下载文档原格式
理论研究低空风切变预警系统在支线机场的应用一、项目背景支线机场建设中往往未涉及低空风切变预警系统，但由于山区机场存在常年大风，且目前对低空风切变相关数据存在空白，因此研究低空风切变在山区支线机场的应用显的尤为重要，对今后机场建设低空风切变系统提供理论依据。
本报告通过对低空风切变的理论研究和国际国内相应低空风切变探测产品研究，形成低空风切变系统在支线机场应用的研究报告。
二、风切变的形成及其对飞行的影响低空风切变受到人们的重视并开始对其研究，是在1970年代中期美国航班飞机在起飞降落过程中发生的多起严重飞行事故之后才开始的。
近几十年来，许多国家成立了专门的研究机构，对低空风切变作了广泛的研究，取得了不少的成果。
自1976年国际民航组织正式发出通报要求把低空风切变作为重要研究课题以来，美国、苏联、日本等国和我国的香港天文台即开始了对低空风切变的探测和研究工作，目前已经取得了较好的进展。
我国大陆对低空风切变的研究起步较晚，1980年代中期开始利用气象铁塔资料，对低空风切变进行了分析研究。
但综合目前的技术水平来看，尚有一些问题没有很好解决，还需要进行不懈努力，才能解决低空风切变对航空的危害。
三、低空风切变的形成风切变是指空间两点之间的风的矢量差，风速矢量或其分量沿某一垂直或水平方向的变化，是风空间变化率的一个特性。
航空气象中，风切变一般被分为低空风切变和中高空风切变，距地面高度600米以下的风切变被称为低空风切变，当飞机在起飞或者着陆阶段，高度较低、空速较小的情况下遇到风切变，可能会由于短时间高度、姿态变化大，没有足够的空间修正动作而造成危险。
很多情况下，由于风切变无法直接用肉眼识别出，因此被冠上“隐形杀手”之名。
低空风切变是在一定天气背景和环境条件下形成的，一般有几种天气情况易产生低空风切变。
一种是雷暴、积雨云、龙卷等强对流天气。
强对流天气中有很强的上升和下降气流，能形成很强烈的垂直气流切变。
强的下击暴流到达地面后向四周扩散，可传到离雷暴体20km 处，阵风风速可达20m/s,形成强烈的水平风切变。
1．利用晶体自发极化特性的光电探测器是 [热释电探测器 ]2．以下各量中不属于辐射度量的是 [ ]A. 辐出度。
B.发光强度。
C. 辐照度。
D. 辐亮度。
3．利用外光电效应的光子探测器是 [ 光电子发射探测器 ]4．以下各物中不属于光伏探测器的是[ ]光电二极管、发光二极管、pin管、雪崩二极管二、简单回答1．光电池有哪些性能参数？(1)光照特性。
(2)光谱特性。
(3)温度特性。
〔4〕频率特性。
（开路电压、内阻、电容量、寿命）。
2．光电倍增管的放大倍数[电流增益]与哪些因素有关？放大倍数[电流增益] G=f（gδ）n。
与第—倍增极对阴极发射电子的收集率f、倍增极间的传递效率g、倍增极的倍增系数δ以及倍增极个数n有关。
3．光子探测器有哪几种？（1）光电子发射探测器。
(2) 光电导探测器。
(3) 光伏探测器。
(4)光电磁探测器。
4．温差电效应包含哪几种效应？（1）塞贝克效应。
（2）珀耳帖效应。
（3）汤姆逊效应·5光伏探测器按照对光照敏感结的种类可分为哪几种类型？光伏探测器按照对光照敏感结的种类可分为pn 结型、pin结型、金属半导体结型（肖特基势垒型）和异质结型。
三、简单叙述题）2．简述热释电探测器的热释电效应。
（1）某些物质自发极化选择性，表面带电，成为极性晶体。
（2）平时被自由电荷补偿而不显极性。
（3）自发极化与温度有关，当物质吸收光辐射升温时，自发极化加强。
（4）而自由电荷补偿需要较长时间。
如果温度快速变化，则表面有随之变化的电荷。
3．光子探测器和热探测器特性上有何差别。
光子探测器热探测器机理光子效应光热效应光谱响应选择性非选择性响应量电压、电流和温度有关量响应时间 快 慢4．简述光电导探测器的光电导效应。
光子作用于光电导材料，形成本征吸收或杂质吸收，产生附加的光生载流子．从而使半导体的电导率发生变化，这就是光电导效应。
价带种的电子吸收光子进入导带成为导电电子，留下的空穴也导电，这就是本征吸收所产生的本征光电导。
光纤通信重要知识点总结第一章1.任何通信系统追求的最终技术目标都是要可靠地实现最大可能的信息传输容量和传输距离。
通信系统的传输容量取决于对载波调制的频带宽度，载波频率越高，频带宽度越宽。
2.光纤：由绝缘的石英（SiO2）材料制成的，通过提高材料纯度和改进制造工艺，可以在宽波长范围内获得很小的损耗。
3.光纤通信系统的基本组成:以光纤为传输媒介、光波为载波的通信系统，主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。
光纤通信系统既可传输数字信号也可传输模拟信号。
输入到光发射机的带有信息的电信号，通过调制转换为光信号。
光载波经过光纤线路传输到接收端，再由光接收机把光信号转换为电信号。
系统中光发送机的作用是将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤。
光发送机一般由驱动电路、光源和调制器构成，如果是直接强度调制，可以省去调制器。
光接收机的作用是将光纤送来的光信号还原成原始的电信号。
它一般由光电检测器和解调器组成。
光纤的作用是为光信号的传送提供传送媒介，将光信号由一处送到另一处。
中继器分为电中继器和光中继器（光放大器）两种，其主要作用就是延长光信号的传输距离。
为提高传输质量，通常把模拟基带信号转换为频率调制、脉冲频率调制或脉冲宽度调制信号，最后把这种已调信号输入光发射机。
还可以采用频分复用技术，用来自不同信息源的视频模拟基带信号（或数字基带信号）分别调制指定的不同频率的射频电波，然后把多个这种带有信息的RF信号组合成多路宽带信号，最后输入光发射机，由光载波进行传输。
在这个过程中，受调制的RF电波称为副载波，这种采用频分复用的多路电视传输技术，称为副载波复用技术。
目前大都采用强度调制与直接检波方式。
又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。
数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。
发送端的电端机把信息进行模数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件LD，则LD就会发出携带信息的光波，即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”。
光纤通信重要知识点总结第一章1.任何通信系统追求的最终技术目标都是要可靠地实现最大可能的信息传输容量和传输距离。
通信系统的传输容量取决于对载波调制的频带宽度，载波频率越高，频带宽度越宽。
2.光纤：由绝缘的石英（2）材料制成的，通过提高材料纯度和改进制造工艺，可以在宽波长范围内获得很小的损耗。
3.光纤通信系统的基本组成:以光纤为传输媒介、光波为载波的通信系统，主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。
光纤通信系统既可传输数字信号也可传输模拟信号。
输入到光发射机的带有信息的电信号，通过调制转换为光信号。
光载波经过光纤线路传输到接收端，再由光接收机把光信号转换为电信号。
系统中光发送机的作用是将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤。
光发送机一般由驱动电路、光源和调制器构成，如果是直接强度调制，可以省去调制器。
光接收机的作用是将光纤送来的光信号还原成原始的电信号。
它一般由光电检测器和解调器组成。
光纤的作用是为光信号的传送提供传送媒介，将光信号由一处送到另一处。
中继器分为电中继器和光中继器（光放大器）两种，其主要作用就是延长光信号的传输距离。
为提高传输质量，通常把模拟基带信号转换为频率调制、脉冲频率调制或脉冲宽度调制信号，最后把这种已调信号输入光发射机。
还可以采用频分复用技术，用来自不同信息源的视频模拟基带信号（或数字基带信号）分别调制指定的不同频率的射频电波，然后把多个这种带有信息的信号组合成多路宽带信号，最后输入光发射机，由光载波进行传输。
在这个过程中，受调制的电波称为副载波，这种采用频分复用的多路电视传输技术，称为副载波复用技术。
目前大都采用强度调制与直接检波方式。
又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。
数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。
发送端的电端机把信息进行模数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件，则就会发出携带信息的光波，即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”。
分布式光纤传感技术瑞利散射是入射光与介质中的微观粒子发生弹性碰撞引起的，散射光的频率与入射光的频率相同。
一般采用光时域反射（OTDR）结构来实现被测量的空间定位。
瑞利散射的原理是沿光纤传播的光在纤芯内各点都会有损耗，一部分光沿着与光纤传播方向成180°的方向散射，返回光源。
利用分析光纤中后向散射光的方法测量因散射、吸收等原因产生的光纤传输损耗和各种结构缺陷引起的结构性损耗，通过显示损耗与光纤长度的关系来检测外界信号场分布于光纤上的扰动信息。
由于瑞利散射属于本征损耗，因此可以作为应变场检测参量的信息载体，提供沿光路全程的单值连续检测信号。
利用光时域反射（OTDR）原理来实现对空间分布的温度的测量。
当窄带光脉冲被注入到光纤中去时，该系统通过测后向散射光强随时间变化的关系来检查光纤的连续性并测出其衰减。
入射光经背向散射返回到光纤入射端所需的时间为t，激光脉冲在光纤中所走过的路程为2L=v*t。
v是光在光纤中传播的速度，v=c/n，c 为真空中的光速，n为光纤的折射率。
在t时刻测量的是离光纤入射端距离为L处局域的背向散射光。
采用OTDR技术，可以确定光纤处的损耗，光纤故障点、断点的位置。
可以看出，在光纤背向散射谱分布图中，激发线两侧的频谱是成对出现的。
在低频一侧频率为的散射光为斯托克斯光Stokes；在高频的一侧频率为的散射光为反斯托克斯光anti-Stoke，它们同时包含在拉曼散射和布里渊散射谱中。
光纤中的散射光谱1. 基于瑞利散射的光纤传感技术原理瑞利散射主要特点有：(1) 瑞利散射属于弹性散射，不改变光波的频率，即瑞利散射光与入射光具有相同的波长。
(2) 散射光强与入射光波长的四次方成反比，即上式表明，入射光的波长越长，瑞利散射光的强度越小。
(3) 散射光强随观察方向而变，在不同的观察方向上，散射光强不同，可表示为其中，为入射光方向与散射光方向的夹角；是方向上的散射光强。
(4) 散射光具有偏振性，其偏振程度取决于散射光与入射光的夹角。
光学相干断层扫描原理光学相干断层扫描（Optical Coherence Tomography，简称OCT）是一种非侵入性的光学成像技术，广泛应用于医学、生物学和材料科学等领域。
其原理是利用光的干涉性质，通过测量光的相位差来获取样品内部的结构信息，从而实现高分辨率的断层成像。
光学相干断层扫描的原理可以简单地描述为：通过光源发出的高度相干光束被分成两个部分，一部分经过样品后被探测器接收，另一部分直接进入探测器。
探测器测量两束光的干涉信号，利用干涉信号的变化来推断样品的内部结构。
在光学相干断层扫描中，光源发出的光束经过分束器被分成两束，一束被引导到样品上，另一束直接进入探测器。
样品上的光束与参考光束在探测器上产生干涉，形成干涉信号。
通过改变参考光束的光程差，可以在探测器上获取一系列干涉信号。
这些干涉信号包含了样品内部的光学信息，通过对干涉信号的处理和分析，可以获得样品的断层结构信息。
在实际应用中，光学相干断层扫描常用的光源是激光器，因为激光器具有高度相干性和较窄的光谱宽度，可以提供高分辨率的成像效果。
通过调节分束器和反射镜的位置，可以控制参考光束的光程差，从而改变干涉信号的特性。
探测器接收到的干涉信号经过放大和处理后，可以得到样品内部的断层图像。
光学相干断层扫描的分辨率取决于光束的相干性和探测器的灵敏度。
相干性高和灵敏度高的光束可以提供更高的分辨率。
因此，在实际应用中，需要选择合适的光源和探测器，以及优化系统的光学设计和信号处理算法，以获得更高的分辨率和更清晰的图像。
光学相干断层扫描在医学领域有着广泛的应用，特别是在眼科诊断中。
通过光学相干断层扫描，医生可以非常清晰地观察到眼球的各个结构，如视网膜、视神经等，从而帮助诊断和治疗眼部疾病。
此外，光学相干断层扫描还可以用于皮肤病变的检测、牙齿病变的诊断等。
除了医学领域，光学相干断层扫描还在生物学和材料科学等领域得到了广泛应用。
在生物学中，它可以用于观察细胞和组织的结构，了解生物过程的变化。
