀菌能力, 是一种优良的消毒剂, 其杀菌能力是氯气的5倍。二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力, 与微生物接触时释放原子氧及次氯酸分子, 可有效地氧化细胞内含琉基的酶, 还可以快速抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物, 还能分解残留的细胞结构，即使存在悬浮物, 二氧化氯也能以较小的剂量杀死大肠杆菌类炭疽杆菌，对其他诸多细菌、病毒都有良好的失活效果, 低浓度的二氧化氯在水中扩散速度和渗透能力都比氯快, 因此用量少, 作用快, 杀菌率高。

二氧化氯消毒具有下列优点：

①杀菌效果好、用量少，作用快，消毒作用持续时间长，可以保持剩余消毒剂量；②氧化性强，能分解细胞结构，并能杀死孢子；③能同时控制水中铁、锰、色、味、嗅；④受温度和pH影响小；⑤不产生三卤甲烷和卤乙酸等副产物，不产生致突变物质，其Ames试验和小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验均呈阴性结果。与氯消毒相比，二氧化氯能降低致突活性。二氧化氯与水中有机物的反应为氧化作用，而氯则以取代反应为主。

但二氧化氯的使用还存在一些缺点，影响了二氧化氯的推广应用，特别是在大型给水处理系统的应用。二氧化氯消毒的主要缺点：①二氧化氯消毒产生无机消毒副产物：亚氯酸根离子（ClO2）和氯酸根离子（ClO3）。②二氧化氯本身也有害，特别是在高浓度时③二氧化氯的制备、使用也还存在一些技术问题，二氧化氯发生过程操作复杂，试剂价格高或纯度底，反应副产物种类和对健康的影响还不十分清楚，二氧化氯的运输、储藏的安全性较差，因此国内尽管目前二氧化氯在小规模的给水厂有应用，但大型水厂使用还不多。[4] 1.4 氯胺消毒

氯胺是氯化消毒的中间产物，其中具有消毒杀菌作用的只有一氯胺和二氯胺。纯的一氯胺是一种无色不稳定液体，沸点为-66℃，能够溶于冷水和乙醇，微溶于四氯化碳和苯［6］。一氯胺（NH2Cl）的消毒作用是通过缓慢释放次氯酸（HOCl）而进行的。

氯胺消毒作用机理与氯气相近，通过穿透细胞膜，使核酸变性，阻止蛋白质的合成来达到杀灭微生物的目的。氯胺消毒的优点是: 当水中含有有机物和酚时, 氯胺消毒不会产生氯臭和氯酚臭, 同时大大减少THM产生的可能[5];氯胺消毒更能保证管网末梢和慢流地区的余氯要求, 因为HClO 是逐渐放出来的, 这样能保持水中余氯较久, 适用于供水管网较长的情况。但氯胺消毒要求氯胺长时间与水接触才能获得与氯消毒相同的作用, 而且氯胺对人体健康存在着潜在的影响, 由它导致产生的消毒副产物的毒性更强,因此氯胺消毒的安全性和实用性也开始受到质疑。1.5 紫外线消毒

氯消毒是城市给水和污水处理重要的净水工艺, 以其杀菌效果好, 设备简单, 运行费用低等特点而得到广泛应用。但是经氯消毒后会产生很多副产物。这些物质均已被证明对人体有致畸、致癌、致突变的作用。而紫外线消毒法高效广谱, 无消毒副产物, 以及设备占地面积小, 初投资少等特点, 而且该技术在给排水方面的应用将大大提高用水的安全性。因此, 在近20 年来逐渐得到广泛的应用, 同时紫外线在污水处理方面也有着广泛的应用和发展前景。[7] 紫外线消毒时，对病原微生物具有杀灭作用的紫外线波长范围为200～300nm，其中240～280nm 波长的杀菌能力较强，饮用水消毒一般选用254nm 波长的紫外线。紫外线消毒主要优点是：消毒后的自来水无色无味，不会产生有害副产物。[8]。但紫外线消毒后因没有持续的消毒效果, 被杀灭的细菌有可能复活, 故需与氯配合使用;管壁易结垢, 导致消毒效果降低;消毒效果受水中悬浮物和浊度影响较大;国内使用经验较少[9] 1.6 膜消毒

膜消毒机理包含2 方面：①筛分，即膜对微生物的过滤作用。在压力差的推动下，比膜孔径小分子物质透过膜孔，而大于孔径的微生物悬浮物等则被截留去除； ②吸附作用，即当微生物通过膜时由于静电作用被捕获吸附在膜上。膜在饮用水消毒中的作用主要也在2 个方面：①直接去除水中微生物；②去除水中有机物、悬浮物和无机物等，以切断微生物生存、繁衍的载体，从而间接地起到辅助消毒的功能。[8] 与传统工艺相比，膜处理工艺具有结构简单紧凑、易于实现自动化、所需化学药剂少，出水水质稳定等优点，但亦有其局限性，如易结垢，需定期进行化学清洗；膜过滤性能受酸碱度和温度影响；膜破损检测困难等。其中，超滤在进水浊度高时透膜压差增长较快；对水中中、小分子有机物，特别是微量有机污染物的去除效果较差，需与其它工艺组合应用。[10] 2 消毒技术的发展趋势

我国与资本主义发达国家在供水方面还存在着很大的差距，这与我国目前的经济状况和国情有着密切的关系。以上各种消毒技术均有其优点也有其不足之处，所以在实际的生产中，应该结合我国饮用水水源水质以及经济状况，将各种消毒工艺优化组合，获得最好的处理效果，得到最优质的饮用水，组合消毒技术也必将在我国得到大力推广[12]。

理想饮水消毒方法指标: 1)杀菌可靠性高、杀菌效果好;2）不产生有毒有害的副产物, 不会对人体造成危害;3）管理安全性强, 使用安全, 不会对操作者和周围环境造成影响和危害;4）使用方便, 操作简单, 便于维护;5）经济适用, 设备投资少, 运行费用低;6）有效浓度低, 作用速度快;7）性质稳定, 不易受有机物、酸碱及其它物理化学因素影响;8)毒性低, 消毒后易于去除残留物。国内外研究者至今没有发现一种能够满足上述要求的消毒剂, 只能按照消毒对象和消毒目的而选择合适的消毒剂。目前除了常用的氯消毒外, 还有很多新的消毒方法具有广谱作用, 也克服或减少氯消毒时产生三卤甲烷的问题。但这些新方法也存在生产制造, 成本, 应用条件等尚待解决的问题, 需要进一步研究改进。[11] 对于消毒工艺今后的发展趋势, 笔者个人认为应大力开发新的消毒技术和物美价廉的新型消毒剂，如等离子体消毒技术等，在选择处理工艺前，应综合考虑给水水质，优化消毒前的各单元处理工艺,在保证水质的同时，尽量降低最后一道消毒工艺的处理负荷，也切实缩减运行成本。结语

国内外还没有研究出一种能够完全满足人们要求的消毒剂, 只能按照消毒对象和消毒目的选择合适的消毒剂。各种消毒方法均有其优点也有其不足之处, 除了氯、二氧化 氯、臭氧和紫外线等主流消毒技术, 还有很多新的消毒方法具有广谱作用, 可克服或减少氯消毒时产生三氯甲烷的问题。但这些新方法还需要进一步研究改进。所以在实际的生产中, 应该结合我国饮用水水源水质以及经济条件, 将各种工艺相互配合, 取长补短, 以获得最好的处理效果。参考文献

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第四篇：无线光通信技术发展及其应用

无线光通信技术发展及其应用

一、无线光通信技术发展历史

光在空气中直接传输的通信方式称之为无线光通信。也就是利用激光束作为信道在空间（近地或外太空）中直接进行语音、数据、图像等信息双向传送的一种技术。又称为“自由空间光通信”（Freespace opticalunicanon）或虚拟光纤（VirtualFiler）。无线光通信的出现比无线电通信要早得多。在两千七百年前的周幽王时代，就有了利用烽火台通信的方法。这是人类最早利用无线光通信的典型方式。后来，虽然人类社会的文明程度和科学技术得到了很大的提高，但是简单的利用光传递信息的方式仍然在广泛使用，例如红黄绿交通信号灯、旗语等。不论是烽火台，还是交通红绿灯、旗语，它们都是利用大气来传播可见光，由人眼来接收。这些都是非常原始的无线光通信方式。其后许多年，无线光通信几乎没有什么太大的发展。

尽管如此，人们仍然没有对无线光通信失去兴致。以发明电话而著名的贝尔，在1876年发明了电话之后，就想到利用光来通电话。1880年，他利用太阳光作光源，大气为传输媒质，用硒晶体作为光接收器件，成功地进行了光电话的实验，通话距离最远达到了213m。1881年，贝尔宣读了一篇题为《关于利用光线进行声音的产生与复制》的论文，报导了他的光电话装置。在贝尔本人看来：在他的所有发明中，光电话是最伟大的发明。这被认为是近代无线光通信的开始。1930年至1932年间，日本在东京的日本电报公司与每日新闻社之问实现了3 6kn，的无线光通信，但在大雾大雨天气里效果很差。第二次世界大战期间，无线光电话发展成为红外线电话，因为红外线肉眼看不见，更有利于信息保密。

利用光在大气中传送信息方便简单，所以人们开始研究的光通信都是这种方式。但是光在大气中的传送要受到气象条件的很大限制，比如在遇到下雨、下雪、阴天、下雾等情况，信号传输受到很大阻碍。此外，太阳光、灯光等普通的可见光源，都不适合作为通信的光源，因为从通信技术上看，这些光都是带有“噪声”的光。也就是说，这些光的频率不稳定、不单一，光的性质也很复杂。因此，要用光来通信，必须找到高强度的、可靠的光源。在此后的几十年中，由于这项关键技术没有得到解决，无线光通信就一直裹足不前。也正因此，贝尔的光话始终没有走上实用化的阶段。

1960年7月8日，美国科学家梅曼发明了红宝石激光器，从此人们便可获得性质与电磁波相似而频率稳定的光源。激光器的发明对无线光通信的研究工作产生了重大的影响。研究现代化无线光通信的时代也从此开始。20世纪60年代后，随着人们对通信的要求变得越来越强烈，无线光通信获得了突飞猛进的发展。许多实验室用氢-氖气体激光器做了传送电视信号和20路电话的实验。也有的公司制成了语言信道试验性通信系统，最大传输距离为600米。到70年代初无线激光通信己进入应用发展阶段。然而1970年半导体激光器和低损耗光纤这两项关键技术的重大突破，使光纤通信开始从理想变成可能，这立即引起了各国电信科技人员的重视，他们竞相进行研究和实验。1977年，世界上第一条光纤通信系统在美国芝加哥市投入商用，速率为45Mb/s。这也同时标志着无线光通信的研发开始转向外太空光通信，近地的无线光通信工作几乎停滞。20世纪90年代后期，随着全光接入网的发展，对固定无线应用的关注和对高速率的要求，无线光通信技术因其具有独到的优势，在固定无线宽带接人技术中，能为宽带接人的快速部署提供一种灵活的解决方案，又得到了极大的关注。其应用范围己从军用和航天逐渐迈人民用领域，技术也在得以逐步完善。

二、基本工作原理

1880年，贝尔的光电话用弧光灯或者太阳光作为光源，光束通过透镜聚焦在话筒的震动片上。当人对着话筒讲话时，震动片随着话音震动而使反射光的强弱随着话音的强弱作相应的变化，从而使话音信息调制在光波上。在接收端，装有一个抛物面接收镜，它把经过大气传送过来的载有话音信息的光波反射到硅光电池上，硅光电池将光能转换成电流。电流送到听筒，就可以听到从发送端送过来的声音了。这是无线光通信的基本工作原理。现代无线光通信设备的每一端分别包括专用光学望远镜、激光收发器、线路接口、电源、机械支架等部分组成。一些厂商的设备还包括伺服机构、监控装置、微波备份及远程管理软件等部分。

激光收发器的光源主要采用LD和LED，其中的LD多采用铝砷化钾二极管、DFB，接收器主要采用PIN或APD。

三、技术优势与劣势

1、技术优势 相对于常用的数字微波、铜缆数字用户线、光纤等其他几种接入方式，无线光通信主要优势有：①良好的安全保密性，由于激光的高指向性使它的发射光束极窄，方向性很好。通常激光光束的发散角都在毫弧度，甚至微弧度数量级，因此具有数据传递极高的保密性。②无微波频段的许可证，因为无线光通信的工作频段在350THz，设备间无射频信号干扰前无需申请频率使用许可证。③运营成本相对低廉，由于无须进行昂贵的管道工程铺设和维护，使得其造价约为光纤通信工程的五分之一。④架设迅速无线光通信架设、组网速度快，只须在通信节点上进行设备安装，工程建设以小时或天为计量单位，尤其适合作为光纤通信的应急故障后备及临时构造大容量的通信链路。重新撤换部署也很方便。⑤透明的传输协议对于任何传输协议均可容易的迭加，电路和数据业务都可透明传输。⑥设备尺寸小，由于光波的波长短，在同样功能情况下，光收发天线的尺寸比微波、毫米波通信天线尺寸要小许多，同时功耗小，体积小，重最轻。⑦信息容量大，光波作为信息载体可轻易传输高达10Gb/s的数据。目前已经商用无线激光设备，最高速率已达2 5Gb/s。实验室里最高传输速率已达160Gb/s。

2、技术劣势

当然，无线光通信也有其固有的劣势：①天气影响通信质量天气因素尤其是大雾、沙尘暴等所引起的光的色散、漫反射将极大影响光通信的质量。②通信距离受限目前用于近地的民用无线光通信的设备所能达到的距离受人眼安全的发射功率、成本、数据速率、天气条件等的限制，一般为100m-5kmm，延长传输距离也可以通过建立中继站的方法。③只能在视距范围内建立通信链路两个通信节点之间视距范围内必须无遮挡。对于中间存在障碍物而不可直视的两点之间的传输，可以通过建立一个中继站实现连接。④安装点的震动影响楼顶摇晃、振动可能会影响两个节点之间的激光对准，使通信质量下降甚至暂时中断。⑤意外因素可能使通信链路中断如飞鸟等障碍物经过链路空问，通信可能会瞬间中断。

总之，由于无线光通信设备固有的特点，在众多接入方式中具有比较明显的优势。

四、应用领域

与传统的租用线路比较，无线光通信综合了光纤通信与微波通信的优点，根据其最大优势（宽带宽）与最大劣势（短距离），定位在城域接入网、交换机和移动基站等设备的连接、闭路监视系统、广播电视信号的单、双工的传输中使用。可以很灵活的接人数据、话音、视频业务。其益处在于长期费用的节约和对数据吞吐能力的增长。目前的主要应用场合包括：①对于特殊要求的线路进行冗余备份以及应急时链路和意外恢复：在突发的自然或人为意外灾害中，原有通信线路被破坏，难以立即恢复时，或者在一些特殊地方发生突发事件，需要应急通信，采用无线光通信进行快速的部署。②提供室内外、临近局域网之间的互连互通：当分布在两座楼宇之间的办公室需要建立一条企业内部通信链路，受价格、带宽、线路资源等因素和其他通信方式不能较好地解决时，采用无线光通信就可快速解决。③解决综合业务网（FSN）接入的“最后一公里”：对智能小区的宽带接入，大企业Intmnet的互连，校园网的互连，大客户的宽带接入等提供一种快速灵活的方案，可提供2Mb／s～2.5Gb／s的带宽。④在不具备接入条件或带宽不足时提供高效的接入方案：在通信链路跨越高速公路、铁路、河流、峡谷、海湾或拥挤的城区时，由于地理条件的限制无法敷设光纤线路时，采用无线光通信可以有效解决。⑤用于移动通信蜂窝网基站与交换中心的互联。⑥用于一些大型集会如运动会、展览会、庆祝会等需要快速建立一些临时链路用于现场通信的场合。

五、结束语

无线光通信填补了受频率资源许可、价格、带宽等限制的无线通信方式与受地形、建网时间等特殊限制的光纤通信方式之间的空白。在一些情况下可以解决其他方式无法解决的问题。可以灵活、快速地以较小的投资建立宽带通信链路。因此，在调查和了解使用过程中的不同条件和要求如传输的距离、速率、误码率、可通率以及当地的鸟群和气象条件如降雨、雪、雾、沙尘的天数及程度等情况下，可以充分考虑利用无线光通信的方式组阿，迅速建立一个有效覆盖且能够为用户提供端到端的综合接入服务能力的宽带接入网络。

第五篇：我国近十年来粉末冶金技术发展概况

粉末冶金是一项集材料制备与零件成形于一体，节能、节材、高效、最终成形、少污染的先进制造技术，在材料和零件制造业中具有不可替代的地位和作用，已经进入当代材料科学的发展前沿。目前粉末冶金技术正向着高致密化、高性能化、低成本方向发展

近十年来粉末冶金零件的成形新技术：

一、温压技术 温压技术是粉末冶金领域近几年发展起来的一项新技术，可生产出高密度、高强度，具有非常广泛的应用前景。所谓温压技术就是采用特 制的粉末加温、粉末输送和模具加热系统，将加有特殊润滑剂的预合金粉末和模具等加热至130～150℃，并将温度波动控制在±2．5℃以内，然后和传统粉末冶金工艺一样进行压制、烧结而制得粉末冶金零件的技术。其技术关键：一是温压粉末制备，二是温压系统。与传统工艺相比，温压成形的压坯密度约有0.15～0.30g／cm3的增幅，其密度可达7.45g／cm3。在相同的压制压力下，温压材料的屈服强度比传统工艺平均高11％，极限拉伸强度平均高13．5％，冲击韧性可提高33％。另外，温压零件的生坯强度高，可达2O～30MPa，比传统方法提高50—100％，不仅降低生坯搬运过程中的破损率而且能对生坯进行机加工，表面光洁度好。此外，温压工艺的压制压力低和脱模力小，同时零件性能均一，产品精度高，材料利用率高。温压工艺还有一个特点是工艺简单，成本低廉。研究表明，假如一次压制、烧结的普通粉末冶金工艺的成本为1.0，则粉末锻造的相对成本为2.0，复压复烧的相对成本为1.5，渗铜的相对成本为1.4，而温压技术的相对成本为1．25。目前，采用温压技术生产的粉末冶金零件已达200多种，零件重量在5—1200g。例如，德国SinterstahlGmbH公司用温压技术生产复杂的摩擦传动用同步齿环，在美国新奥尔兰举行的PM2TEC2001国际会议上获奖。该零件的齿部密度超过7.3g／cm，环体密度超过7.1g／cm，生坯强度达到28MPa。采用了扩散合金化的烧结硬压粉末，最低抗拉强度为850MPa。由于使用了温压技术和采用粉末冶金零件，使得综合成本降低了38％。

二、流动温压技术

流动温压粉末冶金技术(Warm Flow Compaction，简称WFC)是在粉末压制、温压成形工艺的基础上，结合了金属粉末注射成形工艺的优点而提出来的一种新型粉末冶金零部件近净成形技术。其关键技术是提高混合粉末的流动性。它通过提高了混合粉末的流动性、填充能力和成形性，从而可以在8O～130~C温度下，在传统压机上精密成形具有复杂几何外形的零件，如带有与压制方向垂直的凹槽、孔和螺纹孔等零件，而不需要其后的二次机加工。WFC技术既克服了传统粉末冶金在成形复杂几何形状方面的不足，又避免了金属注射成形技术的高成本，是一项极具潜力的新技术，具有非常广阔的应用前景。WFC技术作为一种新型的粉末冶金零部件近净成形技术，其主要特点如下：(1)可成形具有复杂几何形状的零件；(2)压坯密度高、密度均匀；(3)对材料的适应性较好；(4)工艺简单，成本低。目前，WFC技术在国外还处于研究的初始阶段，其关键制造技术及其致密化机理研究尚未见报道。传统粉末零件成形时，为了减少粉末颗粒之问和粉末颗粒与模壁之间的摩擦，在粉末混合料中需添加一定量的润滑剂，但混进的润滑剂因密度低不利于获得高密度的粉末冶金零件；而且润滑剂的烧结会染环境，甚至会降低烧结炉的寿命和产品的性能。模壁润滑技术的应用则很好地解决了这一难题。近年来，采用模壁润滑取代粉末润滑技术已成为粉末成形研究和开发的又一热点。目前，实现模壁润滑的主要途径有两个：一是利用下模冲复位时与阴模及芯杆之间的配合间隙所产生的毛细作用，将液相润滑剂带到阴模及芯杆表面。二是用喷枪将带有静电的固态润滑剂粉末喷射到压模的型腔表面上，即在装粉靴的前部装一个附加的润滑剂靴装置。成形开始时，润滑剂靴推开压坯，压缩空气将带有静电的润滑剂从靴内喷射到模腔内，因为润滑剂粉末所带的极性与阴模相反，粉末在电场牵引下撞击并粘附在模壁上，然后装靴粉装粉，进行常规压制成形。采用模壁润滑技术明显提高粉末材料的生坯密度，密度可达到7.4g／cm3，且模壁润滑与粉间润滑相比，铁粉的生坯强度可分别提高128—217％。日本丰田汽车中心研究人员利用温压、模壁润滑与高压制压力使铁基粉末压坯几乎达到全致密。

四、高速压制技术

高速压制技术(Hjgh Velocity Compaction，简称HVC)是瑞典的Hoaganas公司在2001年6月推介的一种新技术。高速压制生产零件的过程和传统的压制过程工序相同。混合粉末加进送料斗中，粉末通过送粉靴自动填充模腔压制成形，之后零件被顶出并转入烧结工序。所不同的是高速压制的压制速度比传统压制高500—1000倍，压机锤头速度高达2—30m／s，液压驱动的锤头重达5—1200Kg，粉末在0.02s之内通过高能量冲击进行压制，压制时产生强烈的冲击波。通过附加间隔0.3s的多重冲击能达到更高的密度。HVC技术具有高密度、高性能、低成本、高生产率和可成形大零件的特点。

该技术适用于制备阀门、简单齿轮、气门导筒、主轴承盖、轮毂、齿轮、法兰、轴套宇轴承套圈和凸轮凸角机构等产品。目前正在继续研究生产更复杂的多级部件。

五、动磁压制技术

动力磁性压制技术(dynamic magnetic cornpaction，简称DMC)是1995年美国开始研究的一种新型的高性能粉末最终成形压制技术。DMC是采用脉冲调制电磁场施加的压力来固结粉末。与传统的粉末冶金压制工艺一样，动力磁性压制也是两维压制工艺，但却是径向压制而不是轴向压制。当粉末装入～个导电的容器(护套)内，置于高场强的中心腔中，线圈通入高电流脉冲，线圈中形成磁场，护套内因而产生感应电流。感应电流与施加的磁场相互作用，产生由外向内压缩护套的磁力，使粉末得到压制，整个压制过程时间不足1ms。DMC具有以下特点：(1)由于不使用模具，因而可达到更高的压制力，维修与生产成本更低；(2)在任何温度与气氛中均可施加压力，且适合所有材料，工作条件更灵活；(3)不使用润滑剂与粘结剂，有利于环境保护。目前，许多动磁压制的应用已接近工业化阶段。DMC适于制造柱形对称的终形件，薄壁管，高纵横比部件和内部形状复杂的部件。现可以生产直径×长度：12.7mm×76.2mm到127.0mm×25.4mm的部件。第一台工业型SPS装置，该技术才真正引起世人的关注。该技术集粉末成形和烧结于一体，不需要预先成形，也不需要任何添加剂和粘结剂。主要是利用外加脉冲强电流形成的电场清除粉末颗粒表面氧化物和吸附的气体，净化材料，活化粉末表面，提高粉末表面的扩散能力，再在较低机械压力下利用强电流短时加热粉体进行烧结致密。_有关研究表明，该技术由于场活化等作用在较大程度上降低了粉体的烧结温度，缩短了烧结时间，并充分利用了粉末自身发热的作用，热效率极高，加热均匀，可通过一次成形获得高精度、均质、致密、含氧量低和 晶粒组织细小的零件。

目前，SPS研究对象主要集中于陶瓷、金属陶瓷、金属间化合物、复合材料、纳米材料以及功能材料等。在制备和成形非晶合金、形状记忆合金、金刚石等材料方面也作了不少尝试，并取得了较好的结果。

七、爆炸压制技术参考文献： 爆炸压制(Explosive Compaction)又称冲击波压制，是利用化学能的一种高能成形方法。它通常将金属粉末材料置于具有一定结构的模具中施加爆炸压力，爆炸物质的化学能在极短的时间内转化为周围介质中的高压冲击波，并以脉冲波的形式作用粉末，使其获得高密度。作用时间仅为1O一100us，粉末成形为1ms左右。爆炸压制方法是一种独特的加工方法，可使松散材料达到理论密度。能将不适合传统压力加工的材料制造成零件，可使传统的不可压缩的金属陶瓷材料、低延性金属等压制成复合材料，典型的应用是将高温合金粉末用于成形飞机发动机的耐高温零件。结束语

粉末冶金是一门重要的零件成形技术。粉末冶金新技术、新工艺的不断出现，必将促进高技术产业的快速发展，也必将带给材料工程和制造技术光明的前景。目前，我国粉末冶金行业整体技术水平低下、工艺装备落后，与国外先进技术水平相比存在较大差距。因此，大力发展粉末冶金新技术的研究，对提高我国粉末冶金产品的档次和技术水平，缩短与国外先进水平的差距具有非常重要的意义。