合成技術及應用
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合成技術及應用范文第1篇
1 InSAR技術的優勢與潛力
合成孔徑雷達干涉測量技術是近年來發展起來的空間對地觀測新技術，這一技術主要是借助于合成孔徑雷達SAR朝目標位置發射微波，之后接收目標反射回波，從而獲得目標位置成像的SAR復圖像對，如果復圖像之間有相干條件，SAR復圖像對共軛相乘后能夠得到干涉圖，結合干涉圖相位值可以獲得兩次成像中存在的微波路程差，進而準確獲得目標位置的地形地貌等情況。
利用InSAR技術成像的優勢在于連續觀測能力強、成像分辨率和精度高、覆蓋范圍較廣、技術成本低等，在各個領域的應用也非常廣泛，比如說DEM生成、地面沉降監測、火山或地震災害監測、海洋測繪、國防軍事等。但是InSAR技術測量的精準度往往會受到大氣效應的影響，近年來新提出的散射體PS技術逐漸被越來越多的應用到其干涉處理的過程中，PS技術分析能夠在長時間內保持相對穩定的散射體相位變化，即便是難以獲得干涉條紋的狀況下，也可以獲得毫米級的測量精度，在很大程度上提高了干涉測量技術的環境適應能力，這也是這一技術研究過程中的一個重大突破，其擁有非常高的開發應用價值[1]。
2 InSAR技術的基本原理分析
合成孔徑雷達干涉測量技術是按照復雷達圖像的相位值來計算出地面目標空間信息的技術，它的基本思想是：借助兩幅天線進行同時成像或者單幅天線間隔一定時間重復成像，進而得到同一位置的復雷達圖像對，因為兩幅天線和地面目標之間的距離不一致，因此在復雷達圖像對同名象點之間出現相位差，進而產生干涉紋圖，其中的相位值代表兩次成像的相位差測量值，兩次成像的相位差和地面目標的空間位置之間的幾何關系，結合飛行軌道的具體參數，便能夠準確的計算出地面目標的具體坐標，進而讓我們獲得具有較強精準度的大范圍數字高程模型。下面作者以衛星重復軌道干涉模式對其技術原理進行說明，首先我們能夠看到其幾何示意圖（見圖1）。
圖1 InSAR幾何關系示意圖
S1、S2代表衛星對同一位置進行兩次成像的位置（即是天線位置），S1的軌道高度是H，基線長度是B，基線水平角為α，入射角是θ，地面目標P高度是h，S1到地面目標P的距離是r，S2到地面目標P的距離是r+？啄r。
根據圖1，地面目標P的高度能夠用以下公式表示：
h=H-r*cos？茲 （1）
由余弦定理得：
（2）
因此： （3）
對上述公式進行整理得 （4）
我們知道，干涉相位即是地面目標P通過r，r+δr，雷達分別于S1和S2處接收到的回波相位差Φ中，而Φ和距離差δr、微波波長λ的關系表達式為：
（5）
因為重復軌道雷達接收的信號基本為通過發射與返回路程的信號，因此可得：
（6）
將公式（6）和公式（4）代入公式（1）我們可以得出：
這一公式即是從干涉相位中獲得地面高程的基本原理公式，其具體參數說明：θ，H為己知，H值能夠通過衛星雷達高度計算測量獲得，基線距B、天線和水平線之間的夾角α能夠通過衛星軌道參數來確定，但是其精準度較低，因此一般利用一些地面控制點，結合成像原理，對成像過程中的軌道參數進行計算，從而有效的提升B、α值的精確度。對于Φ的值我們通常采取下面兩種辦法進行計算：兩復值圖像相位直接相減或復值圖像共扼相乘，兩種方法的效果比較相近，但后者的應用更為普遍。
3 合成孔徑雷達干涉測量（InSAR）技術的應用
3.1 地形圖成像
合成孔徑雷達干涉測量技術根據SAR復圖像中的相位數據，借助于干涉處理的方式來獲得地面目標的三維空間信息，因此我們這一技術也更加常見于地形圖制作、DEM生成等領域的實際應用中。利用InSAR技術所得到的地形地貌精準度也會受到成像幾何以及干涉圖像質量等因素的影響。相關實驗結果說明，利用干涉測量技術來獲取DEM具有非常高的效率和準確度，尤其是在荒無人煙、環境惡劣或者無人區，選擇InSAR技術進行測繪是非常普遍的[2]。
3.2 地殼形變研究
借助于InSAR技術所得到的DEM能夠直接找出地表變化情況，比如說泥石流沉積、沙丘移動等。差分干涉通過對多次干涉結果實施差分，當我們排除地形干擾之后，能夠通過雷達的波長量級來對地表發生的微弱物理變化進行監測。
InSAR技術還能夠更加廣泛的應用到土地動力學的各個方面，比如說氣候地貌學、土壤遷移、火山學、災害風險評估以及自然災害監測等。類似于此的地表物理變化通常是因為斷層隆起或彎曲、地震災害導致的位移、地塊沉降等引起的，對其進行監測能夠幫助我們更加準確的對火山、滑坡、泥石流等自然災害作出預報，降低自然災害給我們帶來的生命財產損失。
3.3 極地監測
極地冰蓋會在很大程度上決定了地球氣候環境的變化，所以對極地冰蓋體積以及冰川的運動進行監測是十分重要的。和過去的監測方式比起來，InSAR技術能夠監測更大范圍、更高效率的優勢，它能夠更加準確的對極地冰蓋厚度變化以及冰川移動狀態進行監測。1993年歌德斯坦等人首次利用衛星SAR差分干涉技術對冰川運動以及邊緣變化實施了監測，相關研究數據說明，利用InSAR技術對極地冰川進行監測具有非常廣闊的應用前景。
3.4 其他應用
InSAR技術除了應用于上述領域中，還能夠用于陸地植物生長監測、海洋監測等工作。雷達遙感圖像能夠記錄海量的陸地植被信息，能夠直接的反映出監測地區植被生長、生物量等情況，能夠幫助我們更好的對生態環境進行研究。雷達遙感還能夠借助于植被的后向散射系數來對其實際生長情況進行評估等。
我們知道，地球表面的70%都是海洋，海洋中隱藏著我們人類生存所需的珍貴資源，但是海面的天氣情況通常比較惡劣，使用光學遙感方式來對海洋狀況進行監測是非常困難的。而利用InSAR技術不但能夠準確的監測船舶在海洋中的運動方向及速度，同時還能夠觀測到不同的海洋動力學現象等。另外，InSAR技術還能夠廣泛的應用于城市三維建模、考古作業、全球氣候變化研究、地下水和土壤水分分析研究等各種專業領域[3]。
4 結論和展望
利用合成孔徑雷電干涉測量能夠幫助我們更加準確的獲得地形高度數據，它借助于雷達回波相位信息，不但能夠建立大范圍高精準度的DEM，同時還能夠通過差分干涉技術對地面可能存在的毫米量級位移進行準確監測。隨著近年來科學技術的不斷發展，合成孔徑雷達干涉測量技術已經逐漸成熟且廣泛的應用于實踐中的各個領域。從我國研究InSAR技術的實際情況來看，雖然我們在此技術上已經取得了一定的成績，但是依舊還有很多技術問題需要改進和解決，比如說我國尚無星載成像衛星獲取InSAR處理數據，機載衛星獲取數據依舊處于初級發展階段，并未形成規模化的程度，因此現階段依舊是借助于國外提供的數據來進行相關研究。我們必須要認識到，InSAR技術的應用前景和潛力價值是無窮的，我們必須要進一步研發本國的In-SAR系統，從而更好的為國防建設以及國民經濟發展作出貢獻。
參考文獻
[1]張倍倍.合成孔徑雷達干涉測量（InSAR）技術在地表沉降監測中的應用[J].西部資源，2014（5）：45.
合成技術及應用范文第2篇
【關鍵詞】合成器；電路仿真；故障排除
1.引言
DX-600發射機主要有發射機控制單元（TCU）、合成器控制單元（CCU）和三個200KW功放單元（PB200）組成，其中，合成器的主要作用是將三個PB200功放單元輸出地射頻功率合成，并通過阻抗變換網絡使輸出阻抗達到匹配要求，將信號送到天線進行播出。
在合成器中的元器件都是工作在高頻率、大電壓、強電流條件下，具有測量難、調整難和故障排除難的特點，通常的檢修和故障排除方法已無法滿足實際維護的需要，因而采用仿真技術來模擬和排除合成器各種故障成為一個急待解決的問題。
2.合成器仿真系統基本結構與工作特性分析
2.1 合成器仿真系統基本結構
本文采用的是Protel99se仿真軟件進行電路仿真與各類故障分析，根據發射機合成器的實際結構構建了如圖1的仿真系統：
2.2 仿真系統特性分析
（1）頻響特性分析
在我臺中，DX-600發射機的工作頻率為783Khz，如圖2所示為仿真系統的頻響特性，可以看出合成器仿真系統的頻響特性符合發射機工作頻率783Khz，滿足仿真要求。
（2）阻抗匹配特性分析
A.各PB 90°相移網絡的輸入和輸出阻抗特性分析
如圖3所示，合成器仿真系統的中各PB 90°相移網絡的輸入阻抗為42歐姆，輸出為168歐姆，與實際合成器的阻抗匹配特性一致。
B.主合成π網絡輸入和輸出阻抗特性分析
如圖4所示，合成器仿真系統的主合成π網絡輸入阻抗為56歐姆，輸出阻抗為50歐姆，與發射機合成器實際的阻抗匹配要求一致。
通過上面的分析可以看出本文所構建的合成器仿真系統的頻響特性和阻抗匹配特性都滿足合成器系統的實際要求，確實可以仿真工作在783Khz條件下的DX-600發射機合成器的工作狀態。
3.仿真技術在合成器系統中的應用
3.1 在天線系統中故障仿真的應用
發射機天線系統元器件工作在高頻率、高電壓、大電流條件下，實際工作中很難測量和調整，而且也無法模擬此類故障，因此在天線系統的故障處理方面很多是依靠傳統的理論分析和經驗積累，缺少必要的科學直觀有效的分析和排除方法。
針對發射天線系統內部元器件老化，導致的天線系統容抗變化的實際情況，通過仿真系統進行故障模擬仿真，進而找到故障現象，為此類故障的排除提供科學的依據。
首先是在仿真系統中改變輸出網絡中匹配電容CA的值，模擬故障點，通過仿真系統模擬產生仿真故障現象如圖5所示：
從上面圖5與圖6可以看出，此類故障的故障現象很明顯，主要是發生故障的天線輸出將產生嚴重的幅度失真，各PB的反射系數都會增大，使得各PB輸出波形幅度變小。
3.2 在合成器故障排除中的應用
如圖7所示，合成器內元器件參數變化造成了PB單元都有了不同程度的故障指示
分析故障現象可以總結為：發射機整體輸出變小，反射系數變大，天線駐波比變大，其中PB1輸出和反射系數變化最明顯。由此可以看出故障點應位于PB1中，下面通過對PB1相關元器件的仿真來找出故障點。
（1）PB1調載電容C11發生故障，故障現象如圖8：
（2）PB1調諧電容C10發生故障，故障現象如圖9
（3）故障點分析與判斷
1）仿真故障點一：C11的故障現象是三部發射機的輸出都變小，反射系數都變大。
2）仿真故障點二：C10的故障現象是只有PB1的輸出和反射系數變化最明顯。
3）通過對比發現仿真故障點二的現象與實際故障現象一致，基本可以判斷故障點就是PB1的調諧電容C10。
4.結束語
通過采用電路仿真軟件Prote
l99SE對DX-600發射機合成器系統進行電路仿真，建立電路仿真模型，極大地提高了合成器系統故障排除速度。同時也可以將仿真用于該設備的仿真訓練中，實現訓練手段的創新，提高訓練的效率和效果。因此DX-600合成器仿真系統極大的提高了我們維護發射機的工作能力，確實解決了很多實際問題，促進了業務水平的提升。
參考文獻
[1]魏瑞發.數字化調幅發射機[M].無線局,1999.
[2]清源科技.Protel99se電路原理圖案設計與仿真技術[M].機器工業出版社,2007.
[3]王正謀.Protel99se電路設計與仿真技術[M].福建科學技術出版社,2005.
[4]賀從林.Protel 99 SE在某裝備隨動系統電路仿真中的應用[J].軍事通信,2009(3).
[5]康華光.電子技術基礎模擬部分[M].高等教育出版社,1999.
作者簡介：
劉金星（1983—），男，碩士研究生，主要研究方向：電子技術應用。
合成技術及應用范文第3篇
關鍵詞：頻率合成技術；全固態；中波發射機；應用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.047
0 引言
為了保證中波發射機輸出頻率的穩定性、精確性以及頻繁更換的需要，頻率合成技術在全固態中波發射機中得到了廣泛的應用。頻率合成技術指的是將一個或多個標準頻率，例如晶振信號源，通過合適的計算，變為具備同一穩定度和精確度的多個所需頻率的技術。通過電壓控制蕩器，將輸出信號和基準信號源之間保持穩定關系的技術為鎖相技術。將頻率合成技術通過基準頻率進行計算，從而獲得不同頻率信號的單元電路為“頻率合成器”或“頻率綜合器”。
1 方法和應用
頻率合成器的特點在于，能夠提供比1×10-8輸出信號更穩定的信號，能夠降低寄生分量。不需要使用濾波器，在集成化和微型化方面更加優秀。在頻率合成器中，可以通過微機控制對分頻比進行調整，能夠對發射機的頻率更換和頻率顯示進行遠程控制，實現發射機的數字化、微機化和自動化。
在頻率合成中，有多種方法，基本可以分為兩類：直接合成法和間接合成法。在國外的生產中，有一部分的發射機使用的是直接合成法。其原理是通過一塊浸提振蕩器作為基準頻率，通過分頻、倍頻和濾波，將所需的頻率當做激勵信號進行輸出。石英晶體的應用是根據發射機的特點定做的。雖然這種方法的簡便性較強，但是在輸出紋波和寄生產物上難以進行精確的控制，當發射機的工作頻率需要進行改變時，還需要選擇不同的石英晶體，近年來直接合成法的應用逐漸減少。
間接合成法主要是通過電壓控制振蕩器、監相器、低通濾波器和基準頻率源組成的。一般是用一個或多個基準頻率源，通過諧波或護額頻率，利用鎖相法，固定壓控振蕩器輸出頻率在某個諧波或組合頻率上，壓控振蕩器間接產生中波發射機所需的頻率輸出，這種間接合成器又稱為鎖相式合成器。其有著一定的獨特性：在提供穩定性較強的輸出信號頻率時，還可以有效的避免產生寄生分量，不需要使用大量的濾波器，提升了設備的集成化程度。
在當下全固態數字中波發射機中，頻率合成技術在振蕩器中的應用較為先進，不同頻率的發射機可以使用頻率不變的合成器，如果更改工作頻率，只要對程序分頻器的分頻比進行適當的調整[1]。
2 鎖相倍頻電路及其特性
全固態中波發射機通常由音頻輸入部分、射頻部分、檢測系統以及電源模塊等四個部分構成，其中射頻部分的主要作用是產生穩定的載波信號，逐級的進行有效放大，在數字音頻編碼信號作用下進行數模轉化，產生具備量化階的調幅信號，經過帶通濾波器雜波處理，輸出標準的調制波。由此可見，射頻部分穩定度是關系到發射機性能參數的主要指標，其關鍵的構成元件鎖相環頻率合成器更是衡量全固態中波發射機性能的核心元件。
2.1 鎖相環捕捉特性
數字集成鎖相環的組成由環路濾波器、壓控振蕩器和相位比較器幾部分構成。基準信號源不僅可以由外部介入，本機也可以產生，對輸入的基準信號與反饋信號的相位作一對比，所得到的相位誤差電壓，用環路濾波器對誤差電壓的波形進行平衡濾波，當獲得控制電壓后，對壓控振蕩器的頻率進行有效控制。當壓控振蕩器輸出一定頻率的信號時，要通過相位比較器的比較信號進行反饋。以此對整個環路的循環動態進行調整 ，使得輸出信號和基準頻率的頻率趨于一致來確保信號的相位差恒定，整個環路鎖定的情況下實現相位鎖定的狀態。但在實際應用中，很難保證輸入的頻率恒定，當輸入頻率發生一定的改變時，環路可以進入相應的動態頻率對輸出信號頻率進行追蹤，保證其鎖定狀態。
在實際的工作中，鎖相環的靈活性有著獨特的優勢，能夠根據實際的工作狀態進行相應的調整。通過輸出信號和基準信號之間的頻率關系、差值關系等等，組成適用于不同設備的電路。在頻率合成技術中，主要是用多種運算方式運用到基本鎖相環路的反饋通路中，一般使用的是插入分路器。在中波發射機中，CD4046集成塊有著較多的應用，由該集中塊組成數字鎖相環，可以形成鎖相倍頻電路的基本結構。
2.2 CD4046鎖相環的電氣功能
CD4046集成塊是由公用放大器、線性壓控振蕩器和兩個比較器組成。比較器選用的是同一個輸入端，工作相位的差異決定了二者工作狀態的不同。通過比較器對信號輸入端相位的對比，從而得到誤差電壓，并對電壓進行輸出。之后，在用環路濾波器，過濾掉無作用的組合頻率，并去除無用干擾，從而得到最后的控制電壓。在將控制電壓輸入到公用放大器中，對公用放大器的振蕩頻率進行相應的控制和調整，最后輸出公用放大器的振蕩信號。和通過外接的分頻器分頻向相位的比較器比較反饋信號。
公用放大器振蕩范圍的確認是核心的因素。公用放大器是由電流鏡像網絡、RC定時元件、電流控制型振蕩電路、禁止端電平控制的電子開關以及源極跟隨器組成的。一般情況下，控制電壓的輸入電路是由源極跟隨器、用場效應管和外接電阻組成的。使用這個電路，可以將自環路濾波器的控制電壓直接轉換為控制電流，兩者之間有著相互促進的關系[2]。
電流鏡像網絡的兩路輸出電流是相等的。輸入電壓能夠對一路流入源極跟隨器的大小進行精確控制；另一路為電路提供對性振蕩電路，從而進行控制。電流鏡像網絡有著鏡像的特點，在對性振蕩電路和源極跟隨器中的電流是相同的。因此，通過電流鏡像網絡進行運作的振蕩電路中的工作電流，可以通過源極跟隨器對輸入控制電壓進行精確控制。
對定時電容充放電速度控制工作有工作電流了完成，電容正反狀態控制部分有門電路完成，通過電容兩端不同的輸入電壓，有效的決定了電路的狀態。當控制電壓比源極跟隨器一支場效應管開啟電壓低時，控制電流的值為0，支場效應管處于挺會狀態。但是電路中有著并聯的情況，因此存在電阻，導致電流鏡像網絡為振蕩器提供的工作電流的值最小。所以，通過RC能夠決定最低振蕩頻率，還可以對公用放大器的值進行確定。當控制電源在電源電壓和N1管開啟電壓之間時，隨著控制電壓的變化，電流鏡像網絡的工作電流也會產生變化，從而使得公用放大器的振蕩頻率發生改變。
當控制電壓和電源電壓的值恒定時，支場效應管會出現深度飽和的情況。在該狀態下，電流鏡像網絡會向振蕩器中輸入最大工作電流，公用放大器中會產生最高振蕩頻率，該頻率的值和電阻和電容有關。由此可以得出，電阻和電容能夠影響到公用放大器的振蕩頻率范圍，在一定的范圍內，源極跟隨器的輸入電壓能夠對振蕩頻率進行精確的控制。
2.3 DAM中波數字調幅發射機中CD4046的應用
為了保證載頻信號的穩定性，提高載頻信號的精確度。并使其在一定的頻率中，達到相應的規范標準，在全固態中波數字調幅發射機10KW（DAM）的射頻系統中，將CD4046技術作為關鍵電路技術，從而實現鎖相環技術。在中波廣播頻段中，有著9KHz的頻率間隔。為了保證中波段中的載頻設置，能夠對載頻進行簡便的更改，在該射頻激勵版中使用了間隔9KHz的鎖相環頻率合成器設計。
首先，在基準信號源中，鎖相環的基準信號源是用1×10-8的高頻率穩定恒溫晶體發出的4.608MHz信號通過二次分頻獲得的。根據之前的研究得出，在531KHz到1602KHz頻段的載頻中，都有和4.608MHz相對應的頻率指標。通過插件，可以不用將4.608MHz信號輸送給電壓，而是直接輸送到比較器中。通過調整，原本的正弦波會變為方波。再進行相應的計算，可以獲得鎖相環9KHz信號，并輸送到鎖相倍頻電路中；鎖相環頻率合成器為CD4046，一般是通過環路濾波器和可編程分頻器組成鎖相環電路；設置可編程分頻電路的主要目的是為了實現中波頻段的全覆蓋。在反饋環中，可以融入可編程分頻器，包括531KHz到1602KHz[3]。
3 結語
隨著科學技術的不斷發展，全固態中波發射機的激勵器輸出信號以及功率合成都將更加穩定，這也為未來真正實現遠程計算機控制的無人值守打下了良好的基礎。通過頻率合成技術的應用，可以有效提高發射機的性能，拓寬發射機的應用范圍，提高其穩定性。
參考文獻：
[1]趙亮.頻率合成技術在中波固態發射機上的應用[J].科技創新與應用，2012（23）：42.
[2]劉昆.DAM全固態中波廣播發射機的關鍵技術及新技術動態[J].科技傳播，2010（07）：76-77.
合成技術及應用范文第4篇
李益敏 綜述，鄭永生 審校
快速成型技術（RP）是機械工程、計算機輔助設計與制造技術(CAD/CAM)、計算機數字控制（CNC）、精密伺服驅動、檢測技術、激光技術及新型材料科學等高科技技術的集成。由于它明顯優于傳統制造技術，近來獲得了日新月異的發展，已被廣泛應用于航空、汽車制造、軍事、醫療等領域，其中在醫學領域的應用占到整個應用領域中的12%,特別是在口腔、顱頜面外科及骨科治療中。顱頜面外科由于其手術的復雜性和精確性,一直是醫學界公認的較為棘手的領域，選擇多學科合作，多領域技術的相互配合，是顱頜面外科治療的發展趨勢。近年來，RP技術和顱頜面外科的緊密結合，為顱頜面外科的發展注入了新的生機，使顱頜面外科治療手段變得更為科學、精密和簡便。本文就快速成型技術在顱頜面外科中的應用綜述如下：
1快速成型技術
1.1 RP技術原理：RP技術最早起源于20世紀80年代后期的航空工業，是基于分層技術、堆積成型、直接根據CAD模型或CT數據等快速生產樣件的先進制造成組技術總稱。RP技術不同于傳統的去除成型、拼合成型及受迫成型等制造加工手段，是利用塑料、陶瓷、復合蠟等各種材料累加法直接制造出樣件。其基本原理是:分層制造,逐層疊加[1],實現一種由點到線、由線到面、由面再組成立體結構的過程。RP具體過程大體可分成三步：①數據準備：通過計算機生成零件三維CAD模型，或CT數據的準備，然后用切片軟件將三維CAD模型切成大約0.5～2mm厚的薄片，得到各層面的輪廓信息；②分層疊加成型：各層截面輪廓數據信息轉換成數控加工命令，控制激光束選擇性切割一層層原材料（如：固化液態樹脂、復合蠟粉等粉末材料、噴射粘結劑或熱熔材料等），形成各截面輪廓并疊加成三維產品；③后處理過程：進行模型表面處理清潔等。
1.2快速成型技術工藝種類及加工材料:快速成型技術工藝多種,其中常用的較為成熟的有六種：①光固化（SL）；②選擇性激光燒結（SLS）；③層狀物體制造（LOM）；④熔融堆積成型（FDM）；⑤激光近似成型技術（LENS）；⑥三維打印技術（3DP）。不同的技術工藝可以選擇不同的加工材料。
1.3 快速成型技術的特點：RP技術不同于傳統的制造工藝，其優越性在于：①采用非接觸加工，不需任何刀具、模具等；②生產過程數字化，可隨時修改，隨時制造，并可做到無人值守；③生產成本與產品數量無關，特別適合單個模型的生產；④能夠實現快速鑄造、快速模型制造；⑤生產過程沒有切割、噪聲和振動，有利于環保；⑥產品的制造過程與模型的復雜性無關，可以制造任意形狀的模型。
2快速成型技術在顱頜面外科中的應用
在醫學的領域RP技術最早應用于外科，尤其是對于顱頜面外科、骨外科、整形外科等的臨床實踐。利用RP技術可以加工出內、外部三維結構完全仿真的生物模型。借助患者術區解剖結構模型，醫生可以更直觀地了解術區狀況，并結合模型具體討論病例，制定更合理的手術方案。對于復雜病例，實施模型外科，預演術中可能遇到的問題，并比較此術式的優劣，同時也向年輕醫生演示或供他們操作訓練[2]。
2.1 顱頜面硬組織的精確復制：顱頜面骨組織形態不規則，結構復雜，周圍解剖關系密切，通過X線片及單純的CT片很難精確診斷病變的實際狀態和部位。最早有學者在1989年即將該技術應用于患者的診斷。Haers PE[3]對于建立的21例患者的三維模型進行分類，認為模型具有對顱頜部綜合征、面部不對稱、器官距離過遠、大型缺損等畸形的診斷、治療有意義，而對于多發性骨折的錯位矯正沒有幫助。D'Urso PS等[4]對45例顱頜面頸部患者進行仿真生物模型及影像的對比，分析結果表明模型有利于改善手術設計（模型達82.21%，影像為44.09%）；術前診斷準確率達95.23%（影像的準確率為65.63%），模型的測量誤差為7.91%，遠遠低于影像測量誤差44.14%，應用仿真模型后手術時間平均降低17.63%。Ariver等[5]利用CT數據結合SL方法復制顱骨，并與原顱骨標本進行測量比較，絕對誤差在0.1～4.62mm之間，平均誤差為0.85mm，認為SL方法可以精確復制顱骨。Bianchi等[2]利用離體下頜骨CT數據、SL技術復制下頜骨模型，總體誤差在0～4.03%范圍，且解剖細節清晰可辨。林李嵩等[6]利用RP技術讀取干性頭顱的螺旋CT數據制作出眶三維模型,結果更加精確,模型與顱骨的平均差值為(0.22±1.04)mm。朱赴東[7]對根據螺旋CT數據制作的三維模型進行測量，認為模型的總體誤差可以控制在0.02～0.53mm,其中顱骨模型的誤差在0.02～0.24mm,牙齒模型的誤差在0.04～0.53mm之間，顱骨、牙齒模型與實體無顯著性差異。RP模型能夠復制顱頜面骨組織的真實情況,提高臨床診斷的準確率。
2.2顱頜面軟組織的復制:軟組織的數據來源通常是螺旋CT和MRI數據。Coward[8]利用MRI數據，應用鏡像原理用SL方法制作出與健側耳相同的樹脂患耳贗復體。焦婷等[9]利用多排螺旋CT數據，應用LOM法制作缺損區耳廓陽模，然后用醫用硅膠翻制耳廓硅膠陽模義耳，形態精度高，個性化高。李風蘭等[10]應用SLS技術，利用三維激光掃描正常鼻數據制作鼻蠟模型，并翻制出硅橡膠鼻贗復體，獲得結果是贗復體與蠟模測量無明顯差異，提供了一種鼻贗復體新的制作方法。
2.3定制個性化修復體:運用RP技術，根據鏡像原理，通過CAD系統制作顱頜面個性化植入體,材料可以選取鑄造鈦板、個性化鈦合金、硅橡膠、人工骨等。
2.3.1對于頜面外科:Tideman等[11]早在1992年即對上頜骨切除術后缺損患者實施術中填塞已定制的快速成型鑄造鈦網和自體髂骨骨塊、局部軟組織覆蓋聯合方法進行即時修復，獲得滿意的近期效果。Eufinger H等[12]報道對于22例顱頜面缺損患者制作個性化鈦板植入物重建外形，顯著降低手術時間，并獲得良好的美容外形。后Eufinger H又陸續報道了計算機輔助下的個性化鈦網在臨床中的應用，肯定了該種技術在臨床中的顯著成效。另有學者報道設計制造個性化鈦板修復體修復腭部缺損。劉彥普[13]利用RP與反求技術制作缺損下頜骨的樹脂模型,通過鑄造技術制造純鈦修復支架進行個性化修復大塊下頜骨缺損,方法簡便、精確，可同時修復外形和重建咀嚼功能。楊連平等[14]應用CAD和RP技術聯合用于下頜骨腫瘤切除術后骨缺損的個體化修復重建中,術前預制重建個性化鈦板,即時修復骨缺損,提高手術精確度。
2.3.2對于顱骨的缺損:使用RP技術修復顱骨缺損在國內外已有大量報道。Winder J等[15]將該技術應用于10例顱骨缺損的患者，制作出精確的個性化鈦板直接修復缺損，獲得了滿意的美容效果。D'Urso PS[16]應用RP技術制造出的個性化丙烯酸修復體修復顱骨缺損，術前并進行修復體與缺損模型的模擬，手術時間明顯減少并產生良好的臨床結果。國內歸來[17]利用醫用鈦鑄造個性化顱骨修復體修復顱骨缺損，效果良好。徐建軍[18]制作EH復合型顱骨預制體修復額顳頂區大面積顱骨缺損,結果顯示預制體與缺損周圍組織精確吻合。夏德林[19]報道基于CT數據、快速成型技術預制鈦合金個性化顱骨缺損修復術切實可行，修復體具有良好的組織相容性、足夠的強度，且能在體內長期存留。
2.4模型外科手術模擬:前手術模擬可以選擇計算機輔助手術模擬和模型外科手術模擬。前者為虛擬環境，后者為實物模型真實環境，其中模型外科在口腔正頜外科已被廣泛使用。在顱頜面外科中，Lin CC等[20]將快速成型模型應用到顱頜面畸形患者術前模擬中，認為術前模擬有助于推動顱頜面外科的發展，能獲得更為精確的手術效果。國外有學者運用SLS技術復制顱頜面尼龍仿生物模型，術前為顱頜面骨骨折伴畸形患者實施手術模擬，效果滿意。國內唐曉軍等[21]將模型外科應用到對陳舊性頜骨骨折的治療中，在術前實施模型外科，可以簡化術中手術步驟，提高治療效果。何冬梅等[22]將模型應用于顴骨粉碎性骨折、顏面不對稱等畸形中，術前模擬手術過程，以確定截骨量、移動頜骨的范圍，效果滿意。孫堅等[23]利用CAD/CAM技術作為上頜骨大型缺損重建的模型外科手段，對于病態三維模型進行設計截骨線、固位等模擬手術，有助于術中移植骨的準確擺位以及植入體植入的軸向，避免術后移位。
2.5 手術模版的設計與制作:顱頜面小塊的缺損畸形無法定制個性化植入物，可以通過RP技術制作出需要充填的植入物三維立體模型，或者對于不對稱畸形需要去除骨組織時，術前制作出需要去除骨組織的模版，以指導術中選用的植入物的大小、形狀，截骨線的具置等。James等[24]報道了RP技術在先天性顴骨發育不全中的應用，由SLA模型獲得骨缺損信息，優化植入物的大小、結構，估計移植骨量。劉筱菁等[25]對12例復雜顱頜面畸形患者構建三維頭模，在頭模上進行模型外科和植入物模版的預制，其結論是在頭模上進行模型外科操作與真實手術吻合度很高，預制植入物模版能夠縮短手術時間，改善手術效果。
3展望
隨著CAD/CAM技術和RP技術的不斷發展，相關軟件和設備、材料費用降低，相信在不久的將來，RP技術的應用將成為顱頜面外科術前準備必不可少的步驟，并且，迎合臨床應用需求的各種類型的三維模型將會應運而生。同時，伴隨組織工程、材料學的快速發展，多學科協作下的RP技術將為推動顱頜面外科的發展提供無限可能。
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合成技術及應用范文第5篇
【關鍵詞】合成孔徑雷達;地形測繪;應用及進展
機載合成孔徑雷達技術以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便等優勢特點受到廣泛應用，除了在軍事領域有較大的發揮，合成孔徑雷達技術在民用鄰域也有較大的發展，如地形測繪測量、空間遙感控制、海洋監測、氣象探測等，本文將針對機載合成孔徑雷達技術的特點優勢分析探究其在地形測繪中的應用及發展。
1.機載合成孔徑雷達系統特點
1.1較高的精度
合成孔徑雷達的原理是通過發送、接受固定頻率的脈沖信號，相對于以前單一獨立的天線收發機制，合成孔徑能夠將各天線矩陣單元有效地整合為綜合的發送、接收系統，加以強大的數據處理能力，對于發送、接收的頻率脈沖分析處理，從而達到全方位、高精確的探測、監控效果。
隨著科技的進步與發展，電子產業方興未艾，機載合成孔徑雷達的部件不僅性能越來越強悍，其形態也將變得越來越精細，所應用的功能也越來越廣泛，經過一定的實踐應用調查，機載合成孔徑雷達的相對定位精度在300M至1500M的工程定位中，1小時以上觀測的解其平面位置誤差小于1mm，和ME-5000電磁波測距儀測定的數據結果比較，其邊長差值最大為0.5mm，較差中誤差達到了0.3mm的級別。
1.2探測效益高
隨著機載合成孔徑雷達技術的不斷完善，通過合成孔徑雷達探測的無人機已經應運而生并且防范應用，在地形測繪測量中，20KM內相對靜態的地理定位，無人機完成探測任務僅需15至20分鐘即可，當用于快速靜態相對定位測量時，每個流動站與基準站間距在15KM時，觀測時間便可縮短至1-2min。通過機載合成孔徑雷達的無人機觀測與雷達基站的綜合應用，地理地形的探測工作可以增加實際效益，縮短耗費時間，降低應用成本。
1.3系統綜合、操作便捷
整合性的合成孔徑雷達系統是綜合型的應用系統，配合使用的雷達基站間不需要相互通視便可實施有效監測及相關任務，通過系統的自主調控以及后臺大型數據處理機制，地理地形的測繪工作將會顯得比較輕松，并且耗費的人力、物理也相應減少。由于無需點間通視，點位位置可根據需要，可稀可密，使雷達站點的選址工作變得靈活多變，可以省去過去經典的大地網中的傳算點、過渡點的測量工作。
科學的進步也帶動了系統的發送、接收機制的發展，系統的自動化程度也越來越高，相應組件的構造與體積越來越精巧，相應的減輕了測量工作的工作繁重程度，使得地形測繪輕松簡便。
1.4提供三維坐標、全天候作業
地理地形的測量方式可以采用不同的方式進行，經典的大地測量方法將平面與高程度采用不同方法分別施測。合成孔徑雷達可同時精確測定相應地形相應目標的三維坐標，并且可以實現四等水準測量的精度。
機載合成孔徑雷達可裝載在無人機、高空偵查機、衛星等高空載具中，可以全天24小時實施測量工作，不受陰天黑夜、起霧刮風、下雨下雪等環境天氣的影響。
2.機載合成孔徑雷達技術在測繪領域的應用
最初的合成孔徑雷達的設計目的是應用于導航，情報收集等軍事領域。隨著技術發展，民用等軍事領域之外的應用前景也相當廣泛，由于合成孔徑雷達的諸多高性能特性及優點，注定其在各行各業有著廣闊的應用空間。
通過合成孔徑雷達發送與接收的頻段脈沖信號，可以進行海、空、陸的測量測繪、精確定位以及實時監控等。在于地形測繪鄰域，合成孔徑雷達技術已經用于建立高精度的全國性大地測量控制收發網絡，測定大范圍的地形動態參數，用于建立陸地海洋大地測量基準，進行高精度的島嶼、丘陵、平原、海洋等多種地形地貌的聯測，用于檢測地球板塊運動和地殼形態移動以及實時動態監控，還可以應用于工程測量當中，成為建立城市與工程控制網絡的主要手段，合成孔徑雷達可以測定航空航天攝影瞬間的相機的相對位置，實現少量地面控制或者無地面控制的航測快速成圖，從而從多方位、多領域對地理信息系統、全球環境遙感監測的技術發展起到促成推進作用。
3.機載合成孔徑雷達技術的發展前景
隨著我國的技術創新以及科技發展，機載合成孔徑能夠獲得廣泛的應用空間，特別在無人機、電子產業火速發展的今天。
在大地測量鄰域，通過機載合成孔徑雷達技術可以開展國際聯測，各地大范圍、多地形地貌的聯測。經過平臺統一、數據連接整合，很有希望能夠建立起全球性的大地地形地貌控制網絡系統，能夠為地點提供高精度的坐標，測定和精化大地水準面。經過大型數據處理機制，雷達探測地形坐標精度獎金0.2m，并且能夠聯測地形的集合水準，為我國的地理地形測繪建立了各級測量控制網，提供高精度的平面與高程三維基準。使得全國大范圍的地形、平原、丘陵、島嶼、海洋聯結為整體的三維地形庫。
工程測量領域，運用合成孔徑雷達技術，能夠對靜態工程位點進行精準定位，實施地形測量，從而根據測量實際數據布設精密工程控制網，可用于城市、礦區、油田等重要地形地段的沉降監測、地殼板塊的動向監控、高層建筑的變形監測以及隧道、河道、橋梁貫通測量等精密工程。
航空攝影地形測量領域，我國測繪工作者通過高空無人機、氣象無人機、電子偵察機等多種機載合成孔徑雷達載具進行相關任務工作，如航測外業控制測量、航攝飛機導航、機載雷達航測等匯聚數據形成三維坐標圖形。
地球動力學領域，機載合成孔徑雷達技術應用于地形地殼板塊運動監測以及區域板塊的運動監測，另外該技術還應用與海洋測量、水下地形測繪等相關領域。在靜態定位與動態定位測繪時，合成孔徑雷達系統需要整合相關測量測控設備的配合與數據接收整合，如低軌衛星，地面雷達基站等多方位探測設備，通過平臺統一的處理指令，可以實施靜態定位與高動態高精度定位測繪以及精密定軌監控等高難度任務。
結束語
機載合成孔徑雷達技術不僅廣泛應用于地形測繪監控，同時在軍事國防、智能交通、郵電通信、地礦、能源開采、工程建筑、海洋探測、高空監測、農業、氣象氣候、土地規劃管理、環境監測、金融、安防等部門行業，還可以在航空航天、測時授時、物理探礦、姿態測定等領域有著廣闊的應用前景。
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