无线信号发射器

近日，德国达姆施塔特工业大学的科学家成功研发出可在常温下使用的微型太赫兹发射器，并创造了1.111太赫兹的电子发射器频率纪录，为太赫兹辐射的广泛应用铺平了道路。 　　通过辐射的帮助，穿透日常的材料，如塑料、纸张、纺织品或陶瓷，从而对工件的质量进行无损检测，或者分析正在运行的发动机的燃烧过程，甚至不用打开就检测邮包和信件是否带有危险的生物物质，这些都是波长在0.1毫米至1毫米的太赫兹辐射可能的用途。然而直到目前太赫兹技术的发展和应用仍很局限，其主要障碍就是其发射和接收装置至今仍然十分笨重而且昂贵。 　　这一情况可能很快就会有所改变：达姆施塔特的物理学家和工程师在迈克尔菲格诺瓦博士的领导下成功开发出一种太赫兹辐射发射装置。其核心部件是一个所谓的共振隧道二极管(RTD)，面积不到1平方毫米，制造工艺基于传统的半导体技术，实现了1.111太赫兹的频率纪录。 　　在对他们的新设备小型化的过程中，菲格诺瓦团队花了几年时间不断接近微电子的技术极限。共振隧道二极管的核心是一个所谓的双势垒结构，其中嵌入了一个量子阱(QW)。与量子阱有关的是一层非常薄的铟镓砷化物半导体层，它夹在两个很薄的铝砷半导体层中。每一层仅几纳米厚。这种双势垒结构，再加上量子力学效应，使太赫兹振荡器产生的电磁波被反复放大，而不是减弱，这使得振荡器可在太赫兹频率发出连续的电磁辐射。 　　该太赫兹发射装置可在室温下运行，这使它更具技术应用前景。例如可以利用共振在太赫兹范围内进行分子光谱研究。以前不能用频谱分析的物质，现在都可以在太赫兹范围内用这个方法进行研究。首先受益是医药领域，例如，可以把体内的病变组织从健康组织中区别开来。 　　菲格诺瓦表示，这是目前有源半导体器件所能达到的最高频率。而从理论上讲，他们研制的发射器还能实现更高的、直到3太赫兹的频率。他们将在未来几年进一步改进该发射器，使其达到更高频率。而利用更高频率的太赫兹辐射来进行材料分析则可获得更高的分辨率，即在图片上可以识别更小的细节。新太赫兹发射器将在电脑、手机和其他电子设备等许多领域获得至今无法想象的应用。

9月25日，据中国之声《新闻纵横》报道，现在是北京时间8点15分，再过几个小时，位于贵州省平塘县，具有我国独立自主知识产权的国家重大科技基础设施、直径500米的球面射电望远镜“FAST”就要正式启用了。　　射电望远镜就像一个巨型的卫星信号接收天线。它坐落在贵州平塘的“大窝凼”山间，四周高山环绕，中国科学家就利用这里的喀斯特地形，将大射电望远镜建在这里。大射电望远镜由4000多块反射面板组成，总面积约25万平方米，相当于30个足球场的大小。周围还建有6个钢架塔，大射电望远镜球面就架在6个钢架塔之间，犹如一口大锅放在崇山峻岭中。　　FAST作为一个多学科基础研究平台，为科学家提供了一个强大的探测无线电波的一个工具，在国家重大需求方面具有重要应用价值。主要有三个方面的科学目标，首先，它的强大敏感性，能接收到137亿光年外的电磁信号，接近于宇宙的边缘 第二方面是除了巡视宇宙中的中性氢，研究宇宙大尺度物理学，以探索宇宙起源和演化，还将观测脉冲星，研究极端状态下的物质结构与物理规律，甚至可以搜索星际通讯信号，开展对地外文明的探索。第三个方面是，未来，FAST将有能力把中国中性氢观测能力从地球同步轨道延伸至太阳系外缘，将深空通讯数据下行速率提高100倍，观测暗物质和暗能量，寻找第一代天体等其他一些的应用。　　生态方面是这样的。望远镜的反射面板可以看到它上面透了很多孔，这个孔透孔率达到50%以上，完全可以把雨水、阳光透过去，所以地面的植被还可以照样去生长，对环境保护还是很有利的。　　FAST的建设使边远闭塞的黔南喀斯特山区变成世人瞩目的国际天文学术中心，成为把贵州展现给世界的新窗口。黔南州还在平塘县克度镇配套建设天文体验中心、天文教育园等项目，积极打造旅游天文小镇，推动当地经济发展。　　跟曾经世界最大的阿雷西博射电望远镜相比，FAST的综合性能提高了约10倍，能够看到更远、更暗的天体。那么如此的庞然大物是如何架设起来的，让“天眼”睁眼看宇宙的又付出了怎样的艰辛。　　“假设你在月球上打电话，FAST可以探测到你的信号。”这是中国科学院国家天文台“FAST”项目总工艺师王启明，对这台目前世界上最大的单口径射电望远镜灵敏度的形容。　　对于射电望远镜来说，口径越大，看得越远。全世界的射电天文学家都追求建造更大口径的望远镜，以提高灵敏度。早在1994年4月，中科院国家天文台就开始了这项工程的选址工作。大口径射电望远镜的选址，地貌要最接近天线锅的形状，这样方便建造，工程量小，不用开山炸石，同时附近5至10公里范围内不能有电磁波信号发射。李菂这样描述：真正开始运行的时候，可以想象它就是在一口500米的锅里头，然后有一只300米的碗。这只300米的碗在500米的锅里运动，等效地构成一个主动、可动、能够克服地球自转的，非常准确灵敏观测太空的仪器。　　为了给这口“大锅”安家，团队成员几乎把贵州的喀斯特地貌区“挖”了个遍，同时有两路人马独立搜寻，初步确定了300多个候选洼坑。然后又通过计算机模拟工程填挖量，从中选出30多个实地考察，最后才选中了不大不小、深度合适、形状很圆、适于施工建设的“大窝凼”，“大窝凼”的喀斯特地质条件可以保障雨水向地下泄流,不在表面淤积而损坏望远镜。　　2014年7月17日，FAST工程一大技术难点开始启动：制造和安装索网。这是世界上跨度最大、精度最高的索网结构，也是世界上第一个采用变位工作方式的索网体系，6670根主索和2225根下拉索完整地拼出了“天眼”的索网。　　索网建成，反射面安装工程随之开始。反射面是FAST望远镜的重要组成部分，共有4450块的反射面板单元。中船重工武船集团有限公司副总经理王渭龄介绍称，4450个单元在吊装转运的过程中，是不许有任何的磕碰。在现场实际应用过程中，武船公司实现了每一个单元的一次精准装加和提升空中运输、转接和全位置定位。最后，全部精准地将4千多块面板定位安装在2000多个球面支点上，从研发到制造用了两年多时间，完成了国家天文台交付的任务。　　搜寻地球之外是否还有文明存在，是公众对于这台巨大“眼睛”的期待。实际上，这台从材料到工艺基本都是“中国制造”的巨型射电望远镜，未来将为自然科学，尤其是物理学和天文学领域的研究提供一个全新平台，为我国火星探测等深空研究奠定重要基础。中科院国家天文台FAST项目副总工程师李菂说，我们要研究宇宙中间主要物质的组成成分，宇宙演化和宇宙中间极端物质和场下面的效应。它可以承担深空探测，比如小行星甚至于更远一点的火星。建成以后，它将是中国在某一个射电波段第一次拥有世界上最好的仪器，真正有了站到世界前沿的机会。

2023年高考来临，为了确保考点和相关单位正常运行和营造公平合理的高考环境，多种仪器各显神通护航高考。接下来，为大家盘点一下那些保障高考的仪器设备。 红外测温仪、远程超声巡检仪为确保考点进行用电设备安全隐患大排查，全力以赴为高考保驾护航。多地工作人员仔细检查变压器运行状态，利用红外测温仪、超声局放检测仪等仪器对变压器进行了全方位的巡视，确保变压器无漏油、无异常声音、导线接口处无发热等异常情况，实现变压器运行安全“零风险”，高考用电安全“零忧虑”的安全可靠用电环境。超声波局放检测是一种有效检查所有电力系统的技术，它可检测出运转设备故障、振动、泄漏及电气局部放电所产生的高频信号，并使用独特外差法将这些讯号转换为音频信号，让使用者通过耳机来听到这些声音，并通过指针指示强度。利用红外测温仪可以对高考线路导线接头、引流线及刀闸、开关上的各连接触头进行测温，并将相关情况一一详细做好记录，发现发热或其他缺陷的，确保第一时间安排带电作业或检修进行处理。 智能安检门、金属探测仪、手机信号屏蔽仪今年，教育部要求把防范手机作弊作为高考安全的重中之重。为更精准有效检测随身携带的手机等电子设备，多地配备了“智能安检门”，主要检查考生是否携带各种无线通讯工具（如手机及其他无线接收、传送设备等）。每道安检门顶部都装有电子显示屏，会抓取并显示进场考生的面部图像，并提示仪器正在检测的部位、记录检测时间。竞业达6月5日在投资者互动平台表示，作弊防控是今年高考安全重中之重，公司针对打击考场作弊行为，推出了智能型手机探测门，具有精准探测、智能过滤、双屏异显、信息发布、身份核验、联网互通、调试简单、启动快速等功能，实现考生安检认证一站式快速解决。该产品将在今年高考中投入使用，为考生更好地营造公正、公平、透明的考试环境。手机智能探测门主要采用电磁波信号探测技术，当有手机通过门体时会切割磁场，造成磁场震动形成电信号，根据信号反馈通过算法及数据分析技术，来判断是否报警。当携带无论是否开关机的手机，对讲机，手机锂电池，充电宝，智能手表，IPADmini，笔记本电脑，硬盘时均可报警，并显示报警位置。在各考点入口处都设置了智能安检门后，考生进入考点就将完成第一次安检，在考场门口，还将通过金属探测仪的第二次安检。金属探测器利用电磁感应原理可主动探测到金属物体的存在。手持式金属探测器主要有两个组件，一个产生电磁场的发射器线圈以及一个检测电磁场的接收器线圈。发射器线圈周围会产生一个电磁场，当感知到金属物件时，微小的电子涡流在金属内部传播，从而改变探测器电磁波的输出功率。接收器检测到电流变化，则会触发警报。 高考期间，各考点还会开启手机信号屏蔽仪。高考考点周边一定区域内，手机可能出现无法接打电话、通话断续或有杂音，手机网速变慢甚至脱网。考试结束后即可恢复正常。常见的屏蔽器是通过发射干扰信号实现手机信号屏蔽。通过发射某一频率的大功率信号，使周围电磁环境受到严重破坏，手机无法正常获得解析来自基站的信号，从而达到屏蔽手机信号的目的。