o C Z b a C Z 波导特性阻抗的新概念
1 引言
阻抗是电路理论的基本概念。特性阻抗是传输线理论与微波电路理论的基本概念。波导特性阻抗是波导这种电磁能量传输系统的基本而又实用的概念。波导特性阻抗的主要应用是计算截面尺寸变化产生的反射，由此可以对波导生产工艺提出合理的公差要求。许多国家都有波导标准，并有国际性的波导标准（IEC 标准）。 波导标准中工艺公差的规定是以特性阻抗理论为依据的。特性阻抗的具体应用还有设计波导过渡、设计波导滤波器、计算截面变化型标准负载反射值等。
由谢昆诺夫引入[1]并载入大量书籍(例如[2~5])而被长期应用的矩形波导特性阻抗（部分书籍又称等效阻抗，以下简称旧特性阻抗）是个不正确的概念。它从三十年代末产生到此文前，一直陷于物理意义的费解和逻辑上 的混乱。用此概念计算反射与实验不符，更是其致命伤。国际上多次出现 对旧特性阻抗的异议[6~9] ，但一则未指明旧特性阻抗的弊病，二则所提出的唯象阻抗本身也不完整，遂未能变革这个概念。
本文分析了旧特性阻抗的弊病，提出关于定义波导特性阻抗的法则， 建立了矩形波导与远程圆波导特性阻抗的新概念，并联系到实际应用的问题。
2 矩形波导旧特性阻抗的问题
矩形波导旧特性阻抗是类比于双线、同轴线引入的，用了总电流的概念，并随意选取电 压电流值。所得结果为
其中，a 为矩形波导宽边长，b 为窄边长，Z o 为波阻抗，C 为某一常数，随定义方式而不同：由宽边中间电压与电流定义时，C =π/2；由功率与宽边中间电压定义时，C = 2；由功率与电流定义时， C =π/8。
这样定义的特性阻抗，有下列问题：
(1) 定义量选取的随意性
由电压与电流定义特性阻抗时，电压V 取宽边中间电压值或空间均方根值。这种选取是人为的。用集总参数的量代表分布参数的量，还有多种乃至无数种选取方式。定义量选取的
2VI WI WV Z Z Z =2
22??? ??=b a b c c a 随意性，说明这样定义的特性阻抗不受电磁运动规律的约束，不是某一电磁运动规律的表达。
(2) 由电流电压定义的阻抗不能计算能流
由阻抗不能计算能流，这本已说明阻抗定义的不合理性，却又反过来用功率与电压、功率与电流定义两个特性阻抗。谢昆诺夫还证明，电压电流 阻抗Z VI 、功率电压阻抗Z WV 与功 率电流阻抗Z WI 三者之间的关系为
由于三种定义都是人为的规定，它们之间的关系不可能反映客观规律，这种推证是没有意义的。且看，任意给出三个毫无关系的量a 、b 、c ，总有
这不反映任何物理规律，不过是在数学上兜圈子。
(3)用来计算反射，前提错误
类比于双线，用特性阻抗计算截面尺寸变化引起的反射时，是必然承认两个前提的，即主波电压连续与纵向电流连续。事实上，当宽边变化时，主波纵向电流是不连续的。连续条件错了，就是以阻抗处理变截面问题的前提错了，特性阻抗也就失去了其主要的应用意义。
(4)不具有确定性
在一定边界条件下，场方程的解是唯一的，也就是说，波导中场的存在与分布关系是确定的。这使得表征电路特性的阻抗（二场量在此特定电路中的关系）也应具有确定性（即唯一性）。旧特性阻抗不具有确定性，是它不反映客观规律的一种表现。
(5) 与实验不符
引入特性阻抗的主要目的是处理传输反射问题，用旧特性阻抗计算宽边变化引起的反射与实验不符[7]。
谢昆诺夫在首次阐述旧特性阻抗概念时[1] ,曾说明这个概念被人们认为是“不自然的”。但他却解释说：“这可能是概念本身的发展及人们对新理论的不熟悉”。其实，当初人们的怀疑是有道理的——确是这个概念本身有问题。
J.Schwinger 曾给出定义波导特性阻抗的一般方法[5] ，即：a ）选取电V ，使其正比于横向电场强度；b ）选取电流I ，使其正比于横向磁场强度；c ）令 VI /2 = P ，定义V 比I 为特性阻抗。
显然，J.Schwinger 的方法是为了弥补谢昆诺夫阻抗概念对矩形波导来说不唯一、不能计算能流这些欠缺并进行一般化而提出来的；但是，此法比谢昆诺夫的方法更差些：人为地规
定电压电流值，即改变电压电流这些客观存在的物理量，让它去适应心目中的某种阻抗概念的需要，这就颠倒了主观与客观的关系。
3 关于定义特性阻抗的法则
以往采用这样的方式：电场强度比磁场强度为波阻抗；电压比电流为特性阻抗。对于双线与同轴线，这样做都是成功的；但用来定义矩形波导的特性阻抗却出了问题。问题出在法则上。我们来分析一下。
在集总参数电路中，阻抗定义为电压与电流之比。集总参数电路的特点是一个个独立的元件，被导线所连接，构成相互关联的整体。阻抗能成功地处理电路问题，基于如下三点：（1）阻抗表征二量（电压、电流）的关系，这个关系是物理定律（欧姆定律、法拉第定律、库仑定律与电荷守恒定律）用于元件的简化表达。（即电阻、感抗、容抗）；（2）电压、电流决定功率，因此阻抗可以和此二量之一决定功率；（3）元件连接时所构成的关系由基尔霍夫定律所表征。阻抗联系起来的二量（电压、电流）满足霍夫基尔定率。传输线是一种分布参数电路，其特点是电路尺寸同波长相比不像集总参数电路那样可以忽略，而表现出波的传播特性，有行波状态（只有入射波）和驻波状态（入射波与反射波叠加）。阻抗（视在阻抗）表征驻波状态，即入射波与反射波的综合效果，反映了传输线与负载的共同作用。行波状态的传输线特性是由传输线本身的性质决定的，引入特性阻抗（包括波阻抗）就是为了表征这种性质。
特性阻抗或波阻抗概念对于双线、自由空间、同轴线等应用起来之所以行之有效，在于这里与集总参数电路相比有三点类似；（1）阻抗所联系起来的二量是麦克斯韦方程在特定边条件下的解，即特性阻抗简化地表达了物理规律；（2）此二量决定能流或能流密度；（3）此二量在连接处满足连续条件。（1）、（2）两点与集总参数电路基本相同，第（3）点与集总参数电路相比，形式有较大不同，即由导线连接时的基尔霍夫定律变为线或面连接时的连续条件。但本质一样，它们可以互相推广。
自由空间的波阻抗定义为电场强度比磁场强度，双线的特性阻抗定义为线间电压比纵向电流，都是行之有效的。在同轴线中，阻抗可按两种方式引入，即定义为电压比电流，或定义电场强度比磁场强度。前者为特性阻抗后者为波阻抗。二者都适应于截面尺寸不变的情况。当截面尺寸变化时，主波电场强度不再连续，而电压与电流连续；由此，波阻抗不能处理变截面尺寸的问题，而特性阻抗却可以。同轴线特性阻抗被广泛应用而波阻抗却很少被应用，这是重要原因之一。
波导的重要特点是截面尺寸和所传播的电磁波波长可以相比拟，且通常为色散波，其场量存在横向非均匀分布。研究波导阻抗问题，必须特别注意这个特殊性。与此相关的变截面处主波的连续条件，是认识特性阻抗问题的关键，必须就特定的截面形状、特定的波型作具体的分析，而不能像旧特性阻抗概念那样，笼统地套用电压比电流。后文将表明：矩形波导变截面处二连续的量是主波电压与纵向电流密度；远程圆波导变截面处二连续的量是主波电场强度与磁场强度的横向分量。顾及这些特殊点，且考虑与其他电路的共同点，特别注意连续条件，便可以引入行之有效的特性阻抗概念。
基于共性、个性的分析，本文提出定义波导特性阻抗的如下法则：
（1）在均匀传输系统中，存在两个依电磁运动规律而相互联系的特征电磁量，定义二特征电磁量之比为特性阻抗。
（2）二特征电磁量决定能流或能流密度。
（3）变截面处，特征电磁量连续或近似连续。
解阻抗关系（1）与连续条件（3）的联立方程，即得反射系数。由（1）与（2）确定的关系，特性阻抗和特征电磁量之一可以确定能流（或先确定能流密度再确定能流）。
由（1），特性阻抗定义是严格的，因为它不过是电磁运动规律对特定波导（介质、边条件）的简化表达；由（2），计算能流也是严格的；计算反射涉及条件（3），结果的近似程度取决于连续条件的近似程度。
讨论
(1)特性阻抗与麦克斯韦方程的关系
定义均匀波导特性阻抗时利用了麦克斯韦方程在此波导特定介质、边条件的解，因此特性阻抗是以麦克斯韦方程为依据的。特性阻抗表征特征电磁量的关系，简化地表达了特定条件下的电磁运动规律。但它不是简单的简化或重复，而是具有新的功能，即直接用以处理变截面问题和将波导系统表成电路形式等。变截面处的反射效应，是均匀区的阻抗关系的要求与变截面处的连续条件的要求这一对矛盾对立统一的结果，因此用特性阻抗处理变截面问题是一种独立的方法。它比各种场分析方法简单、直观，掌握容易，运用方便。
(2)特性阻抗与波阻抗的区别和联系
特性阻抗定义为特征电磁量之比（本文涉及的几种形式有电压V、电场强度E和电流I、电流密度J、磁场强度H）；而波阻抗对任何系统都定义为电场强度比磁场强度。波阻抗适用于截面尺寸不变的系统（主波的E、H保持连续）；而特性阻抗可以处理变截面问题。
特性阻抗可以代替波阻抗，反之则不能。对某些系统（例如自由空间），电场强度、磁场强度是特征电磁量，这时特性阻抗就是波阻抗。
()()()o c xm ym t bZ b x a H x a bE x J x V Z =-===2/1/sin sin λλεμππ()()()x J x V x p 21= (3)特性阻抗的适用范围与局限
用来求解反射系数时，特性阻抗仅适用于特征电磁量保持连续的场合。就波导来说，仅适于处理截面形状相同且波型相同而截面尺寸填充介质有变化的情况。但用特性阻抗作为规一化单位来表征电路性质时，则不受这个限制，可用在有一段均匀波导的一切场合。
4 矩形波导特性阻抗的新概念
4.1 特性阻抗的新定义
矩形波导特性阻抗的合理定义是行波状态下二特征电磁量之比。矩形波导的特征电磁量是压V (x )与纵向电流密度J (x )。
定义特性阻抗为
(1)
式中Z o 为矩形波导的波阻抗；λ为波长;λc 为截止波长，空气介充时λc =2a ， a 为宽边长， b 为窄边长。特性阻抗在(0,a )区间，即在波导内为常数，不仅有确定性，而且为单一值。 这样定义的特性阻抗表征矩形波导传输波H 10的客观属性，它是此种边界条件下积分形式电磁感应定律的一种简化表达。在波导纵剖面（yz 面）上，沿y 从0到b 经Δz 再返回，取这一环路积分，并令纵向尺寸Δz 趋于零，即可证明定义式（1）是积分形式法拉第定律的结果。这说明电压V (x )与纵向电流密度J (x )满足特征电磁量的第一个条件，即依电磁运动规律而相互联系。
电压V (x )与纵向电流密度J (x )决定了x 纵剖面（yz 面）上传播的能流密度。
(2)
即V (x )与J (x )满足特征电磁量的第二个条件。
下面分析连续条件。依据电磁场边值关系，变截面处的总电场强度与总磁场强度的切向分量必定连续（无铁磁介质）。 b 边变化时（相对变化量δb ）， 跳变的金属面（yz 面）上要求总切向电场强度为零，这样对主波电场产生与δb 同一数量级的扰动，于是总电场强度连 续转化为主波电压连续，这一点已有证明[10]。a 边变化时，跳变面只要求x =0与 x =a 邻近处电场切向分量为零；而由于主波电场沿a 边呈正弦分布，能流以 sin 2（πx /a ）集中于波导中部，因此a 边变化对主波电场的扰动量是δa 的高阶量。跳变面不要求平行于它的磁场强度H x 为零，因此主波磁场强度 总是一阶近似连续，这正是微扰论的基本出发点[6]。综上所述，
()t M a o t Z V a dx Z x V P 22421==?()?==t M t Z J a dx Z x J P 22421t t Z Z 2?=???
????????? ???-?=2221a a a b b g λ截面变化处的电压V (x )与纵向电流密度J (x )（等于H x ）在波导中部近似连续，而以宽边中点处的连续性最好。即有
V ⅠM = V ⅡM (3) J ⅠM = J ⅡM (4) 式中下标符号M 表示最大值，Ⅰ、Ⅱ表示截面两侧的均匀波导。可见，电压与纵向电流密度满足特征电磁量的第三个条件。
由定义式(1)可知，新特性阻抗的量纲是欧·米，这是由矩形波导场的分布特性决定的。
4.2 特性阻抗的应用
(1)计算能流
可由特性阻抗与特征电磁量之一确定沿波导传输的功率
(5)
或
(6)
式（5）、（6）是用特性阻抗计算能流的关系式，与常用的交流电路功率表达式相比，多出一个因子a /2，是由于给定的电磁量是分布量而产生的。
(2)计算反射
设波导均匀区Ⅰ均匀区Ⅱ在一界面上连接。依阻抗关系（1）和连续条件（3）、（4）列出联立方程，解得反射系数为
V Ⅰ反 Z t Ⅱ - Z t Ⅰ Γ = —— = ———— (7) V Ⅰ入 Z t Ⅱ + Z t Ⅰ
对于小跳变情况，式（2.7）可表成
Γ (8)
Z t 代以定义式（1），得到小跳变时反射系数公式
Γ (9)
式中λg 为波导波长。
Каценеленбаум 用场分析的方法得到的公式[6]与式(9)相同。 那是一种属于微扰论的方
m h b C W 法，推导很繁，仅适于小跳变的情况。阻抗法在计及高次型波的作用后，可处理较大跳变的问题。
跳变较大时的阻抗变换关系为
S 0 = Z t Ⅱ / Z t Ⅰ 当 Z t Ⅱ＞Z t Ⅰ 时 (10) S 0 = Z t Ⅰ / Z t Ⅱ 当 Z t Ⅱ＜Z t Ⅰ 时 (11) S o 是由特性阻抗差异决定的驻波系数。不难证明，式（10）、（11）是式(7）的驻波系数表达形式。同样，以往给出的用旧特性阻抗Z c 计算反射的相对修正量[11]，仍是用新特性阻抗Z t 计算反射的相对修正量。
4.3 与实验的比较
能判别新旧特性阻抗正误的是a 边变化的实验。兹选例说明如下。
实验条件：a Ⅱ/a Ⅰ = 0.654，λ=a 1
实验结果：Г实 = 0.17
(1)按新特性阻抗计算：Г0 = 0.15；修正后，Г= 0.17
不修正误差 δ0 = - 12%
修正后误差 δ≈0
(2)按旧特性阻抗计算：Г0 = 0.33；修正后，Г = 0.36
不修正误差 δ0 = +94%
修正后误差 δ ≈ +112%
从这个实验看，当Δa /a ＜0.4时，用新特性阻抗计算，结果的近似性相当好，如再加修正，则与实验结果极为符合。用旧特性阻抗计算，与实验结果相距甚远，且为正误差，不能再修正，因为虚部不为零的复数的模值恒大于实部，若再加修正，只会使误差更大，这与必然存在的高阶波作用相矛盾；仅这一点也可以说明旧特性阻抗概念的不合理性，更何况与实验相距那么远，物理上、逻辑上的问题又那么多！
4.4 新特性阻抗与唯象阻抗的比较
Каценеленбаум 用横截面展开法得到小跳变反射系数公式，并进而用唯象阻抗W 来 表达这一计算结果[6]
(12)
式中b 为波导高度（即窄边长）；h m =2π/λg ，λ
g 为波导波长；C 是不依赖于边长（a ，b ）的常数，无法确定。
ε
μλπ2=C ε
μλπλ2g t b Z =()εμ
λπ//2()o c r t Z H E Z =-=-=λλεμφ/1/R R R Z Z g t ????? ??-=?=2
012212πλμ Riblet [8]也提出一个规则：特性阻抗等于波导高度（b ）乘波导波长(λg ）。这也是一种唯象阻抗。
上述两种唯象阻抗都是某种场分析方法所得结果的运算模拟，而不是物理概念。它们包括的因子也仅是特性阻抗应包括内容的一部分。用新特性阻抗与唯象阻抗W 相比较，可以定出常数C （令Z t =W ）
新特性阻抗按波导高度与波导波长表示为
可见，Riblet 阻抗还缺少一个因子 。
5 远程圆波导的特性阻抗
远程圆波导传输H 01波。决定传输能流密度的是电场的周向分量E φ和磁场的径向分量H r 。此二场量的径向按零阶贝赛尔函数分布，周向均匀分布。临近波导壁内表面，E φ、H r 均趋于零。波导壁上无纵向电流。当截面尺寸变化时，跳变面对场的扰动是半径相对变化量的高阶量，因此，小跳变时，E φ、H r 近似连续。显然，E φ、H r 满足电磁感应定律的微分形式。所以，E φ、H r 是远程圆波导的特征电磁量。
定义特性阻抗为均匀波导行波状态下二特征电磁量之比
(13)
式中，λc 为临界波长，当空气介充时，λc =2πr /ν01，ν01是零阶贝赛尔函数的第一个根。 求解连续条件与阻抗关系的联立方程式，可得截面尺寸小跳变时的反射系数
Γ (14) 式（14）与 Каценеленбаум 用横截面展开法得到的结果[6]一致。可见阻抗法有异常简洁的特点。
由于圆波导H 01波在波导壁上无纵向电流，长期被认为特性阻抗不能用于圆波导；这是在旧特性阻抗概念影响下的一种看法。本文揭示了特性阻抗概念与阻抗法处理变截面问题的
实质，很方便地将特性阻抗概念应用于远程圆波导。这里需说明，对于远程圆波导，尽管特性阻抗Z t就等于波阻抗Z o，但其含义和应用是不同的，本文之前，虽已有Z o（等于Z t），却未曾有人用它如此简洁明快地处理变截面问题。
6 两点建议
1. 关于矩形波导截面尺寸公差取法问题
矩形波导（通用标准）有a≈2b，(λg/2a)2在通频带内约为1.7~0.4，可取此值为1（根据旧特性阻抗概念，与此相应的值是3~1.5，常取为2）。因此，建议取Δa=2Δb，这对精密波导加工是重要的，对通用波导也是较合理的取值法。
2. 关于波导标准的问题
我国波导标准、世界各工业国的波导标准以及IEC推荐的国际波导标准，对矩形波导截面尺寸公差的规定，都依据旧特性阻抗概念，规定为Δa=Δb。这是不够合理的。波导标准关系到波导生产，该不该修改，很值得讨论。
附记
本文发表于电子学报1979年第二期。文中文献号是发表时序号，这里未刊文献。
本章内容，为什么是测量学问题，这里需作些说明。我在1963年毕业于北京大学无线电电子学系。临近毕业分配时，系主任汪永铨动员说，计量没人报志愿，说没有搞头。其实是不了解。就拿电感来说（他在黑板上画了个线圈），什么是单位亨利，怎样建立标准，这里就大有学问。汪教授这番话使我选了这一职业，竟干40年了。毕业后我到中国计量科学研究院工作。受命筹建微波阻抗国家标准。要建立阻抗标准，首先就得弄清什么是阻抗。看了不少书，越看越莫名其妙，越看问题越多。在经过一番哲理与逻辑的分析之后，认定是前人错了。本章内容形成于1964年5月间。当年9月17日在中国计量科学研究无线电室作学术报告。1965年间计量院李乐山院长介绍到中国科学院电子所讨论。1969年经著名科学家钱学森介绍到宇航研究院与张履谦等专家讨论。七十年代初，电子部14所林守远王典成等微波专家将此新概念用于人卫地面站馈线设计，获得成功，并编入该所工大教材《馈线》讲义中（后来，王典成将此概念写入他的大著《电磁场理论与微波技术》一书中）。1984年获河南省首届科技优秀论文一等奖（河南日报1984 年7 月26日1版）。
无人作战平台对未来作战的影响 科学技术发展日新月异，在军事领域的表现即为一系列新概念武器的研发，装备及运用。新概念武器在大幅提升军队作战能力的同时也影响着当今世界军事变革的潮流。 新概念武器中离我们最近的即为无人作战平台。从2001的阿富汗战争到现在，无人机从当初作为一种侦查手段到现在所具有的全天候、全方位的侦查及火力打击能力，其发展可谓突飞猛进。“全球鹰”、“捕食者”几乎成了“基地”组织的噩梦，其所具有的“发现及摧毁”的能力，是时刻悬在阿富汗及伊拉克反美武装头上的一把利剑。在中东所进行的反恐战争中，无人机承担了百分之八十的作战任务。由此可看出无人作战系统在现代军事行动中所占的比重。 无人作战平台包括空中无人作战平台，水中无人作战平台和陆地无人作战平台。空中无人作战平台有无人侦察机（如“全球鹰”）和无人战斗机（如“X-47B”）；水中无人作战平台无人潜艇和无人水面舰艇；而陆地无人作战平台包括无人战车和地面军用机器人。无人作战平台所带来的变化主要表现在以下五个方面： 1、武器装备系统。由于无需考虑人的因素及其相关的设备（如座舱或舱室、生命保障 和环境控制设备、手柄、按纽和显示设备等），平台的设计可以完全以任务为中心，设计师可以大胆采用不受人的体力或心理因素限制的技术，他将具有更大的自由度把平台设计得结构更简单、重量更轻、尺寸更小、阻力更低和效率更高；推进系统和其他各分系统可以放置在最有利于发挥它们工作效能的地方。再者，武器系统的高智能化可以消除人为因素对武器命中率的影响，使武器系统真正达到百发百中。 2、战争形式。基于目前的国际形势，就目前与未来一段时间而言，小规模局部战争仍 是主要战争形式，不会发生大规模全球战争。无人作战平台对局部战争的影响，主要表现为其增加了军事冒险家发生战争的可能性。无人作战平台由于无需考虑人员伤亡，使得发动战争的代价大幅减小。尤其是在进行小规模局部非对称战争时，几乎可实现零伤亡，如近几年美军对阿富汗山区反美武装的打击，基本完全靠无人机进行空袭。如此使得美军可以肆无忌惮的进行火力打击，时不时就有“基地”组织的领导者葬身在无人机发射的打击火力下。在未来的军事行动中，无人作战平台的投入会加大局部战争爆发的可能性。 3、作战方式。由于无需人员的前线参与，未来的军事作战完全是高智能化的非人员接 触战争。战斗人员完全成了后方数据收集整理与命令输出人员，没有了伤亡的危险。 后方操控人员通过计算机以及强大的信号传输设备，发出简单的指令，无人作战平台即可根据所发命令不打折扣的完成。如此非接触作战，虽然前方战斗“惨烈”，但是后方人员却不受任何威胁。各种任务的完成完全不必考虑伤亡，只靠着后方指挥官对时机的把握即可出色完成任务。由此可消除武器操控人员对战斗的恐惧，提高军队的战斗力。传统的作战攻城掠地，一方攻击突进，占领阵地，另一方坚守阵地，死拼扼守，“坚决顶住”早已改变。新概念武器的出现，极大扩展了战场空间，改变了传统的作战样式。 4、战争理念。相对于传统武器，无人作战平台完全颠覆了传统的作战理念。以往的靠 军队人数的多少以及武器装备数量的多少来决定一场战争胜负的时代早已一去不复返了。无人作战平台对武器装备战斗力的大幅提升已经使得战争的双方可以在拥有武器数量较少的情况下来完成以前同一数量武器不可能完成的任务。“少而精”是现在新概念武器的特点，其完全可承担未来在高科技信息化条件下局部战争的任务。 在高技术的支持下，少量武器即可达到相同的毁伤效能。 5、军队体制。无人作战平台在战争中的介入，使得未来的军队体制发生了革命性的变 化。军方无需保持一个庞大的军队规模，只需保证高科技技术人员的数量即可。同
21世纪新概念武器的特点及应对策略 摘要: 科学阐述了新概念武器的定义，系统探讨了新概念武器的发展历程、独特性能、分类及破坏机理，深入分析了新概念武器对现代战争的重大影响，精要介绍了新概念武器的发展现状及使用情况，明确指出了新概念武器的发展趋势，重点研究了发展新概念武器的战略举措。 关键词: 新概念武器; 新概念战争; 发展现状; 发展战略 The Characteristics and Strategy ofNew ConceptionWeapon in the 21th Century Abstract: A definition of new concept weaponry is scientifically elaborated．The development process，uniqueperformance，classification and failure mechanism are discussed systematically．It also analyses thesignificant impacts of new concept weaponry on modern warfare and introduces the current situation andusage information of it．Then the strategic measures about the development of new concept weaponry havebeen studied with the indications of its tendency．Key words: new concept weaponry; new concept war; development present situation; developmental strategy 引言 在国防科技日新月异的知识军事时代，高新技术的迅猛发展和广泛应用、正在引发世界范围的军事变革.武器装备已发展到第三代，即“电子兵器”时代。军队知识化、武器智能化、战场数字化、战争信息化、战略威慑化已成为21 世纪军事发展的基本趋势。作为新世纪在新概念战争中以新奇致胜的新概念武器，已引起世界各国的高度重视，它不仅对武器的发展思路提出严峻的挑战，也为武器的跨越发展提供了难得的机遇。 1 新概念武器概述 1． 1 新概念武器的科学定义 在武器的发展过程中，有这样一类武器，一经推出，或是其采用的原理、或是其采用的技术、或是其最终的杀伤效果，总有一些令人耳目一新的东西，研究人员都在竭尽全力要与众不同，可以说是“新”不惊人死不休，这就是新概念武器。新概念武器是相对于传统武器而言的，是尚处于研制或探索之中的一类高技术武器，它在基本原理、杀伤破坏机理和作战方式上与传统武器有重大的区别。它可以利用声、光、电、电磁和化学失能剂等先进技术直接杀伤目标和破坏设备［1 ～ 4］。 如果要对新概念武器下一个比较科学的定义，那就是指采用新原理、新技术，在杀伤破坏机理和作战效能上与传统武器有明显不同，在战争中能发挥潜在特殊作用的高技术武器群体。这类武器在设计思想、系统结构、总体优化、材料应用、工艺制造、高技术含量、部署方式、作战方式、作战使命及毁伤效果等诸多方面都不同于传统武器，是可以在武器装备体系中起战斗力倍增器作用的创新性武器。
新概念武器 第一节新概念武器的基本概念与内涵 一、新概念武器的基本概念 什么是新概念武器？所谓新概念武器，目前并没有严密的科学定义，总是仁者见仁，智者见智。但总的讲，有两种比较普遍的看法：一是采用新原理、新技术、新设计思想、新结构、新能源、新材料、新工艺发展而成的创新性武器叫做新概念武器；二是除了上述全新的武器外，那种通过技术集成、局部创新而实现了功能创新以及武器系统概念发生了显著变化的，也应属于新概念武器的范畴。 基于对新式武器系统概念的分析，人们可以总结出：每一种新式武器必然有其不同于别种武器的系统概念，而造就一个新的武器系统概念的首要条件和依据则可能是应用某种新原理、新能源、新结构或新材料，或者是采用一种新的设计思想或巧妙构思，抑或是前述数个创新点的结合。鉴于时代的进步、科技水平的提高，一种新式武器的推出必然带有反映当时技术最高水准的时代烙印，而且一经研制成功并投入使用，必定大幅度地提高作战效能，或者能较好地实现战术使用意图，达到良好的效果。否则，人们不会花很高的代价去研究它。根据以上两个前提，我们可以把新概念武器的内涵归纳为： 第一，凡是采用新原理、新能源创新推出的、有别于传统武器系统概念、可大幅度提高作战效能的新型武器； 第二，凡是采用新结构、新材料、新工艺创新推出的有别于传统武器概念的新式武器，或者在现有制式产品基础上采用新结构、新材料、新工艺改造造就的、战技性能水平有大幅度提升的新型武器； 第三，凡是运用先进的设计思想或者先进的总体优化技术，经过巧妙构思造就的、系统概念与传统武器有着较大区别，且作战功能比传统武器大大提高的新型武器； 第四，新概念武器是技术含量更高的新式武器。 总之，新概念武器是相对传统武器而言的，它是利用新原理、新能源、新技术、新材料、新设计思想和(或)新结构技术发展造就的、比传统武器有着革命性变革或重大突破的创新性武器。 二、新概念武器分类 现今发展中的新概念武器，种类繁多，各武器使用的新技术、运用的新原理及新能源等方面相互交叉，对其进行分类较为困难。本章主要进行以下分类： 第一大类是定向能武器 第二大类是新动能武器 第三大类是新 第四大类是智能武器 第五大类是其他的新概念武器 目前，以美国为代表的各军事大国纷纷投入大量人力、物力，进行新概念武器的开发研究。其中有些系统已拥有关键技术储备，有些系统已完成分系统和总体演示验证试验，有些
电缆的阻抗 术语 音频：人耳可以听到的低频信号。范围在20-20kHz。 视频：用来传诵图象的高频信号。图象信号比声音复杂很多，所以它的带宽（范围）也大过音频很多，少说也有0-6MHz。 射频：可以通过电磁波的形式想空中发射，并能够传送很远的距离。射频的范围要宽很多，10k-3THz(1T=1024G)。 电缆的阻抗 本文准备解释清楚传输线和电缆感应的一些细节，只是此课题的摘要介绍。如果您希望很好地使用传输线，比如同轴电缆什么的，就是时候买一本相关课题的书籍。什么是理想的书籍取决于您物理学或机电工程，当然还少不了数学方面的底蕴。 什么是电缆的阻抗，什么时候用到它？ 首先要知道的是某个导体在射频频率下的工作特性和低频下大相径庭。当导体的长度接近承载信号的1/10波长的时候，good o1风格的电路分析法则就不能在使用了。这时该轮到电缆阻抗和传输线理论粉墨登场了。 传输线理论中的一个重要的原则是源阻抗必须和负载阻抗相同，以使功率转移达到最大化，并使目的设备端的信号反射最小化。在现实中这通常意味源阻抗和电缆阻抗相同，而且在电缆终端的接收设备的阻抗也相同。 电缆阻抗是如何定义的？ 电缆的特性阻抗是电缆中传送波的电场强度和磁场强度之比。（伏特/米）/（安培/米）=欧姆 欧姆定律表明，如果在一对端子上施加电压（E），此电路中测量到电流（I），则可以用下列等式确定阻抗的大小，这个公式总是成立： Z = E / I 无论是直流或者是交流的情况下，这个关系都保持成立。 特性阻抗一般写作Z0（Z零）。如果电缆承载的是射频信号，并非正弦波，Z0还是等于电缆上的电压和导线中的电流比。所以特性阻抗由下面的公式定义： Z0 = E / I 电压和电流是有电缆中的感抗和容抗共同决定的。所以特性阻抗公式可以被写成后面这个形式： 其中 R=该导体材质（在直流情况下）一个单位长度的电阻率，欧姆 G=单位长度的旁路电导系数（绝缘层的导电系数），欧姆 j=只是个符号，指明本项有一个+90'的相位角（虚数） π=3.1416
新概念武器发展趋势 摘要: 科学阐述了新概念武器的定义，系统探讨了新概念武器的发展历程、独特性能、分类及破坏机理，深入分析了新概念武器对现代战争的重大影响，精要介绍了新概念武器的发展现状及使用情况，明确指出了新概念武器的发展趋势，重点研究了发展新概念武器的战略举措。 引言 在国防科技日新月异的知识军事时代，武器装备已发展到第三代，即“电子兵器”时代。军队知识化、武器智能化、战场数字化、战争信息化、战略威慑化已成为21 世纪军事发展的基本趋势。作为新世纪在新概念战争中以新奇致胜的新概念武器，已引起世界各国的高度重视，它不仅对武器的发展思路提出严峻的挑战，也为武器的跨越发展提供了难得的机遇。 1 新概念武器概述 1． 1 新概念武器的科学定义在武器的发展过程中，有这样一类武器，一经推出，或是其采用的原理、或是其采用的技术、或是其最终的杀伤效果，总有一些令人耳目一新的东西，研究人员都在竭尽全力要与众不同，可以说是“新”不惊人死不休，这就是新概念武器。 新概念武器是相对于传统武器而言的，是尚处于研制或探索之中的一类高技术武器，它在基本原理、杀伤破坏机理和作战方式上与传统武器有重大的区别。它可以利用声、光、电、电磁和化学失能剂等先进技术直接杀伤目标和破坏设备［1 ～4］。 如果要对新概念武器下一个比较科学的定义，那就是指采用新原理、新技术，在杀伤破坏机理和作战效能上与传统武器有明显不同，在战争中能发挥潜在特殊作用的高技术武器群体。这类武器在设计思想、系统结构、总体优化、材料应用、工艺制造、高技术含量、部署方式、作战方式、作战使命及毁伤效果等诸多方面都不同于传统武器，是可以在武器装备体系中起战斗力倍增器作用的创新性武器。 1． 2 新概念武器的发展历程 新概念武器是20 世纪80 年代末期至90 年代初期才发展起来的，它是在全面禁止使用原子核武器，以及国际公约禁止使用生物武器和化学战剂武器，在维护和平与反暴乱的条件下，演变而发展起来的新型装备。预计21 世纪初的20 ～30 年内，将会有一大批新概念武器诞生，将为未来高科技战争带来革命性的影响和变化。 1． 3 新概念武器的独特性能与传统武器相比新概念武器，具有八大新特性能:既具有创新性、时代性、探索性、奇效性等共性特，又具有精确性、连续性、灵活性、非致命性等个性特点。 2 新概念武器的分类新概念武器种类繁多，根据武器的杀伤原理、杀伤规模、杀伤手段和所属的科学领域，新概念武器主要分为五大类: 一是新概念能量武器，二是新概念信息武器，三是新概念生化武器，四是新概念环境武器，五是新概念心理战武器。根据新概念武器对人员和装备所构成的危害程度，可将新概念武器分为致命性和非致命性两大类。 致命性新概念武器，如动能武器，地震、山崩、海啸等人造灾害的地球物理武器等就属于致命武器。非致命性新概念武器，主要用于使人和武器装备失去作战能力，而不造成人员死亡和装备毁坏的一类武器，如次声武器、激光致盲武器、高功率微波武器、心理战武器、计算机病毒武器，以及石墨炸弹、泡沫发生器( 大量泡沫把人员和装备包裹起来) 和超级润滑剂( 喷洒后使飞机在跑道上不能起飞，使车辆在道路上无法行驶) 等就属于非致
新概念武器结课论文 题目：隐身武器 姓名：吴建 班级：11042401 学号：1104240144
新概念武器结课论文 吴健1104240144 摘要 新概念武器是相对于传统武器而言的高新技术武器群体，目前正处于研制和探索之中，它在原理、杀伤破坏机理和作战方式上，与传统武器有显著不同。高技术的发展，正在引起军队武器装备的巨大变革，也为发展全新的非核武器开辟了广阔的前景。不久的将来，会陆续研制成新的、更具有威力的武器系统，并将投入到战争中使用。 隐身技术在兵器上的应用，可以追溯到20世纪30年代，当时，荷兰研制出了一种雷达用的吸波材料，是为隐身技术的发轫。20世纪60年代，美国空军把隐身技术成果应用在U－2、SR－71战略侦察机上，从此便拉开了隐形兵器研制生产的帷幕，各种隐形兵器悄然发展，由航空到陆地、海洋，先后有隐身飞机、隐身导弹、隐身火炮、隐身坦克、隐身舰船等浮出水面。 军事家预测，21世纪隐身兵器将成为战场上的主角，它将使侦察也反侦察斗争更加激烈，战争突然性增加 关键词 隐身、吸波材料、隐身飞机、隐身导弹、隐身火炮、隐身坦克、隐身舰船一、概念 隐身武器是指采用了防止敌方雷达、红外、声纳、可兵器见光等有效探测的伪装技术的武器。 隐身技术作为提高武器系统生存、突防，尤其是纵深打击能力的有效手段，已经成为集陆、海、空、天、电磁六维一体的立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术技术手段，并受到世界各国的高度重视。隐身技术(又称为目标特征信号控制技术)是通过控制武器系统的信号特征，使其难以被发现、识别和跟踪打击的技术。它是针对探测技术而言的。其主要包括雷达隐身、红外隐身、声隐身以及视频隐身等。 二、研发背景 由于现代高技术战争实质上是一场信息战争, 信息的获取和及时传递, 对作战进程影
新概念武器的发展趋势与反思 学员二旅三营：袁波3309310069 摘要：和平与发展的主流下，科学技术的进步，各国重视新概念武器的研发与应用，新概念武器改变传统作战方式，顺应时代潮流。在这个时代，新概念武器的研发与应用应当围绕着世界和平、正义，要尊重生命。 关键字：和平新概念武器科学技术尊重生命 众所周知，当今社会的主流是和平与发展。人类已经进入21世纪，中国人民和世界人民都渴望世界持久和平，渴望过上稳定安宁的生活，渴望建立公正合理的国际经济政治新秩序，渴望人类美好的未来。但是，现实告诉我们，当今世界不是风平浪静的，霸权主义、强权政治、民族冲突、宗教的争端仍然存在，局部战争时有发生。随着科学技术的进步，战争的重点不再是军队有多么的庞大，而是新概念武器的研发与应用。 在战争中，新概念武器的加入大大减少了士兵的伤亡率，降低了作战国在战争中的损失，同时提高了作战效率。因此各国都注重新概念武器的研发与应用。新概念武器在工作原理、破坏机理和作战方式上与传统武器有着显著区别，并可大幅度提高作战效能的一类新技术武器。如此先进的作战武器必定是军事界的宠儿。新概念武器的研发与应用对维护世界和平、国际反恐起到重要的作用。目前，正在探索和发展中的典型新概念武器主要有定向能武器、动能武器、高超声速武器、计算机网络攻防武器、微型无人作战平台和非致命武器等。这些新概念武器为武器装备的发展开辟了崭新的领域，在一定程度上代表了未来武器装备的发展方向。现在美国成为其中的佼佼者，在几次大事件中，先进的武器装备为美
国赢得了巨大的政治利益，不仅维护了和平，还让美国在军事科技领域狠狠炫耀了一番。由此可见，许多国家致力于其研发是有原因的。各国加速对新概念武器的研制和发展，有利于确立其军事上的优势地位。新概念武器以它独特的作战能力，具有“全频道”式的综合作战能力，隐蔽突击的能力为优势，必将成为新世纪战场新宠和利器。预计21世纪初20~30年内，将会有一大批新概念武器出世。 我国新概念武器的发展方向：1）重视概念研究，重视基础研究，挖掘武器新概念内涵。武器新概念是新概念武器的导向，新概念武器是武器新概念的归宿。武器新概念把所有超出了传统军事领域，但仍能运用于战争行动的手段都看作是武器。武器新概念为新概念武器提供指向，新概念武器使武器新概念固定成型。2）高度重视新概念武器的发展。3）加强新概念武器的摧毁与反摧毁战法的研究。4）有所为，有所不为，有重点的发展定向能武器和动能武器。5）发展高功率微波武器，使之成为未来战争的“杀手锏”。6）积极发展反卫星武器系统。7）跟踪世界计算机技术发展趋势，制定计算机病毒武器发展战略。相信我国的对策对我国在新概念武器的研发与应用上定能起到非常积极的作用，使我国军事、国防进一步巩固，增加我国在世界的威信。先进的武器装备需要先进的科学技术作为其坚强的后盾。想要在新概念武器领域获得成功必须发展科学技术，勇于创新，敢于实践，积极研发，加强国防建设，使得全球军事相互制衡，让和平与发展的主流延续下去。科技在发展，武器装备也在更新换代，杀伤力不断增强。 我们的反思------发展的另一方向：战争是恐怖、悲惨的，这不得不让人们陷入武器研发的伦理困境中:科学知识、技术本身是清白的，但是战争是血腥的。一旦把科学技术运用在战争中，战争中的伤亡必定有所增加。那么，各国在发生某些冲突时，首先应该降低战争发生的可能性，将矛盾尽可能在谈判桌上化解，
课程报告 课程名称：无人作战 论文题目：微小型无人系统技术的 发展现状及其重要意义 学生姓名：潘子龙 学生学号： 14070049 院系队别：七院五队 2015年5月20日 1
微小型无人系统技术的 发展现状及其重要意义 摘要 本文从微小型无人系统的内涵出发，阐述了包括微小型飞行器、微小型机器人、微小型水下无人航行器和微小型航天器等微小型无人系统的国内外发展现状，着重介绍了发展微小型无人系统的战略地位、重要意义及微小型无人系统的重要作用。 关键词：微小型；无人系统 一、微小型无人系统发展背景 国际上产业与军事部分的科学家、战略思想家和未来学家们以为：“五种经常重叠的技术最有可能在今后15～20年使军队发生革命性的变化。这五种技术为：机器人技术、先进的动力与推进技术、微型化技术、移动和自适应数字网络、飞速发展的生物科学。” 微小型无人系统就是二十世纪九十年代由美国等国家开始发展的融合了上述 技术的新概念武器，它不但在基础理论、设计、制造与试验技术等方面是革命性创新，而且将对二十一世纪的战争模式带来革命性的影响。 二、微小型无人系统的研究重点 微小型无人系统技术的内涵是：根据无人系统的特殊功能和特性，应用微机电系统（MEMS）、机器人、传感器、控制等先进技术，综合集成为微小型无人系统的光机电一体化技术。目前研究的重点是：微型飞行器、微小型机器人、微小型水下无人航行器和微小型航天器等。下面将详细介绍国内外的研究进展。 2
1、微型飞行器技术 微型飞行器(MA V)的概念是由美国于二十世纪九十年代最先提出的，并进行了可行性论证，要求微型飞行器最大尺寸为15cm，重量在百克以下，航程大于10km，最高时速达80km/h，最高飞行高度可达150m。同时还应有导航及通讯能力，可用手掷、炮射或飞机部署，具有侦察成像、电磁干扰等作战效能，一次性使用的微型飞行器的价格计划在1000美元以下。 目前美国国防高级研究计划局DARPA有十余项微型飞行器研究计划正在进行，包括固定翼、旋翼和扑翼式微型飞行器，图1所示就是其中几种较典型的微型飞行器。 图1 微型飞行器 例如在阿富汗战场上，美军已开始使用一种名为“微星”的微型飞行器进行情报收集，海军陆战队士兵可以通过便携式电脑操纵“微星”，可侦察前方5km的情况。 如图2所示，“仿昆虫机器人”是微型飞行器的一个新概念，在九十年代初被提出。 3
新概念武器的特点及应用现状
中北大学朔州校区 选修课论文 课程名称：现代军事科技与武器装备 论文名称：新概念武器的特点及应用现状 姓名： 学号： 班级： 2015年 6月 13日新概念武器的特点及应用现状
摘要：本文简要介绍了新概念武器的定义和分类，并详细描述了新概念武器的发展现状及使用情况，明确指出了新概念武器的发展趋势，指出新概念武器的发展正在探索和发展中的典型新概念武器为武器装备的发展开辟了崭新的领域，在一定程度上代表了未来武器装备的发展方向。 关键字：新概念武器，未来武器，发展趋势
引言 随着科学技术的进步和军事斗争的需要，一些新概念武器相关的高新技术日趋成熟，一系列工作原理和杀伤机制不同于传统武器的新概念武器相继被提出，并得到深入的研究和不断的发展。加速新概念武器的研制和发展，不仅对武器的发展思路提出严峻的挑战，也为武器的跨越发展提供了难得的机遇，更是各国确立军事高科技术优势的重要举措。 一、新概念武器定义及分类 （一）新概念武器的定义
新概念武器是相对于传统武器而言的，是尚处于研制或探索之中的一类高技术武器，它在基本原理、杀伤破坏机理和作战方式上与传统武器有重大的区别。它可以利用声、光、电、电磁和化学失能剂等先进技术直接杀伤目标和破坏设备。与传统武器相比新概念武器，具有八大新特性能: 既具有创新性、时代性、探索性、奇效性等共性特，又具有精确性、连续性、灵活性、非致命性等个性特点。 如果要对新概念武器下一个比较科学的定义，那就是指采用新原理、新技术，在战争中能发挥潜在特殊作用的高技术武器群体。这类武器在设计思想、系统结构、总体优化、材料应用、工艺制造、高技术含量、部署方式、作战方式、作战使命及毁伤效果等诸多方面都不同于传统武器，是可以在武器装备体系中起战斗力倍增器作用的创新性武器。 新概念武器是20 世纪80年代末期90年代初期才发展起来的，它是在全面禁止使用原子核武器，以及国际公约禁止使用生物武器和化学战剂武器，在维护和平与反暴乱的条件下，演变而发展起来的新型装备。 （二）新概念武器的分类 根据武器的杀伤原理、杀伤规模、杀伤手段和所属的科学领域，新概念武器主要分为五大类: 一是新概念能量武器，二是新概念信息武器，三是新概念生化武器，四是新概念环境武器，五是新概念心理战武器。 根据新概念武器对人员和装备所构成的危害程度，可将新概念武器分为致命性和非致命性两大类。致命性新概念武器，如动能武器，地震、山崩、海啸等人造灾害的地球物理武器等。非致命性新概念武器，主要用于使人和武器装备失去作战能力，而不造成人员死亡和装备毁坏的一类武器，如次声武器、激光致盲武器、高功率微波武器、心理战武器、计算机病毒武器，以及石墨炸弹、泡沫发生器( 大量泡沫把人员和装备包裹起来) 和超级润滑剂( 喷洒后使飞机在跑道上不能起飞，使车辆在道路上无法行驶) 等。 根据发展状态，新概念武器又可分为三大类: 成熟的新概念武器，发展中的新概念武器和在研制的新概念武器。
新概念武器 福特级航母舰载新概念武器可以确保美国再拥有半个世纪的世界霸权 什么是新概念武器 工作原理、毁伤机理和作战方式与传统武器有显著不同的各类高新技术的武器总称 最早提出开始研制新概念武器：美国的“星球大战”计划 最早以核制核,后來才开始研制激光武器和动能武器。由于这些武器能够实现有效拦截而又避免遭受核破坏和影响，是基于新思想和新概念而产生的，所以被称为新概念武器。 最开始的新概念武器是特指的，指激光武器和动能武器，而现在，已泛指多种类型：基因武器、非致命性武器、智能武器、太空武器、动能武器、定向能武器 杀毁机理新新概念武器杀毁机理多种多样。动能武器一一高速动能碰撞；基因武器一一基因病毒；次声武器一一利用次声引发人体器官的赫兹；非致命武器一一使人员或装备 失能并使附带破坏最小 作战方式新传统武器作战方式很多：运动战、阵地战、城市战 新概念武器作战方式：太空战、网络战、基因战、心理战、无人战争等等。战场 没有一线二线三线之分，甚至没有国界。 冷兵器战争是刀枪剑戟热兵器战争是坦克飞机，信息化武器战争是导弹信息, 新概 念武器战争是无声无息。 使用阶段新新概念武器会给我国造成哪些威胁？ 新概念武器是美国制约政治经济对手的杀手铜和继续保持世界霸权的重要法宝，中国是美国称霸世界的最大障碍，是美国新概念武器针对的主要对象。 -、对我国导弹核导弹安全的威胁 核威慑战略是我国安全的基石，中美两国在核打击能力上，尽管在力量强度上是不平衡的，但中国有限的核力量有能力二次核反击，并且能够确保打击美国本土。中美这种核对核的战略关系对美国制华战略以及相关政策起到了非常关键的制约作用，使美国在处理与中国的矛盾如台湾、FI本等问题时有所顾忌，不至于为所欲为。 （中国核潜艇被美国鼓吹：目前还没有任何技术能探测到核潜艇） 美国以新概念武器为主要拦截武器的国家导弹防御系统，基本具备拦截导弹的能力，并且已经部署我周边国家和地区。
讨论电磁波的在规则波导中的传播特性，就是确定在给定的边界条件下，满足麦克斯韦方程组的解，这个解的不同形式就表示不同的波型，这个解随时空的变化规律，便是电磁波在波导中传播规律。本节讨论在任意截面波导中的波动方程的求解方法以及电磁波在波导中传播的一般特性。 一、麦克斯韦方程组及边界条件 1.一般边界条件 2.理想导体表面的边界条件 二、规则波导中电磁场的求解方法 1.直接求解法 在给定边界条件下求解上述波动方程，便可得波导中电磁场的解。
2.赫兹矢量位法 (1)赫兹电矢量位引入赫兹电矢量位 (2)赫兹磁矢量位引入赫兹磁矢量位 3.纵向分量法 先求解满足标量波动方程的z方向分量(纵向分量)；然后，由各分量间的关系求出其他分量(横向分量) 三、导行波波型的分类 波型也称模式，它指的是能够单独在波导传输线中存在的电磁场结构的型式。 1.横电磁波:即没有纵向电场又没有纵向磁场分量，即和的波，并以TEM 表示。TEM波只能存在于多导体传输线中，而不能存在于空心波导中。 2.横电波:凡是磁场矢量既有横向分量又有纵向分量，而电场矢量只有横向分量，即 的波称为磁波或横电波，通常表示为H波或TE波。 3.横磁波:凡其电场矢量除有横向分量外还有纵向分量，而磁场矢量只有横向分量，即 的波称为电波或横磁波，通常表示为E波或TM波。
§2.2 导行波的传输特性 各种不同横截面的波导系统传输导行波时，尽管横向场分布彼此各异，但它们有着共同的纵向传输特性。导行波的传输特性包括六个方面： 截止波长、波导波长、相速群速和色散、波阻抗、传输功率以及导行波的衰减 一、截止波长 在即的情况下，称为传输状态。 在即的情况下，这是传输系统的截止状态。 就是介于传输状态和截止状态之间的临界状态。 临界频率或截止频率： 临界波长或截止波长： 截止波数： 二、波导波长 波导中的波长称为波导波长，并记为 为真空中的波长。 对于TEM波， 三、相速、群速和色散 1、相速度——波导中传输的波的等相位面沿轴向移动的速度。 TE、TM波的相速度公式为 对于TEM波, 则
新概念武器 一、高能激光武器 二、高功率微波武器 三、粒子束武器 四、动能武器 五、非致命武器 六、其它新概念武器
新概念武器的工作原理与杀伤机制不同于传统武器，具有独特作战效能、正处于研制或探索之中、尚未大规模用于战场的一类新型高技术武器。 正在探索和发展中的新概念武器主要有：定向能武器、动能武器、非致命武器、气象武器、基因武器等。 美国的新概念航空武器
一、高能激光武器 美国、俄罗斯、西欧各国和以色列的高能激光武器研究试验早已进行了多年，将在2010年前后成为反导弹、反卫星的重要手段。
（一）高能激光武器的基本概念与分类1、高能激光武器的基本概念 –又叫强激光武器或激光炮。是利用高能激光束摧毁飞机、导弹、卫星等目标或使之失效的定向能武器; –主要由激光器、精密瞄准跟踪系统和光束控制与发射系统组成; –激光器连续束流功率在2万瓦以上。 美国研制和装备的车载激光武器
2、高能激光武器的分类 （1）按军事用途分类 ?战术激光武器--打击距离在数公里至20公里之间，用于地基、车载、舰载或机载，对付战术导弹、低空飞机、坦克等战术目标。 ?战略激光武器--一般具有天基部件(距地面1000公里以上的太空)，主要用于远程战斗，打击距离近则数百公里，远达数千公里。主 要用于破坏在空间轨道上运行的卫星以及反洲际弹道导弹。 战术高能激光武器美国空军设想 的天基激光武 器系统
（2）按部署方式分类 ?天基高能激光武器--空间防御和攻击 ?地基高能激光武器--地面防御和攻击 ?机载高能激光武器--空中防御和攻击 ?舰载高能激光武器--海上防御和攻击 ?车载高能激光武器--攻击敌人的坦克群或者火炮阵地。美国80年代“星球大战”计划中的激光武 器 车载高能激光武器
一、单选题（题数：50，共 50.0 分） 1 人民战争是我党历来坚持的指导战争的根本路线，是我党唯一正确的战争指导思想，是毛泽东军事思想的（）。（1.0分） 1.0分 ?A、 核心 ? ?B、 理论 ? ?C、 战术 ? ?D、 发展 ? 我的答案：A 2 欧盟明确主张世界要朝（）化发展，对建立单极世界的主张，欧盟是持反对态度的。（1.0分） 1.0分 ?A、 单极 ? ?B、 多极 ? ?C、 三极 ? ?D、 同级
我的答案：B 3 国防是阶级斗争的产物，它伴随着（）的形成而产生。（1.0分） 1.0分 ?A、 军队 ? ?B、 生产力 ? ?C、 工人与农民 ? ?D、 阶级与国家 ? 我的答案：D 4 和平与发展成为我们当前世界的两大主题，尤其是多极争雄的世界格局，它会逐步取代美国单相思的那种一超（）世界格局。（1.0分） 1.0分 ?A、 多强 ? ?B、 多极 ? ?C、 独霸 ? ?D、 和谐
我的答案：C 5 当前国际战略格局中的主要态势是美国构筑单极世界的战略正在推进，但它也没有办法也不可能（）世界多极化的发展。 （1.0分） 1.0分 ?A、 领导 ? ?B、 主动 ? ?C、 阻挡 ? ?D、 消极 ? 我的答案：C 6 第一次军事变革以（）为标志。（1.0分） 1.0分 ?A、 金属兵器取代木石兵器 ? ?B、 热兵器取代冷兵器 ? ?C、 机械化主站兵器取代热兵器 ? ?D、 信息化兵器取代机械化兵器
我的答案：A 7 1999年5月7日美国使用了五枚制导炸弹袭击了中华人民共和国驻南斯拉夫联盟共和国大使馆，其中打击到大使馆地下室的精确制导炸弹却变成了（），没有爆炸。（1.0分） 1.0分 ?A、 炸弹 ? ?B、 哑弹 ? ?C、 中立弹 ? ?D、 自卫弹 ? 我的答案：B 8 我们要有一种与时俱进的观念，树立与信息化战争相适应的国防观念，加强国防建设，增强打赢（）战争的能力。（1.0分） 1.0分 ?A、 信息化 ? ?B、 科学化 ? ?C、 理论化 ?
中国电磁炮发展历程 经过17年的研究和实验，中国的新概念武器“超高速动能电炮”的研制已经到了最后阶段，即将问世，2007进入局部试用阶段。据透露，现在世界一些主要的国家如美、俄等，都在研究这种新概念武器，中国虽起步稍晚，但有长足的进展，电磁发射技术并不比先进国家落后，更有可能首先拥有这种超高速动能武器。 电炮分为“电磁炮”和“电热炮”两类。电磁炮是利用电磁力推进弹头到每秒50公里的超高速状态，常规武器望尘莫及，具有战略性武器的功能，分轨道炮、线圈炮和重接炮三种形式。电热炮是利用电热能量来推动弹头，最高射速每秒约3公里左右(传统火炮每秒2公里)，可作为战术武器使用，分直热式和间热式两种形式。 我国的电磁炮的理论论证在上世纪80年代中期就基本完成，从那时起就开始进行实用化的研究，经过近20年的努力，已经结出丰硕的成果，2007年进部分装备部队进行量产前的定型试用。 一种电磁炮是口径20MM左右的车载反坦克电磁炮（也可能实现机载），该炮的核心设备包括**MW级的高脉冲发电机、超导线圈和高速装弹机，可以把超过120g的实心穿甲弹加速到3.5km/s以上,射速在10发/分到15发/分之间(射速和弹头初速要求有关)。实验表明，弹头虽小，但是由于初速高，完全击穿现役所有主战坦克装甲，效果就和用AK47扫射本田轿车一样。 这使人们不禁联想到在伊拉克战争中一辆M1A2侧甲上的神秘弹孔，该孔的直径和一发12.7MM弹丸类似。虽然这肯定不是中国电磁炮的杰作，但是我们可以猜想，其他国家的类似装备已经进入使用阶段的研究。
另有资料表明，我国高脉冲发电机的研究，已经为激光武器的实用提供了保证。与上述反坦克电磁炮采用相同发电机的高功率战术激光器已经达到了车载的水平，可以有效攻击近距离的空中飞行目标。 另外一种更具战略价值的电磁炮，口径在250MM-280MM之间，核心设备高脉冲发电机达到了**MW的水平，超大孔径超导磁体的储能达到了**兆焦耳以上，可以把超过150kg的弹丸加速到**km/s以上，射程超过300公里。 该炮在研制过程中，遇到了许多技术难题，在解决电磁发射的实现及可靠性方面的问题后，一个重大的课题就是研制与之配套的弹丸，需要解决的问题就是消除强电磁场和高温（弹丸高速运动时产生）对弹丸内部设备的影响。最后研制出了特殊的高分子材料解决了这一问题，由这种材料制作的外壳可以保护弹丸内部。同时，弹丸装药的配方也进行了改进。 超高速弹丸的弹道特性我们也已经掌握，弹丸在发射后接近目标区时，屏蔽外壳脱落，打开尾翼以实现减速和姿态控制，进入滑翔状态，此时可以利用卫星定位信息进行精确打击。显然，在这时我们遇到了另外的瓶颈---卫星导航，这只有等“伽利略”或“北斗2”了解决了。 毫无疑问，在本世纪的头十年以后，战争的模式将发生根本的变化。那时，美国DDX上的155MM超级大炮将实现200公里以上的射程，而我们的“超级大炮”也没有落在后面。
光的色散特性的研究 光线在传播过程中，遇到不同介质的分界面（如平面镜、三棱镜等的光学面）时，就要发生反射和折射，光线将改变传播的方向，在入射光与反射光或者折射光之间就有一定的夹角。反射定律、折射定律等正是这些角度之间的关系的定量表述。一些光学量，如折射率、光波波长等也可通过测量有关角度来确定。因而精确测量角度，在光学实验中显得尤为重要。 分光计是用来精确测量入射光和出射光之间偏转角度的一种光学仪器，可用它来测量折射率、光波波长、色散率等。分光计的基本部件和调节原理与其它更复杂的光学仪器（如摄谱仪、单色仪等）有许多相似之处，学习和使用分光计也为今后使用精密光学仪器打下良好基础。分光计装置较精密，结构较复杂，调节要求也较高，这对初学者来说，往往会感到困难些。但只要在实验过程中注意观察现象，了解分光计的基本结构和测量光路，严格按调节要求和步骤耐心进行调节，就一定能够达到较好的要求。 本实验是在实验3－14用衍射光栅测量光的波长实验基础上的一个实验项目，有关分光计的结构、使用方法和调节步骤请认真阅读实验3－14中的相关内容。 【预习提示】 1．复习实验3－14中分光计的调节方法和步骤，明确分光计的调节要求。 2．用三棱镜调节分光计时，三棱镜应按什么位置放在载物台上？这样放的好处何在？3．如何判断偏向角减小的方向？如何寻找最小偏向角位置？跟踪谱线时能否将载物台（游标盘）与望远镜同时旋转？ 【实验目的】 1．在实验3－14的基础上，进一步熟练掌握分光计的调节和使用方法。 2．掌握用最小偏向角法测定三棱镜对各色光的折射率。 3．观察色散现象，测绘三棱镜的色散曲线，求出色散曲线的经验公式。 【实验原理】 本实验中应该首先搞清楚以下几个概念： ⑴视差：所谓视差是指当两个物体停止不动时，改变观察者的位置，一个物体相对于另一物体有明显移动的现象。在光学仪器的调节中，当人的眼睛从一侧移到另一侧时，像相对于分划板的十字叉丝有明显的移动，即出现视差，说明像与十字叉丝不在同一平面。如果当眼睛移到右边时，像就移到十字叉丝的左边，说明这时的像是在眼睛与十字叉丝之间；如果当眼睛移到右边时，像就移到十字叉丝的右边，说明这时像是在十字叉丝之前。反之，如果眼睛左右移动时，像与十字叉丝之间没有相对移动，像与十字叉丝就在同一平面，说明聚焦已经调好。因此，光学实验中常根据视差现象来判断像与物是否共面。 ⑵平行光：当点光源正好处在凸透镜焦平面上时，由点光源发出的光经过凸透镜后，将形成一束平行光。 ⑶自准法：当光点（物）处在凸透镜的焦平面上时，它发出的光线通过透镜后将形成一束平行光。若用与主光轴垂直的平面镜将此平行光反射回去，反射光再次通过透镜后会聚于透镜的焦平面上，其会聚点将落在光点相对于光轴的对称位置上。 1．用最小偏向角法测量三棱镜的折射率 当光线从一种介质进入另一种介质时，即发生折射，其相对折射率由入射角的正弦和折射角正弦之比确定。由于仪器不能进入棱镜之中观测折射光，故只好让光线经过棱镜的两个界面回到空气中来，再来测量某一单色光经过两次折射后产生的总偏向角。
未来世界科技创新十大趋势 当前，全球新一轮科技革命和产业变革方兴未艾，科技创新正加速推进，并深度融合、广泛渗透到人类社会的各个方面，成为重塑世界格局、创造人类未来的主导力量。我们只有认清趋势、前瞻擘划，才能顺势而为、抢抓机遇。从宏观视角和战略层面看，当今世界科技发展正呈现以下十大新趋势。（1）颠覆性技术层出不穷，将催生产业重大变革，成为社会生产力新飞跃的突破口。作为全球研发投入最集中的领域，信息网络、生物科技、清洁能源、新材料与先进制造等正孕育一批具有重大产业变革前景的颠覆性技术。量子计算机与量子通信、干细胞与再生医学、合成生物和“人造叶绿体”、纳米科技和量子点技术、石墨烯材料等，已展现出诱人的应用前景。先进制造正向结构功能一体化、材料器件一体化方向发展，极端制造技术向极大（如航母、极大规模集成电路等）和极小（如微纳芯片等）方向迅速推进。人机共融的智能制造模式、智能材料与3D打印结合形成的4D 打印技术，将推动工业品由大批量集中式生产向定制化分布式生产转变，引领“数码世界物质化”和“物质世界智能化”。这些颠覆性技术将不断创造新产品、新需求、新业态，为经济社会发展提供前所未有的驱动力，推动经济格局和产业形态深刻调整，成为创新驱动发展和国家竞争力的关键所
在。（2）科技更加以人为本，绿色、健康、智能成为引领科技创新的重点方向。未来科技将更加重视生态环境保护与修复，致力于研发低能耗、高效能的绿色技术与产品。以分子模块设计育种、加速光合作用、智能技术等研发应用为重点，绿色农业将创造农业生物新品种，提高农产品产量和品质，保障粮食和食品安全。基因测序、干细胞与再生医学、分子靶向治疗、远程医疗等技术大规模应用，医学模式将进入个性化精准诊治和低成本普惠医疗的新阶段。智能化成为继机械化、电气化、自动化之后的新“工业革命”，工业生产向更绿色、更轻便、更高效的方向发展。服务机器人、自动驾驶汽车、快递无人机、智能穿戴设备等的普及，将持续提升人类生活质量，提升人的解放程度。科技创新在满足人类不断增长的个性化多样化需求、增进人类福祉方面，将展现出超乎想象的神奇魅力。（3）“互联网”蓬勃发展，将全方位改变人类生产生活。新一代信息技术发展和无线传输、无线充电等技术实用化，为实现从人与人、人与物、物与物、人与服务互联向“互联网”发展提供丰富高效的工具与平台。随着大数据普及，人类活动将全面数据化，云计算为数据的大规模生产、分享和应用提供了基础。工业互联网、能源互联网、车联网、物联网、太空互联网等新网络形态不断涌现，智慧地球、智慧城市、智慧物流、智能生活等应用不断拓展，将形成无时不在、无处不在的信息网络环境，对人
防御次声波武器的简单方法 【什么叫次声波】声音是由物体振动而产生的弹性波,并能引起听觉的声波,只是它的大小取决于振动的频率和幅度。人耳所能接收的频率范围为20Hz～20kHz。凡超过20kHz的声音信号叫超声波, 而低于20Hz的声音信号称亚声波或次声波,次声波具有能量大、不易损失、易于接收等优点。传播距离也比一般的声波、光波和无线电波都远。利用次声波产生的空气微压波动改变电容传感器参数来测量次声波,设计以单片机为核心部件的智能化次声检测仪。此装置结构简单,灵敏度高,抗干扰能力强,可广泛应用于自然次声和人工次声的探测与研究。 【次声波的危害】科学家们发现，当次声波的振荡频率与人们的大脑节律相近，且引起共振时，能强烈刺激人的大脑，轻者恐惧。狂癫不安，重者突然晕厥或完全丧失自控能力，乃至死亡。当次声波振荡频率与人体内脏器官的振荡节律相当，而人处在强度较高的次声波环境中，五脏六腑就会发生强烈的共振，刹那间，大小血管就会一齐破裂，导致死亡。科学研究表明：人体的内脏，有其固有的振动频率，而这种频率也在0。01—20赫兹之间，也就是说，它和次声波的频率相似。这样一来，当外来的次声波不管是自然形成的，还是人为制造的，一旦它的振动频率与人体内脏的振动频率相同或接近时，就会引起各种脏器的共振。这一共振便会使人烦躁、耳鸣、头痛、失眠、恶心、视觉模糊、吞咽困难、肝胃功能失调紊乱；严重时，还会使人四肢麻木、胸部有压迫感。特别是与人的腹腔、胸腔和颅腔的固有振动频率一致时，就会与内脏、大脑等产生共振，甚至危及性命 【次声波武器】次声波对人体产生危害的原理是：人体的固有平率低于人能感知的声波平率，次声波顾名思义，与人体的频率很相近，容易产生共振现象，我们都知道，世界上许多大桥就是共振而毁于一旦的，可见次声波对人还是有危害的，有一种武器就是因其发出4Hz 的次声波，与人体共振，导致人体内脏器官破裂甚至分解（物理分解）。由于次声波平频率很低，很容易产生衍射现象，所以墙啊什么的都挡不住它1986年1月29日，美国航天飞机"挑战者"号升空爆炸，爆炸产生的次声波历时12小时53分钟，其爆炸威力之强，连远在1万多千米处的我国北京香山中科院声学研究所监测站的监测仪都"听"到了。通常的隔音吸音方法对次声波的特强穿透力作用极微，7000 Hz的声波用一张纸即可隔挡，而7Hz的次声波用一堵厚墙也挡不住，次声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土。次声的频率与人体器官的固有频率相近(人体各器官的固有频率为3～17Hz，头部的固有频率为8～12Hz，腹部内脏的固有频率为4～6Hz)，当次声波作用于人体时，人体器官容易发生共振，引起人体功能失调或损坏，血压升高，全身不适；头脑的平衡功能亦会遭到破坏，人因此会产生旋转感、恶心难受。许多住在高层建筑上的人在有暴风时会感到头晕恶心，这就是次声波作怪的缘故。如果次声波的功率很强，人体受其影响后，便会呕吐不止、呼吸困难、肌肉痉挛、神经错乱、失去知觉，甚至内脏血管破裂而丧命。所谓次声波武器就是利用这一原理来对人体产生影响和杀伤作用的一类新概念武器。由于人听不到、看不见、摸不着次声波，所以又有人把次声波武器称之为"无声杀手"。近年来，一些国家利用次声能够“杀人”这一特性，致力次声武器——次声炸弹的研制。尽管眼下尚处于研制阶段，但科学家们预言；只要次声炸弹一声爆炸，瞬息之间，在方圆十几公里的地面上，所有的人都将被杀死，且无一能幸免。次声武器能够穿透15厘米的混凝土和坦克钢板。人即使躲到防空洞或钻进坦克的“肚子”里，也还是一样地难逃残废的厄运。次声炸弹和中子弹一样，只杀伤生物而无损于建筑物。但两者相比，次声弹的杀伤力远比中子弹强得多。将次声波用于武器有很多优点：隐蔽快速，便于突然袭击。传播距离远，不易被削弱。穿透能力强。据说试验次声波可穿透十多米厚的钢筋混凝土。所以很多很多国家都在研究次声波武器。人的耳朵，只能听到频率在２０HZ~20000HZ频率段的声音。因此，次声波人的耳朵是感觉不到的。但很多动物能听到。譬如：老鼠，蚊子，蟑螂等。现在某些歹毒人为了金钱，冲昏了头，居然使用低功率的次声波