合成技术及应用
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇合成技术及应用范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
合成技术及应用范文第1篇
1 InSAR技术的优势与潜力
合成孔径雷达干涉测量技术是近年来发展起来的空间对地观测新技术，这一技术主要是借助于合成孔径雷达SAR朝目标位置发射微波，之后接收目标反射回波，从而获得目标位置成像的SAR复图像对，如果复图像之间有相干条件，SAR复图像对共轭相乘后能够得到干涉图，结合干涉图相位值可以获得两次成像中存在的微波路程差，进而准确获得目标位置的地形地貌等情况。
利用InSAR技术成像的优势在于连续观测能力强、成像分辨率和精度高、覆盖范围较广、技术成本低等，在各个领域的应用也非常广泛，比如说DEM生成、地面沉降监测、火山或地震灾害监测、海洋测绘、国防军事等。但是InSAR技术测量的精准度往往会受到大气效应的影响，近年来新提出的散射体PS技术逐渐被越来越多的应用到其干涉处理的过程中，PS技术分析能够在长时间内保持相对稳定的散射体相位变化，即便是难以获得干涉条纹的状况下，也可以获得毫米级的测量精度，在很大程度上提高了干涉测量技术的环境适应能力，这也是这一技术研究过程中的一个重大突破，其拥有非常高的开发应用价值[1]。
2 InSAR技术的基本原理分析
合成孔径雷达干涉测量技术是按照复雷达图像的相位值来计算出地面目标空间信息的技术，它的基本思想是：借助两幅天线进行同时成像或者单幅天线间隔一定时间重复成像，进而得到同一位置的复雷达图像对，因为两幅天线和地面目标之间的距离不一致，因此在复雷达图像对同名象点之间出现相位差，进而产生干涉纹图，其中的相位值代表两次成像的相位差测量值，两次成像的相位差和地面目标的空间位置之间的几何关系，结合飞行轨道的具体参数，便能够准确的计算出地面目标的具体坐标，进而让我们获得具有较强精准度的大范围数字高程模型。下面作者以卫星重复轨道干涉模式对其技术原理进行说明，首先我们能够看到其几何示意图（见图1）。
图1 InSAR几何关系示意图
S1、S2代表卫星对同一位置进行两次成像的位置（即是天线位置），S1的轨道高度是H，基线长度是B，基线水平角为α，入射角是θ，地面目标P高度是h，S1到地面目标P的距离是r，S2到地面目标P的距离是r+？啄r。
根据图1，地面目标P的高度能够用以下公式表示：
h=H-r*cos？兹 （1）
由余弦定理得：
（2）
因此： （3）
对上述公式进行整理得 （4）
我们知道，干涉相位即是地面目标P通过r，r+δr，雷达分别于S1和S2处接收到的回波相位差Φ中，而Φ和距离差δr、微波波长λ的关系表达式为：
（5）
因为重复轨道雷达接收的信号基本为通过发射与返回路程的信号，因此可得：
（6）
将公式（6）和公式（4）代入公式（1）我们可以得出：
这一公式即是从干涉相位中获得地面高程的基本原理公式，其具体参数说明：θ，H为己知，H值能够通过卫星雷达高度计算测量获得，基线距B、天线和水平线之间的夹角α能够通过卫星轨道参数来确定，但是其精准度较低，因此一般利用一些地面控制点，结合成像原理，对成像过程中的轨道参数进行计算，从而有效的提升B、α值的精确度。对于Φ的值我们通常采取下面两种办法进行计算：两复值图像相位直接相减或复值图像共扼相乘，两种方法的效果比较相近，但后者的应用更为普遍。
3 合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术的应用
3.1 地形图成像
合成孔径雷达干涉测量技术根据SAR复图像中的相位数据，借助于干涉处理的方式来获得地面目标的三维空间信息，因此我们这一技术也更加常见于地形图制作、DEM生成等领域的实际应用中。利用InSAR技术所得到的地形地貌精准度也会受到成像几何以及干涉图像质量等因素的影响。相关实验结果说明，利用干涉测量技术来获取DEM具有非常高的效率和准确度，尤其是在荒无人烟、环境恶劣或者无人区，选择InSAR技术进行测绘是非常普遍的[2]。
3.2 地壳形变研究
借助于InSAR技术所得到的DEM能够直接找出地表变化情况，比如说泥石流沉积、沙丘移动等。差分干涉通过对多次干涉结果实施差分，当我们排除地形干扰之后，能够通过雷达的波长量级来对地表发生的微弱物理变化进行监测。
InSAR技术还能够更加广泛的应用到土地动力学的各个方面，比如说气候地貌学、土壤迁移、火山学、灾害风险评估以及自然灾害监测等。类似于此的地表物理变化通常是因为断层隆起或弯曲、地震灾害导致的位移、地块沉降等引起的，对其进行监测能够帮助我们更加准确的对火山、滑坡、泥石流等自然灾害作出预报，降低自然灾害给我们带来的生命财产损失。
3.3 极地监测
极地冰盖会在很大程度上决定了地球气候环境的变化，所以对极地冰盖体积以及冰川的运动进行监测是十分重要的。和过去的监测方式比起来，InSAR技术能够监测更大范围、更高效率的优势，它能够更加准确的对极地冰盖厚度变化以及冰川移动状态进行监测。1993年歌德斯坦等人首次利用卫星SAR差分干涉技术对冰川运动以及边缘变化实施了监测，相关研究数据说明，利用InSAR技术对极地冰川进行监测具有非常广阔的应用前景。
3.4 其他应用
InSAR技术除了应用于上述领域中，还能够用于陆地植物生长监测、海洋监测等工作。雷达遥感图像能够记录海量的陆地植被信息，能够直接的反映出监测地区植被生长、生物量等情况，能够帮助我们更好的对生态环境进行研究。雷达遥感还能够借助于植被的后向散射系数来对其实际生长情况进行评估等。
我们知道，地球表面的70%都是海洋，海洋中隐藏着我们人类生存所需的珍贵资源，但是海面的天气情况通常比较恶劣，使用光学遥感方式来对海洋状况进行监测是非常困难的。而利用InSAR技术不但能够准确的监测船舶在海洋中的运动方向及速度，同时还能够观测到不同的海洋动力学现象等。另外，InSAR技术还能够广泛的应用于城市三维建模、考古作业、全球气候变化研究、地下水和土壤水分分析研究等各种专业领域[3]。
4 结论和展望
利用合成孔径雷电干涉测量能够帮助我们更加准确的获得地形高度数据，它借助于雷达回波相位信息，不但能够建立大范围高精准度的DEM，同时还能够通过差分干涉技术对地面可能存在的毫米量级位移进行准确监测。随着近年来科学技术的不断发展，合成孔径雷达干涉测量技术已经逐渐成熟且广泛的应用于实践中的各个领域。从我国研究InSAR技术的实际情况来看，虽然我们在此技术上已经取得了一定的成绩，但是依旧还有很多技术问题需要改进和解决，比如说我国尚无星载成像卫星获取InSAR处理数据，机载卫星获取数据依旧处于初级发展阶段，并未形成规模化的程度，因此现阶段依旧是借助于国外提供的数据来进行相关研究。我们必须要认识到，InSAR技术的应用前景和潜力价值是无穷的，我们必须要进一步研发本国的In-SAR系统，从而更好的为国防建设以及国民经济发展作出贡献。
参考文献
[1]张倍倍.合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术在地表沉降监测中的应用[J].西部资源，2014（5）：45.
合成技术及应用范文第2篇
【关键词】合成器；电路仿真；故障排除
1.引言
DX-600发射机主要有发射机控制单元（TCU）、合成器控制单元（CCU）和三个200KW功放单元（PB200）组成，其中，合成器的主要作用是将三个PB200功放单元输出地射频功率合成，并通过阻抗变换网络使输出阻抗达到匹配要求，将信号送到天线进行播出。
在合成器中的元器件都是工作在高频率、大电压、强电流条件下，具有测量难、调整难和故障排除难的特点，通常的检修和故障排除方法已无法满足实际维护的需要，因而采用仿真技术来模拟和排除合成器各种故障成为一个急待解决的问题。
2.合成器仿真系统基本结构与工作特性分析
2.1 合成器仿真系统基本结构
本文采用的是Protel99se仿真软件进行电路仿真与各类故障分析，根据发射机合成器的实际结构构建了如图1的仿真系统：
2.2 仿真系统特性分析
（1）频响特性分析
在我台中，DX-600发射机的工作频率为783Khz，如图2所示为仿真系统的频响特性，可以看出合成器仿真系统的频响特性符合发射机工作频率783Khz，满足仿真要求。
（2）阻抗匹配特性分析
A.各PB 90°相移网络的输入和输出阻抗特性分析
如图3所示，合成器仿真系统的中各PB 90°相移网络的输入阻抗为42欧姆，输出为168欧姆，与实际合成器的阻抗匹配特性一致。
B.主合成π网络输入和输出阻抗特性分析
如图4所示，合成器仿真系统的主合成π网络输入阻抗为56欧姆，输出阻抗为50欧姆，与发射机合成器实际的阻抗匹配要求一致。
通过上面的分析可以看出本文所构建的合成器仿真系统的频响特性和阻抗匹配特性都满足合成器系统的实际要求，确实可以仿真工作在783Khz条件下的DX-600发射机合成器的工作状态。
3.仿真技术在合成器系统中的应用
3.1 在天线系统中故障仿真的应用
发射机天线系统元器件工作在高频率、高电压、大电流条件下，实际工作中很难测量和调整，而且也无法模拟此类故障，因此在天线系统的故障处理方面很多是依靠传统的理论分析和经验积累，缺少必要的科学直观有效的分析和排除方法。
针对发射天线系统内部元器件老化，导致的天线系统容抗变化的实际情况，通过仿真系统进行故障模拟仿真，进而找到故障现象，为此类故障的排除提供科学的依据。
首先是在仿真系统中改变输出网络中匹配电容CA的值，模拟故障点，通过仿真系统模拟产生仿真故障现象如图5所示：
从上面图5与图6可以看出，此类故障的故障现象很明显，主要是发生故障的天线输出将产生严重的幅度失真，各PB的反射系数都会增大，使得各PB输出波形幅度变小。
3.2 在合成器故障排除中的应用
如图7所示，合成器内元器件参数变化造成了PB单元都有了不同程度的故障指示
分析故障现象可以总结为：发射机整体输出变小，反射系数变大，天线驻波比变大，其中PB1输出和反射系数变化最明显。由此可以看出故障点应位于PB1中，下面通过对PB1相关元器件的仿真来找出故障点。
（1）PB1调载电容C11发生故障，故障现象如图8：
（2）PB1调谐电容C10发生故障，故障现象如图9
（3）故障点分析与判断
1）仿真故障点一：C11的故障现象是三部发射机的输出都变小，反射系数都变大。
2）仿真故障点二：C10的故障现象是只有PB1的输出和反射系数变化最明显。
3）通过对比发现仿真故障点二的现象与实际故障现象一致，基本可以判断故障点就是PB1的调谐电容C10。
4.结束语
通过采用电路仿真软件Prote
l99SE对DX-600发射机合成器系统进行电路仿真，建立电路仿真模型，极大地提高了合成器系统故障排除速度。同时也可以将仿真用于该设备的仿真训练中，实现训练手段的创新，提高训练的效率和效果。因此DX-600合成器仿真系统极大的提高了我们维护发射机的工作能力，确实解决了很多实际问题，促进了业务水平的提升。
参考文献
[1]魏瑞发.数字化调幅发射机[M].无线局,1999.
[2]清源科技.Protel99se电路原理图案设计与仿真技术[M].机器工业出版社,2007.
[3]王正谋.Protel99se电路设计与仿真技术[M].福建科学技术出版社,2005.
[4]贺从林.Protel 99 SE在某装备随动系统电路仿真中的应用[J].军事通信,2009(3).
[5]康华光.电子技术基础模拟部分[M].高等教育出版社,1999.
作者简介：
刘金星（1983—），男，硕士研究生，主要研究方向：电子技术应用。
合成技术及应用范文第3篇
关键词：频率合成技术；全固态；中波发射机；应用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.047
0 引言
为了保证中波发射机输出频率的稳定性、精确性以及频繁更换的需要，频率合成技术在全固态中波发射机中得到了广泛的应用。频率合成技术指的是将一个或多个标准频率，例如晶振信号源，通过合适的计算，变为具备同一稳定度和精确度的多个所需频率的技术。通过电压控制荡器，将输出信号和基准信号源之间保持稳定关系的技术为锁相技术。将频率合成技术通过基准频率进行计算，从而获得不同频率信号的单元电路为“频率合成器”或“频率综合器”。
1 方法和应用
频率合成器的特点在于，能够提供比1×10-8输出信号更稳定的信号，能够降低寄生分量。不需要使用滤波器，在集成化和微型化方面更加优秀。在频率合成器中，可以通过微机控制对分频比进行调整，能够对发射机的频率更换和频率显示进行远程控制，实现发射机的数字化、微机化和自动化。
在频率合成中，有多种方法，基本可以分为两类：直接合成法和间接合成法。在国外的生产中，有一部分的发射机使用的是直接合成法。其原理是通过一块浸提振荡器作为基准频率，通过分频、倍频和滤波，将所需的频率当做激励信号进行输出。石英晶体的应用是根据发射机的特点定做的。虽然这种方法的简便性较强，但是在输出纹波和寄生产物上难以进行精确的控制，当发射机的工作频率需要进行改变时，还需要选择不同的石英晶体，近年来直接合成法的应用逐渐减少。
间接合成法主要是通过电压控制振荡器、监相器、低通滤波器和基准频率源组成的。一般是用一个或多个基准频率源，通过谐波或护额频率，利用锁相法，固定压控振荡器输出频率在某个谐波或组合频率上，压控振荡器间接产生中波发射机所需的频率输出，这种间接合成器又称为锁相式合成器。其有着一定的独特性：在提供稳定性较强的输出信号频率时，还可以有效的避免产生寄生分量，不需要使用大量的滤波器，提升了设备的集成化程度。
在当下全固态数字中波发射机中，频率合成技术在振荡器中的应用较为先进，不同频率的发射机可以使用频率不变的合成器，如果更改工作频率，只要对程序分频器的分频比进行适当的调整[1]。
2 锁相倍频电路及其特性
全固态中波发射机通常由音频输入部分、射频部分、检测系统以及电源模块等四个部分构成，其中射频部分的主要作用是产生稳定的载波信号，逐级的进行有效放大，在数字音频编码信号作用下进行数模转化，产生具备量化阶的调幅信号，经过带通滤波器杂波处理，输出标准的调制波。由此可见，射频部分稳定度是关系到发射机性能参数的主要指标，其关键的构成元件锁相环频率合成器更是衡量全固态中波发射机性能的核心元件。
2.1 锁相环捕捉特性
数字集成锁相环的组成由环路滤波器、压控振荡器和相位比较器几部分构成。基准信号源不仅可以由外部介入，本机也可以产生，对输入的基准信号与反馈信号的相位作一对比，所得到的相位误差电压，用环路滤波器对误差电压的波形进行平衡滤波，当获得控制电压后，对压控振荡器的频率进行有效控制。当压控振荡器输出一定频率的信号时，要通过相位比较器的比较信号进行反馈。以此对整个环路的循环动态进行调整 ，使得输出信号和基准频率的频率趋于一致来确保信号的相位差恒定，整个环路锁定的情况下实现相位锁定的状态。但在实际应用中，很难保证输入的频率恒定，当输入频率发生一定的改变时，环路可以进入相应的动态频率对输出信号频率进行追踪，保证其锁定状态。
在实际的工作中，锁相环的灵活性有着独特的优势，能够根据实际的工作状态进行相应的调整。通过输出信号和基准信号之间的频率关系、差值关系等等，组成适用于不同设备的电路。在频率合成技术中，主要是用多种运算方式运用到基本锁相环路的反馈通路中，一般使用的是插入分路器。在中波发射机中，CD4046集成块有着较多的应用，由该集中块组成数字锁相环，可以形成锁相倍频电路的基本结构。
2.2 CD4046锁相环的电气功能
CD4046集成块是由公用放大器、线性压控振荡器和两个比较器组成。比较器选用的是同一个输入端，工作相位的差异决定了二者工作状态的不同。通过比较器对信号输入端相位的对比，从而得到误差电压，并对电压进行输出。之后，在用环路滤波器，过滤掉无作用的组合频率，并去除无用干扰，从而得到最后的控制电压。在将控制电压输入到公用放大器中，对公用放大器的振荡频率进行相应的控制和调整，最后输出公用放大器的振荡信号。和通过外接的分频器分频向相位的比较器比较反馈信号。
公用放大器振荡范围的确认是核心的因素。公用放大器是由电流镜像网络、RC定时元件、电流控制型振荡电路、禁止端电平控制的电子开关以及源极跟随器组成的。一般情况下，控制电压的输入电路是由源极跟随器、用场效应管和外接电阻组成的。使用这个电路，可以将自环路滤波器的控制电压直接转换为控制电流，两者之间有着相互促进的关系[2]。
电流镜像网络的两路输出电流是相等的。输入电压能够对一路流入源极跟随器的大小进行精确控制；另一路为电路提供对性振荡电路，从而进行控制。电流镜像网络有着镜像的特点，在对性振荡电路和源极跟随器中的电流是相同的。因此，通过电流镜像网络进行运作的振荡电路中的工作电流，可以通过源极跟随器对输入控制电压进行精确控制。
对定时电容充放电速度控制工作有工作电流了完成，电容正反状态控制部分有门电路完成，通过电容两端不同的输入电压，有效的决定了电路的状态。当控制电压比源极跟随器一支场效应管开启电压低时，控制电流的值为0，支场效应管处于挺会状态。但是电路中有着并联的情况，因此存在电阻，导致电流镜像网络为振荡器提供的工作电流的值最小。所以，通过RC能够决定最低振荡频率，还可以对公用放大器的值进行确定。当控制电源在电源电压和N1管开启电压之间时，随着控制电压的变化，电流镜像网络的工作电流也会产生变化，从而使得公用放大器的振荡频率发生改变。
当控制电压和电源电压的值恒定时，支场效应管会出现深度饱和的情况。在该状态下，电流镜像网络会向振荡器中输入最大工作电流，公用放大器中会产生最高振荡频率，该频率的值和电阻和电容有关。由此可以得出，电阻和电容能够影响到公用放大器的振荡频率范围，在一定的范围内，源极跟随器的输入电压能够对振荡频率进行精确的控制。
2.3 DAM中波数字调幅发射机中CD4046的应用
为了保证载频信号的稳定性，提高载频信号的精确度。并使其在一定的频率中，达到相应的规范标准，在全固态中波数字调幅发射机10KW（DAM）的射频系统中，将CD4046技术作为关键电路技术，从而实现锁相环技术。在中波广播频段中，有着9KHz的频率间隔。为了保证中波段中的载频设置，能够对载频进行简便的更改，在该射频激励版中使用了间隔9KHz的锁相环频率合成器设计。
首先，在基准信号源中，锁相环的基准信号源是用1×10-8的高频率稳定恒温晶体发出的4.608MHz信号通过二次分频获得的。根据之前的研究得出，在531KHz到1602KHz频段的载频中，都有和4.608MHz相对应的频率指标。通过插件，可以不用将4.608MHz信号输送给电压，而是直接输送到比较器中。通过调整，原本的正弦波会变为方波。再进行相应的计算，可以获得锁相环9KHz信号，并输送到锁相倍频电路中；锁相环频率合成器为CD4046，一般是通过环路滤波器和可编程分频器组成锁相环电路；设置可编程分频电路的主要目的是为了实现中波频段的全覆盖。在反馈环中，可以融入可编程分频器，包括531KHz到1602KHz[3]。
3 结语
随着科学技术的不断发展，全固态中波发射机的激励器输出信号以及功率合成都将更加稳定，这也为未来真正实现远程计算机控制的无人值守打下了良好的基础。通过频率合成技术的应用，可以有效提高发射机的性能，拓宽发射机的应用范围，提高其稳定性。
参考文献：
[1]赵亮.频率合成技术在中波固态发射机上的应用[J].科技创新与应用，2012（23）：42.
[2]刘昆.DAM全固态中波广播发射机的关键技术及新技术动态[J].科技传播，2010（07）：76-77.
合成技术及应用范文第4篇
李益敏 综述，郑永生 审校
快速成型技术（RP）是机械工程、计算机辅助设计与制造技术(CAD/CAM)、计算机数字控制（CNC）、精密伺服驱动、检测技术、激光技术及新型材料科学等高科技技术的集成。由于它明显优于传统制造技术，近来获得了日新月异的发展，已被广泛应用于航空、汽车制造、军事、医疗等领域，其中在医学领域的应用占到整个应用领域中的12%,特别是在口腔、颅颌面外科及骨科治疗中。颅颌面外科由于其手术的复杂性和精确性,一直是医学界公认的较为棘手的领域，选择多学科合作，多领域技术的相互配合，是颅颌面外科治疗的发展趋势。近年来，RP技术和颅颌面外科的紧密结合，为颅颌面外科的发展注入了新的生机，使颅颌面外科治疗手段变得更为科学、精密和简便。本文就快速成型技术在颅颌面外科中的应用综述如下：
1快速成型技术
1.1 RP技术原理：RP技术最早起源于20世纪80年代后期的航空工业，是基于分层技术、堆积成型、直接根据CAD模型或CT数据等快速生产样件的先进制造成组技术总称。RP技术不同于传统的去除成型、拼合成型及受迫成型等制造加工手段，是利用塑料、陶瓷、复合蜡等各种材料累加法直接制造出样件。其基本原理是:分层制造,逐层叠加[1],实现一种由点到线、由线到面、由面再组成立体结构的过程。RP具体过程大体可分成三步：①数据准备：通过计算机生成零件三维CAD模型，或CT数据的准备，然后用切片软件将三维CAD模型切成大约0.5～2mm厚的薄片，得到各层面的轮廓信息；②分层叠加成型：各层截面轮廓数据信息转换成数控加工命令，控制激光束选择性切割一层层原材料（如：固化液态树脂、复合蜡粉等粉末材料、喷射粘结剂或热熔材料等），形成各截面轮廓并叠加成三维产品；③后处理过程：进行模型表面处理清洁等。
1.2快速成型技术工艺种类及加工材料:快速成型技术工艺多种,其中常用的较为成熟的有六种：①光固化（SL）；②选择性激光烧结（SLS）；③层状物体制造（LOM）；④熔融堆积成型（FDM）；⑤激光近似成型技术（LENS）；⑥三维打印技术（3DP）。不同的技术工艺可以选择不同的加工材料。
1.3 快速成型技术的特点：RP技术不同于传统的制造工艺，其优越性在于：①采用非接触加工，不需任何刀具、模具等；②生产过程数字化，可随时修改，随时制造，并可做到无人值守；③生产成本与产品数量无关，特别适合单个模型的生产；④能够实现快速铸造、快速模型制造；⑤生产过程没有切割、噪声和振动，有利于环保；⑥产品的制造过程与模型的复杂性无关，可以制造任意形状的模型。
2快速成型技术在颅颌面外科中的应用
在医学的领域RP技术最早应用于外科，尤其是对于颅颌面外科、骨外科、整形外科等的临床实践。利用RP技术可以加工出内、外部三维结构完全仿真的生物模型。借助患者术区解剖结构模型，医生可以更直观地了解术区状况，并结合模型具体讨论病例，制定更合理的手术方案。对于复杂病例，实施模型外科，预演术中可能遇到的问题，并比较此术式的优劣，同时也向年轻医生演示或供他们操作训练[2]。
2.1 颅颌面硬组织的精确复制：颅颌面骨组织形态不规则，结构复杂，周围解剖关系密切，通过X线片及单纯的CT片很难精确诊断病变的实际状态和部位。最早有学者在1989年即将该技术应用于患者的诊断。Haers PE[3]对于建立的21例患者的三维模型进行分类，认为模型具有对颅颌部综合征、面部不对称、器官距离过远、大型缺损等畸形的诊断、治疗有意义，而对于多发性骨折的错位矫正没有帮助。D'Urso PS等[4]对45例颅颌面颈部患者进行仿真生物模型及影像的对比，分析结果表明模型有利于改善手术设计（模型达82.21%，影像为44.09%）；术前诊断准确率达95.23%（影像的准确率为65.63%），模型的测量误差为7.91%，远远低于影像测量误差44.14%，应用仿真模型后手术时间平均降低17.63%。Ariver等[5]利用CT数据结合SL方法复制颅骨，并与原颅骨标本进行测量比较，绝对误差在0.1～4.62mm之间，平均误差为0.85mm，认为SL方法可以精确复制颅骨。Bianchi等[2]利用离体下颌骨CT数据、SL技术复制下颌骨模型，总体误差在0～4.03%范围，且解剖细节清晰可辨。林李嵩等[6]利用RP技术读取干性头颅的螺旋CT数据制作出眶三维模型,结果更加精确,模型与颅骨的平均差值为(0.22±1.04)mm。朱赴东[7]对根据螺旋CT数据制作的三维模型进行测量，认为模型的总体误差可以控制在0.02～0.53mm,其中颅骨模型的误差在0.02～0.24mm,牙齿模型的误差在0.04～0.53mm之间，颅骨、牙齿模型与实体无显著性差异。RP模型能够复制颅颌面骨组织的真实情况,提高临床诊断的准确率。
2.2颅颌面软组织的复制:软组织的数据来源通常是螺旋CT和MRI数据。Coward[8]利用MRI数据，应用镜像原理用SL方法制作出与健侧耳相同的树脂患耳赝复体。焦婷等[9]利用多排螺旋CT数据，应用LOM法制作缺损区耳廓阳模，然后用医用硅胶翻制耳廓硅胶阳模义耳，形态精度高，个性化高。李风兰等[10]应用SLS技术，利用三维激光扫描正常鼻数据制作鼻蜡模型，并翻制出硅橡胶鼻赝复体，获得结果是赝复体与蜡模测量无明显差异，提供了一种鼻赝复体新的制作方法。
2.3定制个性化修复体:运用RP技术，根据镜像原理，通过CAD系统制作颅颌面个性化植入体,材料可以选取铸造钛板、个性化钛合金、硅橡胶、人工骨等。
2.3.1对于颌面外科:Tideman等[11]早在1992年即对上颌骨切除术后缺损患者实施术中填塞已定制的快速成型铸造钛网和自体髂骨骨块、局部软组织覆盖联合方法进行即时修复，获得满意的近期效果。Eufinger H等[12]报道对于22例颅颌面缺损患者制作个性化钛板植入物重建外形，显著降低手术时间，并获得良好的美容外形。后Eufinger H又陆续报道了计算机辅助下的个性化钛网在临床中的应用，肯定了该种技术在临床中的显著成效。另有学者报道设计制造个性化钛板修复体修复腭部缺损。刘彦普[13]利用RP与反求技术制作缺损下颌骨的树脂模型,通过铸造技术制造纯钛修复支架进行个性化修复大块下颌骨缺损,方法简便、精确，可同时修复外形和重建咀嚼功能。杨连平等[14]应用CAD和RP技术联合用于下颌骨肿瘤切除术后骨缺损的个体化修复重建中,术前预制重建个性化钛板,即时修复骨缺损,提高手术精确度。
2.3.2对于颅骨的缺损:使用RP技术修复颅骨缺损在国内外已有大量报道。Winder J等[15]将该技术应用于10例颅骨缺损的患者，制作出精确的个性化钛板直接修复缺损，获得了满意的美容效果。D'Urso PS[16]应用RP技术制造出的个性化丙烯酸修复体修复颅骨缺损，术前并进行修复体与缺损模型的模拟，手术时间明显减少并产生良好的临床结果。国内归来[17]利用医用钛铸造个性化颅骨修复体修复颅骨缺损，效果良好。徐建军[18]制作EH复合型颅骨预制体修复额颞顶区大面积颅骨缺损,结果显示预制体与缺损周围组织精确吻合。夏德林[19]报道基于CT数据、快速成型技术预制钛合金个性化颅骨缺损修复术切实可行，修复体具有良好的组织相容性、足够的强度，且能在体内长期存留。
2.4模型外科手术模拟:前手术模拟可以选择计算机辅助手术模拟和模型外科手术模拟。前者为虚拟环境，后者为实物模型真实环境，其中模型外科在口腔正颌外科已被广泛使用。在颅颌面外科中，Lin CC等[20]将快速成型模型应用到颅颌面畸形患者术前模拟中，认为术前模拟有助于推动颅颌面外科的发展，能获得更为精确的手术效果。国外有学者运用SLS技术复制颅颌面尼龙仿生物模型，术前为颅颌面骨骨折伴畸形患者实施手术模拟，效果满意。国内唐晓军等[21]将模型外科应用到对陈旧性颌骨骨折的治疗中，在术前实施模型外科，可以简化术中手术步骤，提高治疗效果。何冬梅等[22]将模型应用于颧骨粉碎性骨折、颜面不对称等畸形中，术前模拟手术过程，以确定截骨量、移动颌骨的范围，效果满意。孙坚等[23]利用CAD/CAM技术作为上颌骨大型缺损重建的模型外科手段，对于病态三维模型进行设计截骨线、固位等模拟手术，有助于术中移植骨的准确摆位以及植入体植入的轴向，避免术后移位。
2.5 手术模版的设计与制作:颅颌面小块的缺损畸形无法定制个性化植入物，可以通过RP技术制作出需要充填的植入物三维立体模型，或者对于不对称畸形需要去除骨组织时，术前制作出需要去除骨组织的模版，以指导术中选用的植入物的大小、形状，截骨线的具置等。James等[24]报道了RP技术在先天性颧骨发育不全中的应用，由SLA模型获得骨缺损信息，优化植入物的大小、结构，估计移植骨量。刘筱菁等[25]对12例复杂颅颌面畸形患者构建三维头模，在头模上进行模型外科和植入物模版的预制，其结论是在头模上进行模型外科操作与真实手术吻合度很高，预制植入物模版能够缩短手术时间，改善手术效果。
3展望
随着CAD/CAM技术和RP技术的不断发展，相关软件和设备、材料费用降低，相信在不久的将来，RP技术的应用将成为颅颌面外科术前准备必不可少的步骤，并且，迎合临床应用需求的各种类型的三维模型将会应运而生。同时，伴随组织工程、材料学的快速发展，多学科协作下的RP技术将为推动颅颌面外科的发展提供无限可能。
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合成技术及应用范文第5篇
【关键词】合成孔径雷达;地形测绘;应用及进展
机载合成孔径雷达技术以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便等优势特点受到广泛应用，除了在军事领域有较大的发挥，合成孔径雷达技术在民用邻域也有较大的发展，如地形测绘测量、空间遥感控制、海洋监测、气象探测等，本文将针对机载合成孔径雷达技术的特点优势分析探究其在地形测绘中的应用及发展。
1.机载合成孔径雷达系统特点
1.1较高的精度
合成孔径雷达的原理是通过发送、接受固定频率的脉冲信号，相对于以前单一独立的天线收发机制，合成孔径能够将各天线矩阵单元有效地整合为综合的发送、接收系统，加以强大的数据处理能力，对于发送、接收的频率脉冲分析处理，从而达到全方位、高精确的探测、监控效果。
随着科技的进步与发展，电子产业方兴未艾，机载合成孔径雷达的部件不仅性能越来越强悍，其形态也将变得越来越精细，所应用的功能也越来越广泛，经过一定的实践应用调查，机载合成孔径雷达的相对定位精度在300M至1500M的工程定位中，1小时以上观测的解其平面位置误差小于1mm，和ME-5000电磁波测距仪测定的数据结果比较，其边长差值最大为0.5mm，较差中误差达到了0.3mm的级别。
1.2探测效益高
随着机载合成孔径雷达技术的不断完善，通过合成孔径雷达探测的无人机已经应运而生并且防范应用，在地形测绘测量中，20KM内相对静态的地理定位，无人机完成探测任务仅需15至20分钟即可，当用于快速静态相对定位测量时，每个流动站与基准站间距在15KM时，观测时间便可缩短至1-2min。通过机载合成孔径雷达的无人机观测与雷达基站的综合应用，地理地形的探测工作可以增加实际效益，缩短耗费时间，降低应用成本。
1.3系统综合、操作便捷
整合性的合成孔径雷达系统是综合型的应用系统，配合使用的雷达基站间不需要相互通视便可实施有效监测及相关任务，通过系统的自主调控以及后台大型数据处理机制，地理地形的测绘工作将会显得比较轻松，并且耗费的人力、物理也相应减少。由于无需点间通视，点位位置可根据需要，可稀可密，使雷达站点的选址工作变得灵活多变，可以省去过去经典的大地网中的传算点、过渡点的测量工作。
科学的进步也带动了系统的发送、接收机制的发展，系统的自动化程度也越来越高，相应组件的构造与体积越来越精巧，相应的减轻了测量工作的工作繁重程度，使得地形测绘轻松简便。
1.4提供三维坐标、全天候作业
地理地形的测量方式可以采用不同的方式进行，经典的大地测量方法将平面与高程度采用不同方法分别施测。合成孔径雷达可同时精确测定相应地形相应目标的三维坐标，并且可以实现四等水准测量的精度。
机载合成孔径雷达可装载在无人机、高空侦查机、卫星等高空载具中，可以全天24小时实施测量工作，不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等环境天气的影响。
2.机载合成孔径雷达技术在测绘领域的应用
最初的合成孔径雷达的设计目的是应用于导航，情报收集等军事领域。随着技术发展，民用等军事领域之外的应用前景也相当广泛，由于合成孔径雷达的诸多高性能特性及优点，注定其在各行各业有着广阔的应用空间。
通过合成孔径雷达发送与接收的频段脉冲信号，可以进行海、空、陆的测量测绘、精确定位以及实时监控等。在于地形测绘邻域，合成孔径雷达技术已经用于建立高精度的全国性大地测量控制收发网络，测定大范围的地形动态参数，用于建立陆地海洋大地测量基准，进行高精度的岛屿、丘陵、平原、海洋等多种地形地貌的联测，用于检测地球板块运动和地壳形态移动以及实时动态监控，还可以应用于工程测量当中，成为建立城市与工程控制网络的主要手段，合成孔径雷达可以测定航空航天摄影瞬间的相机的相对位置，实现少量地面控制或者无地面控制的航测快速成图，从而从多方位、多领域对地理信息系统、全球环境遥感监测的技术发展起到促成推进作用。
3.机载合成孔径雷达技术的发展前景
随着我国的技术创新以及科技发展，机载合成孔径能够获得广泛的应用空间，特别在无人机、电子产业火速发展的今天。
在大地测量邻域，通过机载合成孔径雷达技术可以开展国际联测，各地大范围、多地形地貌的联测。经过平台统一、数据连接整合，很有希望能够建立起全球性的大地地形地貌控制网络系统，能够为地点提供高精度的坐标，测定和精化大地水准面。经过大型数据处理机制，雷达探测地形坐标精度奖金0.2m，并且能够联测地形的集合水准，为我国的地理地形测绘建立了各级测量控制网，提供高精度的平面与高程三维基准。使得全国大范围的地形、平原、丘陵、岛屿、海洋联结为整体的三维地形库。
工程测量领域，运用合成孔径雷达技术，能够对静态工程位点进行精准定位，实施地形测量，从而根据测量实际数据布设精密工程控制网，可用于城市、矿区、油田等重要地形地段的沉降监测、地壳板块的动向监控、高层建筑的变形监测以及隧道、河道、桥梁贯通测量等精密工程。
航空摄影地形测量领域，我国测绘工作者通过高空无人机、气象无人机、电子侦察机等多种机载合成孔径雷达载具进行相关任务工作，如航测外业控制测量、航摄飞机导航、机载雷达航测等汇聚数据形成三维坐标图形。
地球动力学领域，机载合成孔径雷达技术应用于地形地壳板块运动监测以及区域板块的运动监测，另外该技术还应用与海洋测量、水下地形测绘等相关领域。在静态定位与动态定位测绘时，合成孔径雷达系统需要整合相关测量测控设备的配合与数据接收整合，如低轨卫星，地面雷达基站等多方位探测设备，通过平台统一的处理指令，可以实施静态定位与高动态高精度定位测绘以及精密定轨监控等高难度任务。
结束语
机载合成孔径雷达技术不仅广泛应用于地形测绘监控，同时在军事国防、智能交通、邮电通信、地矿、能源开采、工程建筑、海洋探测、高空监测、农业、气象气候、土地规划管理、环境监测、金融、安防等部门行业，还可以在航空航天、测时授时、物理探矿、姿态测定等领域有着广阔的应用前景。
参考文献
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