Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Славутский Л.А. Волновые процессы и устройства

.pdf
Скачиваний:
52
Добавлен:
10.11.2018
Размер:
1.52 Mб
Скачать

считывания 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.