Славутский Л.А. Волновые процессы и устройства
.pdfсчитывания информации. Принцип формирования объемного изображения остается прежним.
Схему из двух линз на рис.6.9 , которую мы использовали для формирования голограммы, можно использовать и для адаптивной фильтрации. Если в плоскости P2 при помощи
опорной функции h( x 2 , y2 ) формируется произведение спектров входного и опорного сигналов, то согласно свойствам преобразования Фурье в плоскости P3 образуется свертка этих сигналов
∞
H (u,v) G(u,v) ↔ ∫ g(ξ,η)h(ξ − x 3 ,η − y3 )dηdξ . (6.47)
−∞
Если опорная функция h( x 2 , y2 ) подобрана в виде
комплексно -сопряженной функции к входному сигналу, то (6.47) соответствует адаптивной фильтрации исходного изображения g( x1, y1 ) .
260
Приложения
Формулы векторной алгебры и анализа.
1.Свойство смешанного произведения векторов:
A × ( B ´C ) = ( A ´ B ) ×C
2.Разложение двойного векторного произведения:
A ´ ( B ´C ) = B( A ×C ) - C ( A × B )
3.Определение векторного оператора набла:
¶ |
¶ |
¶ |
|
|||
Ñ = ix |
|
+ iy |
|
+ iz |
|
, |
¶x |
¶y |
¶z |
||||
где ix , i y , iz - единичные векторы декартовой ортогональной системы координат.
4.Определение операции градиента:
gradj = Ñj |
|
|
||||
5.Определение операции дивергенции: |
|
|
|
|||
div A = Ñ × A |
|
|
||||
6.Определение операции ротора: |
|
|
|
|||
rot A = Ñ ´ A |
|
|
||||
7.Векторные тождества: |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
¶2j |
¶2j |
|
¶2j |
|
Ñ × Ñj = Ñ |
j = |
|
+ |
|
+ |
¶z 2 , |
¶x2 |
¶y 2 |
|||||
Ñ ´ Ñj = 0 ,
Ñ ´ (Ñ ´ A) = Ñ(Ñ × A) - Ñ2 A ,
Ñ(jy) = jÑy + yÑj , Ñ(jA) = j(Ñ × A) + A × Ñj ,
Ñ( A × B ) = (B × Ñ)A + ( A × Ñ)B + B ´ (Ñ ´ A) + A ´ (Ñ ´ B ) , Ñ( A × B ) = B(Ñ × A) + A(Ñ × B ) + ( B ´ Ñ) ´ A + ( A ´ Ñ) ´ B
Ñ× ( A ´ B ) = B ×(Ñ ´ A) - A × (Ñ ´ B )
Ñ´ (jA) = j(Ñ ´ A) - (Ñj) ´ A
Ñ´ ( A ´ B ) = ( B × Ñ)A - ( A × Ñ)B + A ´ (Ñ × B ) - B ´ (Ñ × A)
261
Диапазоны длин электромагнитных волн
Диапазон |
Длина волны в |
Частота |
|
вакууме |
колебаний |
||
|
|||
Сверхдлинные волны (СДВ) |
100-10 км |
3-30 кГц |
|
Длинные волны (ДВ) |
10-1 км |
30-300 кГц |
|
Средние волны (СВ) |
1000-100 м |
300-3000 кГц |
|
Короткие волны (КВ) |
100-10 м |
3-30 МГц |
|
Ультракороткие волны (УКВ): |
|
|
|
метровые |
10-1 м |
30-300 МГц |
|
дециметровые |
10-1 дм |
300-3000 МГц |
|
сантиметровые |
10-1 см |
3-30 ГГц |
|
миллиметровые |
10-1 мм |
30-300 ГГц |
|
субмиллиметровые |
1-0.5 мм |
300-6000 ГГц |
|
|
|
|
Скорость звука в газах при 0°C
|
c, м/с |
Газ |
|
|
|
Азот |
334 |
Кислород |
316 |
Воздух |
331 |
Гелий |
965 |
Водород |
1284 |
Неон |
435 |
Метан |
430 |
Аммиак |
415 |
Углекислый газ |
259 |
Ионистый водород |
157 |
262
Диапазоны частот электромагнитных волн
№ |
Полоса частот |
Название |
|
Диапазон |
Название диапазона |
||
полосы частот |
|
длин волн |
|||||
1 |
3-30 Гц |
крайне низкие |
|
100-10 Мм |
декамегаметровые |
||
|
|
|
КНЧ |
|
|
|
|
2 |
30-300 Гц |
сверхнизкие |
|
10-1 Мм |
мегаметровые |
||
СНЧ |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0,3-3 кГц |
инфранизкие |
|
1000-100 м |
гектокилометровые |
||
|
|
|
ИНЧ |
|
|
|
|
4 |
3-30 кГц |
очень низкие |
|
100-10 км |
мириаметровые |
||
ОВЧ (VLF) |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
30-300 кГц |
низкие НЧ (LF) |
|
10-1 км |
километровые |
||
6 |
300-3000 |
средние (MF) |
|
1000-100 м |
гектометровые |
||
кГц |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||
7 |
3-30 МГц |
высокие ВЧ (HF) |
|
100-10 мм |
декаметровые |
||
8 |
30-300 МГц |
очень высокие |
|
10-1 м |
метровые |
||
ОВЧ (VHF) |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
300- |
|
ультравысокие |
|
10-1 дм |
дециметровые |
|
3000МГц |
УВЧ (UHF) |
|
|||||
|
|
|
|
|
|||
10 |
3-30 ГГц |
сверхвысокие |
|
10-1 см |
сантиметровые |
||
СВЧ (SHF) |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
30-300 ГГц |
крайне высокие |
|
10-1 мм |
миллиметровые |
||
КВЧ (EHF) |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
300-3000 |
|
|
10-0,1 мм |
децимиллиметровые |
||
ГГц |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Скорость звука в жидкостях при 20°C |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Жидкость |
|
с, м/с |
|
|
|
|
Вода |
|
1490 |
|
||
|
|
Ацетон |
|
1190 |
|
||
|
|
Бензол |
|
1324 |
|
||
|
|
Спирт этиловый |
|
1180 |
|
||
|
|
Тотулол четыреххлористый |
1324 |
|
|||
|
|
Углерод |
|
920 |
|
||
|
|
Ртуть |
|
1453 |
|
||
|
|
Глицерин |
|
1923 |
|
||
|
|
|
263 |
|
|
||
Скорость звука в некоторых твердых телах
Материал |
c1 , м/с |
ct , м/с |
c ст , м/с |
|
Кварц плавленый |
5970 |
3762 |
5760 |
|
Бетон |
4200-5300 |
- |
- |
|
Плексигал |
2670-2680 |
1100-1121 |
1840-2140 |
|
Полистирол |
2350-2380 |
1120 |
1860-2240 |
|
Стекло пирекс |
5640 |
3280 |
5170 |
|
Стекло крон |
5100-6120 |
2840-3550 |
4540-5300 |
|
Стекло флинт |
3760-4800 |
2380-2560 |
3490-4550 |
|
Тефлон |
1340 |
- |
- |
|
Эбонит |
2405 |
- |
- |
|
Железо |
5835-5950 |
3180-3240 |
5000-5200 |
|
Золото |
3200-3240 |
1200 |
2030 |
|
Магний |
5765 |
3065 |
4600-4970 |
|
Платина |
3260-3960 |
1670-1730 |
2690-2800 |
|
Свинец |
1960-2400 |
700-790 |
1200-1320 |
|
Цинк |
4170-4210 |
2440 |
3700-3850 |
|
Никель |
5630 |
2960 |
4785-4973 |
|
Серебро |
3650-3700 |
1600-1690 |
2610-2800 |
|
Углеродистые стали |
- |
- |
5099-5177 |
|
Нержавеющая сталь |
- |
- |
5039 |
|
Титан ВТ-1 |
- |
- |
5072 |
|
Медь М-2 |
- |
- |
3842 |
|
Латунь Л59 |
4600 |
2080 |
3450 |
|
Алюминиевый сплав |
6320 |
3190 |
5200 |
|
АМГ |
||||
|
|
|
264
Скорость звука в некоторых монокристаллах
Кристалл |
Направление |
Тип волны |
с, м/с |
|
распространения |
|
|
Кварц(SiO2 ) |
вдоль оси Z |
продольная |
6330 |
|
>> |
поперечная |
4620 |
|
вдоль оси Х |
продольная |
5600 |
|
>> |
поперечная |
5050 |
|
|
быстрая |
|
|
>> |
поперечная |
3500 |
|
|
медленная |
|
Рубин (Al2 O3 ) |
вдоль оси С |
продольная |
11240 |
|
>> |
поперечная |
7800 |
Ниобат лития |
вдоль оси С |
продольная |
7330 |
(LiNbO 3 ) |
|
|
|
|
>> |
поперечная |
3580 |
Сульфит кадмия |
вдоль оси С |
продольная |
4500 |
(CdS) |
|
|
|
|
>> |
поперечная |
1860 |
Железоиттриевый |
вдоль оси Х |
поперечная |
3840 |
гранат(MgAl 2 O4 ) |
|
|
|
|
вдоль оси [100] |
продольная |
8830 |
|
>> |
поперечная |
6540 |
|
вдоль оси [111] |
продольная |
10600 |
|
>> |
поперечная |
5100 |
265
Газовые лазеры
Активная |
Способ |
Длина |
|
Длитель- |
Частота |
|
Расходи- |
|
волны, |
Режим |
ность |
повторе- |
Мощность |
мость излу- |
|||
среда |
возбуждения |
|||||||
мкм |
|
импульсов |
ния, Гц |
|
чения, мрад |
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
He+Ne |
газовый разряд |
0,63; |
непрерывный |
- |
- |
1-50 мВт |
0,5-3 |
|
|
газовый разряд |
1,15; 3,39 |
непрерывный |
- |
- |
5-100 Вт |
2-10 |
|
CO2 |
в отпаянной |
10,6 |
||||||
трубке |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
газовый разряд |
|
|
|
|
|
|
|
|
с прокачкой |
10,6 |
непрерывный |
- |
- |
102-104 Вт |
2-10 |
|
> |
смеси |
|
|
|
|
|
|
|
электроиони- |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
зационный |
|
импульсный |
1-50 мкс |
25 |
106 Вт |
2-10 |
|
|
газодинами- |
10,6 |
импульсный |
20 мкс |
- |
108 Вт |
2-10 |
|
> |
|
|
|
|
|
|
||
ческий |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
непрерывный |
- |
- |
100 кВт |
2-10 |
||
|
|
10,6 |
||||||
> |
химический |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
непрерывный |
- |
- |
10 кВт |
1 |
||
|
химический |
10,6 |
||||||
|
импульсный |
1 мкс |
- |
108 Вт |
1 |
|||
|
|
|||||||
> |
фотоссици- |
2,6-3,5 |
непрерывный |
- |
- |
10 кВт |
- |
|
импульсный |
20 нс |
- |
2·1011 Вт |
- |
||||
|
||||||||
HF |
ация |
1,315 |
импульсный |
1 мкс-1 мс |
- |
105-107 Вт |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
CF I |
|
|
|
|
|
|
|
Жидкостные лазеры
Способ возбуждения |
Длина |
Режим |
Длитель- |
Частота |
Мощность, |
Расходимость |
||
Активная среда |
волны |
, |
ность |
повторе- |
Вт |
излучения, |
||
мкм |
|
импульсов |
ния, Гц |
мрад |
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Неоргани- |
ламповая |
0,22- |
|
импуль- |
0,1-10 мкс |
0,1-500 |
104-106 |
2-4 |
ческие |
накачка |
0,86 |
|
сный |
|
|
|
|
жидкости и |
лазерная |
|
|
|
|
|
|
|
(>50) |
накачка |
|
|
|
|
|
|
|
Органические |
лазерная |
0,55- |
|
непреры- |
- |
- |
0,1-1 |
0,2 |
красители |
накачка |
0,67 |
|
вный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полупроводниковые лазеры
Активная |
|
Длина |
|
Длитель- |
Частота |
|
Расходимость |
||
Способ |
Режим |
ность |
Мощность |
||||||
среда |
волны, |
повторе |
- |
излучения |
|||||
|
возбуждения |
мкм |
|
импульсов, |
|
|
, |
||
|
|
ния, Гц |
|
град |
|||||
|
|
|
нс |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
AlGaAs |
инжекция |
0,7-0,9 |
импуль- |
100-200 |
500-5000 |
10-50 Вт |
4-6 |
||
|
носителей |
|
сный |
|
|
|
|
|
|
|
через p-,n- |
|
непре- |
- |
- |
|
0,1-1Вт |
4-6 |
|
|
переходы |
|
рывный |
|
|
|
|
|
|
|
электронным |
0,49- |
импуль- |
3 |
- |
|
200 кВт |
4-6 |
|
|
пучком |
0,69 |
сный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Твердотельные лазеры
Активная |
Способ |
Длина |
|
Длитель- |
Частота |
|
|
Расходи- |
Режим |
|
Мощность, |
мость |
|||||
среда |
возбужде- |
волны, |
ность |
повторения |
, |
|||
|
ния |
мкм |
|
импульсов |
Гц |
Вт |
излучения, |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
мрад |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
импульсный |
|
|
|
|
|
Рубин |
ламповая |
0,694 |
свободной |
1-0,5 мс |
0,001-1 |
|
105-106 |
10-40 |
|
накачка |
|
генерации |
|
|
|
|
|
|
|
|
импульсный |
|
|
|
|
|
|
|
|
с модулиро- |
20 нс |
|
|
106-109 |
1-3 |
|
|
|
ванной |
|
|
|
|
|
|
|
|
добротностью |
|
|
|
|
|
|
|
|
импульсный |
|
|
|
|
|
|
ламповая |
|
свободной |
1-3 мс |
1-2 |
|
105-106 |
3-15 |
Стекло с |
накачка |
12,058 |
генерации |
|
|
|
|
|
примесью |
|
|
|
|
|
|
|
|
Nd |
|
|
импульсный |
|
|
|
|
|
|
|
|
с модулиро- |
3-30 нс |
0,001-0,1 |
|
108-5·1010 |
0.5-1 |
|
|
|
ванной |
|
|
|
|
|
|
|
|
добротностью |
|
|
|
|
|
|
|
|
режим |
|
|
|
1011-1013 |
|
|
|
|
синхрониза- |
0.005-1 нс |
- |
|
|
- |
|
|
|
ции мод |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
∙Матвеев А. Н. Электродинамика. – М.: Высш. шк., 1986.
∙Виноградова М. Б., Руденко О.В., Сухоруков А. П. Теория волн. – М.: Наука, 1979.
∙Исакович М. А. Общая акустика. – М.: Наука, 1973.
∙Ландау Л. Д., Лившиц Е. М. Гидродинамика. – М.: Наука, 1988.
∙Ландау Л. Д., Лившиц Е. М. Электрородинамика сплошных сред. – М.: Наука, 1982.
∙Ландау Л. Д., Лившиц Е. М. Теория упругости. – М.: Наука, 1987.
∙Никольский В. В. Электродинамика и распространение радиоволн. – М.: Наука, 1973.
∙Борн М., Вольф Э. Основы оптики / Пер. с англ. под ред. Мотулевич. – М.: Наука, 1973.
∙Красильников В. А., Крылов В. В. Введение в физическую акустику. – М.: Наука, 1984.
∙Ахманов С.А., Дьяков Ю.Е., Чиркин А.С. Введение в статистическую радиофизику и оптику. – М.: Наука, 1981.
∙Стрелков С.П. Введение в теорию колебаний. – М.: Наука, 1964.
∙Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны / Пер. с англ. под ред. А.Б. Шабата. – М.: Мир, 1977.
∙Фок В.А. Проблемы дифракции и распространения электромагнитных волн. – М.: Сов. радио, 1970.
∙Мандельштам Л.И. Лекции по теории колебаний. – М.: Наука, 1972.
∙Антенны и устройства СВЧ: Учеб. пособие для вузов / Под. ред. Д.И. Воскресенского. – М.: Радио и связь, 1994.
∙Радиотехнические системы: Учеб. для вузов / Под ред. проф. Ю.М. Казаринова. – М.: Высш. шк., 1990.