时间：2022-05-16 12:49:20
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇雷达技术论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
【题型特点】
此题着重考查考生的理解与分析能力，常以单项选择题的形式出现。命题人在设置选项时，文字表述不可能与原文完全相同，也不会完全集中，常常有前后勾连的情况，这就容易造成选项模糊。选项模糊的类型主要有五种。
①范围上的混淆，以偏概全，以面代点。选项在概念的外延上做文章，或者外延过小，以偏概全，或者外延过大，判断过宽，以面代点。考生答题时要特别留心选文和选项中的“凡”“一切”“全”“都”等修饰词语。
②指代上的混淆，颠倒主客，偷换概念。选项偷换概念，用音同义异词或形近义异词来迷惑考生。考生答题时，要注意选项是否混淆概念的所指对象，是否颠倒陈述主体与修饰语，是否忽略一些关键的修饰词，是否犯了偷换概念的错误。
③现实和设想的混淆，未已不分，或必不清。选项在概念、判断上时间超前或滞后，把已经成功的现实和没有成为现实的设想或可能性混为一谈。考生要特别留意“如果”“一旦”“将要”等词语，从而作出准确判断。
④肯定和否定、主要和次要关系上的混淆，无中生有，牵强附会。有的选项把肯定说成否定或把否定说成肯定，有的选项混淆主要和次要关系，有的选项无中生有、牵强附会。考生答题时，一定要在选文中找到依据，忌主观臆断、望文生义。
⑤条件和结果、原因和结果关系上的混淆、颠倒。有些选项将条件说成结果，或把结果说成原因，或强加条件及因果关系。考生要重点辨别，找准答案。
【答题技法】
阅读论述文应从议论说理的角度入手，弄清文章的中心论点是什么、有无分论点、作者的观点与倾向怎样、用什么材料来证明观点、论证结构有什么特点、语言有什么特色等。
考生可按以下三个步骤答题。
1.快速阅读文本，把握主要内容
阅读选文后，可提出如下问题：本文论证的对象是什么？有什么最新观点？今后的发展前景如何？作者对新观点的态度和看法如何？
2.圈点勾画重点，提取重要信息
一是圈点勾画选文中一些关键词语，特别要关注指示代词、关联词语（如“一旦”“如果”“因此”“但是”“然而”等）和一些修饰性词语，以备答题时使用。可采用如下方法：①瞻前顾后法。联系上下文选择恰当的义项。②比照辨析法。仔细比较、辨析文中的一词多义现象和同义词、近义词在语言运用中的差异。③参考语境法。根据语境揣摩词语的语境义、比喻义、借代义等，分析词语派生或隐含的内容。
二是圈点勾画文章中重要的句子。论述文中的重要句子有以下几种：①结构比较复杂的句子。可以采用抽取主干法，抓住句子主干，理清那些修饰、限制等附加成分，进而理解其含意。②内涵较为丰富的句子。按照“句不离段”的原则，结合上下文语境，仔细领会，整体解析。③与文章中心和结构密切相关的句子（如文眼句、中心句、过渡句等）。这种句子体现了文章的思路，有的画龙点睛，有的承上启下，有的阐明要旨。理解这些句子的含意，既要注意它们在文中的位置，又要看清来龙去脉。
3.排除错误选项，筛选正确答案
论述类文本阅读的选择题，考查的是判断辨别能力。考生对这类试题要进行分析、比较、选择，首先排除明显错误的选项，然后分析剩下的选项及与之相关的语言环境，瞻前顾后，寻找有效信息，并归纳信息的要点，进行筛选，再排除干扰选项，剩下的便是正确答案。这样答题，可以提高答题的准确率。其基本方法如下。
①“复位”验证法。考生在理解文中的重要概念时，如果对自己的选择没有十足把握，可把选出的答案“复位”到选文中验证一下。如果语意连贯、意思准确，则该项即为正确答案。
②事理分析法。在论述类文本中，常会遇到事理之间的逻辑关系，如因果关系、条件关系、假设关系、选择关系等，考生要紧紧抓住表示事理之间逻辑关系的关键词语，进而作出正确的判断。
③巧用选项法。在考查理解文中重要句子的试题中，命题者常常在句中确定两个考查点，每个考查点又有两种理解，总共列出四个选项。遇到这种题目，考生可以巧妙地利用选项提供的“方便”，根据自己对某一个考查点的正确理解，排除错误选项。
【应用说明】
下面以2013年高考湖南卷第14题为例，作出具体解说。
根据原文信息，下列推断正确的一项是
A.印第安人之所以对烈酒着迷，是因为它像某些能让人产生幻觉的植物一样具有超自然能力。
B.印第安人如果不能一醉方休就谦让旁观的饮酒现象，表明民族传统习俗中精华与糟粕并存。
C.法国传教士对“罪恶的白兰地交易”的批评，是源于法国的毛皮商和军队在加拿大的行为。
D.麦斯卡尔酒的发展和被利用的事实，提醒我们在引进外国技术的时候，应警惕其负面影响。
运用“复位”验证法可知，选项A的内容对应第二段，联系第三段可知他们是被欧洲人“利用”，故而变得逆来顺受，所以应排除。运用事理分析法可知，选项B的两句之间没有必然的因果关系，不能“表明民族传统习俗中精华与糟粕并存”，应排除。再看选项C，其内容对应第三段，由该段法国传教士的一句原话“因为它会让人变得麻木和放荡”，则可直接将其排除。至此，答案毫无疑问就是D项。文章结尾卒章显志：“烈酒帮助殖民者对成百万的人进行奴役和驱逐，帮助他们建立新国家，并帮助他们侵略异国文化。今天，烈酒不再与奴役和剥削联系在一起，但它仍然被人所用。”这是告诉我们须“警惕其负面影响”，所以D项正确。
（作者单位：湖南沅陵县一中）
（责任编校/曾向宇）
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1.《阅读论述类文本要有三种意识》
在答题训练时，考生可以借鉴语用题中的某些题型来训练自己，以便配合阅读论述类文章。比如：用长句化短句来训练概括能力，用概括语段大意来训练快速提炼中心的能力，用下定义来训练对重要概念的理解能力。考生还可以借鉴写作议论文时立意构思的方法，进行理清阅读思路的训练。
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2.《解答论述类文本阅读题的四个步骤》
要准确理解词语和句子在文中的意思，就要紧密联系语境，注意上下文的修饰、指代等暗示信息，从而把握其内涵。
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3.《2013年高考论述类文本阅读题评析》
（1）理解文中重要概念的含义。
（2）理解文中重要概念的含义。
2、分析综合
（1）筛选并整合文中的信息。
（2）分析文章结构，把握文章思路。
（3）归纳内容要点，概括中心意思。
（4）分析概括作者在文中的观点态度。
3、圈划选项信息源。
在作答过程中先用铅笔在原文找出选项信息源，并做标记。
4、将选项与选项信息源做比较。
比较点多为：
1）句意逻辑是否一致。
2）表意范围是否发生扩大或缩小。
3）是否发生张冠李戴。
4）是否绝对。
5）是否无中生有。
对近岸浅水区域的海底地形的掌握对于近岸活动比如捕鱼，码头建设，铺设石油管道以及形态动力学的研究等都有着至关重要的作用。传统获取水深的方法包括船载声呐探测、机载激光测探、潜水器测量、超光谱图像测量等。但是它们普遍具有成本高、效率低的缺点，并且测量精度会受海水清澈度的影响。为了克服传统测量方法所存在的不足，基于X波段雷达图像序列反演水深的方法得到发展。
在浅水区域，局部的海底地形对表面波的传播有着重要的影响。当波移动至浅水区域，波的周期不发生变化，但是波的传播速度会发生变化，继而波长减小，波数增加。表面流的存在也影响表面波的传播，因此水深场以及表面流速场的反演方法都是基于这种传播变化——在物理学中被描述为表面波的色散关系。
1998年 Paul Bell运用连续的雷达图像序列之间的互相关性推导出了空间变化的表面波速[1]，同时利用从浮标中获取的频率信息，通过运用线性重力波的色散关系计算出了空间变化的水深，但是没有考虑海流的存在。Hessner等人运用一维FFT变换实现了对图像序列的频率分解[2]，某一固定频率的波所对应的波长通过确定局部空间的相位梯度计算得到。但是此方法的局限性在于它不能运用到包含同一频率但不同传播方向的波的波场，同时也没有考虑到海流的存在。
对时间序列的雷达图像进行3?D FFT变化，并取模的平方得到三维图像谱，由于波数和频率被色散关系联系在一起，因此线性表面波的信号应该很好地分布于其确定的三维形状上。色散关系的形状取决于水深和表面流速，因此通过拟合理论的色散关系和三维图像谱的坐标分布便可反演出大的空间范围内的平均水深以及流速[3?4]。但是此方法中的3?D FFT是针对全局范围的算子，因此假定了波场的均匀性以及稳定性。如果在深水区存在变化的流速或者浅水区存在变化的水深，波的折射将会产生，波场变成了非均匀场，以上方法不再适用，因此需要在局部空间范围内对波参数进行分析。
自1999年以来，Seemann等人针对非均匀波场做了一系列研究[5?10]，推导出了局部三维图像谱，同时反演出了局部范围内的水深以及流速。
本文将利用模拟的X波段雷达图像展开近岸浅水区域的水深的反演工作，该工作考虑到了表面波场的非均匀性，因此采用了局部反演算法，反演出了局部的水深值。
1 色散关系与水深以及流速的关系
色散关系描述了波数[k]和角频率[ω]之间的动力学关系，正常的色散关系适用于海表面重力波，线性色散关系可表示为：
[ωk，uc，d=±gktanhkd+k.uc] （1）
式中：[g]表示为重力加速度；[d]为水深；[uc]为近表面流速。在式（1）中，第一部分称为固有频率[ζ=±gktanhkd，]第二部分称为多普勒频率[ωD=k.uc。]多普勒频率部分表明受表面流速的影响。在式（1）中，水深[d]和表面流速矢量[uc]在波数?频率域中影响色散关系的形状，因此色散关系的形状可以被用来反演这些参数值。图1显示了水深以及流速对色散关系的影响。
图1 三维波数?频率域中线性表面重力波的色散关系
2 水深及流速局部反演方法介绍
在浅水区域中，由于空间变化的水深，波的周期不变，既波场保持了稳定性，但是波长发生了变化，波场变成了非均匀场，因此需要在局部空间范围内对海态参数进行分析，得到空间分布的海态参数场。海洋表面波的特性由波长[λ、]波数[k、]角频率[ω、]振幅[ξ]和它们的传播方向[?]来描述。表面波场由一系列不同频率不同传播方向的单一成分的波（简称单波）叠加得到，因此其是多成分的，需要将其分解为单成分波。本文将按照以下步骤反演局部的水深及流速：
（1） 对时间序列的雷达图像进行3?D FFT变换，得到复数值的三维图像谱[G（k，ω）]；
（2） 对三维图像谱进行频率分解和方向分解得到单波成分的波谱 [Gk|ω，?]；
（3） 进行2?D 反FFT变化，到空间域，产生单波复数值的空间场[gx，y|ω，?]；
（4） 由单波空间场及其梯度图像得到波数场；
（5） 由单波空间场以及其对应的波数场得到5?D时空频率场[Ix，y|k，ω]；
（6） 由局部的3?D图像谱反演局部的水深及流速。
该算法是针对由岸基X波段雷达获取的时间序列的雷达图像，最终得到水深场。
3 数值模拟及分析
3.1 模拟非均匀波场及雷达图像
基于线性波理论，海浪可看成是各种不同的余弦波的线性叠加，该过程可利用频谱来模拟，本文选用与波浪相近的P?M谱。只有频谱还不足以描述海浪的特性，需要加入方向分布函数组成方向谱，才能符合实际的海面波场状况，本文的方向分布函数采用改进的光易型方向分布函数。同时考虑到波场的非均匀性，加入非等水深值及表面流速值，利用色散关系式（1），可确定不同区域的波数与频率的关系，利用不同频率和传播方向的余弦波的叠加，可模拟出浅水区的非均匀波场的时间序列。图2所示是模拟的64幅时间序列的非均匀波场的前两幅（图像中像素点的个数为128×128个，每个像素点的分辨率为7.5 m×7.5 m）。
图2 模拟的64幅时间序列的非均匀波场的前两幅
根据雷达成像机理，利用起主要作用的阴影调制及倾斜调制模拟出时间序列的雷达图像。图3所示是模拟的64幅时间序列的雷达图像的前两幅。
图3 模拟的64幅时间序列的雷达图像的前两幅
3.3 对模拟数据进行处理
（1） 对64幅时间序列的雷达图像[G（Θ）]进行三维傅里叶变化得到复数值的三维波数?频率谱：
（2）
其中三维谱的谱分辨率为：
[Δkx=2πX， Δky=2πY， Δω=2πT] （3）
（2） 对得到的三维谱进行阈值滤波，滤除信号中包含的噪声，然后利用色散关系进行带通滤波，得到海浪信号。接下来将对滤波后的三维谱进行分解，得到单波成分的波谱，既进行频率分解和方向分解。在时间轴上进行的傅里叶变化使得频率分解被执行，既一系列不同频率所对应的二维波数谱，接着进行方向分解。本文采用了一组楔形滤波器，首先产生一个原型楔形滤波器，然后再通过旋转，双线性插值，得到一组滤波器，原型滤波器如图4（a）所示，旋转得到的部分滤波器如图4（b）～（d）所示。运用这一组方向滤波器对二维谱进行分解，最终得到一系列不同频率和传播方向所对应的单一成分的波谱[Gk|ω，?]。
（3） 对单一成分的波谱[ Gkω，?]进行二维反傅里叶变化得到复数值的单波空间场[ gx，y|ω，?]：
[gx，y|ω，?=2D IFFT（Gk|ω，?）] （4）
图4 一组方向滤波器中的前四个
单波空间场包含了幅值及相位模式信息：
[gx，y|ω，?=Ax，y|ω，?expi?x，y|ω，?=Regx，y|ω，?+iImgx，yω，?] （5）
与单波空间场对应的梯度图像：
[??x，??ygx，yω，?=2D IFFTi?kx，ky?Gkω，?] （6）
其中[kx，ky]代表复数值的波数向量，其实部代表局部的波数值。局部区域的大小选为8×8个像素点，因此要得到局部区域的波数，需要分析局部点所包含的所有像素点。
位于色散关系滤波器带宽内的背景噪声重新分布在了单波波数场中，因此为了消除噪声的影响，运用方差最小拟合法得到复数值的波数向量。
[kx=-i?v+?vxv2ky=-i?v+?vyv2] （7）
其中向量[v，][vx，][vy]通过行扫描局部区域内的单波空间场及其梯度图像获得，向量[v+]是向量[v]的共轭向量。
（4） 由一系列的单波空间场以及单波波数场可得到五维的时空频率谱 [Ix，yk，ω。]表面波信号的能量谱应分布在色散关系曲面上，将由色散关系式（1）得到的谱分量[ω]与图像谱[Ix，y|k，ω]中的分量[ωi]取加权方差，得到一个函数。本文利用该函数寻找最小值的方法求得局部的流速[ux，uy]及水深[d。]该加权方差函数表示为：
[fux，uy，d=i=0Ngkitanhkid+kx，iux+ky，iuy-ωi2?Ix，y|ki，ωi] （8）
式中：[N]表示谱坐标集[{kx，i，ky，i，ωi}]中元素的个数，通过设置阈值从局部能量谱中选取出谱坐标集：
[M0=（kx，i，ky，i，ωi）Ix，y|ki，ωiMAXIx，y|ki，ωiε] （9）
式中[ε]表示能量阈值。
加权方差函数是一个非线性函数，含有三个变量，求该函数最小值属于优化问题，本文采用拟牛顿法搜索最小值，并得到局部的水深及流速。
4 数据处理结果
模拟雷达图像时输入的非等值水深场如图5（a）所示，每8×8个像素点设置一个水深值，为减少模拟时的计算量，水深值只沿一维变化。反演得到的水深场如图5（b）所示，反演时选择的局部区域的大小为8×8个像素点。反演的水深值与输入的水深值吻合较好，平均误差约为2%，相比于过去的均匀场水深反演方法，该反演方法可将水深值的分辨率缩小到8×8个像素点。
5 结 语
利用X波段雷达图像可提取出重要的海态信息，比如水深、流速等等。均匀场的水深及流速的反演方法已相对成熟，本文的工作是针对非均匀场反演浅水水深值。由于实际的海况比较复杂，并且还没有得到可以用于比测的实际水深值，本文采用数值模拟的方法，通过输入非等值的水深仿真出非均匀波场及其雷达图像。利用仿真的雷达图像反演出局部水深值，并与输入的水深值进行对比，结果吻合较好，对利用实际的雷达图像反演非均匀场的水深具有重要的指导意义。本文的工作是基于岸基X波段雷达，对于船基X波段雷达来说，还要考虑运动补偿等因素，并且实际海况复杂多变，水深的反演过程有待进一步分析研究。
图5 输入的水深场与反演得到的水深场对比图
参考文献
. Coast. Eng.， 1999， 37（3）： 513?527.
， 1999： 16?20.
[3] SENET C， SEEMANN J， ZIEMER F. An iterative technique to determine the near surface current velocity from time series of sea surface images [C]// Proceedings of Oceans MTS/IEEE Conference?500 Years of Ocean Exploration. [S.l.]： IEEE，1997： 66?72.
IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing， 2002， 40（12）： 2606?2618.
. Procee?dings of SPIE 1999， 3808： 536?546.
： IEEE， 2000： 1898?1900.
[7] SEEMANN J， SENET C， ZIEMER F. Local analysis of inhomogeneous sea surfaces in coastal waters using nautical radar image sequences. Berlin， Germany： Springer?Verlag， 2000： 179?186.
关键词：大气污染源；激光雷达；监测；研究
中图分类号：X511
文I标识码：A文章编号：16749944（2017）12003005
1引言
近年来，与人类生存和发展密切相关的环境污染已经成为人民群众非常关心的重要问题。大气污染严重影响人们的生活品质，如何有效开展城市大气污染防治工作，确保环境空气质量持续改善是大气环境保护工作的核心[1～4]。城市大气污染源主要包括工业生产、居民生活、道路交通、建筑施工排放到大气中的颗粒物、硫氧化物、氮氧化物、卤化物、碳化合物等，来源比较复杂且相互作用形成复合污染[4]。激光雷达是大范围快速监测大气环境的新一代的高新技术手段，具有实时、快速、连续、长期的遥感监测等优势[5，6]。利用3D可视型激光雷达进行垂直/水平扫描，可以对污染物的时空分布及其扩散进行跟踪监测[6～8]。因此，由于激光雷达技术具有的独特优势， 逐渐成为开展城市污染演变、区域性污染物分布、污染物跨界输送以及污染溯源监测的主要手段之一。本文利用3D可视激光雷达技术对江津区大气污染源进行了监测研究，以期为环境监测、管理、预警体系建设积累宝贵经验。
2实验条件与方法
2.1监测仪器
北京怡孚和融科技有限公司3D可视型激光雷达，型号为3D-Scan-CAM。
2.2监测地点
江津城区中心御景华庭小区17栋楼顶，扫描半径5～10 km。
2.3监测方法
选取颗粒物浓度作为主要监测因子，采用垂直、水平、切面监测方式，通过连续不间断扫描，协同风向、风速、湿度、气压、气温等气象监测，结合空气自动监测站实时数据进行校正后实施数据分析。
2.4监测条件
制作江津城区监测期间城市近空500 m高度位置所有后向轨迹图得到垂直扫描时间段，城区主要以上升气流为主（5月31日至 6月3日），利于污染扩散，不易形成累积污染；水平扫描时间段，江津以下降气流为主，易受外来污染影响，本地也易于形成污染累积。经查，与该地区历年风场统计信息相符。
3结果与讨论
3.1垂直监测
将6月1日晚21点至3日午间12点日激光雷达垂直监测图与江津区近地自动站PM10数据结合分析可知：在监测区域内，近地湿度较大，并有间断降雨，对污染有稀释作用，污染不易累积。结合垂直扫描图（图1）可知江津城市污染演变主要分为几个过程：1日21点至2日凌晨3点，随气流下降，进而污染累积，在21日至24日，在近空600 m处的近地污染团过境，造成本地污染升高，自动站监测数据PM10升高。2日4点至16点，近空云层过境，并伴有降雨过程，污染沉降，污染逐渐减轻。2日16点至3日5点，降雨停止，近空云层向上扩散，气流上升，近地湿度先降低后上升，本地污染逐步累积，近地消光系数增高，自动站监测显示PM10数据逐渐升高。3日5点至12点，近空云层降低，造成本地PBL层降低，污染不利于扩散，本地PM10逐渐升高并累积。在雷达监测的时段内，江津区近地湿度大，污染物随下降气流，易累积，形成污染团。随湿度降低或降雨等易形成污染沉降，但不会形成长时间的连续大面积污染。
3.2水平监测
制作雷达测试区域内PM10浓度图（图2），颜色的深浅代表污染的严重程度，经纬度和测点距离等点击可查。蓝色标记点位是测点位置，红色标记点位是空气自动监测站位置。图中红线圈出部分为城市外部污染，未圈出区域颜色较深区域为城市污染源污染。逐一分析见图3～图6。
区域一污染分布图（图3）给出了该区域的主要污染分布，结合实地状况由左至右依次分析判断：大西门转盘及西门路周边污染团早晚高峰出现，夜间有零星出现，主要为交通污染及生活污染；三通街、几江向阳小学周边污染团夜间出现，且连续出现，为本地生活污染（夜市）；奎星广场、天香街附近污染团昼夜均出现，为本地生活污染（餐饮）。
区域二污染分布图（图4）给出了该区域的主要污染分布，结合实地状况由左至右依次分析判断：青木苑、祥瑞步行街周边污染团白天集中于南边，夜间为弥散型，为交通污染、道路施工污染及生活污染；鼎山大道沿线污染团集中出现于7日、8日两天的早间及午后，为交通污染；琅山大道长风路口污染团出现时间不固定，集中于上下班高峰期，周边有加油站，为交通污染。天之味酒楼污染团集中于午间及傍晚吃饭时间，为生活污染（餐饮）。江州大道、文菁路沿线污染团夜间出现，为生活污染（夜市）。交警支队后侧污染团白天出现，污染弥散，为本地生活和交通污染。
区域三污染分布图（图5）给出了该区域的主要污染分布，结合实地状况由左至右依次分析判断：艾坪山山脚位置污染团日间周期性出现，为建筑施工污染；几江中学、鼎山大道周边污染团白天周期性出现，为建筑施工污染。琅山中心校污染团夜间出现，为生活污染（夜市）。
区域四污染分布图（图6）给出了该区域的主要污染分布，结合实地状况由上至下依次分析判断：客运站及转盘周边污染团几乎全天出现，集中于早晚高峰，为交通污染和生活污染；丁香街沿线污染团日间出现，特别是于7日早、午集中出现，为交通污染（拥堵）。
敏感点分析：结合4日中午至5日早上的江津区空气自动监测站PM10连续数据图（图7 ），可以看出在4日18点至22点，两自动站PM10有明显数值增高过程，判断为傍晚高峰及人为活动形成的近地污染整体升高。其中西关自动站数据有明显异常升高，并在21点左右达到峰值。由4日18点至5日4点的风场后向轨迹图（图8）可知时间段内为完全下降气流，持续受东北风向影响，随后转为西北风。即污染自东北风形成，至西北风向消散。
如污染影响图（图9）中所示，箭头所指点位为西城环境空气自动监测位置，闭合线圈出的位置即为可能对自动站周边造成影响的污染团，箭头为对应污染团对自动站影响的路径。污染主要贡献过程为：鼎山大道、客运站转盘周边污染团在监测点位正东北方向，污染出现时间在18～22点，距离较近，直接影响自动站数据。青木苑、祥瑞大道步行街及鼎山大道沿线污染团出现时间为17～23点，在监测点位东北方向，受当时风向作用直接影响自动站数据。鞍子街及天香街污染团在监测点位东北方向，污染出现时间为10～22点，随当时风向会对自动站数据产生一定影响。西门转盘及三通街周边污染团在监测点位正北方向，夜间出现，会对自动站数据产生一定影响。此外的其他污染团，如鼎山隧道、对岸德感周边污染团等，因污染出现时间和当时风向原因等，未对此次污染过程提供贡献。其中以德感周边污染为例：出现时间至夜间23点，并处于西北位置，此时为东北风向，污染未能扩散至监测点位。随后凌晨3点风向转向至西北，此时德感周边已无污染团。
由此可见，此次过程中敏感点受东北方向污染团影响较大，主要为城市内污染（交通、建筑施工及生活污染）。
3.3切面监测
连续切面扫描数据图（图10）可直接显示切面上的气溶胶变化和切面上污染物通量，污染边界及过境污染。6月6日晚22点至7日凌晨4点的连续切面扫描数据图像，图像每2 h一张。从图像中我们看到了从22日零点开始的明显污染团过境过程，并于次日3点完全过境，导致近地污染增加，污染团高度在1000 m左右。同时也观测到，这段时间城市PBL层高度在400 m～600 m之间。
4结论
江津区主要生活污染为居民生活、餐饮油烟、夜市烧烤等，移动污染主要为主干道及城市核心街区汽车尾气、主河道船舶尾气。固定污染源为城市周边砖瓦窑企业和沿江码头堆场和部分地块裸土扬尘。外来污染源主要为城区正北方向新城建设污染扩散、东北方向工业园区污染扩散、长江对岸毗邻区堆场、码头污染扩散。输送通道主要是由北向南，由西向东。其中外来源形成时间集中于夜间至早晨，而本地污染源主要在日间形成城市污染，污染物明显呈周期性变化。
对于敏感点（空气自动监测站），西城站受本地污染及外来污染双重影响，日间道路污染影响交大，夜间受北部污染扩散影响。东城站受本地源污染较少，但易受到北部污染扩散影响。
利用3D可视激光雷达技术进行城市大气污染监测研究，可以明确城市中的大气污染点源的空间分布和污染排放的时间分布，得到相对准确的城市污染源对于城市环境空气质量影响的信息，同时也可以分析外来污染源的来源、成因、输送通道、具体影响等，将为城市大气污染源解析提供更多的方法和选择，为城市环境空气监测-预警机制的进一步建立打下了良好基础，为环境保护和经济发展政策的制定提供依据。
2017年6月绿色科技第12期
参考文献：
[1]
黄忠伟，倪简白，周天.利用多通道扫描式激光雷达监测大气污染物的3D分布[C]∥中国颗粒学会.第十一届全国气溶胶会议暨第十届海峡两岸气溶胶技术研讨会论文集.北京：中国颗粒学会气溶胶专业委员会，2013：5.
[2]张寅超，胡欢陵，谭锟，等.AML-1 车载式大气污染监测激光雷达样机研制[J].光学学报，2004，8（24）：1025～1031.
[3]张寅超，胡欢陵，邵石生，等.北京市大气SO2、NO2和03的激光雷达监测实验[J].量子电子学报，2006，3（23）：346～350.
[4]蔡思彤.生活废气对城市大气污染的控制现状与研究进展[J].广东化工，2016，5（43）：124～125.
[5]董云升，⑽那澹刘建国，等.激光雷达在城市交通污染中应用研究[J].光学学报，2010，2（30）：315～320.
[6]王惠.3D激光雷达扫描控制技术与数据可视化处理研究[D]. 西安：西安理工大学，2014.
关键词 地震 生命探测仪 SR（Snake Robat） 多技术融合
中图分类号：TN215 文献标识码：A
1多技术融合的生命探测仪的研究意义
地震、滑坡、泥石流、雪崩等自然灾害已经严重影响和制约了人类社会经济的发展。21世纪以来，全世界已有约500万人死于各种自然灾害，8亿人生活受到影响，人类每年创造的财富约有10%被各种自然灾害吞噬。作为一个多地震的国家，我国本世纪已经发生多次强地震（近年来所发生的大地震情况分布及其所带来的灾难如表1所示）。我国与其他国家相比，在应对地震灾难方面显然还存在着许多不足之处。
面对如此频繁的地震灾害，当务之急是开发新技术新设备提高灾后紧急搜救的能力。因此，研究多技术融合的生命探测仪可以为灾后的救援工作提供有力的帮助。这对保护人民生命、体现以人为本、构建和谐社会、维护社会稳定具有重要意义。
2基于多技术融合的生命探测仪“SR”的设计原理
面对地震，虽然已经拥有了多种高科技的生命探测仪，但是事实证明各种探测仪器均存在一定的缺点。本文即基于现有探测仪的各种性能比较，设计一种全新的探测仪器――“探命蛇”（Snake Robat，简称“SR”）。
2.1简介
“SR”作为一种需要在废墟中搜救生命的先进仪器，它具有蛇一样的外形，是一种融合了先进的红外线光感技术和雷达声波技术，可对灾后地区实行搜救的探测工具。
2.2主要构成
2.2.1蛇皮――铬金属的融合
铬是“SR蛇皮”的主要组成成分。据现有资料分析可知，铬（也可叫可多米）镀在金属上可以防锈，既坚固又美观。而且，铬具有很高的耐腐蚀性，在空气中，即便是在炽热的状态下，氧化也十分地缓慢，且不溶于水，其质硬而脆，是坚硬“铠甲”的不二之选。
2.2.2蛇形――精巧的设计
此外，为了便于在乱石缝隙中穿梭自如，“SR”的体型应尽可能的小。这就对其内部的零件设计有了很高的要求（做到“麻雀虽小，五脏俱全”的地步）。它的主体非常柔韧，像是通下水道用的蛇皮管，能在瓦砾堆中自由扭动。
2.2.3蛇眼――光感与视频技术的融合
“SR”的头上装有一个微型的生命感应器，主要是利用光反射进行生命探测生成清晰的图像以供搜救人员探查废墟中的具体情况。它的主要功能是，随时随地都能感受到微弱的生命迹象。
2.2.4蛇耳――扩声器的运用
“SR”头部两侧还有一双十分小巧玲珑的“耳朵”――扩声器，目的是用来“倾听”十分微弱的呼吸频率和心跳。
2.2.5蛇信――电磁波与雷达技术的融合
“SR”的“蛇信子”采用以电磁波探测为媒介，探测呼吸、心跳所引起的人体体表微动，进而提取所需的生命体征参数，并判断有无生命体存在的超宽谱生命探测雷达。
2.2.6蛇身――视频与音频以及通讯技术的融合
“SR”身体里“隐藏”着的微型摄像头和话筒将伤员情况传达给外界，这样，搜救人员就能通过电脑监控视频了解到废墟之中的情况甚至于与伤员进行简短的通话。为了保证不受震后网络瘫痪的干扰，“SR”采用的通讯技术是Zigbee技术。
3可行性及设计优势分析
“SR”铬金属的融合使得其具有坚硬的外壳，又不失柔韧，在取材上实现了创新。呈“蛇身”的形体，使得在瓦砾碎石中行动自如。
由微型的生命感应器组成的“蛇眼”探头，可深入极微小的缝隙探测，准确发现被困人员，其深度可达几十米以上，特别适用于对难以到达的地方进行快速的定性检查。相对于现下的热红外线探测仪来说，“SR”结合了先进的光反射技术，夜视功能更强、探测距离更远，微小的体型，携带便捷，克服了热红外线探测仪行动不便的缺点。
“SR”的“蛇信”汲取了超宽谱生命探测雷达技术的精髓，具有发射脉冲极窄、高距离分辨率、穿透能力强和较好的抗干扰能力等优点，避免了声波探测仪容易受周围宽频噪声影响大的弊端。且结合了电磁波技术，能够利用光的干涉、衍射、偏振.在全息投影技术中使人们视觉上看到立体影像，再加上“蛇身”里隐藏的CCD微型摄像头，具有体积小重量轻，功耗小，抗冲击与震动，性能稳定，寿命长；灵敏度高，动态范围大；响应速度快，生产成本低等特点。还采用了三维激光扫描系统，图像采集的分辨率不低于680-480，测量精确、范围广，大大提高了搜救的准确度。
“蛇耳”部分的扩声器与隐藏在“蛇身”中的话筒相结合，不仅可以使外界“听到”废墟中虚弱的呼救声，而且可以与伤员进行简短的通话，在实行有效施救时可安抚伤员情绪。
而所采用的Zigbee通讯技术组成的是一种低速率的无线区域网，具有结构简单、成本低廉并且网络容量大等优点，其数据传输可靠、通信范围广，适合于在复杂的巷道结构中及时与救援人员取得联系，执行监测和搜救任务。
4总结
本文通过对生命探测仪技术相关的一些学术论文的研读，并经过一定的研究探讨，在一些先进技术的基础上，针对现有最具代表性的生命探测仪的优缺点，构想出以上一款多技术融合的生命探测仪“SR”。笔者认为，灾难带给我们的思考并不仅仅是上述的一个“SR”的构想，更应该值得我们永久地去探究未来的高深科技。
参考文献：
[1] Narayanan Ram G Lakshmi，Ibeb Oliver C.A joint network for disaster recovery and search and rescue operations[J].Computer Networks，2012，56：3347-3373.
[2] YAROVOY A G，LIGTHART L P，MATUZAS J，et al.UWB radar for human being detection[J].IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine，2006，21（11）：22-26.
[3] MAAREF N，MILLOT P，PICHOT C，et al.A study of UWB FM-CW radar for the detection of human beings inmotion inside a building[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing，2008，47（5）：1297-1300.
[4] 赵琳，迟永刚，李红梅.可用于生命探测雷达的TEM喇叭天线设计[N].哈尔滨大学学报，2013，05（45）.
[5] 蒋莹.基于矿井机器人的三维激光扫描仪的研究设计[D].电子版论文出版社，2014：19-31.
关键词:无损检测;沥青路面;应用
中图分类号:U416.217文献标识码:A文章编号:1673-0992(2010)03-068-01
我国高速公路的通车里程目前已经居于世界第二位,其中,沥青路面占我国公路的大部分,因此,必须加强对沥青路面的养护管理,确保提供可接受的服务水平。传统的检测手段和评价方法很难对路面的离析做出准确和定量的判断。综合采用适当的无损检测技术,才有可能获取大样本的检测数据进行统计分析,快速直观地发现离析范围及分析离析产生的原因,针对性地提出防止离析的措施,从而有效提高沥青混凝土路面的施工质量。本文结合目前路面检测分析总结了路面承载力、平整度、路面损坏状况主要检测新技术的应用。
一、路面无损检测技术发展现状
无损检测技术主要应用于施工质量检测与控制,通过采用先进、高效的检测评价技术,能够及时发现工程质量隐患,有效地防止路面出现各种早期破坏。在道路建成后的养护管理阶段,随着使用时间的增加,相应地,在不同时期恢复路面使用性能所需要的费用也明显不同,这就给养护决策提出了最佳修复方案或养路资金优化分配问题。当前公路路面检测的总体趋势是由人工检测向自动化检测技术发展,由破损类检测向无损检测技术发展,由低速度、低精度向高速度、高精度发展。常用的无损检测技术主要有以下几种:
1.超声波检测技术
超声波路面检测技术主要是通过发射超声波到材料介质,接收反射波的相关参数,进而判断结构内部破损情况的一种新型无损检测方法,在接收超声波的主要参数中,最常用的是波速参数,即通过检测超声波在路面材料中的传播速度来分析其力学性能的方法。由于它具有激发容易、检测简单、操作方便、价格便宜等优点,在路面检测中的前景非常广阔,现已成功地应用于检测路基路面材料的密实度与弹性模量,检测混凝土的抗压强度、抗折强度,检测路基路面的厚度与孔隙以及路基快速测湿等。
2.激光检测技术
激光全息技术是激光无损检测中应用最早且最多的一种方法,其基本原理是通过对被测物体施加外加载荷,利用有缺陷部位的形变量与其他部位不同的特点,通过加载前、后所形成的全息图像的叠加来判断材料、结构内部是否存在不连续性。激光超声技术是近年无损检测领域中迅速发展并得到工程应用的一项十分引人注目的新技术,在路基和路面检测中,激光主要应用于距离测定、纹理深度测定、弯沉测定、车辙深度及平整度测定几个主要方面。
3.图像技术
图像技术包括红外成像技术和激光全息图像技术。红外成像技术主要是利用不同材料介质导热性能不同的原理,利用高精度的热敏传感器可以检测结构物内部的热传导规律和温度场分布状况,将检测得到的数据图像化,从而将结构内部状况呈现出来。具有精细度高、直观可靠、能够给出全场情况等优点。
4.探地雷达技术
探地雷达技术作为一种无损检测高新技术,具有精度高、图像直观等特点。探地雷达可对对象作连续检测,能比较直观地表现检测目标物;其具有非破坏性探测、速度快、轻便小巧、抗干扰性强、分辨率高、操作方便等优点,由于探地雷达方法具有快速、连续、无损检测的特点,在检测混凝土路面质量起到了一定的作用。
二、探地雷达技术的定义及工作原理
1.探地雷达技术的定义
探地雷达是利用高频或超高频脉冲电磁波探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法。实践表明,它可以分辨地下较浅范围内的介质分布。因此,雷达方法以其特有的高分辨率,在工程地质勘察,灾害地质调查,公路工程质量的无损检测,考古调查以及工程施工质量监测等浅层与超浅层地质调查中得到越来越广泛的应用。
2.雷达病害识别的原理与方法
在道路结构层内部的检测中,结构层内部的病害主要表现为如下三种形式:(l)层间脱空:沥青面层与基层表面之间出现空隙,这主要是两个层面之间施工时粘合不好或是透水性设计不当造成的。如:有许多钻孔资料显示,在脱空部位常常存在lmm~2mm的灰土层,这是由于施工期间清理不完善的所造成的;另外,如果基层透水性较好,则很容易在层间形成充气脱空;如果基层透水性不好就很可能会使面层与基层之间形成充水脱空。(2)层内蜂窝:这主要是在施工时由于压实度不够造成的。若是深入了水则会形成层内富水区。(3)地基基础变形:主要会引起沥青面层发生裂隙、脱空甚至塌陷等现象。由此可以看出,结构层的病害的表现千差万别,但具体原因主要是由于空气或水的进入而造成的,这便成了我们应用路面雷达进行病害检测的前提。
三、探地雷达无损检测沥青路面缺陷的具体应用
1.沥青路面缺陷的具体表现
一般情况下,沥青路面的损坏,可以分为两类:一类是结构性损坏,包括路面结构整体或其中某一个或几个组成部分的破坏,使路面达到不能承受预定的车辆荷载;另一类是功能性损坏,它也有可能并不伴随有结构性损坏而发生,但由于平整性、抗滑能力等因素的下降,使其不再具有预定的使用功能,从而影响行车质量。功能性破损一般是表面性的,易于识别,其破损原因也比较清楚。
2.结构缺陷的基层探地雷达信号特征
根据上述分析,施工过程中基层缺陷可分为:层间分界面处出现松散夹层,连接性差;层内局部孔隙度大,内部松散;局部离析。以下就三类基层施工过程中出现的缺陷探地雷达信号特征结合实际资料分别研究说明:
(1)层间连接性差的探地雷达信号特征。这种现象主要发生在路面基层的底界面、或基层较厚而分层铺筑的分界面处,产生该类缺陷的原因往往是因为上层铺筑时对下层表面处理不当或筑料搅拌不均或出现离析而导致的,在探地雷达检测剖面图上呈现出较强的异常带。钻芯验证表明,一旦出现明显的此类异常,按垂向分辨率理论分析,其松散夹层厚度往往大于3cm。
(2)结构层离析的探地雷达信号特征。路面基层内的离析部位,因铺筑材料出现结构松散,空隙度变大,空隙内充填为相对介电常数为1的气体,而周围的正常密实区因密实并具有足够的湿度,其相对介电常数远大于松散与离析部位,二者间的界面将成为很强的电磁波反射界面,若离析体充有饱和水,其介电常数远木周围介质,二者间的界面仍将成为很强的电磁波反射界面。由此可见,只要路面基层内存在离析,即具备开展雷达技术探测的物理前提条件,从而达到检测路面基层内松散与离析的目的。
(3)结构层松散的探地雷达信号特征。这种现象多出现在桥涵两侧,一般是由于下层(如垫层)标高低于设计标高,造成上层单层厚度超过分层碾压厚度要求,使其因压实度降低而引起。路面基层内若存在局部松散(压实度底)必然会导致介电常数的不同,电磁波在此发生反射,地面可接收到相应的雷达剖面异常图像。这种松散体界面处引起的异常幅度一般较大,判断其边界的定性方法为:依据在不均匀体边界处有连续的反射波同相轴中断或弯曲分布叉,其内波长变长,波幅明显变化,反射波组特征也发生明显变化。
通过对路面病害的实地踏勘、钻孔取芯、探坑挖验及无破损检测等手段,相互验证了路面病害的范围、程度,经过大量试验的验证,基本符合路面病害的实际状况。
四、结语
总之,路面检测与评价技术在检测和控制施工质量、提高公路养护管理科学化水平及改进路面设计等方面都具有十分重要的地位和作用,路面检测评价技术水平的不断提高,对病害进行针对性、预防性养护,防止病害的快速发展,甚至根治这些病害,对于延长道路使用寿命,降低运营成本有着积极的意义。③
参考文献:
[1]杨晓丰,李云峰;路基路面检测技术[M]北京:人民交通出版社,2007.02
关键词:无损检测雷达组合天线预应力钢绞线定位
中图分类号： TU375文献标识码：A
概述： 在土木工程建筑质量无损检测技术领域，雷达检测技术是一项新兴的检测技术，工程质量的检测方法一直是工程质量的重要保证。随着科技水平的不断提高，检测手段也逐年进步，从以往的局部破损检测到现在比较常用的无损检测。其中工程雷达作为现在比较先进的检测仪器在欧美等国家被广泛采用。
近年来，混凝土雷达检测领域一直在推陈出新，但真正有重大技术突破的技术产品很少，大部分的混凝土雷达产品都是使用单一频率天线，通常只能解决单排钢筋及相对简单工况条件的问题，对于多排钢筋的准确定位及密集钢筋下结构缺陷的判断一直鲜有突破。而且目前大多数的结构雷达采集和后处理软件操作相对复杂，通常需要有很强物探专业背景的人才能有效进行分析，结果不够直观，无法让业主单位、设计单位、质检单位、监理单位、施工单位一目了然的看出问题，极大制约了该方法在混凝土结构无损检测领域的推广。
适应工程现场工况、安全便携、操作舒适、直观明了是工程检测人员一直以来的诉求。PS1000 X-scan混凝土结构透视仪采用专业的一体化设计方式，独特的多组天线同时工作及可变频率技术，实现了混凝土结构快速连续高效无损检测。
工程雷达基本原理
工程雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)是一种先进的无损检测新技术，它是利用宽频带高频电磁波信号探测介质结构分布的无损探测仪器。它通过雷达天线对隐蔽目标体进行全断面扫描的方式获得断面的扫描图像，具体工作原理就是：当雷达系统利用天线向地下发射宽频带高频电磁波，电磁波信号在介质内部传播遇到介电差异较大的介质界面时，就会反射、透射和折射。两种介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大；反射回的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，由雷达主机精确记录下反射回的电磁波的运动特征，再通过信号技术处理，形成全断面的扫描图，工程技术人员通过对雷达图像的判读，判断出目标物的实际结构情况。
PS1000X-Scan雷达的基本原理、功能及技术特点
PS1000X-Scan型雷达在检测时3组天线同时工作，利用时间延迟器推迟各道的发射和接收时间，形成一个叠加的雷达纪录，改善系统的聚焦特性，即天线的方向特性，使其聚焦效果较好；其收发分置数据采集方式即天线的发射端和接收端在不同天线内部，天线间距相对较大，这种采集方式对与天线扫描方向有一定倾斜角度的结构体反应较好； 天线阵中有三组不同频率的天线,最高频率达4.3 G,不同频率天线对不同检测深度有着足够的分辨率，不同位置的天线对同一目标体有不同角度的探测，可提高检测的精度和效率，可实现对被测区域不同深度、不同精度的多方位探测，仪器内部配置了分析功能软件可迅速观察混凝土内部埋置物真实分布，并且可以现场三维直观成像,从而更好满足实际工程需要。
技术特点：
PS 1000X-Scan混凝土结构透视仪采用3组天线同时工作
图一
从图一中可清晰看出PS1000独特的三组天线设计，这种组合天线设计，同时工作，确保了可以有更强的信号穿透，获得更多的有效数据信息，极大提高探测效率。
从下图中可以清楚看出PS1000多组组合天线相较于其他产品的优势，每组天线独立工作，可以更好的分辨小间距钢筋及重叠钢筋
图二
（二）直观显示
将直接显示混凝土内部埋置物分布。无需复杂培训，一般的工程检测人员都可以读懂的图像显示的探测结果。
（三）三维成像
三维立体成像，便于分析结构内部情况及构成方式。
工程应用实例1
浙江某隧道工程，第三方检测单位在利用地质雷达扫查隧道内衬时怀疑环向钢筋局部缺失,而施工单位认为不存在上述情况, 特委托我单位采用喜利得PS1000X-Scan型雷达复核,复核结果为钢筋不存在缺失,为确认情况,对我方标出钢筋部位凿开当场验证,均准确无误,事后了解情况, 主要是因为隧道内衬保护层过厚, 局部接近300mm,而环向钢筋直径仅16mm,第三方检测单位采用普通地质雷达,配置500M及900M两种天线,分辨率不高,图形上钢筋反射不明显,导致检测人员发生漏判。以下图1、图2分别为保护层厚度为50mm和300mm钢筋反射信号, 图3为PS1000X-Scan型雷达图像,经比较,图2的信号图像不清晰,易导致误判,而图三图像简单直观,无需雷达专业知识就能做出判定。
图一 h=50mm 钢筋地质雷达图像
图二 h=300mm 钢筋地质雷达图像
图三 h=80mm 钢筋PS1000X-Scan型雷达图像
工程应用实例2
波密某大桥是上世纪初建造，是318国道的重要一环，承担着繁重的交通流量，因年岁久远，原有工程资料丢失，如何对桥梁进行有效评估是急需解决的问题，而精确定位预应力钢绞线的存在情况与位置是核心的一步。
图一 图二
现场选取了典型的位置，如图二所示，通过对所采集的图像进行简单分析，清楚看到两根预应力钢绞线的情况，见图三。
图三
利用PS1000X-Scan型雷达在对某大桥进行预应力钢筋位置确定,经过600mm╳600mm的图像扫描,可清晰发现在扫差范围能存在两条斜向预应力索,经钻孔验症,误差小于1厘米,而常规雷达对多层钢筋网片下的预应力筋位置根本无法判别。
结语：
本文对PS1000X-Scan型混凝土雷达的工作原理作了简单的阐述，并介绍了两个典型工程实例。PS1000X-Scan型作为一种最新的多组合变频雷达探测仪器，在土木工程检测中具有速度快、分辨率高、图像容易识别的优点，必在以其快速、无损、准确、直观的特点取代常规的雷达测试设备，成为土木工程中一种重要的检测工具。
参考文献:
[1] 林维正 土木工程质量无损检测技术北京 中国电力出版社
【关键词】L波段;功率合成;Wilkinson功分器;匹配电路
1.引言
在雷达系统应用中，发射系统功率增大意味着具有更远的作用距离。因此，提高发射系统的输出功率对雷达系统性能的提高至关重要[1]。
随着半导体材料和制造工艺的进步，人们在固态微波器件领域取得了突飞猛进的进展，单个功放器件输出功率逐渐增加，但是单个固态功放输出的功率仍然难以满足系统的需要[3]。因此采用功率合成技术提高输出功率以满足系统功率需求就成为一种非常有效的解决方法，在目前雷达系统中得到了广泛使用。
在功率合成器设计中，功率合成器插损、通道间相位不一致性、幅度不一致性会影响合成效率。相对于电桥结构，Wilkinson功分器在幅度一致性，相位一致性的性能上具有明显的优势[4]。
因此在本文中，采用三级Wilkinson并馈结构，设计了一款L波段功率合成器，工作频段1.2GHz-1.4GHz，输出端口反射系数S11
2.原理分析
2.1 归一化Wilkinson功分器奇偶模分析[5]
对于偶模激励，没有电流流过隔离电阻，因此不产生作用，可认为r/2阻值0Ω接开路。如图1所示：
图1 归一化的Wilkinson偶模电路
则从端口2向里看阻抗为：
Zine= （1）
这样，若Z=，则对于偶模激励端口2匹配。
对于奇模激励，沿着Wilkinson功分器的中线是电压零点，如图2所示。
图2 归一化的Wilkinson奇模电路
端口1短路经过传输线为开路，因此，从端口2看向功分器，为r/2，这样，选择r=2，奇模端口2匹配。电阻将奇模的功率吸收，而没有反射回端口2，从而使端口2匹配。
通过以上分析，Wilkinson功分器在单频点上可以达到3个端口完全匹配。
2.2 匹配电路加宽合成器工作带宽
由于色散效应，造成了功率合成器有一定的带宽。50Ω经过特性阻抗50Ω电长度传输线后阻抗为：
Z=50×=50 （3）
由于在中心频率f0为，因此Wilkin-son功分器输入端口阻抗可表示为：
Zin=Z/2= （4）
Wilkinson功分器输出端口阻抗可表示100Ω经过特性阻抗50Ω电长度传输线后的阻抗：
Zout=100×= （5）
由公式（4）可推导出理论上单个Wilkin-son功分器S11
图3（a） Wilkinson功分器输出端口阻抗
图3（b） Wilkinson功分器输入端口阻抗
图3（c） Wilkinson功分器输入端口经过阻抗匹配后的输入阻抗和Wilkinson功分器输出端口阻抗
为了展宽带宽，本文在第二级和第三级之间加入匹配电路，使第二级两路合成器输出阻抗（Wilkinson功分器输入阻抗）和第三级2路合成器输入阻抗（Wilkinson功分器输出阻抗）接近共轭匹配如图3（c）所示。以实现8合1功率合成总输出端口驻波指标。
由图3（a），图3（b）功分器输入阻抗和输出阻抗经过匹配电路得到图3（c），匹配电路长度接近，并且需加入了一定的阻抗变换。
3.8路功率合成器的设计
通过上述理论得到的8路合成器如图4所示，采用Taconic公司RF-35板材，物理尺寸为280mm×85mm。空气腔高度为15mm。
图4 8路合成HFSS模型
图5 8路合成器输出端口反射系数
图6 8路合成器输入端口反射系数
图7 8路合成器插损
图8 通道间相位差
最后8路合成器输出端口反射系数如图5所示，在工作带宽1.2GHz-1.4GHz，输出端口反射系数S11<-25dB。
由图6可知，工作带宽1.2GHz-1.4GHz内，输入端口反射系数小于-20dB，一般当输出端口接的负载驻波小于2时，功放仍然能正常工作。此指标保证了当有功放损坏时，不会导致其他完好功放也损坏。
由图7、图8可知插损平均为-9.33dB，幅度不一致性
4.总结
本文应用并馈结构和Wilkinson功分器实现8路合成，保证相位和幅度的一致性。由于不加匹配时，8路合成器带宽窄，达不到指标要求，本文通过在第三级和第二级Wilkinson功分器之间加入匹配电路保证工作频带内输出端口反射系数较小，极大改善了因反射导致的插损，提高了合成效率，设计了一款性能良好的8路合成器。
参考文献
[1]刘辉，习远望，杨军，姚志健.W波段功率合成技术研究[J].火控雷达技术，2012，41（3）.
[2]，黄建，邹涌泉，邓力，文杰.Ku频段80W连续波空间功率合成放大器设计[J].微波学报，2010，26（2）.
[3]徐建华，蔡昱，汪珍胜，钱兴成.Ka波段100W固态功率合成器[J].电子与封装，2010，10（9）.
[4]范宁松.Ku波段固态功率放大器的研究[D].南京理工大学硕士学位论文，2008，4.
[5]David M.Pozar.微波工程[M].电子工业出版社，2006，3.
[6]清华大学《微带电路》编写组，微带电路[M].1976，9.
[7]袁孝康，王仕[等.微波功率晶体管放大器[M].北京：人民邮电出版社，1982.
作者简介：
汪灏（1987―），男，浙江衢州人，硕士，助理工程师，现供职于西安电子工程研究所，研究方向：固态发射机技术。
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