振荡器的工作原理 主要有由电容器和电感器组成的LC回路,通过电场能和磁场能的相互转换产程自由振荡。要维持振荡还要有具有正反馈的放大电路 LC振荡器又分为变压器耦合式和三点式振荡器 现在很多应用石英晶体的石英晶体振荡器 还有用集成运放组成的LC振荡器。我也没好好学这点...
这是地址,你可以参考一下
用有延迟的元器件,接在正反馈放大器的输入和输出端,就能产生输出往复变化。这个振荡周期的稳定性,就取决于这个延迟的元器件的固有振荡频率的稳定性。例如在遥远的过去,用汞延迟器、串行寄存器、弹簧延迟器都能产生正弦振荡。现在常见的RC延迟环节,在低频的时候延迟不足,就要三节串联起来产生大的相位延迟。石英晶体就是稳定的延迟元件。如果放大器的输入--输出传递函数是线性的,延迟元件也是能以线性传递正弦信号,再有完善的起振冲击、振幅稳定控制,就能产生稳定的正弦波振荡输出,这是最难的;如果控制不好,同一个电路就可能产生三角波振荡输出、方波振荡输出。如果用电压比较器、施密特电压比较器串联在延迟环节中,就产生三角波振荡输出、方波振荡输出,例如常见的LM555型号集成电路,用与非门产生的振荡电路。方波振荡输出最容易,在固定振荡频率的条件下,就用电容构成的低通滤波器将方波变成正弦波;在振荡频率变化的时候,可以用可变数字滤波器来动态滤波。本科评估专家,以上解释虽然不严谨,还通俗吗?整改要求:首先,立即撤销校内的各种非重复使用的宣传条幅,上级检查的是实际的教学水平,看见这些一次性宣传物就知道你们在挥霍社会资源,对于提高你们教学质量没有实际意义,以国家投资为主的学校尤其要注意纠正这些错误行为。私人学校太奢侈浪费也是要遭到公众谴责的。在大型建筑物外墙巨幅喷墨打印通幅标语、校园道路遍布悬挂的条幅、各学院与基层教学部门内部的大面积喷墨打印宣传栏、人手一册的相关印刷品与教学质量没有直接和必然的联系,看着这样大规模挥霍社会资源,不心痛吗?这种打印机的喷头尚未国产化。几百平方米的基层教学机构,用了40万元装修,反复修改又增加了20万元费用,建立了5米乘以3米的机构介绍牌匾,花了1万元,为了迎评,打掉重来,又花费了1万多元,这笔费用谁来填?提倡各种可重复使用、可改写的宣传方式,电子报纸就是创新的显示技术,应实用化,向党和人民汇报工程化的能力。电子显示屏是成熟的技术,不应向市场采购,应由各校自行装配、编写程序,由学生亲自完成,所有图纸、程序等等,都在校内存档,在校学生能免费查阅,为今后的维护提供平台。大力压缩、减少、取代纸质不可改写硬拷贝教学科研档案,保护环境,节约开支,减少管理人员编制,有效使用教学建筑面积。现代数字摄影器材价格低廉,文字识别软件完善,理应优先采用,应减少传统复印机的使用量,尤其是A3幅面的复印价格过高,高于A4幅面单位与面积价格比的10倍,而且不允许学生、教师任意检索和自身价值有限的资料,值得用那么高的费用为迎接评估而建立吗?建立海量存储硬盘系统,提倡评审专家远程调阅各种相关资料,现代调阅方式不动用接待人员,不为被检查单位察觉,调阅量大,可以真实反应实际水平,不干扰学校的正常教学、科研活动,无需警车开道、不兴师动众、无需封锁道路,反对蜻蜓点水方式的检查。提倡专家通过互联网视频检查课堂教学实况,可以突然提出问题,使被检查单位猝不及防。对于接待专家的车辆座位后面的网兜破损部位,要织补、编织修复。从****引进了高频功率放大器教材和实验装置,***的体会是,在本科学习期间,摸索了几节实验课,都难以产生像样的输出,而当输出波形一出来就立即将3DG12中功率管烧毁。所以,文化大革命期间***按照国外线路仿制电子管无线电台成功,***。而***的体会,是在电子管高频放大器中即使电子管的自身功率消耗大而使屏极镍板烧红(俗称屏红),工作仍然很正常,当年***就专长于此;而固体高频放大器——晶体管、半导体高频功率放大器,在功率管功率富裕量很大的条件下,效率很低,莫名其妙地就烧毁功率管。即使是采用外国线路,使用进口金属陶瓷高频功率管的国产军用电台,也有类似问题。现有的国内外教材和专业书籍,都没有具体的解决方法,相关的内容都是雷同。如今从保安的对讲机到民众的手机、以及热炒的无线标签高频读写卡、军用通讯电台,其中的射频功率芯片都是进口的,其理论和工艺诀窍别人不告诉你。本人设计、制作的多种半导体高频功率放大器教学装置,已经在对学生实际教学实践应用过,在装置上(其原理和设计与调试方法未介绍)完全解决了以上疑难。因为***年以来,就坚决**本人使用计算机,本人就无法将这些手写的资料变成电子文档形式公开(本人现在使用的计算机是个人的)。本人设计、制作的高频功率放大器教学装置,为了直观,避免学生调整时损坏磁芯,尽量不使用封闭的线圈而多采用陶瓷骨架,该陶瓷骨架生产企业:江西景德镇原四机部(无线电工业部)999厂、897厂。而超过1000只到2000只,包装容器体积40厘米乘以40厘米乘以80厘米,这些陶瓷骨架被***下令***销毁,尚存的部分被***销毁,其直接经济价值就超过了***的数额。本人以上工作的核心意义,在于有精准的各种测试方法,可以用规定的步骤,对电路的各个参数和工作条件,用普通仪器测试和调整,都是有序的,可测的,有图形可以对比的,而通常所说的高频电路分布参数复杂、高频电路性能取决于结构形状的流行说法是没有真实认识的体现。现在流行的电路仿真软件和集成电路设计软件,并不能真实反应实际电路的工作状态,尤其是高频、高速条件下的仿真,要有正确的电路测试和调整依据,才能通过改变集成电路版图和半导体工艺来制作最佳的射频集成电路。本人希望有人能免费将这些手写的资料变成电子文档形式公开。在2007年全国大学生电子设计竞赛中的无线射频识别题目,本人指导的参赛选手就采用分立元器件的无线发射和接收电路;而附近的***指导的参赛选手,都采用进口无线模块,而全军覆没。本人在***的时候,就独立设计了机电类产品,面向全国销售,当时的同事就知道本人能从许多方面来说明一个设计的依据,特别是为什么要这么作,具体的细节,在工程技术上有很强的语言表达能力,严谨的构思,精准的手工工艺,***。本人在二十多年前打破了教师照本宣科教育方式,而是由学生随机任意提问题,然后共同来解决,因为本人通常都没有实验室工作条件,就由本人来个全面回答。***系的学生在上实验课、作毕业论文的时候,都喜欢本人现场解答问题,本人立马就能解决困难,对于本人无准备的问题,大部分是能用连珠炮的速度,准确回答,也就是这种对教育负责的立场,独到的能力,引起了****。本人自费制作的精致教学装置,本人免费赠送,***。例如****他在本科实验的时候,老是烧毁三极管,其他***就取笑他,羞辱他无能;本人路过,就口头指导这两个学生,当场找出了原因,动手的都是学生;而实验的线路,是他们自己从互联网上挑选后下载的,本人事前不知道,而他们的电路搭建无错误,问题在于对电路的认识能力和调试技巧,书本上和网上没有相关内容。 这就是准确地把握、使学生醍醐灌顶(tí hú guàn dǐng)、茅塞顿开的能力,使他们对上课内容的理解很透,境界很高,即使是一个基本概念的讲解,都会让你有大开眼界、恍然大悟的感觉。现在,仅仅就***而言,就对于最基础的一个三级管电路设计能力,无人具备,历史上过去也没有人具备;对于外行来说,误以为是夸张不实,而对真正具备能力的人员来说,就这不超过10个小元器件,在低噪音、低功耗、开关状态、小电流开关、大电流开关、高速开关、低速开关、高频小信号、高频高效率大功率、高电源电压、低电源电压、交流耦合、直流多级耦合、复合无源逻辑运算、积分阻塞处理、微分处理技巧、瞬态响应、极端温度环境、频域特性、高可靠等等,其设计和调试技巧相当丰富,也是基础中的基础,没有公开的教材。那种开口说自己设计的电路是多少dB,实际上增益、噪音电平与许多取舍有关。本人擅长此道,学生一但提问,我的回答就滔滔不绝,口若悬河,连珠炮地疲劳轰炸,在那个年代都是稀缺的。而在***从国家的根本利益出发,本人从***开始到***,就长期、频繁地进入学生宿舍、流连于实验室,对学生进行免费辅导。例如,可以向***调查,他的体会是在即将毕业前,切实体会到,不具备解决实际问题的能力,期盼着有相关的书籍,在网上和图书馆就是找不到,本人在规定了政治问题,纯数学问题不能问以外,本人在马路边,学生宿舍,用几个月时间回答了他提出的大部分问题,并且当场用书写作了具体的说明。又举一例,***,在做挑战杯实验的时候,无法***,在他准备放弃的时候,本人在当年假期一个月的时间内,基本上每天早、中、晚三次进行指导,在本人不具体动手操作的情况下,他实现了预期的目标。在本人工资600元的时候,还出题目,提供硬件,促使他完成图像处理的应用,并且在****的背景下,本人指导他撰写了专利申请文件,本人出资申请了相关的发明专利,现在已经进入了实质审查阶段。由于他的微小撰写错误,本人根据审查员要求,作了修改。本人从***开始到***,一直都在没有***的条件下工作,克服难以逾越的人为障碍,默默付出,工作认真负责,最踏实,忍耐力最好,我的精神没有被摧毁,倔强、顽强、坚忍不拔,自己长期购买基本的维修器材,这就是忠于教育事业的体现, 本人来举几个例子;本人曾经考查过各校采用***生产的***实验装置的情况,反映普遍不好。本人在做了硬件修改的同时,也指导过***大学的通信实验室实验员,现场演示了正确的波形同步方法。其实,在数字电路基础实验也一样,自行改装示波器,或者自制示波器,才能改进波形同步的效果。对于普通的数字电路、逻辑电路实验,电平幅度基本可以直接偏转阴极射线管,无需放大,应连同示波器一起自制教学装置。对于数字电路教学实践的经验,特别是对现代通信教学的体会,就是对于眼图的观测同步操作要有独立设计的硬件同步电路支持。 对于帧同步信号,对于各种帧的模拟调制和数字调制的同步,就是其具体的体现。 在现代通信的调制过程的同步和解调过程的同步效果,就直接影响到学生对现代通信原理的感性认识;而调制和解调之间的相位、延时与信道条件等是一个不确定的参数,要准确地同时显示出在同步条件下相互之间的逻辑关系,就要自己亲自动手设计和制造,目前还没有现成产品可以直接利用吧? 而且,要向学生提供电子格式的全部设计资料,调试经验,元器件数据,装配图,波形图,采购、加工地 点与方法、工艺、价格,为学生青出于蓝而胜于蓝提供平台。 一种教学方法,是电路主要的元器件数值可以独立线性改变,而不是用鼠标去点击拉动。例如考试中要能按照预测方向计算出相关数值,并且用公式计算,能改变眼图的形状和验证。美国麻省理工学院的教材都在网上公开了,仅仅是以此考试合格,那是系统集成的熟练好手,不是从底层基础出发向他们叫板的高手。 教师教学质量的一个检验方法,就是在课室外和实验室外,以当前的教材出考题,你就将这个元器件的最大、最小值范围给说一下,还有计算依据? 国内外的一个共识,就是,在世界领先的研究中,要有自行制造的当今独到、顶级仪器、设备;依靠市场上现有商品化的仪器,是不能与竞争者拉开距离的。先进国家的科技水平背后,就是先进的实验设备的支撑。现在中国的高校,绝大多数教师都没有制造优于市场商品仪器的能力,一但报出采购仪器的计划,各路供应商蜂拥而至,被人膜拜的感觉真是爽呀,颐指气使、趾高气昂、狐假虎威的同时,还有***。无论什么学历的师资来教学,都是到市场上采购实验装置,复制供应商提供的教材来作为讲义。本科评估的一个标准,就是教学仪器的自制率,教学仪器的设计图纸,工作原理,测试数据的完整性和公开性,相对现有商品仪器的技术先进性,教学的直观性。本人自制的仪器,具备可靠性、维修性、检测性和保障性。对于教师和实验室人员的一个考核标准,就是能自行维修实验室的供水、排水、供电、家具、门窗、照明、锁具的综合后勤能力。如今教师连一点小事,就打电话把维修工招来,消耗了大量的社会资源。这点小事都做不了,何谈设计制作教学仪器?换个灯管,也要电工证书吗?就去考个证书也轻而易举吧? 这个一专多能挺容易的。中国的教育要始终为无产阶级政治服务、与生产劳动相结合、以政治和经济建设为中心,以国家的根本利益为中心。在此提出***的几项不足轻重的整改工作任务:校园的各种可拆卸路障的基座改为内藏式,全不锈钢结构,例如有不锈钢内膨胀螺丝标准件可以采用,现在人造金刚石钻套已经普及和标准化,这种锁具的设计和制作不难呀。这么多年来,校园内的可拆卸路障的基座高于地面,用强度不足的碳素钢制造,被机动车辆碾压解体后反复修补,外观歪歪扭扭,锈迹斑斑,费用早就超过了全不锈钢结构,打下地面的普通膨胀螺钉寿命短,强度低,不可重复使用。一些基座是空心的,儿童的脚、宠物的绣腿、女士的高跟鞋一旦踏进去不就别断了?***可以检验国家教育部对祖国的忠诚程度***的****频繁采用含铅的涂料涂覆,污染校园环境,要求重新设计。高等院校校方拥有的计算机是国家财产,不能专门配给合同工打游戏;教学建筑内的室内是教学场所,不能免费向合同工提供,用于收藏其个人收集的可变卖的回收物质;教学大楼内不能允许非校警队职务人员的合同工住宿,特别是同居,尤其是内部杂乱,窗帘邋遢不堪,在高等院校里面成何体统?教学、科研建筑物内的办公用品报废、纸张等可变卖物质的收集与处理,应由在学学生承包,由校警队管理各大楼的可回收物质进出,不能个人非法占用;各教学部门的文件收发、办公室清洁,因由该部门编制内人员办理,这是本职工作,确实因为人手不足,应由在学学生、离退休人员承包,大量招聘勤务合同工,是腐败的体现。在大楼内住宿的合同工,在配电房烹饪食物,召来老鼠,进入配电柜,引起爆炸,中断了整栋大楼的供电。现在各大学家属区和教学区的闭门器发出的冲击噪音够大的了,那些经常公款出国访问的高级学者都熟视无睹,这控制、制造领域高度的学术地位体现在那里?以无线标签为毕业论文题目的研究生毕业了几十名,累计人数即将越过50名,那么,对于进出校园的机动车辆、自行车的管理,在校园内停车自动收费,可以用相应的器材吧?这以用自行设计的厚膜电路应用才能体现你们的水平,在此对于体积无要求,实在没有必要花费300万元来建立铁栅栏。出国访问、接待国内领导、国外政要人物、国内外学者,展现实力的方法不应是论文、证书、采购的实验仪器;不是赠送各种工艺品和专著,应该用独立制作的,体积小,结构精密,设计研究,在国际上没有先例的创新装置,通过形象的演示来体现自主创新的风貌。经常在国内外大学生竞赛中取得头奖这是成绩,后面的例子是采购标准市场标准件来个系统集成,用一维条形码打印、识别作为创新实验室的本科评估优秀作品,引得××××专家轮番上阵参观,作为×××推广,那么前面的成绩都值得怀疑了。引进客座教授,聘用国际上有地位和影响的学者,有钱就轻而易举,人家工作条件可是要你进口大型、精密、最先进的仪器,配套专职的人马,这样的大师我们不缺乏,在别人基础上的高新科技成就,产生的增值效益是多少? 一掷千金聘请国外退休的政要、诺贝尔获奖者,介绍的都是外交辞令,人家都是由专门的公司安排全球商业活动的,所说的都是过去时态,能具体指导你独步全球的创新吗?中国需要的大师,是像袁隆平那样在基层摸爬滚打,作为同一个人又同时能改进质谱仪的技术指标,能维修惯性仪器设备,能亲自操纵从传统机床到数控加工中心的装备,完成气体保护焊接,×××××××××××。用国产金属材料、用国产元器件、用国产设备,做出在国际上领先的装置,并且公开介绍每一个细节,才是中国最需要的;科技、工程、商业、管理的“快餐”和追求立竿见影的经济与学术成就是应时之作,是绝大多数国人的日常、必需的基本生活内容。教育是中国这个水桶的桶箍,是拼板的基础材料,×××××,而中小学、高等院校是唯一从能基础做起的范围。毛泽东时代反对闭门造车,要与应用相结合,在今天仍旧有着其进步的意义。在进口设备、进口试剂、发达国家文献堆中,耗费国家大量资源作论文的同时,也应该在基础教育中完成以上起码的要求。中国现行的体制是正确的,××××,实际上,有相当大的潜涌是来自境外敌对势力。没有坚定的爱国信念,没有严谨的科学态度,没有原则性,那种×××的结果,必然将是摧毁中国的根基。在全社会崇尚财富、宣传追求财富的同时,在科普读物和职业教育普及的环境下,应该对教学、工程的细节有实质性的、公开、免费的详细介绍。聘用外籍教师,教授出取得国外标准系统证书的学生,是好的工作成绩;就不能编制新的全球标准,引领国外生产采用这个标准的商品吗?打击科技创新××××。过去在校园种植的廉价速生树木,如今长得抱不过来,因为脆性大,枝条不时断裂下坠,挺恐怖的。要将这样径围的树木在建筑物和人行道边安全砍伐,得花费2000元一天租用吊车,再支付1000元一天聘请专业人员、租用链锯。这种树的树种不良,养护不佳,成活率低,可以推到重来;而教育人就不能这么干,在初次接受教育的时候就火候不足,对于大多数人来说,再补课也无法提高。招聘了人进来,还轻易不能解聘。那些用进口芯片做的商品,用商品的低档摄影监控云台做的军用遥测车,军用密码锁,用产品光学器具做的激光通信装置,高等院校不是做这些普通商品的场地,还大量招聘社会上的人员到教学楼上班,到校外开公司去。无线电传输在现代战场上没有生存能力,就算调频电台也是活靶子。在高度院校,是从基础开始做扩频发射接收,机动状态跟踪锁定激光传输的场所。
到下面的网页上找篇来参考吧,应该有你要的那种,免费免注册的,找篇来改一下就行了。 范例文稿: 毕业论文: 计算机科学与技术这一门科学深深的吸引着我们这些同学们,原先不管是国内还是国外都喜欢把这个系分为计算机软件理论、计算机系统、计算机技术与应用。后来又合到一起,变成了现在的计算机科学与技术。我一直认为计算机科学与技术这门专业,在本科阶段是不可能切分成计算机科学和计算机技术的,因为计算机科学需要相当多的实践,而实践需要技术;每一个人(包括非计算机专业),掌握简单的计算机技术都很容易(包括原先Major们自以为得意的程序设计),但计算机专业的优势是:我们掌握许多其他专业并不"深究"的东西,例如,算法,体系结构,等等。非计算机专业的人可以很容易地做一个芯片,写一段程序,但他们做不出计算机专业能够做出来的大型系统。今天我想专门谈一谈计算机科学,并将重点放在计算理论上。 1)计算机语言 随着20世纪40年代第一台存储程序式通用电子计算机的研制成功,进入20世纪50年代后,计算机的发展步入了实用化的阶段。然而,在最初的应用中,人们普遍感到使用机器指令编制程序不仅效率低下,而且十分别扭,也不利于交流和软件维护,复杂程序查找错误尤其困难,因此,软件开发急需一种高级的类似于自然语言那样的程序设计语言。1952年,第一个程序设计语言Short Code出现。两年后,Fortran问世。作为一种面向科学计算的高级程序设计语言,Fortran的最大功绩在于牢固地树立了高级语言的地位,并使之成为世界通用的程序设计语言。Algol60的诞生是计算机语言的研究成为一门科学的标志。该语言的文本中提出了一整套的新概念,如变量的类型说明和作用域规则、过程的递归性及参数传递机制等。而且,它是第一个用严格的语法规则——巴科斯范式(BNF)定义语言文法的高级语言。程序设计语言的研究与发展在产生了一批成功的高级语言之后,其进一步的发展开始受到程序设计思想、方法和技术的影响,也开始受到程序理论、软件工程、人工智能等许多方面特别是实用化方面的影响。在“软件危机”的争论日渐平息的同时,一些设计准则开始为大多数人所接受,并在后续出现的各种高级语言中得到体现。例如,用于支持结构化程序设计的PASCAL语言,适合于军队各方面应用的大型通用程序设计语言ADA,支持并发程序设计的MODULA-2,支持逻辑程序设计的PROLOG语言,支持人工智能程序设计的LISP语言,支持面积对象程序变换的SMALLTALK、C等。而且,伴随着这些语言的出现和发展,产生了一大批为解决语言的编译和应用中所出现的问题而发展的理论、方法和技术。有大量的学术论文可以证明,由高级语言的发展派生的各种思想、方法、理论和技术触及到了计算机科学的大多数学科方向,但内容上仍相对集中在语言、计算模型和软件开发方法学方面。 (2)计算机模型与软件开发方法 20世纪80年代是计算机网络、分布式处理和多媒体大发展的时期。在各种高级程序设计语言中增加并发机构以支持分布式程序设计,在语言中通过扩展绘图子程序以支持计算机图形学程序设计成为当时程序设计语言的一种时尚。之后,在模数/数模转换等接口技术和数据库技术的支持下,通过扩展高级语言的程序库又实现了多媒体程序设计的构想。进入20世纪90年代之后,并行计算机和分布式大规模异质计算机网络的发展又将并行程序设计语言、并行编译程序、并行操作系统、并行与分布式数据库系统等试行软件的开发的关键技术依然与高级语言和计算模型密切相关,如各种并行、并发程序设计语言,进程代数,PETRI网等,它们正是软件开发方法和技术的研究中支持不同阶段软件开发的程序设计语言和支持这些软件开发方法和技术的理论基础——计算模型。(3)计算机应用 用计算机来代替人进行计算,就得首先研究计算方法和相应的计算机算法,进而编制计算机程序。由于早期计算机的应用主要集中在科学计算领域,因此,数值计算方法就成为最早的应用数学分支与计算机应用建立了联系。最初的时候,由于计算机的存储器容量很小,速度也不快,为了计算一些稍稍大一点的题目,人们常常要挖空心思研究怎样节省存储单元,怎样减少不需要的操作。为此,发展了像稀疏矩阵计算理论来进行方程组的求解;发展了杂凑函数来动态地存储、访问数据;发展了虚拟程序设计思想和程序覆盖技术在内存较小的计算机上运行较大的程序;在子程序和程序包的概念提出之后,许多人开始将数学中的一些通用计算公式和计算方法写成子程序,并进一步开发成程序包,通过简洁的调用命令向用户开放。子程序的提出是今日软件重用思想的开端。在计算机应用领域,科学计算是一个长久不衰的方向。该方向主要依赖于应用数学中的数值计算的发展,而数值计算的发展也受到来自计算机系统结构的影响。早期,科学计算主要在单机上进行,经历了从小规模数值分析到中大规模数值分析的阶段。随着并行计算机和分布式并行计算机的出现,并行数值计算开始成为科学计算的热点,处理的问题也从中大规模数值分析进入到中大规模复杂问题的计算。所谓中大规模复杂问题并不是由于数据的增大而使计算变得困难,使问题变得复杂,而主要是由于计算中考虑的因素太多,特别是一些因素具有不确定性而使计算变得困难,使问题变得复杂,其结果往往是在算法的研究中精度与复杂性的矛盾难于克服。几何是数学的一个分支,它实现了人类思维方式中的数形结合。在计算机发明之后,人们自然很容易联想到了用计算机来处理图形的问题,由此产生了计算机图形学。计算机图形学是使用计算机辅助产生图形并对图形进行处理的科学。并由此推动了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助教学(CAI)、计算机辅助信息处理、计算机辅助测试(CAT)等方向的发展。在各种实际应用系统的开发中,有一个重要的方向值得注意,即实时系统的开发。利用计算机证明数学定理被认为是人工智能的一个方向。人工智能的另一个方向是研究一种不依赖于任何领域的通用解题程序或通用解题系统,称为GPS。特别值得一提的是在专家系统的开发中发展了一批新的技术,如知识表示方法、不精确性推理技术等,积累了经验,加深了对人工智能的认识。20世纪70年代末期,一部分学者认识到了人工智能过去研究工作基础的薄弱,开始转而重视人工智能的逻辑基础研究,试图从总结和研究人类推理思维的一般规律出发去研究机器思维,并于1980年在《Artificial Intelligence》发表了一组非单调逻辑的研究论文。他们的工作立即得到一大批计算机科学家的响应,非单调逻辑的研究很快热火朝天地开展起来,人工智能的逻辑基础成为人工智能方向发展的主流。数据库技术、多媒体技术、图形学技术等的发展产生了两个新方向,即计算可视化技术与虚拟现实技术。随着计算机网络的发展,分布在全世界的各种计算机正在以惊人的速度相互连接起来。网络上每天都在进行着大量政治、经济、军事、外交、商贸、科学研究与艺术信息的交换与交流。网络上大量信息的频繁交换,虽然缩短了地域之间的距离,然而同时也使各种上网的信息资源处在一种很难设防的状态之中。于是,计算机信息安全受到各国政府的高度重视。除了下大力气研究对付计算机病毒的软硬件技术外,由于各种工作中保密的需要,计算机密码学的研究更多地受到各国政府的重视。实际上,在计算机科学中计算机模型和计算机理论与实现技术同样重要。但现在许多学生往往只注重某些计算机操作技术,而忽略了基础理论的学习,并因为自己是“操作高手”而沾沾自喜,这不仅限制了自己将研究工作不断推向深入,而且有可能使自己在学科发展中处于被动地位。例如,在20世纪50年代和20世纪60年代,我国随着计算机研制工作和软件开发工作的发展,陆续培养了在计算机制造和维护中对计算机某一方面设备十分精通的专家,他们能准确地弄清楚磁芯存储器、磁鼓、运算器、控制器,以及整机线路中哪一部分有问题并进行修理和故障排除,能够编制出使用最少存储单元而运算速度很快的程序,对机器代码相当熟悉。但是,当容量小的磁芯存储器、磁鼓、速度慢的运算器械、控制器很快被集成电路替代时,当程序设计和软件开发广泛使用高级语言、软件开发工具和新型软件开发方法后,这批技术精湛的专家,除少量具有坚实的数学基础、在工作中已有针对性地将研究工作转向其他方向的人之外,相当一部分专家伴随着新技术的出现,在替代原有技术的发展过程中而被淘汰。因此,在计算机科学中,计算比实现计算的技术更重要。只有打下坚实的理论基础,特别是数学基础,学习计算机科学技术才能事半功倍,只有建立在高起点理论基础之上的计算机科学技术,才有巨大的潜力和发展前景。计算机理论的一个核心问题我国计算机科学系里的传统是培养做学术研究,尤其是理论研究的人(方向不见得有多大的问题,但是做得不是那么尽如人意)。而计算机的理论研究,说到底了,如网络安全学,图形图像学,视频音频处理,哪个方向都与数学有着很大的关系,虽然也许是正统数学家眼里非主流的数学。这里我还想阐明我的一个观点:我们都知道,数学是从实际生活当中抽象出来的理论,人们之所以要将实际抽象成理论,目的就在于想用抽象出来的理论去更好的指导实践,有些数学研究工作者喜欢用一些现存的理论知识去推导若干条推论,殊不知其一:问题考虑不全很可能是个错误的推论,其二:他的推论在现实生活中找不到原型,不能指导实践。严格的说,我并不是一个理想主义者,政治课上学的理论联系实际一直是指导我学习科学文化知识的航标(至少我认为搞计算机科学与技术的应当本着这个方向)。 我个人的浅见是:计算机系的学生,对数学的要求固然跟数学系不同,跟物理类差别则更大。通常非数学专业的所?高等数学",无非是把数学分析中较困难的理论部分删去,强调套用公式计算而已。而对计算机系来说,数学分析里用处最大的恰恰是被删去的理论部分。记上一堆曲面积分的公式,难道就能算懂了数学?那倒不如现用现查,何必费事记呢?再不然直接用Mathematica或是Matlab好了。退一万步。华罗庚在数学上的造诣不用我去多说,但是他这光辉的一生做得我认为对我们来说,最重要的几件事情:首先是它筹建了中国科学院计算技术研究所,这是我们国家计算机科学的摇篮。在有就是他把很多的高等数学理论都交给了做工业生产的技术人员,推动了中国工业的进步。第三件就是他一生写过很多书,但是对高校师生价值更大的就是他在病期间在病床上和他的爱徒王元写了《高等数学引论》(王元与其说是他的爱徒不如说是他的同事,是中科院数学所的老一辈研究员,对歌德巴赫猜想的贡献全世界仅次于陈景润)这书在我们的图书馆里居然找得到,说实话,当时那个书上已经长了虫子,别人走到那里都会闪开,但我却格外感兴趣,上下两册看了个遍,我的最大收获并不在于理论的阐述,而是在于他的理论完全的实例化,在生活中去找模型。这也是我为什么比较喜欢具体数学的原因,正如我在上文中提到的,理论脱离了实践就失去了它存在的意义。正因为理论是从实践当中抽象出来的,所以理论的研究才能够更好的指导实践,不用于指导实践的理论可以说是毫无价值的。正如上面所论述的,计算机系的学生学习高等数学:知其然更要知其所以然。你学习的目的应该是:将抽象的理论再应用于实践,不但要掌握题目的解题方法,更要掌握解题思想,对于定理的学习:不是简单的应用,而是掌握证明过程即掌握定理的由来,训练自己的推理能力。只有这样才达到了学习这门科学的目的,同时也缩小了我们与数学系的同学之间思维上的差距。关于计算机技术的学习我想是这样的:学校开设的任何一门科学都有其滞后性,不要总认为自己掌握的某门技术就已经是天下无敌手了,虽然现在Java,VB,C,C++用的都很多,怎能保证没有被淘汰的一天,我想.NET平台的诞生和X#语言的初见端倪完全可以说明问题。换言之,在我们掌握一门新技术的同时就又有更新的技术产生,身为当代的大学生应当有紧跟科学发展的素质。举个例子,就像有些同学总说,我做网页设计就喜欢直接写html,不愿意用什么Frontpage,Dreamweaver。能用语言写网页固然很好,但有高效的手段你为什么不使呢?仅仅是为了显示自己的水平高,unique? 我看真正水平高的是能够以最快的速度接受新事物的人。高级程序设计语言的发展日新月异,今后的程序设计就像人们在说话一样,我想大家从xml中应是有所体会了。难道我们真就写个什么都要用汇编,以显示自己的水平高,真是这样倒不如直接用机器语言写算了。反过来说,想要以最快的速度接受并利用新技术关键还是在于你对计算机科学地把握程度。总的来说,从教育角度来讲,国内高校的课程安排不是很合理,强调理论,又不愿意在理论上深入教育,无力接受新技术,想避开新技术又无法避得一干二净。我觉得关键问题就是国内的高校难于突破现状,条条框框限制着怎么求发展。我们虽然认识得到国外教育的优越性,但为什么迟迟不能采取行动?哪怕是去粗取精的取那么一点点。
三 电磁波在医疗上的应用在科学上,称超过人体承受或仪器设备容许的电磁辐射为电磁污染。电磁辐射分二大类,一类是天然电磁辐射,如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴等,除对电气设备、飞机、建筑物等可能造成直接破坏外,还会在广大地区产生严重电磁干扰。另一类是人工电磁辐射,主要是微波设备产生的辐射,微波辐射能使人体组织温度升高,严重时造成植物神经功能紊乱。但是对电磁辐射,要正确认识,而且要科学防护。事实上,电磁波也如同大气和水资源一样,只有当人们规划、使用不当时才会造成危害。一定量的辐射对人体是有益的,医疗上的烤电、理疗等方法都是利用适量电磁波来治病健身生物电磁场保健将人体置于姜氏场导舱内接受载有青春信息的植物幼苗发射的生物电磁波。结果发现:人体红细胞膜的渗透脆性降低,韧性增强;甲状腺素、 性激素分泌增加;免疫功能提高;肾上腺皮质激素分泌无明显变化。提示:植物幼苗电磁波有助于红细胞功能的发挥,促进机体新陈代谢,增加青春活力,提高性功能,增强免疫力从而对人体发挥返老还青和医疗保健作用。激光治疗激光是60年代初出现的一种新光源。已广泛应用于国防、农业、卫生医疗和科学研究,也是治疗肿瘤的一种新方法。用它既能切割组织,又能同时止血,能使肿瘤组织迅速气化和雾化,从而使肿瘤在瞬间消失。激光对组织具有热、压、光和电磁场效应的作用。1、热效应:激光能使肿瘤组织在几秒种的短时间内,局部温度高达200-1000摄氏度,使其变性、凝固坏死,继而气化消失。2、压力效应:激光本身的光压和由高热导致的组织膨胀引起的二次冲击波,加深了肿瘤组织破坏。3、光效应:激光被肿瘤组织吸收后,可增强热效应,使肿瘤组织被破坏。4、电磁场效应:激光是一种电磁波。能产生电磁场,可使肿瘤组织离化、核分解而被破坏死亡,如有残癌也可自行消退,这可能与免疫有关。激光制造成激光器、激光手术刀用于治疗体表肿瘤,眼耳鼻咽喉肿瘤、神经肿瘤等。EMF系统EMF系统是由(株)日本MDM公司开发研究生产的新一代脑外科手术器械。根据其作用原理,我们俗称之为“电磁刀”。EMF系统利用高频电磁能对机体组织进行汽化,切割和凝固。因该系统外周围优良组织的热损伤小且不需要对极板,因此尤其使用于脑外等精密外科。对硬性及深部微小脑瘤的去除极为有效。EMF系统与常规的电刀相比,在原理和设计上都有很大区别。EMF系统用于汽化,切割和凝固的输出功率很小(49W以下),为一般电刀所不及。不需要对极板这一特点使单极手术刀用于脑外手术成为可能。没有烧伤感电和破坏神经系统的危险,安全性高,使用方便。与激光刀相比,不需要眼球保护镜和其它保护附件,操作时对患者和医生均无危害。手术时与患部直接接触,医生可以灵活掌握调节。与超声波刀相比,EMF系统对于硬化深部微小肿瘤的汽化治疗效果尤为显著。HandPiece非常轻便且呈弯曲状,使视野不受影响,并有利于长时间手术。刀头部分可以任意弯曲,适用于各种手术需要。微波治疗微波是指波长在1毫米至1米范围内的非电离辐射高频电磁波。70年代后期微波技术在医疗上得到应用。科学家研究发现,微波治疗有3种:一是大剂量高热治疗肿瘤,能抑制肿瘤细胞的蛋白质合成,降低肿瘤细胞分裂速度,增强化疗、放疗效果;二是用于局部生物体组织的凝固治疗,具有不炭化、不产生烟雾的特点;三是小剂量的温热治疗,可以解痉、止痛、消炎并促进伤恢复等。电磁波消毒利用电磁波的场效应和热效应,在5-l0分钟内能迅速达到国家卫生部规定的消毒要求,对成捆、成扎的纸币、成叠的毛巾、医疗器械具有穿透力强,无残留药毒性的消毒特点,是当今消毒领域的新突破。
学术堂整理了十五个通信工程毕业论文题目供大家进行参考:1、高移动无线通信抗多普勒效应技术研究进展2、携能通信协作认知网络稳态吞吐量分析和优化3、协作通信中基于链路不平衡的中继激励4、时间反转水声通信系统的优化设计与仿真5、散射通信系统电磁辐射影响分析6、无人机激光通信载荷发展现状与关键技术7、数字通信前馈算法中的最大似然同步算法仿真8、沙尘暴对对流层散射通信的影响分析9、测控通信系统中低延迟视频编码传输方法研究10、传输技术在通信工程中的应用与前瞻11、城市通信灯杆基站建设分析12、电子通信技术中电磁场和电磁波的运用13、关于军事通信抗干扰技术进展与展望14、城轨无线通信系统改造方案研究15、无线通信系统在天津东方海陆集装箱码头中的运用
你的问题太广泛 是什么论文 小论文?毕业论文? 如果是小论文可以到有数据库的院校下载,如果是毕业论文,建议还是自己好好写写,多看小论文,尤其是SCI/EI 收录的文章,多看看,多模仿,相信你会写出优秀的论文的
对地球磁场起源的探索,早在公元1600年前后就已经开始了,其主要假说有永磁体说、电流说、压电效应说、温差电效应说、发电机理论等,其中永磁体说被实验否定,电流说由于电阻问题而被人们放弃,压电效应说由于现实中的压电效应本身没有涉及温度的影响,其实验值都是在常温下获得的,据此推出的磁场强度微不足道而被人们抛弃,发电机理论由于不能说明南北磁极翻转而受到质疑。那么,地球的磁场是如何产生的呢? 只有存在运动电荷或电流才能产生磁场,因此,地球磁场应该与地球内部的带电结构有关。但是,地球磁场的南北磁极还存在着一种小范围的低速运动,这种运动表明地球磁场不仅仅是地球内部的带电部分作旋转运动产生的,在地球内部还应该存在着一个相对稳定的内部电流。那么,地球内部为什么会长期稳定地带电、并存在一个相对稳定的内部电流呢? 据分析,地球内部地幔的半径约为2900公里,温度大约在1500~3000℃之间,压力为50万~150万个大气压,地核的半径约为3500公里,温度在5540℃左右,压力大约为350万个大气压。在通常情况下,构成宏观物体的每个原子所带的正电量和负电量是等值的,这样,经中和后的宏观物体就不带电了。但由于地核及地幔下部物质受到的压力作用较大,温度也较高,笔者认为,一个在常温低压状态下被公认的常识,宏观物体不能自发地稳定带电的观点将不再成立,即在天体内部的高压状态下,物质都是带电量不等的离子体,高温等离子体、低温等离子体的“相等”是不可能的。 磁流体发电的实验表明,在上千度以上的温度状态下,物质中少量原子中的电子可以克服原子核引力的束缚而变成自由电子,同时原子则因失去电子变成带正电的离子,这种状态称之为低温等离子状态。地核的温度在5540℃左右,如此高的温度势必会使地核中少量原子的电子克服原子核引力的束缚,变成自由电子,同时令构成地核的少量原子失去电子变成带正电的离子,在压力不是很高的状态下,失去电子的原子及克服原子核引力束缚的自由电子通常以等离子状态存在,原子核的引力作用及热运动使自由电子不能长期与失去电子的原子脱离开来。但是,当物质是在超高压作用下以密度极大的状态存在时,克服原子核引力束缚的电子,将在地核压力产生的巨大挤压力作用下,趋于飘浮到地核与地幔的交界处,造成克服原子核引力束缚的自由电子与失去电子的原子长期脱离开来,笔者将这种现象称之为热压电效应。由于地核内部的原子总量非常巨大,可以产生大量的被分离电荷。 原子最外层电子云的分布几率,会受到邻近原子中电子的静电排斥作用,由于地核中物质所受压力作用较高,物质密度较大,受到邻近原子中电子的静电排斥作用也相应较强,原子的最外层电子云会部分地失去围绕原子核运动的空间,使原子最外层电子的分布向原子外扩张。与常压状态下金属中可自由运动的自由电子不同,在超高压压力作用下失去围绕原子核运动空间的电子,也不能在地核中其它邻近原子之间自由运动。由于整个地核的压力都较高,因此,地核中少量原子最外层电子云的分布几率将一直延伸到压力较低的地核与地幔交界处甚至地幔中上部。地核中部分以自由电子状态存在的电子在压力作用下,趋于朝压力较低的地核与地幔交界面附近甚至地幔中上部分布,使宏观的地核处于带正电状态,地核与地幔的交界面附近以及地幔中上部处于带负电状态,即发生热压电效应。 原子的基态通常处于较深的负能级状态,较弱的压力作用不能将其激发或电离,但较强的压力作用会以一种令原子最外层电子云运动空间减少的形式,改变原子最外层电子云的分布几率。由于更低的能态已经被其它电子占据,原子最外层电子云只能朝外扩张,使原子最外层电子云的分布几率可以延伸到地核与地幔的交界处甚至地幔中上部,并在地核与地幔的交界处外部形成一个电子壳层。 天体内部的热压电效应主要是将与原子分离的电子挤压出天体内部的高压区,如果电子没有与原子分离,则很难被大量地挤压出天体内部的高压区。 将地核视为一个巨大的带正电荷的原子核,将地核与地幔的交界处外部覆盖整个地核的带负电荷的电子壳层视为一个巨大的带负电荷的电子气海洋,地核所带的正电量和地核周围电子壳层所带的负电量是等值的,这样,经中和后的宏观地球外表就不带电了。电子气的比重极小,在超高压与高温共同作用产生的强大浮力作用下,地核中以离子状态存在的电子克服原子核的库仑作用,趋于飘浮到地核外部,并在浮力作用与地核中所有失去电子的原子的库仑作用相平衡的位置,也即在地核与地幔的交界面附近,形成一个覆盖地核的电子壳层。将地核与电子壳层视为一个巨大的“原子”,地球磁场的产生就与这个巨大 “原子”的存在有关。 必须强调,由于电子具有波动性,每个飘浮到地核外部的电子的分布位置并不是固定不变的,而是有一定的范围,其飘浮的范围甚至有可能一直延伸到地球表面上来,也就是说地球的表面有可能带有负电荷,在我们的周围也应该存在一个可以测量到的电势梯度,但不知为何没有被测量到。 由于电子气海洋的存在,产生了地核与地幔的交界面层。美国的科学家通过实验观察发现,地核的自转与地壳和地幔并不同步。地核与地幔之间接触面积非常巨大,按照“常识”,充满液态岩浆的地核与地幔之间接触面上产生的摩擦力应非常巨大,足以使质量巨大的地核与地幔之间的相对运动在几小时或几分钟的“瞬间”趋于同步,并将其相对运动所具有的动能转化为热能和冲击波,同时在地球内部产生巨大的震动,由于地壳的厚度只有微不足道的几十公里,地核与地幔所具有的动能足以冲破地壳,产生直冲大气层的岩浆巨浪,可地核的旋转运动竟然能在上亿年的时间里与地幔不同步,这是为什么呢? 众所周知,当原子相互作用形成离子或分子时,有获得特殊稳定构型的倾向,其中最重要的是惰性气体结构。在通常情况下,非惰性气体结构的元素只能以原子结合成分子来形成惰性气体结构,但在大量电子以自由状态存在的电子壳层中,原子会趋于直接与电子结合成具有惰性气体结构的带电粒子,以使系统处于相对较低能量状态。原子直接与以自由状态存在的电子结合成具有惰性气体结构的带电粒子,造成电子壳层中大量原子处于特殊稳定构型的负离子状态。电子壳层中大量电子的静电屏蔽作用,还能令电子壳层中原子之间失去相互作用,不能相互结合生成分子。 根据量子力学理论,存在于具有惰性气体结构原子轨道上的电子的排列不是任意的,电子将趋于由自旋平行且反向的自由电子双双组成电子对。具有惰性气体结构的金属阴离子物质在常温常压下是不存在的,但由于地核与地幔交界面上电子壳层的存在,令地核与地幔接触面上充满了具有惰性气体结构的铁、镍等负离子物质。带有电子的铁、镍等元素的性质非常特殊,由于元素之间没有相互作用,相对运动时产生的摩擦力作用极小,具有惰性气体结构的铁、镍等负离子物质就如同是具有超流动性的液氦。在地核与地幔的接触面上充满了具有超流动性润滑剂的状态下,地核的旋转运动即使与地幔不同步,地核与地幔在“接触面”上产生的摩擦力也是微不足道的。由于具有惰性气体结构的负离子物质具有超流动性,使电子壳层底部的物质不随地幔或地核作同步旋转运动。 有证据表明,地壳及地幔的旋转速度在多种因素影响下会发生变化,但影响地壳及地幔旋转速度的各种因素,有些对地核的旋转运动并不产生同样影响。此外,由于太阳和月亮的引力作用,以及地核内部的铁核、钴核中的稳定同质异能素在高温高压作用下发生同质异能素转化核反应时释放核能的不均匀性,造成覆盖地核表面的电子壳层不同区域存在较大温差,使电子壳层底部的负离子物质发生大规模定向运动,尽管巨大的负离子物质风暴的摩擦力对地核与地幔都微不足道,但由于电子气海洋中的铁、镍等金属负离子物质风暴,造成地核与地幔都不断地有大量物质与电子壳层底部中物质进行交换,并给地核与地幔的旋转运动带来不同影响,经过几十亿年的漫长岁月,就会造成地幔与地核之间的旋转运动不同步。因此,地幔与地核的旋转运动不同步,自然也就不奇怪了。 不难想象,太阳和月亮的引力作用,以及地核内部的铁核、钴核中的稳定同质异能素在高温高压作用下发生同质异能素转化核反应时释放核能的不均匀性,会造成电子壳层中具有超流动性物质的密度及分布发生巨大波动,由此产生的在地核与地幔之间的电子壳层底部中负离子物质大风暴会非常强烈,强烈的负离子物质大风暴又会产生强大的交变电磁场。 将电子壳层中的多余电子视为超自由电子,由于有大量超自由电子和自由电子的存在,按金属导电的经典电子说,电子壳层的电阻由于电子壳层中的原子与超自由电子之间不存在固有的库仑作用联结。当超自由电子和自由电子在外电场的作用下作定向运动时,超自由电子不会通过电磁相互作用将定向运动所具有的能量传递给电子壳层中的原子物质,构成电子壳层的原子物质的无规则热运动也不会影响到超自由电子在外电场的作用下的定向运动,因此,地球内部地核与地幔之间的电子壳层是一个没有电阻的高温超导地层。 根据量子力学理论,电子具有波动性,具有波动性的超自由电子在电子壳层中传播时,由于波长与电子壳层中物质自由电子相差极大,其波长要比电子壳层中物质自由电子大很多,传播时不会受到电子壳层中原子物质散射(或偏析),使超自由电子在电子壳层中的传播不会受到阻碍,因此,电子壳层中的“固有”电阻对波长与其自身的自由电子相差极大的超自由电子的影响是微不足道的。 根据量子力学理论,存在于具有惰性气体结构原子轨道上的电子的排列不是任意的,超自由电子将趋于由自旋平行且反向的电子双双组成电子对。将地核与电子壳层视为一个巨大的“原子”,电子壳层中大量的超自由电子会双双组成大量的电子对,这种电子对组态可使系统的能量降低,形成稳定的结合。于是,在电子壳层中大量的超自由电子将趋于形成电子对组态。由于电子对的惯性质量极小,其热运动不会与电子壳层中的原子产生热能交换,换句话说,超自由电子形成的电子对的热运动不受电子壳层中原子热运动的影响,故利用电子壳层中大量的超自由电子和/或超自由电子组成的超自由电子对来传输电磁场能量,则电子壳层的电阻率将与电子壳层中超自由电子组成的电子对的密度成反比。由于地核的体积极大,温度和压力又相对较高,热压电效应造成电子气海洋中超自由电子组成的超自由电子对的密度极大,电子壳层的导电率极高,堪称是高温超导地层,使得存在于其中的电流就如同存在于超导线圈中的电流那用,可以永不消失地在其中流动,也使得在地球上形成了一个磁场强度较稳定的南北磁极。如上所述,太阳和月亮的引力作用,以及地核内部释放核能的不均匀性,会造成电子壳层中具有超流动性物质的密度及分布发生巨大波动,由此产生的在地核与地幔之间的负离子物质大风暴会非常强烈,强烈的负离子物质大风暴又会产生强大的交变电磁场,使得存在于电子壳层的电流分布发生变化,造成地球磁场的南北磁极发生一种低速运动,这种低速运动在历史上曾经多次造成地球的南北磁极翻转。 天文观测表明,太阳和木星具有很强的磁场,其中木星的磁场强度大约是地球磁场的20---40倍。太阳和木星上的元素主要是氢和少量的氦、氧等这类较轻的元素,其内部并没有大量的铁磁质元素,而地球上则含有大量的铁、钴、镍等铁磁质元素,那么,太阳和木星的磁场为何比地球还强呢? 众所周知,地核的半径约为3500公里,温度在5540℃左右,压力大约为350万个大气压。而木星内部的温度约为30000℃左右,压力也比地球内部高的多,太阳内部的压力、温度还要更高。热压电效应可在太阳和木星内部产生更加广阔的电子壳层,太阳和木星内部电子壳层的带电量也比地球内部电子壳层的带电量大的多,再加上木星的自转速度较快,其自转一周的时间为9小时56分30秒,木星内部电子壳层的运动的线速度也远高于地球内部的电子壳层,其磁场强度自然也要比地球高的多。 事实上,如果天体的内部温度超过铁、钴、镍的居里点,则天体的磁场强度与其内部是否含有铁、钴、镍等铁磁质元素无关,因为在居里点温度以上,它们的铁磁质性质会发生突变,这时它们已经转化为顺磁质元素了。 正是由于太阳、木星内部的压力、温度远高于地球,因此,太阳、木星上的磁场要比地球磁场强的多。而火星、水星的磁场比地球磁场弱,则说明火星、水星内部的压力、温度远低于地球。 此外,由于中微子具有磁矩,天体的磁场还可能与其引力作用俘获的冷中微子数量的多少有关。众所周知,在宇宙中存在着大量的中微子,其中部分中微子的运动速度相对较低,有可能被天体的万有引力作用俘获,堆积在天体的内部。对于引力较强的天体,其内部被俘获的冷中微子数量会较多,如果冷中微子在弱相互作用下,在天体的内部组合成结构较稳定的暗物质,因其不受“明”物质热运动的影响,其可在天体的内部按照一定顺序方向排列,则也会产生一定强度的磁场。
2018年4月17日凌晨,美国商务部宣布,将禁止美国公司向中兴通讯销售零部件、商品、软件和技术7年,直到2025年3月13日。该消息一出,在我国国内引起了轩然大波,上至中国政府,下至普通百姓都深刻意识到,中国自行设计、制造芯片已刻不容缓。一块指甲盖大小的芯片,如今已成为全球企业竞争、 科技 比拼的重要筹码。 同年,还在美国密歇根大学攻读博士的叶茂在导师推荐下,开始独立负责一门研究生课程,主讲芯片集成纳米制造技术。看着教室里不同肤色、不同国家的学生,想到闹得沸沸扬扬的中国芯片被美国“卡脖子”事件,站在讲台上传授芯片集成纳米制造技术的叶茂,心中越来越不是滋味。在密歇根冰天雪地的深夜里,有一个想法在他的脑袋里冒了出来:“我或许可以做点什么”。 当这个想法越来越多地出现后,叶茂开始为回国做准备了。“我就在想,我既然掌握着芯片集成纳米制造这门技术,为什么要留在美国给外国学生讲呢,我应该回到国内去,给国内的学生讲这些知识。”几次辗转奔波之后,2020年,叶茂正式加入北京航空航天大学。 春寒料峭,市场的需求,政策的加持,科研的创新……在“中国芯”迎来绝地反击的“春天”里,叶茂就此蓄势发力,向着更多的可能全力奔跑。 即便已经跨入而立之年,叶茂的身上仍保持着最初的那种纯粹:无畏无惧,一往无前;随心而行,随遇而安。 2007年,叶茂考进华中 科技 大学材料科学与工程学院。在大学期间,叶茂并不算一个特别勤奋和“听话”的学生,他在学习上的动力大多来源于兴趣,喜欢做什么就去做什么。有一天,他突然萌生了“想出国去看一看”的想法,于是就自己准备出国考试(托福和GRE),并拿到了奖学金,去了美国密歇根大学攻读机械工程硕士。 叶茂的硕士导师是一个印度人,在美国密歇根大学有着举足轻重的影响力和地位。叶茂来到他的门下时,获得了一份研究工作,以此可以全免学费同时还有一份科研助理的工资,是很好的待遇。叶茂问导师:“我的成绩不是最好的,简历也不是最漂亮的,这么好的待遇为什么给我呢?” 叶茂的导师回答说,因为他觉得叶茂在这项研究上很有自己的想法。在去美国之前,叶茂已经和导师有过一些交流,在交流中,针对一些研究上的问题,他给出了多种解决方案,自此给他的导师留下了深刻的印象。“他觉得这是我很大的一个亮点。”跟随硕士生导师,叶茂从事了利用纳米生物材料仿生骨支架的相关工作,并取得了一系列成果。 2014年,叶茂硕士毕业后原本打算直接工作。他坦言道:“我读博士其实是一件十分偶然的事情。”当时,叶茂刚刚找到工作,偶然在一次学术报告上碰到了刚来到密歇根大学工作的Yasha Yi教授,通过交流,两个人碰撞出了很多新的想法,然后他的博士生导师对他说:“我们或许可以实现它们(这些想法)”。就这样,叶茂放弃了到手的工作机会,选择继续在密歇根大学攻读电子与计算机工程博士。 叶茂的主要研究方向是芯片集成光电子器件与芯片集成纳米制造技术。简单来说,后者是为前者服务的,为了制造芯片集成光电器件,往往需要花大量的时间和精力在芯片集成纳米制造技术上面。自2014年起,叶茂就进入美国顶级(state of the art)大型芯片集成实验室劳瑞纳米加工技术实验室(Lurie Nano Fabrication Facility)学习基于硅基材料的纳米制造和芯片集成技术,并在之后的研究工作中逐渐掌握了这项技术。 在国外的学习期间,叶茂主要围绕可见光波段光学超构表面和超构透镜、医用闪烁体的光抓取纳米结构及芯片集成激光雷达光学相控阵(OPA)器件等方面进行了深入系统研究,取得了若干国际领先的重要成果。 叶茂开发了基于大折射率富硅基氮化硅的超构透镜设计与制造工艺体系,突破了可对抗刻蚀延迟的超构透镜和无色散超构透镜设计技术,解决了可见光波段光学超构表面和超构透镜制造难度大、成本高及存在色散等难题,研制了基于可见光波段的光栅结构超构透镜、线偏振超构透镜和具有聚焦结构的超构透镜等集成光子学器件;他开发了可用于医用闪烁体材料的光抓取纳米结构,极大地提高了常规医用闪烁体的发光效率;针对芯片集成激光雷达中的核心偏光组件,他提出了基于光学相位矩阵(OPA)和光学超构表面相结合的非机械式可控偏光方案,可极大地减小激光雷达的体积、重量和成本。相关成果已在领域内知名学术期刊发表论文20余篇,授权国际专利1项。 其中叶茂研发的可设计聚焦结构的光学方法被世界知名 科技 评论《麻省理工 科技 评论》( MIT Technology Review )专题报道,并指出了此技术在未来芯片光刻行业具有重要应用前景(文章题目为“为什么超构透镜即将为芯片制造业带来革命”“Why metalens are about to revolutionize chip-making”)。 在国外学习和研究多年,叶茂与导师之间的关系更像是朋友和合作伙伴,这种关系一直维持到现在。叶茂说,他和他的博士生导师都是十分理想主义的人,总想着可以做出一些东西去改变世界。因此,他们的研究十分务实,往往会考虑一些前沿技术在工业界大规模应用的可行性,比如研发比较前沿的超透镜时要去研究如何降低成本,以实现大规模生产。 在与导师及其他老师的不断交流中,叶茂越来越坚定这种价值认知:做出好的成果不是为了发论文,不是为了功与名,而是为了去改善人们的生活,让这个世界变得更好。“我们一直在朝着这个目标前进,我们在做出成果时,往往第一时间就会想到,这个能不能得到应用?跟同行业相比,它的优势在哪里?我们做研究最终的目的一定是让科研成果惠及人类,惠及世界。”叶茂说道。 就像是一场修行,叶茂在美国不断汲取知识,增长见识,提升能力,迅速成长为芯片制造行业内的知名青年学者。他表示:“芯片集成纳米制造工艺的开发是非常费精力的,但是当你亲手制造出40纳米、20纳米的结构及器件后,你了解了芯片制造工艺的每一个细节,这都是非常宝贵的经验。现在,回过头想一想,这是我在美国最大的收获之一。” 即便已经在国外打下了一片自己的天地,但是叶茂回国就职的道路依然不是顺遂的。 在美国待了7年多,叶茂不认识国内学术界任何人,只能在网上搜索求职,海投简历。好在当时国内很多学校都有海外青年论坛,一些高校对叶茂热情地发出了邀约。于是,在2018年短暂的圣诞假期,他回国一次性跑了4所高校。但这不是一次成功的旅程,相比于叶茂拿出的一些纳米制造技术和器件成果,他当时碰到的老师们似乎对简历上论文的影响因子更感兴趣。那年的冬天,他第一次知道还有论文分区这回事。 也曾有人劝叶茂先在一些高影响因子的期刊多发几篇论文,再以此为台阶回国就业。思考过后,叶茂拒绝了。“我或许可以这么做,但这并不是我做研究的初心,研究成果的价值在于它是否能推进其所在领域的进步。我觉得能真正解决问题,能真正可以应用上的研究就是好的研究。”即便2018年的那次短暂回归没什么收获,但叶茂仍然坚持回国的想法。博士毕业后,他继续做了一年的博士后研究,将之前没有完成的工作完成,并于2019年年底又回到了国内。 这一次,叶茂遇到了懂他的“伯乐”——房建成院士。在经过一番深入的交流之后,房建成院士对他说:“你的研究做得不错,我们很需要你这样的做芯片集成光电子器件与纳米制造技术方面的人才。相比论文我们更看重能实际应用的成果,能解决问题,能真正有用且好用就行。”就这样,叶茂加入了北京航空航天大学,任副研究员。 “做研究,需要找到志同道合的人,我跟房院士的想法很一致,就是做出实际有用的东西。相比发文章,我们更在乎的是能不能把芯片集成事业做起来,在自己的领域制造出中国自己的芯片并付诸产业化,改变芯片工业的格局,使中国的芯片事业追上,甚至超赶美国。”叶茂说道。 相比于芯片的设计,芯片的制造才是制约我国芯片集成事业发展的关键“短板”。如何将光电子器件进行芯片化,做得那么小的同时还降低成本,有完善的功能、好的性能、高的良品率,是一个较大的难题,而叶茂就为了解决这个难题而归。 利用多年来在芯片集成光电子器件领域的研究积累,面向国家对关键测量与导航仪器的发展需求,叶茂回国后立即开展了芯片集成量子精密测量器件理论方法与制造技术研究工作,主要包括芯片集成原子磁强计、芯片集成原子陀螺仪、功能型光学超构表面技术、面向商用的平面集成光学超构透镜等,致力于为我国在短时间内实现核心关键光电子芯片技术的突破提供强大的技术支撑。同时,叶茂还依托国家重大科研项目的开展进行了相关平台建设和教学工作。 从事科研成果多年,叶茂鲜少有负面情绪的时候。回顾自己一路走来,他说:“有问题就解决问题,我其实没有那么多时间和精力去解决情绪上的事情。” 在美国时,虽然叶茂所在团队的资源不少,但是团队的人却很少,只有他和他的师弟两个博士。那些年,就是他们两个人完成了一项又一项科学研究。在芯片集成光电子器件的制作过程会出现各种各样的问题。但是叶茂和他的师弟没有一句怨言,只是埋头工作,最终完成了多项具有严格工程指标的科研任务。“其实,我们并没有觉得很累,就是一方面有计划地去做研究,另一方面发散思维多想办法,多尝试。我们没有时间去想:这个好难,做不出来怎么办?或者说,这个太难了,不想做了。这不可能,我们既然开始做了,就一定要做出来,而且要做好。” 回国时,虽然一开始没有得到认可,但是叶茂从未想过放弃。他想的还是:什么问题都是可以解决的,只要我把成果做出来,且能用上,总有一天会有人认可的。正是这样的乐观、坚韧的精神造就了现在的叶茂。 基于原子无自旋交换弛豫(SERF)效应的原子磁强计是目前最高精度的磁场测量传感器,其理论精度可达亚飞特量级,是目前战略磁测量与医学生物磁测量设备中的核心器件。原子磁强计的芯片化将极大地缩小目前器件体积(从传统的厘米级缩小至毫米甚至微米级),降低功耗和成本,是未来高精度、微型化、阵列式量子磁传感器件的必经之路。多种军用以及医疗装备如微型量子导航系统、微型深海探潜系统、高分辨脑磁成像装置和体内介入式生物磁测量设备等,都对原子磁强计的芯片化提出了迫切需求。 2014年美国桑迪亚国家实验室受美国国家卫生研究院(NIH)和美国能源部核安全部门(DOE-NNSA)等多家单位的支持,开启了微型芯片化SERF原子磁强计阵列(OPM)原理样机的研制。此外美国国家标准技术研究所(NIST)获得美国策略环境与发展研究计划(SERDP)资助,于近年开发了适用于芯片集成制造方法的垂直键合式原子磁强计原理样机,率先开始了芯片集成原子磁强计的研究。同时,我国也在“十四五”规划中明确提出了对芯片集成量子精密测量器件的迫切需求。而对原子磁强计进行芯片化的核心就是解决芯片集成原子磁强计中光子学操控与耦合的问题,这是一项微纳光子学、芯片集成纳米制造和量子精密测量多学科交叉的卡脖子问题。 为解决这一技术难题,叶茂申请了自然科学基金青年科学基金项目“芯片化原子磁强计中集成光子学操控与耦合问题的研究”。在项目研究中,他将 探索 芯片级微小型原子磁强计中的精准光学操控方法、光/量子耦合机制,在此基础之上开发用于芯片化原子磁强计的集成光子学操控与耦合方案,最后结合微型原子系综进行集成光/量子耦合极弱磁测量实验,以期为实现芯片集成原子磁强计从无到有的突破奠定基础。 芯片集成原子磁强计中光子学操控与耦合问题的解决,是突破现有瓶颈,开发高精度、阵列式、集成化精密量子测量系统的第一步,更是实现国家“十四五”规划纲要提出迫切需求的高分辨脑磁成像、深海/深地磁探测,以及芯片化量子测量系统所要解决的核心问题。 在更加贴近人们生活的应用方面,叶茂也提道:“举个例子,我们的手机里面有陀螺仪传感器,虽然对于人们的生活已经够用了,但是其实还没有到很理想的状态。如果把量子陀螺仪做到芯片化,那手机的导航定位会更加灵敏和精确。目前,大部分自动驾驶系统依靠激光雷达作为核心测距传感器,但现在的雷达还是比较大,只能放在车顶,如果做到芯片化,不但可以减小体积,更重要的是降低成本,这样一辆车上可以安装多个不同维度扫描的芯片集成激光雷达,从而使自动驾驶更加精确和安全。” 目前,相关的工作正在有序进行当中。叶茂表示,饭要一口一口吃,路也要一步一步走。制造中国自己的芯片不是一蹴而就的,但他愿意为了这个目标不懈努力。 除此之外,叶茂以全美顶级的芯片集成超净间实验室劳瑞纳米加工技术实验室为模板,致力于建造芯片集成超净间实验室体系。芯片集成超净间实验室是微结构微系统方向重要的实验制造平台,它对未来整个电子、电气、机械、材料、生物和光学等学科可以起到重要的支撑作用。不过,平台的建设是一个长期的项目,初期的目标是以建设百级的超净间和气体净化内循环体系,人员管理和使用体系为主。5年的预期目标是可以在实验室里自行制造超越我国目前工业芯片精度的纳米结构。 “回国后,我发现国内的芯片发展已经热了。如雨后春笋般,很多制造芯片的实验室也都搭建起来了。但是,相对的,国内缺少专业的设备调试、维护及工艺开发等相关人才。”虽然实验室的建设已经提上日程,但在前期的研究当中,叶茂提出暂时使用国内建设的公共纳米制造平台。他说:“因为国家在建造芯片制造实验室方面已经花了很多钱了,我们要充分地利用好它们。相比于欧美一些成熟实验室,它们可能没有足够的工艺积累,但设备还是很好的。我们可以进行合作,利用海外的工艺经验一起开展研究攻关,提升精度,达到一个利益最大化。” 同时,叶茂也表示,为了技术的自主可控,肯定要建立自己的实验室,但是在这之前,首先要培养或引进一批相关的人才,等搭建好成熟的人才储备与管理体系,才能更好地助力实验平台的建设。 在北京航空航天大学,叶茂拟开设全英文芯片集成纳米制造课程。这门课程目前在国内学校还比较少见,即便在美国,也只有条件优秀的几所大学开设了。然而整个工业界对于电子和光学器件的趋势都在往小型化、微型化方面发展,因此芯片集成纳米制造技术不光是用来制造芯片,更是制造多种功能的新型纳米结构/器件的必经之路。这项技术在未来必然会越来越普及。依托在美国教授这门课程的经验,叶茂希望通过开设这门课程,使国内学生更加了解这项技术,为我国培养更多的芯片集成纳米制造方面的人才。 对于自己的学生,叶茂有着自己的要求和期望。一是,他希望学生拥有一颗强大的内心,不能因为研究工作难而回避,甚至放弃,要有百折不挠的精神;二是,他希望学生可以将研究的过程变快乐一点,去享受科研的过程。“经验是最宝贵的财富,哪怕这个事情你最终没有做出来,但是过程中已经积累了很多宝贵经验。如果你不去尝试,不去 探索 ,怎么可能会获得经验呢?我还是那句话,有问题解决问题,不要去逃避,不要放弃,要有把它干成的精神。” 打篮球,学习吉他,跟着短视频练就一手好厨艺……工作之余的叶茂也很认真地在生活。无论是工作,还是生活,他保持着自己的节奏,不骄不躁。对于未来,叶茂不做过多设想,也不会因为未知而焦虑,于他而言,唯一明确要做的事情,就是把握当下、拼搏努力,全身心投入到自己热爱的科研事业里。
集成电路芯片封装技术浅谈 自从美国Intel公司1971年设计制造出4位微处a理器芯片以来,在20多年时间内,CPU从Intel4004、80286、80386、80486发展到Pentium和PentiumⅡ,数位从4位、8位、16位、32位发展到64位;主频从几兆到今天的400MHz以上,接近GHz;CPU芯片里集成的晶体管数由2000个跃升到500万个以上;半导体制造技术的规模由SSI、MSI、LSI、VLSI达到 ULSI。封装的输入/输出(I/O)引脚从几十根,逐渐增加到几百根,下世纪初可能达2千根。这一切真是一个翻天覆地的变化。 对于CPU,读者已经很熟悉了,286、386、486、Pentium、Pentium Ⅱ、Celeron、K6、K6-2 ……相信您可以如数家珍似地列出一长串。但谈到CPU和其他大规模集成电路的封装,知道的人未必很多。所谓封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁--芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接。因此,封装对CPU和其他LSI集成电路都起着重要的作用。新一代CPU的出现常常伴随着新的封装形式的使用。 芯片的封装技术已经历了好几代的变迁,从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM,技术指标一代比一代先进,包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1,适用频率越来越高,耐温性能越来越好,引脚数增多,引脚间距减小,重量减小,可靠性提高,使用更加方便等等。 下面将对具体的封装形式作详细说明。 一、DIP封装 70年代流行的是双列直插封装,简称DIP(Dual In-line Package)。DIP封装结构具有以下特点: 1.适合PCB的穿孔安装; 2.比TO型封装(图1)易于对PCB布线; 3.操作方便。 DIP封装结构形式有:多层陶瓷双列直插式DIP,单层陶瓷双列直插式DIP,引线框架式DIP(含玻璃陶瓷封接式,塑料包封结构式,陶瓷低熔玻璃封装式),如图2所示。 衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比,这个比值越接近1越好。以采用40根I/O引脚塑料包封双列直插式封装(PDIP)的CPU为例,其芯片面积/封装面积=3×3/×50=1:86,离1相差很远。不难看出,这种封装尺寸远比芯片大,说明封装效率很低,占去了很多有效安装面积。 Intel公司这期间的CPU如8086、80286都采用PDIP封装。 二、芯片载体封装 80年代出现了芯片载体封装,其中有陶瓷无引线芯片载体LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier)、塑料有引线芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、小尺寸封装SOP(Small Outline Package)、塑料四边引出扁平封装PQFP(Plastic Quad Flat Package),封装结构形式如图3、图4和图5所示。 以焊区中心距,208根I/O引脚的QFP封装的CPU为例,外形尺寸28×28mm,芯片尺寸10×10mm,则芯片面积/封装面积=10×10/28×28=1:,由此可见QFP比DIP的封装尺寸大大减小。QFP的特点是: 1.适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线; 2.封装外形尺寸小,寄生参数减小,适合高频应用; 3.操作方便; 4.可靠性高。 在这期间,Intel公司的CPU,如Intel 80386就采用塑料四边引出扁平封装PQFP。 三、BGA封装 90年代随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用,LSI、VLSI、ULSI相继出现,硅单芯片集成度不断提高,对集成电路封装要求更加严格,I/O引脚数急剧增加,功耗也随之增大。为满足发展的需要,在原有封装品种基础上,又增添了新的品种--球栅阵列封装,简称BGA(Ball Grid Array Package)。如图6所示。 BGA一出现便成为CPU、南北桥等VLSI芯片的高密度、高性能、多功能及高I/O引脚封装的最佳选择。其特点有: 引脚数虽然增多,但引脚间距远大于QFP,从而提高了组装成品率; 2.虽然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,简称C4焊接,从而可以改善它的电热性能: 3.厚度比QFP减少1/2以上,重量减轻3/4以上; 4.寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高; 5.组装可用共面焊接,可靠性高; 封装仍与QFP、PGA一样,占用基板面积过大; Intel公司对这种集成度很高(单芯片里达300万只以上晶体管),功耗很大的CPU芯片,如Pentium、Pentium Pro、Pentium Ⅱ采用陶瓷针栅阵列封装CPGA和陶瓷球栅阵列封装CBGA,并在外壳上安装微型排风扇散热,从而达到电路的稳定可靠工作。 四、面向未来的新的封装技术 BGA封装比QFP先进,更比PGA好,但它的芯片面积/封装面积的比值仍很低。 Tessera公司在BGA基础上做了改进,研制出另一种称为μBGA的封装技术,按焊区中心距,芯片面积/封装面积的比为1:4,比BGA前进了一大步。 1994年9月日本三菱电气研究出一种芯片面积/封装面积=1:的封装结构,其封装外形尺寸只比裸芯片大一点点。也就是说,单个IC芯片有多大,封装尺寸就有多大,从而诞生了一种新的封装形式,命名为芯片尺寸封装,简称CSP(Chip Size Package或Chip Scale Package)。CSP封装具有以下特点: 1.满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要; 2.解决了IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题; 3.封装面积缩小到BGA的1/4至1/10,延迟时间缩小到极短。 曾有人想,当单芯片一时还达不到多种芯片的集成度时,能否将高集成度、高性能、高可靠的CSP芯片(用LSI或IC)和专用集成电路芯片(ASIC)在高密度多层互联基板上用表面安装技术(SMT)组装成为多种多样电子组件、子系统或系统。由这种想法产生出多芯片组件MCM(Multi Chip Model)。它将对现代化的计算机、自动化、通讯业等领域产生重大影响。MCM的特点有: 1.封装延迟时间缩小,易于实现组件高速化; 2.缩小整机/组件封装尺寸和重量,一般体积减小1/4,重量减轻1/3; 3.可靠性大大提高。 随着LSI设计技术和工艺的进步及深亚微米技术和微细化缩小芯片尺寸等技术的使用,人们产生了将多个LSI芯片组装在一个精密多层布线的外壳内形成MCM产品的想法。进一步又产生另一种想法:把多种芯片的电路集成在一个大圆片上,从而又导致了封装由单个小芯片级转向硅圆片级(wafer level)封装的变革,由此引出系统级芯片SOC(System On Chip)和电脑级芯片PCOC(PC On Chip)。 随着CPU和其他ULSI电路的进步,集成电路的封装形式也将有相应的发展,而封装形式的进步又将反过来促成芯片技术向前发展。
我国半导体产业现状及前景分析全球半导体产业向亚太转移,我国半导体产业融入全球产业链全球半导体市场规模06年达到亿美元。主要应用领域包括计算机、消费电子、通信等。在电子制造业转移和成本差异等因素的作用下,全球半导体产业向亚太地区转移趋势明显。我国内地半导体产业发展滞后于先进国家,内地企业多位于全球产业链的中下游环节。我国半导体产业成为全球产业链的组成部分,产量和产值提高迅速,但是产品技术含量和附加值偏低。2007年半导体产业大幅波动,长远发展前景良好半导体产业的硅周期难以消除。2007年上半年,在内存价格上升等因素作用下,全球半导体市场增速明显下滑。至2007年下半年,由于多余库存的降低、资本支出的控制,半导体市场开始回升。预计2008年,半导体产业增速恢复到一个较高的水平。长远来看,支撑半导体产业发展的下游应用领域仍然处在平稳发展阶段,半导体产业的技术更新也不曾停滞。产品更新与需求形成互动,推动半导体产业持续增长。我国半导体市场规模增速远快于全球市场我国半导体市场既受全球市场的影响,也具有自身的运行特点。我国半导体应用产业中,PC等传统领域仍保持平稳增长,消费电子、数字电视、汽车电子、医疗电子等领域处于快速成长期,3G通信等领域处于成长前期。我国集成电路市场规模增速远快于全球市场,是全球市场增长的重要拉动元素。2006年,我国集成电路市场已经成为全球最大市场。我国半导体产业规模迅速扩大,产业结构逐步优化我国半导体产业规模同样快速提高。在封装测试业保持高速增长的同时,设计和制造业的比例逐步提高,产业结构得到优化。在相关管理部门、科研机构和企业的共同努力下,我国系统地开展了标准制定和专利申请工作,有效地保障本土企业从设计、制造等中上游产业链环节分享内地快速增长的电子设备市场。分立器件、半导体材料行业是我国半导体产业的重要组成部分集成电路是半导体产业的最大组成部分。分立器件、半导体材料和封装材料也是半导体产业的重要组成部分。我国内地分立器件和半导体材料市场和产业也处于快速增长之中。上市公司我国内地半导体产业上市公司面对诸多挑战。技术升级和产品更新是企业生存发展的前提。半导体材料生产企业有较强的定价能力,在保持产品换代的前提下,有较大的成长空间;封装测试公司整体状况较好;分立器件企业发展不均。全球半导体产业简况根据WSTS统计,2006年全球半导体市场销售额达2477亿美元,比2005年增长;产量为5192亿颗,比2005年增长;ASP为美元,比2005年下降。从全球范围来看,包括计算机(Computer)、通信(Communication)、消费电子(ConsumerElectronics)在内的3C产业是半导体产品的最大应用领域,其后是汽车电子和工业控制等领域。美、日、欧、韩以及中国台湾是目前半导体产业领先的国家和地区。2006年世界前25位的半导体公司全部位于美国、日本、欧洲、韩国。2005年,美国和日本分别占有48%和23%的市场份额,合计达71%。韩国和台湾的半导体产业进步很快。韩国三星已经位列全球第二;台积电(TSMC)的收入在2007年上半年有了很大的提高,排名快速升至第6,成为2007年上半年进入前20名的唯一一家台湾公司,这从一个侧面反映了台湾代工业非常发达。中国市场简况中国已经成为全球第一大半导体市场,并且保持较高的增长速度。2006年,中国半导体市场规模突破5800亿,其中集成电路市场达4863亿美元,比2005年增长,远高于全球市场的增速。我国市场已经达到全球市场份额的四分之一强。在市场增长的同时,我国半导体产业成长迅速。以集成电路产业为例,2006年国内生产集成电路亿块,同比增长。实现收入亿元,同比增长。我国半导体产业规模占世界比重还比较低,但远高于全球总体水平的增长率让我们看到了希望。中国集成电路的应用领域与国际市场有类似之处。2006年,3C(计算机、通信、消费电子)占了全部应用市场的,高于全球比例。而汽车电子的比例,比起2005年的有所提高,仍明显低于全球市场的。与此相对应的是,我国汽车市场销量呈增长态势,汽车电子国产化比例逐步提高。这说明,在汽车电子等领域,我国集成电路应用仍有较大成长空间。我国在国际半导体产业中所处地位我国半导体市场进口率高,超过80%的半导体器件是进口的。国内半导体产业收入远小于国内市场规模。2006年国内IC市场规模达5800亿,而同期国内IC产业收入是亿。我国有多个电子信息产品产量已经位居全球第一,包括台式机、笔记本电脑、手机、数码相机、电视机、DVD、MP3等。中国已超过美国成为世界上最大的集成电路产品应用国。但目前国内企业只能满足不到20%的集成电路产品需求,其他依赖进口。中国大陆市场的半导体产品前十名的都是跨国公司。这十家公司平均21%的收入来自中国市场。这与中国市场占全球市场规模的比例基本吻合。2006年这十家公司在中国的收入总和占到中国大陆半导体市场规模的。上述两组数字从另一个侧面反映出跨国公司占有国内较高市场份额。国内半导体市场对进口产品依赖性高。虽然我国半导体进口量非常大,但出口比例也非常高。2005年国内半导体产品有64%出口。这种现象被称为“大进大出”,主要是由我国产业链特点造成的。总的来看,我国IC进口远远超过出口。据海关统计,2006年我国集成电路和微电子组件进口额为1035亿美元,出口额为200亿美元,逆差巨大。由于我国具有劳动力竞争优势,国际半导体企业把技术含量相对较低、劳动密集型的产业链环节向我国转移。我国半导体产业逐渐成为国际产业链的一环。产业链调整和转移的结果是,我国半导体产业在低技术、劳动密集型和低附加值的环节得到了优先发展。2006年,我国IC设计、制造和封装测试业所占的比重分别是、和。一般认为比较合理的比例是3:4:3。封装测试在我国先行一步,发展最快,规模也最大,是全球半导体产业向中国转移比较充分的环节。而处于上游的IC设计成为最薄弱的环节。芯片制造业介于前两者之间,目前跨国公司已经开始把芯片制造逐步向我国转移,中芯国际等国内企业发展也比较快。这样的产业结构特点说明,国内的半导体企业多数并未直接面对半导体产品的用户—电子设备制造商和工业、军事设备制造商,甚至多数也没有直接分享国内市场。更多的是充当国际半导体产业链的一个中间环节,间接服务于国际国内电子设备市场。这种结构,利润水平偏低,定价能力不强,客户结构对于企业业绩影响较大。究其原因,还是国内技术水平低,高端核心芯片、关键设备、材料、IP等基本依赖进口,相关标准和专利受制于人。国内企业发展也不够成熟,规模偏小,设计、制造、应用三个环节脱节。与产业链地位相对应,我国大陆的企业多为Foundry(代工)企业,这与台湾的产业特点相类似。国际上大的半导体跨国公司多为IDM形式。2007全球半导体市场波动,未来增长前景良好半导体产业长期具有行业波动性硅周期性依然将长期存在。这是由半导体产业所处的位置决定的。半导体产业本身具有较长的产业链环节。同时,半导体产业本身是电子设备大产业链的一个中间环节。下游需求和价格变动等外在扰动因素、产业技术升级等内在扰动因素必然在整个产业链产生传导作用。传导过程存在延时,从而导致半导体公司的反应滞后。半导体产业只有提高自身的下游需求预见性,及早对价格、需求和库存等变动做出预测,从而尽量减小波动的幅度。但是,半导体产业的波动性将长期存在。2006年全球手机销售量增加21%2006年全球手机销售量为亿部,同比增长21%,其中,2006年四季度售出亿部,占全年。Gartner预测2007年手机销量为12亿部,比2006年增加2亿部。手机市场增长平稳。手机作为个人移 动终端,除了通信和已经得到初步普及的音乐播放功能外,将集成越来越多的功能,包括GPS、手机电视等等。3G的逐渐部署也极大促进手机市场的增长。手机用芯片包括信号处理、内存和电源管理等。图9反映了手机用内存需求的增加情况。2006至2011年全球数字电视机市场将增长一倍iSuppli预测,从2006年至2011年全球数字电视机半导体市场将增长一倍,从71亿美元增至142亿美元。数字电视机的芯片应用包括输入/输出电路、驱动电路、电源管理等方面。带动数字电视机增长的因素有多种,包括平板电视价格下降,新一代DVD播放机普及,高清电视推广等。此外,许多国家的政府都宣布了从模拟电视切换到数字电视广播系统的计划。例如,2009年2月17日,全美模拟电视将停播,全部切换为数字电视广播。中国内地半导体产业的“生态”环境中国大陆半导体产业作为国际产业链的一个环节,企业形态以代工型企业(foundry)为主,产业结构偏重封装测试环节,半导体制造快速发展,未来我国半导体产业与国际产业大环境的联系将愈发密切。总的来看,国内企业规模和市场份额相对较小,产品单一,企业发展和技术水平还不够成熟稳定,行业处于成长期。下游通信、消费电子、汽车电子等产业同样是正在上升的市场,发展程度低于国际先进水平,发展速度快于国际平均水平。各种因素共同作用,使得我国半导体产业发展并非完全与国际同步,具备自身的产业“生态环境”,具有不同的发展特点。2007年上半年,虽然全球市场增速只有2%,但我国内地依然保持了较高的增长速度。上半年中国集成电路总产量同比增长,达到亿块。共实现销售收入总额亿元,同比增长。收入增长与2006上半年的48%相比有所回落,部分是受国际市场的影响,但相当大的程度还是国内产业收入基数增大等因素及内在发展规律所致。我国半导体市场和产业规模增长远快于全球整体增速受益于国际电子制造业向我国内地转移,以及国内计算机、通信、电子消费等需求的拉动,我国内地半导体市场规模的增长远快于全球市场的增长速度,已经成为全球半导体市场增长的重要推动区域。作为半导体产业的重要组成部分,国内集成电路产业规模也是全球增长最快的。上世纪90年代初,我国IC产业规模仅有10亿元,至2000年突破百亿元,用了近10年时间;而从2000年的百亿元增至2006年的千亿元,只用了6年时间。今年年底,中国集成电路产业收入总额有望超过全球8%,提前实现我国“十一五”规划提出的“到2010年国内集成电路产业规模占全球8%份额”的目标。我国半导体应用产业处在高速发展阶段PC、手机等传统领域发展依然平稳,同时多媒体播放GPS和手机电视为手机等移 动终端带来了新的增长点。我国数字电视、3G、汽车电子、医疗电子等领域发展进程有别于国际水平,未来几年内将进入高速发展阶段,有力促进国内半导体需求。抢占标准制高点,充分利用国内市场资源其实,从目前的角度来看,我国市场规模的快速增长,国内企业在某种程度的程度还不是直接受益者。这是由国内半导体产业在国际产业链中所处的位置所决定的。这一情况在逐步改善,其中最重要的一点,就是我国在标准和专利方面取得突破。国内的管理部门、专家团队、科研机构和企业已经具有了产业发展的规划能力和前瞻性。在国内相关发展规划的指导下,产业管理部门、科研机构和企业的共同努力,促使3G通信标准TD-SCDMA、数字音视频编解码标准AVS标准、数字电视地面传输国家标准DTMB等系列国内标准出台;手机电视标准虽然尚未明确,但CMMB等国内标准已经打下了良好的基础。这些国有标准虽然未必使国内公司独享这些领域的半导体设计和制造市场,但是标准的制定主要是依靠国内科研机构和企业。在标准制定的过程之中,这些科研机构和企业已经系统地实现了相关技术,研发出了验证产品,取得先入优势。标准制定的同时,国内科研机构已经开展专利池的建设。这样,国内半导体产业就具备了分享这些领域的国内市场的有利条件。我们有理由相信,国内数字电视、消费电子等产业进一步发展,已经对国内半导体产业等上游产业具有了昔日不可比拟的带动能力,本土半导体公司可以更加直接的“触摸”到国内半导体应用产业了。产业链结构缓慢向上游迁移自有标准体系的建立,使国内半导体产业的发展具备了一定的优势。身处有利的“生态环境”内,我国半导体产业发展前景良好。目前,我国半导体产业结构已经在逐渐发生变化。2002年,中国IC设计、制造和封装测试业所占的比重分别为、、和,2006年,这一数字变为、和。设计、制造、封装测试三业并举,我国半导体产业才能产生更好的协同作用,国际公认的合理比例是3:4:3。我国半导体产业比例的改变,说明我国集成电路产业在向中上游延伸,但距离理想的比例还有差距。设计和制造业需要更快的提高。芯片设计水平和收入逐步提高从集成电路产业链的角度来看,只有掌握了设计,使产业链结构趋于合理,才能掌握我国IC产业的主动权,才能进入IC产业的高附加值领域。近年来,我国集成电路的设计水平不断提高。20%的设计企业能够进行微米、100万门的IC设计,最高设计水平已达90纳米、5000万门。虽然我国半导体产业很多没有直接分享国内3G、消费电子等领域的高成长。但是,这些领域确实对我国IC设计业的发展提供了良好的发展契机。例如,鼎芯承担了中国3G“TD-SCDMA产业化”国家专项,并在2006年成为中国TD产业联盟第一家射频成员;展讯通信(上海)有限公司是一家致力于手机芯片研发的半导体企业,2006年的销售额达亿元。内地排名第一的芯片设计企业是珠海炬力集成电路设计有限公司(晶门科技总部位于香港),MP3芯片产品做的比较成功,去年的销售额达到了亿美元。中星微电子和展讯通信公司先后获得国家科技最高奖—国家科技进步一等奖。芯片生产线快速增长我国新建IC芯片生产线增长很快。从2006年至今增加了10条线,平均每年增加6条。已经达到最高90纳米、主流技术微米的技术水平。12英寸和8英寸芯片生产线产能在国内晶圆总产能中所占的比重则已经超过60%。跨国企业加快了把芯片制造环节向国内转移的速度,Intel也将在大连投资25亿兴建一座芯片生产厂。建成投产后形成月产12英寸、90纳米集成电路芯片52000片的生产能力,主要产品为CPU芯片组。目前我国大尺寸线比例仍然偏小,生产线的总数占全世界的比例也还小于10%。“十一五”期间我国IC生产线有望保持快速增加。
电磁学计算方法的研究进展和状态摘 要:介绍了电磁学计算方法的研究进展和状态,对几种富有代表性的算法做了介绍,并比较了各自的优势和不足,包括矩量法、有限元法、时域有限差分方法以及复射线方法等。 关键词:矩量法;有限元法;时域有限差分方法;复射线方法 1 引 言 1864年Maxwell在前人的理论(高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁极不存在)和实验的基础上建立了统一的电磁场理论,并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律,这就是著名的Maxwell方程。在11种可分离变量坐标系求解Maxwell方程组或者其退化形式,最后得到解析解。这种方法可以得到问题的准确解,而且效率也比较高,但是适用范围太窄,只能求解具有规则边界的简单问题。对于不规则形状或者任意形状边界则需要比较高的数学技巧,甚至无法求得解析解。20世纪60年代以来,随着电子计算机技术的发展,一些电磁场的数值计算方法发展起来,并得到广泛地应用,相对于经典电磁理论而言,数值方法受边界形状的约束大为减少,可以解决各种类型的复杂问题。但各种数值计算方法都有优缺点,一个复杂的问题往往难以依靠一种单一方法解决,常需要将多种方法结合起来,互相取长补短,因此混和方法日益受到人们的重视。 本文综述了国内外计算电磁学的发展状况,对常用的电磁计算方法做了分类。2 电磁场数值方法的分类 电磁学问题的数值求解方法可分为时域和频域2大类。频域技术主要有矩量法、有限差分方法等,频域技术发展得比较早,也比较成熟。时域法主要有时域差分技术。时域法的引入是基于计算效率的考虑,某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时,频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算,然后做傅里叶反变换才能求得解答,计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化,采用时域法更加直接。另外还有一些高频方法,如GTD,UTD和射线理论。 从求解方程的形式看,可以分为积分方程法(IE)和微分方程法(DE)。IE和DE相比,有如下特点:IE法的求解区域维数比DE法少一维,误差限于求解区域的边界,故精度高;IE法适合求无限域问题,DE法此时会遇到网格截断问题;IE法产生的矩阵是满的,阶数小,DE法所产生的是稀疏矩阵,但阶数大;IE法难以处理非均匀、非线性和时变媒质问题,DE法可直接用于这类问题〔1〕。3 几种典型方法的介绍 有限元方法是在20世纪40年代被提出,在50年代用于飞机设计。后来这种方法得到发展并被非常广泛地应用于结构分析问题中。目前,作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法,有限元法已非常著名。 有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。其定解问题为: 应用变分原理,把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题,利用对区域D的剖分、插值,离散化变分问题为普通多元函数的极值问题,进而得到一组多元的代数方程组,求解代数方程组就可以得到所求边值问题的数值解。一般要经过如下步骤: ①给出与待求边值问题相应的泛函及其变分问题。 ②剖分场域D,并选出相应的插值函数。 ③将变分问题离散化为一种多元函数的极值问题,得到如下一组代数方程组:其中:Kij为系数(刚度)矩阵;Xi为离散点的插值。 ④选择合适的代数解法解式(2),即可得到待求边值问题的数值解Xi(i=1,2,…,N) (2)矩量法 很多电磁场问题的分析都归结为这样一个算子方程〔2〕: L(f)=g(3)其中:L是线性算子,f是未知的场或其他响应,g是已知的源或激励。 在通常的情况下,这个方程是矢量方程(二维或三维的)。如果f能有方程解出,则是一个精确的解析解,大多数情况下,不能得到f的解析形式,只能通过数值方法进行预估。令f在L的定义域内被展开为某基函数系f1,f2,f3,…,fn的线性组合:其中:an是展开系数,fn为展开函数或基函数。 对于精确解式(2)通畅是无限项之和,且形成一个基函数的完备集,对近似解,将式 (2)带入式(1),再应用算子L的线性,便可以得到: m=1,2,3,…此方程组可写成矩阵形式f,以解出f。矩量法就是这样一种将算子方程转化为矩阵方程的一种离散方法。 在电磁散射问题中,散射体的特征尺度与波长之比是一个很重要的参数。他决定了具体应用矩量法的途径。如果目标特征尺度可以与波长比较,则可以采用一般的矩量法;如果目标很大而特征尺度又包括了一个很大的范围,那么就需要选择一个合适的离散方式和离散基函数。受计算机内存和计算速度影响,有些二维和三维问题用矩量法求解是非常困难的,因为计算的存储量通常与N2或者N3成正比(N为离散点数),而且离散后出现病态矩阵也是一个难以解决的问题。这时需要较高的数学技巧,如采用小波展开,选取合适的小波基函数来降维等〔3〕。 (3)时域有限差分方法 时域有限差分(FDTD)是电磁场的一种时域计算方法。传统上电磁场的计算主要是在频域上进行的,这些年以来,时域计算方法也越来越受到重视。他已在很多方面显示出独特的优越性,尤其是在解决有关非均匀介质、任意形状和复杂结构的散射体以及辐射系统的电磁问题中更加突出。FDTD法直接求解依赖时间变量的麦克斯韦旋度方程,利用二阶精度的中心差分近似把旋度方程中的微分算符直接转换为差分形式,这样达到在一定体积内和一段时间上对连续电磁场的数据取样压缩。电场和磁场分量在空间被交叉放置,这样保证在介质边界处切向场分量的连续条件自然得到满足。在笛卡儿坐标系电场和磁场分量在网格单元中的位置是每一磁场分量由4个电场分量包围着,反之亦然。 这种电磁场的空间放置方法符合法拉第定律和安培定律的自然几何结构。因此FDTD算法是计算机在数据存储空间中对连续的实际电磁波的传播过程在时间进程上进行数字模拟。而在每一个网格点上各场分量的新值均仅依赖于该点在同一时间步的值及在该点周围邻近点其他场前半个时间步的值。这正是电磁场的感应原理。这些关系构成FDTD法的基本算式,通过逐个时间步对模拟区域各网格点的计算,在执行到适当的时间步数后,即可获得所需要的结果。 在上述算法中,时间增量Δt和空间增量Δx,Δy和Δz不是相互独立的,他们的取值必须满足一定的关系,以避免数值不稳定。这种不稳定表现为在解显式 差分方程时随着时间步的继续计算结果也将无限制的67增加。为了保证数值稳定性必须满足数值稳定条件:其中:(对非均匀区域,应选c的最大值)〔4〕。 用差分方法对麦克斯韦方程的数值计算还会在网格中引起所模拟波模的色散,即在FDTD网格中数字波模的传播速度将随波长、在网格中的传播方向以及离散化的情况而改变。这种色散将导致非物理原因引起的脉冲波形的畸变、人为的各向异性及虚拟的绕射等,因此必须考虑数值色散问题。如果在模拟空间中采用大小不同的网格或包含不同的介质区域,这时网格尺寸与波长之比将是位置的函数,在不同网格或介质的交界面处将出现非物理的绕射和反射现象,对此也应该进行定量的研究,以保证正确估计FDTD算法的精度。在开放问题中电磁场将占据无限大空间,而由于计算机内存总是有限的,只能模拟有限空间,因此差分网格在某处必将截断,这就要求在网格截断处不引起波的明显反射,使对外传播的波就像在无限大空间中传播一样。这就是在截断处设置吸收边界条件,使传播到截断处的波被边界吸收而不产生反射,当然不可能达到完全没有反射,目前已创立的一些吸收边界条件可达到精度上的要求,如Mur所导出的吸收边界条件。 (4)复射线方法 复射线是用于求解波场传播和散射问题的一种高频近似方法。他根据几何光学理论和几何绕射理论的分析方法和计算公式,在解析延拓的复空间中求解复射线轨迹和场的振幅和相位,从而直接得出局部不均匀波(凋落波)的传播和散射规律〔5〕。复射线方法是包括复射线追踪、复射线近轴近似、复射线展开以及复绕射线等处理技术在内的一系列处理方法的统称。其共同特点在于:通过将射线参考点坐标延拓到复空间而建立了一个简单而统一的实空间中波束/射线束(Bundle ofrays)分析模型;通过费马原理及其延拓,由基于复射线追踪或复射线近轴近似的处理技术,构造了射线光学架构下有效的鞍点场描述方法等。例如,复射线追踪法将射线光学中使用的射线追踪方法和场强计算公式直接地解析延拓到复空间,利用延拓后的复费马原理进行复射线搜索,从而求出复射线轨迹和复射线场。这一方法的特点在于可以基于射线光学方法有效地描述空间中波束的传播,因此,提供了一类分析波束传播的简便方法。其不足之处是对每一个给定的观察点必须进行一次二维或四维的复射线轨迹搜索,这是一个十分花费时间的计算机迭代过程。4 几种方法的比较和进展 将有限元法移植到电磁工程领域还是二十世纪六七十年代的事情,他比较新颖。有限元法的优点是适用于具有复杂边界形状或边界条件、含有复杂媒质的定解问题。这种方法的各个环节可以实现标准化,得到通用的计算程序,而且有较高的计算精度。但是这种方法的计算程序复杂冗长,由于他是区域性解法,分割的元素数和节点数较多,导致需要的初始数据复杂繁多,最终得到的方程组的元数很大,这使得计算时间长,而且对计算机本身的存储也提出了要求。对电磁学中的许多问题,有限元产生的是带状(如果适当地给节点编号的话)、稀疏阵(许多矩阵元素是0)。但是单独采用有限元法只能解决开域问题。用有限元法进行数值分析的第一步是对目标的离散,多年来人们一直在研究这个问题,试图找到一种有效、方便的离散方法,但由于电磁场领域的特殊性,这个问题一直没有得到很好的解决。问题的关键在于一方面对复杂的结构,一般的剖分方法难于适用;另一方面,由于剖分的疏密与最终所形成的系数矩阵的存贮量密切相关,因而人们采用了许多方法来减少存储量,如多重网格法,但这些方法的实现较为困难〔6〕。 网格剖分与加密是有限元方法发展的瓶颈之一,采用自适应网格剖分和加密技术相对来说可以较好地解决这一问题。自适应网格剖分根据对场量分布求解后的结果对网格进行增加剖分密度的调整,在网格密集区采用高阶插值函数,以进一步提高精度,在场域分布变化剧烈区域,进行多次加密。 这些年有限元方法的发展日益加快,与其他理论相结合方面也有了新的进展,并取得了相当应用范围的成果,如自适应网格剖分、三维场建模求解、耦合问题、开域问题、高磁性材料及具有磁滞饱和非线性特性介质的处理等,还包括一些尚处于探索阶段的工作,如拟问题、人工智能和专家系统在电磁装置优化设计中的应用、边基有限元法等,这些都使得有限元方法的发展有了质的飞跃。 矩量法将连续方程离散化为代数方程组,既适用于求解微分方程,又适用于求解积分方程。他的求解过程简单,求解步骤统一,应用起来比较方便。然而 77他需要一定的数学技巧,如离散化的程度、基函数与权函数的选取,矩阵求解过程等。另外必须指出的是,矩量法可以达到所需要的精确度,解析部分简单,可计算量很大,即使用高速大容量计算机,计算任务也很繁重。矩量法在天线分析和电磁场散射问题中有比较广泛地应用,已成功用于天线和天线阵的辐射、散射问题、微带和有耗结构分析、非均匀地球上的传播及人体中电磁吸收等。 FDTD用有限差分式替代时域麦克斯韦旋度方程中的微分式,得到关于场分量的有限差分式,针对不同的研究对象,可在不同的坐标系中建模,因而具有这几个优点,容易对复杂媒体建模,通过一次时域分析计算,借助傅里叶变换可以得到整个同带范围内的频率响应;能够实时在现场的空间分布,精确模拟各种辐射体和散射体的辐射特性和散射特性;计算时间短。但是FDTD分析方法由于受到计算机存储容量的限制,其网格空间不能无限制的增加,造成FDTD方法不能适用于较大尺寸,也不能适用于细薄结构的媒质。因为这种细薄结构的最小尺寸比FDTD网格尺寸小很多,若用网格拟和这类细薄结构只能减小网格尺寸,而这必然导致计算机存储容量的加大。因此需要将FDTD与其他技术相结合,目前这种技术正蓬勃发展,如时域积分方程/FDTD方法,FDTD/MOM等。FDTD的应用范围也很广阔,诸如手持机辐射、天线、不同建筑物结构室内的电磁干扰特性研究、微带线等〔7〕。 复射线技术具有物理模型简单、数学处理方便、计算效率高等特点,在复杂目标散射特性分析等应用领域中有重要的研究价值。典型的处理方式是首先将入射平面波离散化为一组波束指向平行的复源点场,通过特定目标情形下的射线追踪、场强计算和叠加各射线场的贡献,可以得到特定观察位置处散射场的高频渐进解。目前已运用复射线分析方法对飞行器天线和天线罩(雷达舱)、(加吸波涂层)翼身结合部和进气道以及涂层的金属平板、角形反射器等典型目标散射特性进行了成功的分析。尽管复射线技术的计算误差可以通过参数调整得到控制,但其本身是一种高频近似计算方法,由于入射波场的离散和只引入鞍点贡献,带来了不可避免的计算误差。总的来说复射线方法在目标电磁散射领域还是具有独特的优势,尤其是对复杂目标的处理。5 结 语 电磁学的数值计算方法远远不止以上所举,还有边界元素法、格林函数法等,在具体问题中,应该采用不同的方法,而不应拘泥于这些方法,还可以把这些方法加以综合应用,以达到最佳效果。 电磁学的数值计算是一门计算的艺术,他横跨了多个学科,是数学理论、电磁理论和计算机的有机结合。原则上讲,从直流到光的宽频带范围都属于他的研究范围。为了跟上世界科技发展的需要,应大力进行电磁场的并行计算方法的研究,不断拓广他的应用领域,如生物电磁学、复杂媒质中的电磁正问题和逆问题、医学应用、微波遥感应用、非线性电磁学中的混沌与分叉、微电子学和纳米电子学等。参考文献〔1〕 文舸一.计算电磁学的进展与展望〔J〕.电子学报,1995,23(10):62-69.〔2〕 刘圣民.电磁场的数值方法〔M〕.武汉:华中理工大学出版社,1991.〔3〕 张成,郑宏兴.小波矩量法求解电磁场积分方程〔J〕.宁夏大学学报(自然科学版),2000,21(1):76-79. 〔4〕 王长清.时域有限差分(FD-TD)法〔J〕.微波学报,1989,(4):8-18.〔5〕 阮颖诤.复射线理论及其应用〔M〕.成都:电子工业出版社,1991.〔6〕 方静,汪文秉.有限元法和矩量法结合分析背腔天线的辐射特性〔J〕.微波学报,2000,16(2):139-143.〔7〕 杨永侠,王翠玲.电磁场的FDTD分析方法〔J〕.现代电子技术,2001,(11):73-74.〔8〕 洪伟.计算电磁学研究进展〔J〕.东南大学学RB (自然科学版),2002,32(3):335-339.〔9〕 王长清,祝西里.电磁场计算中的时域有限差分法〔M〕.北京:北京大学出版社,1994.〔10〕 楼仁海,符果行,袁敬闳.电磁理论〔M〕.成都:电子科技大学出版社,1996. 现代电子技术
其实吧,网上这些论文都循环了,建议你图书馆找本书来看看。兄弟同不同意??
真的很可笑,相同的题目,设计说明肯定大同小异,又不是研究成果,哪有什么新东西,重复率很高是正常的
联系求求一零一六四四二七九零
尽量少写,元器件的参数都是死的,写上就必重。把它的功能理解一遍,自己叙述。
芯片介绍和元件说明,基本都是一样的,不用想了,要过查重率,就多写一些自己的想法,看法,自己的分析,也可以去请教一下别人,相关知识的具体原理,然后用自己话表述出来,就可以了。慢慢来吧,我也是过来人...