别开生面的卫星救难

一个由美国、加拿大、法国和前苏联合作研制的国际卫星救难系统已经正式投入运行。这个系统自1983年试验以来,到目前已救起各种遇难者1500多名。卫星救援系统拥有4颗定点卫星。这些卫星在850～1000公里高空的极地轨道上,每100分钟对同一地区扫抛一次,宽度为5000公里,以接收船只、车辆和飞机遇难发出地求救信号。一旦收到求救信号,卫星就立即用1544兆赫的频率转发给位于世界各地的6个卫星数据接收站。接收站迅速算出求救信号的方位坐标,然后发送给救援指挥中心,由该中心组织营救。装有遇难方位坐标设备的船只、车辆和飞机从事故发生起,即从406兆赫的频率连续50小时发出标明本身位置的信号,以便救援者据此测算失事的具体位置。测算失事位置的科学根据是多普勒疚。它是奥地利物理学家多普勒于1842年发现的一种声学现象:当波源和观察者有相对运动时,观察者接收到的频率和波源发     

在行驶的汽车里收听电台广播，收音机里的音乐会不会因多普勒效应而走调？

A：汽车里的收音机，是通过接收电台发出的电磁波信号来收听节目的。当汽车相对于电台有相对运动时，接收到的电磁波确实会发生多普勒效应，即频率会有所改变。那么这种多普勒效应会不会影响到收音机播放的声音呢？     

表面波叉指换能器的二端电声特性测量

在设计声表面波器件时,叉指换能器的输入阻抗(或导纳),声散射和电声转换特性是很重要的参量。无论对发射或接收技能器,为了估计耦合强度(如计算K~2之值),确定声同步频率,调谐换能器到声同步;或是设计匹配网络与振源和接收负载相匹配,使换能器具有最佳的振幅和相位特性,必须知道换能器的输入阻抗或导纳。另外,测量输入阻抗的变化规律,对研究叉指换能器的工作特性(如激励的模式,声波的反射)以及在换能器设计时提供依据。     

全光学非线性混频技术用于微裂纹检测的实验研究

采用全光学方法检测声波与开合裂纹相互作用后的非线性混频效应,达到检测裂纹位置的目的.激发光与加热光经过声光调制器后分别被调制为高频fH(几十kHz)激发光和低频fL(几Hz)加热光.裂纹会在低频加热光辐照下周期性开合,激发光激发出频率为fH的声波与裂纹相互作用后产生非线性混频信号(fH±fL),由测振仪或光偏转装置接收声信号并送至锁相放大器.实验中辐照在样品上的激发光、加热光和检测光光斑始终重合.随着三束光源逐步靠近裂纹中心,混频信号幅值逐渐增大.当增大到最大值后(三束光源达到裂纹中心区域),混频信号幅值开始逐渐减小(三束光源逐渐远离裂纹区域)最终趋于平缓,此时混频信号消失.光学激发的激发光可以聚焦到很小(约几十微米),所以其具有较高的空间分辨率.研究结果表明,利用非线性光声混频效应来检测裂纹的方法对实际的闭合裂纹的检测灵敏度远高于传统的线性激光超声裂纹检测方法,可为裂纹的光声无损检测提供新的解决思路和技术.     

激光场中固体温度的变化对光声信号强度影响

研究了激光场中固体温度的变化对光声信号强度的影响。研究结果表明,当输入的激光功率一定时,固体温度升高会使光声信号强度减弱的结论：当固体的温度不变时,光声信号强度随激光场和频率的增大而减弱。     

蝙蝠在依靠回声定位时有没有用到多普勒效应?

<正>A:当救护车迎面驶来的时候,我们听到声音频率越来越高,而车离去时的声音频率越来越低,这就是多普勒频移效应。即在运动的波源前面时,接收到的波长变短,频率变高;在运动的波源后面时,会产生相反的效应,波长变长,频率变低。这里要强调的是音源本身频率没有变。     

多普勒效应的仿真研究

根据多普勒频移理论,应用MATLAB软件编程,模拟声信号发射与接收的频率变化,通过改变观察者的运动速度、波源的运动速度、以及同时改变两者的运动速度及其方向,观察到了频率移动的相应变化。这种方法作为辅助教学手段,有助于学生更加深刻地理解多普勒频移的特征和规律,提高教学质量。     

声光调制的光学双稳态实验研究

本文论述了双声-光调制,位相延迟等构成的一种新的双稳态系统,并对声-光调制及光信号的接收、调制的相位延迟和利用副载波调制激光光强载波的机制进行了实验。声-光调制器:某些晶体和液体由于机械形变会显出折射率的改变,声波和超声波通过此种介质时,会使介质密度呈疏密交替变化,从而引起折射率相应变化。某一时刻的折射率分布决定于该时刻的声场分布,但对从侧面入射而通过介质的光束而言,由于光速很大,在光通过声束的时间间隔内,声波场变动极小,可视为不变。因此,介质成为一位相光栅,光束通过后发生衍射现象。当超声频率较低,光束垂直于声波传播方向入射,并且通过声束程长较     

基于多普勒效应的单声源速率测定算法研究

应用多普勒效应原理,实现了对固定频率、匀速运动的单声源的速率测定.利用MATLAB拟合了固定传感器接收到的该声源运动时的声音信号,用Hilbert变换得到了该信号的瞬时频率,并以离散时间域的多普勒效应为目标函数,采用非线性最小二乘拟合得到其速率.算法采用小波分析及经验模态分解(EMD)方法分别对原始声音信号和瞬时频率进行去噪.实验结果表明,该算法精度较高,是一种可行的方法.     

声光都卜勒效应的统一形式

如果只看真空中光的传播,则其都卜勒效应中仪器所接收的频率只与光源和观察者之间的相对运动速度有关.但讨论声的都卜勒现象时,众所熟悉的经典公式说明:仪器的接收频率既和观察者对介质的运动速度有关也和声源对介质的运动速度有关,并非只决定于声源和观察者之间的相对运动速度.本文从狭义相对论的时空概念出发,考虑声的都卜勒效应的相对论修正,证明了光在介质中传播时的都卜勒效应和声的都卜勒效应可以归结为同一形式,而光在真空中传播时的都卜勒效应只是光在介质中传播时都卜勒效应的一个特例.     

兽用超声多普勒诊断仪的研制

1 共横抑制技术仪器利用超声多普勒效应,检测出妊娠期胎畜心音和血流音,以此作为判断妊娠的依据。多普勒效应最基本的特征是接收信号频率的改变。所以,多普勒信号提取的主要手段就是将这种由于血流运动而产生的频率改变量检测出来。值得指出的是接收器上所接收到的信号并不单纯是一个具有频偏的调频信号。因为发射压电晶片和接收压电晶片靠得很近,发射信号总是有一部分经过电和声直接耦合到接收压电片上,假设发射压电片上发出Asinωt的超声波,接收压电片接收到运动着的血流中红血球的反射波为Bsin(ω_0+ω_0)t,其中ω_0为多普勒频移,而由发射压电片直接耦合过来的信号为Csinω_0t,如果忽略不计初相位,则接     

激光在水中产生超声波的实验研究

用ＹＡＧ脉冲激光在自来水中产生超声波，用丹麦制造的水听器接收水中声波，在示波器上显示其波形并分析了产生声波的机理及特征，结果表明，当光源的脉冲宽度为８ｎｓ时，在混响声场中接收到声脉宽约为２ｍｓ；而在自由场中为１￣２μｓ，所以，在理想的情况下，声脉冲宽度应和光脉冲宽度同数量级。     

激光在水中产生超声波的实验研究

用ＹＡＧ脉冲激光在自来水中产生超声波，用丹麦制造的水听器接收水中声波，在示波器上显示其波形并分析了产生声波的机理及特征．结果表明，当光源的脉冲宽度为８ｎｓ时，在混响声场中接收到声脉宽约为２ｍｓ；而在自由场中为１～２μｓ．所以，在理想的情况下，声脉冲宽度应和光脉冲宽度同数量级．     

声衰减系数中的相位对消假象

本文首先分析了测量声衰减的信号接收装置。在此基础上,用直径0.06、0.5和1.4cm的三种压电接收换能器,在1—6MHz的频率范围内,测量超声在猪的心、肝、肌肉和脂肪组织中的声衰减系数,以研究这类换能器的相位对消效应对声衰减值造成的假象。经过实验证明:在测得的声衰减系数值中,确实潜在着压电换能器相位对消效应造成的假象;此种效应对声衰减数据的贡献大小,与接收换能器的面积大小相对应,同理论分析相一致;当使用小面积的换能器时,衰减系数与频率之间接近为线性关系。因此,要提高测量组织声衰减的精度,应采用小面积的压电换能器,或聚焦换能器。如果选用电声换能器、辐射力法和热学方法测量,可完全避免相位对消效应造成的假象。     

ZnO晶须的变温Raman光谱

采用浮区法制备微米量级的ZnO晶须,X射线衍射(XRD)和偏光显微镜分析表明,生长的ZnO单晶晶须为六方纤锌矿结构,沿(100)晶面择优生长取向.微区变温Raman光谱表明:当温度为93～706K时,声子频率随温度升高呈倒指数下降(红移);当温度超过500K时,E2high谱线随温度上升而加宽,ZnO分子较活跃,Raman模频率呈明显的硬化现象。     

一维三组元杆状结构声子晶体带隙研究

采用集中质量法对一维三组元杆状结构声子晶体带隙特征进行计算,将其与一维二组元杆状结构声子晶体进行比较。研究表明,一维三组元结构声子晶体能有效拓宽带隙频率范围且能降低起止频率。在一维二组元(铝/塑料)声子晶体组份材料铝和塑料之间插入丁腈橡胶前后,保证2个模型的晶格常数a=0.3m、自由度总数300相同。当组份比t为1时,三组元(铝/丁腈橡胶/塑料)声子晶体可以降低第1带隙的起始频率463.7Hz、截止频率2 108.1Hz。当三组元声子晶体晶格常数a由0.03m增大到0.42m时,该声子晶体第1带隙起始频率由18 943Hz下降到1 353.1Hz,截止频率由37 799Hz下降到2 699.9Hz。如果取三组元声子晶体的晶格常数为0.3m,固定其中铝的长度为0.15m,将丁腈橡胶和塑料的长度之和固定为0.15m,调节丁腈橡胶的长度由0m增大到0.15m时,该声子晶体第1带隙起始频率由2 359.8Hz下降到1 664.7Hz,截止频率由5 888.0Hz下降到4 065.3Hz。同时该声子晶体第1带隙宽度变化在低频率区存在一个峰值3 043.6Hz。这些变化规律对拓展一维杆状声子晶体的带隙特征具有积极意义。     

多普勒频率偏置线性调频信号的模糊函数分析

线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号是研究最早、应用也最广泛的一种脉冲压缩信号,当LFM回波信号有较大的多普勒频移时,匹配滤波器仍能起到良好的脉冲压缩作用,这使得多普勒频率偏置技术得以应用。由于需要对发射信号进行多次周期扫频来获得目标的速度信息,根据模糊函数定义推导了多周期多普勒频率偏置线性调频(Doppler frequency shifted linear frequency modulation,DFS-LFM)信号的模糊函数,以及不同DFS-LFM信号的互模糊函数,并对DFS-LFM信号参数与雷达距离和多普勒分辨性能进行了分析。分析结果表明,多周期LFM信号进行多普勒频率偏置后,分辨性能不受影响;对于多个不同多普勒频率偏置的LFM信号,距离和速度分辨能力不受影响但其最大不模糊多普勒谱宽发生改变且与频率偏置间隔有关。当多普勒频率偏置间隔大于目标最大多普勒频移时,既不会影响目标的多普勒速度分辨性能,又能充分利用多普勒频谱,降低了系统对工作频率及带宽的要求。     

把玻尔氢原子理论作为普遍规律运用时的思考

一九一三年,丹麦物理学家玻尔(N.Bohr)把普朗克、爱因斯坦的光量子论和卢瑟福的原子有核模型结合起来,发表了《原子和分子结构》等划时代论文,提出了他的氢原子理论.玻尔氢原子理论中最核心的思想有三条:一是提出原子具有能量不连续的定态概念,当原子处在定态时不辐射能量;二是两个定态之间的量子跃迁概念和频率条件,即如果原子从能量为E_n的定态跃迁到能量为E_m的定态时,发射或吸收光子的频率满足hv=E_n一E_m其中v是发射或吸收光子的频率;三是确定原子所允许的能态的方法,即量子化规则.运用它,玻尔解释了近30年之谜——巴耳末与里德伯公式     

花生油质量检测仪的设计

本文设计了一种根据吸光度原理,检测花生油纯度的仪器。当花生油结晶时,光源发出的光通过样品油后被光频转换器TSL230接收。TSL230输出与输入光强相关的频率脉冲,再测出入射光直接被TSL230接收所得到的频率脉冲,两次频率值相比,得到与吸光度对应的数值。因为吸光度与样品油的纯度有关,所以可以通过频率,了解样品油的纯度情况。     

可纠正多普勒频率误捕的扩频信号捕获改进算法

针对直接序列扩频信号捕获过程中可能存在的多普勒频率误捕问题,提出一种可纠正此误捕问题的伪码捕获改进算法. 该算法利用首次捕获得到的伪码相位估计值对接收信号进行解扩,再通过快速傅里叶变换(FFT)对解扩后的信号进行多普勒频率估计,将首次捕获的多普勒频率估计值与FFT结果幅度最大值对应的频率点进行比较,判断是否发生了多普勒频率误捕,如果发生误捕,进行纠正,给出正确的多普勒频率估计值. 仿真结果表明,该算法能有效纠正多普勒频率误捕问题,得到正确的捕获结果.