功放的一些技术指标

功放的一些技术指标（精选7篇）

功放的一些技术指标 第1篇

车载超短波电台 功放技术指标

主要技术要求 2.1 主要功能

 完成激励信号放大；  具有正反向功率检测功能；  具有驻波比检测功能；  具有温度检测功能；  具有自检功能。2.2 指标要求

（1）频率范围 ：30MHz～512MHz。（2）输入信号幅度：10dBm；

输入阻抗：50Ω。

（3）输出功率：48.5dBm±1dBm；

输出阻抗：50Ω。（4）增益：≥38dB。（5）驻波比：

输入驻波比：≤1.5：1；

（6）输出驻波比：≤2.0：1。（7）三阶互调抑制：≥30dBc。

（测试方法：功放输入载波偏移±600kHz双信号，产生的三阶互调产物，输出双信号电平，每个电平幅度分别为45dBm，峰包功率为满功率）（8）宽带噪声：偏离载波频率15％≤-75dBm/200kHz。（9）杂散：≥70dBc。（10）功率上升时间：≤10μs。

（11）供电：+24V。（18V-33V时增益功率变化±1.5 dB）

当＋24V工作电压下降至18V时，输出功率下降不超过1.5dB；当＋24V工作电压上升至33V时，功放应能正常工作，34V时不损坏，（允许出现保护）。（12）功耗要求：≤12A。

（13）温度检测输出：TFI=0.5V+TC×10mV/℃。（14）连续工作能力

功放常温发射30分钟，功率变化不大于1dB；

+65℃温度下天线口输出50W时连续工作1小时以上功放不损坏。环境适应性要求

工作环境：

工作温度：-40℃~+65℃；

储存温度：-50℃~+70℃；

湿

度：40%~70%。

质量保证期要求

使用寿命：不小于15年

可靠性要求

MTBF≥50000小时，MTTR≤30分钟；

功放的一些技术指标 第2篇

我台从某厂引进来的一台分米波10KW的全固态合放式电视发射机在工作一段时间以后单个功放模块过载指示灯亮, 从显示屏查该功放的工作参数得知此功放明显未工作。于是取下功放打开检查, 该功放末级由2个末级功放板组成:每只LD MOS场效应管和与之相联的输入输出匹配电路构成一个单管推挽功率放大器, 每两个同样的功率放大器和3db正交电桥构成一个末级功放板, 二个末级功放板的输出再经同相二合成器进行功率合成。末级与预功放以及分配合成器、监控板、供电板组成一个550W功放。末级场效应管均工作在AB类。检查二合成、3db电桥和50Ω负载均是好的, 同相二合成电路也完好, 反射波检测电路及保护电路也未查到故障;将此功放模块与其他正常工作的功放模块对换位置工作正常, 由此可以断定该功放正常, 故障出在别处。重点检查输出, 该功放与其他三个同样的功放模块一起输出到一个四合成器, 功放的输出接口和输出线及四合成的输入接口均正常, 看来故障还在后面的合成电路;取下四合成, 打开检查, 乍一看这些由微带线组成的合成电路良好无损, 用万用表测负载电阻, 发现一只开路, 此时四个输入口的阻值为16.8Ω, 换上一只新电阻, 焊好以后重新测量四个输入口的阻值为12.5Ω, 将四合成器安装好开机, 功放过载指示灯不亮, 查看功放的工作参数均正常, 故障排除。很显然, 由于四合成的一只负载电阻开路, 使得该路阻抗变换节的特性阻抗变得无穷大, 从而使得该路信号的能量全部反射回来, 造成该功放模块的过载。从这次检修中获得一个快速排除故障的方法:遇到功放过载指示灯亮了, 不要慌张, 先测量四合成四个输入口阻值, 正常时应为12.5Ω, 这时该重点查功放模块自身电路, 若阻值大于或等于16.5Ω则可断定过载是由四合成造成的。

2 功放的过热故障

我台有一部转播中央台的大功率调频发射机, 该机器的功放模块很笨重, 电源和功放设计在一起, 需要两个身强力壮的人才能取下功放;一次该机器在工作一段时间以后一只功放故障灯亮, 显示屏显示过温, 而其他功放模块的温度均正常, 显然是该功放自身出了问题, 于是和另外一个同事一起取下功放, 打开盖子, 首先检查电源未找到故障点, 然后检查温度保护电路, 也未发现问题, 最后检查温度取样电路, 温度取样电路是由一个温度传感器组成的, 传感器埋在功放板里, 取下传感器, 发现传感器与功放板的接触面尽是干燥的硅脂和灰尘, 将灰尘处理干净, 并用无水酒精擦拭晾干后涂一点硅脂, 安上传感器, 用螺丝固定好, 装上发射机, 先降低整机的激励, 再让该功放工作, 缓慢加大激励, 故障灯未亮, 故障得到排除。从这次检修中得知此类功放的日常维护重点, 从此该发射机很少出现同样的故障。

3 功放的过激励故障

有时用理论分析电路故障行不通时该换另一种方法。如我台几部全固态合放式发射机经常出现单个功放过激励现象, 查表头数据可知该功放确实未工作。监控板电路图如下所示。

这是监控板电路的一部分, J12-8是过激励的取样信号, 来自前级预功放输入端的射频检波电平;正常工作时, TP11<0.3v, IC7B的7#为低电位, T2截止;当过激励时, 7#为高电位, 使T2处于饱和导通状态, 将前级MRF9030的栅极电压VG关断, 无功率输出, 后级功放被保护;由于无法测量到工作中的功放的这些具体数据, 因此取下此功放, 换上另外正常工作的功放, 没有过激励出现, 说明激励来的信号正常;将这过激励功放的监控板与正常工作功放的监控板调换, 结果是过激励的功放还是过激励, 正常的功放仍然正常, 说明监控板电路也是正常的。最后将前级功放管子焊下来, 在焊接部位用无水酒精处理, 用电吹风吹干后涂一点硅脂, 再焊好管子, 开机工作正常。经过分析得知前级管子与板子及周围零件的间隙因为有灰尘改变了电路参数使得电路产生自激从而造成过激励故障。所以说保证机房的清洁干净是多么的重要。

4 结论

固态功放价格很贵, 可以说是发射机的核心, 平时工作中要多注意功放在工作时的参数, 并且要保持发射机工作环境的清洁干净, 机房温度要在合理的范围内, 规范使用, 多加维护和保养, 遇到故障要仔细分析, 找到解决问题的最佳方法, 尽量用最小的成本来修复功放。

摘要：固态功放是调频与电视发射机中的一个重要组成部分, 其任务是放大经过处理后已变成射频已调波的微弱信号, 使之达到额定的发射功率。固态功放是由高频大功率晶体管、输入输出匹配电路、直流馈电和偏置电路以及散热设备、屏蔽盒、电源等组成的。固态功放的作用是把直流能量转换成交流 (即射频) 能量。在电视发射设备中, 固态功放起着重要的关键性作用, 是确保整个发射系统正常运转的基础。为此, 保证固态功放的正常工作, 务必从设备的原理出发, 总结常规经验, 在设备出现意外故障的时候, 能够第一时间及时快速处理, 以确保整个发射系统的运行需要。

关键词：广播电视设备,固态功放,维修,技术处理

参考文献

[1]赵伟.全固态调频立体声广播发射机操作、维护与测试.中国广播电视出版社.

对信息技术教育的一些看法 第3篇

关键词:信息技术教育;信息素养;技术学;独立学科

中图分类号:G202 文献标识码:A 文章编号:1673-8454(2009)16-0021-02

作为一门新兴的学科,信息技术教育给教育界带来了很大的冲击。将信息技术融入中小学教育之中,实施信息技术教育,培养学生信息素养是当代教育的需要。信息技术教育的路还需要我们广大教育工作者在实际工作中去探索,作为信息技术课的教师更应该走出一条自己的路来。为此,笔者想谈谈关于这门课程的一些感想。

一、我们是仅为信息技术的应用而开设信息技术课吗

笔者一直在思考,我们是仅为了语言与文字的应用而在普教中开设语文课吗?是仅为了数字与计算的应用而在普教中开设数学课吗?如果是这样的话,为什么还要有高中的高难度数学问题?为什么还要在语文课中讲古文?(这些内容在今天极少用到)

信息技术学科也存在着这样的问题:我们在普教中,是仅为了编程而开设程序设计课吗?我们是仅为了计算机应用而开设信息技术课吗?如果真是这样,那么这门学科,尤其是中学的这门学科消失的时间会不会不太远了?因为,许多教学内容如Windows98、Windows2000甚至Windows XP都会在将来的应用中落后、消亡。而VB、QB甚至C++都有可能会被更好的编程语言所代替。

全国信息技术教研中心特邀教研员郭善渡老师曾提出这样的问题——“信息技术课除了技术的应用以外,还有没有更加深层的东西了呢?”在PowerPoint教学中学生们对艺术字特别感兴趣,一节课后,许多学生的作品中,只有设计好的艺术字标题,却见不到完成的多媒体作品。类似的问题比比皆是,比如:在进行网络部分的教学中,笔者发现学生们虽然学会了上网,却迷失在互联网这个信息的海洋中。“被信息的海洋淹死了”——忘记了自己学习的目的;在字处理教学中对剪贴画感兴趣,却忘记了学习任务……出现这样的情形是因为现在的信息技术教学中体现最多的仍然是培养学生对信息技术的兴趣和意识,让学生了解和掌握信息技术的基本知识和技能。而对学生获取信息、传输信息、处理信息和应用信息能力的培养少了些。信息技术课程还停留在如何教好学生学习技术。

那么我们的信息技术课是不是应当在对学生知识与技能培养的基础上,进一步培养学生应用的方法与策略,使学生们明确什么是手段、什么是工具、什么是目的、如何利用手段与工具达到自己的目标呢?

计算机的应用固然是我们信息技术课的重要任务,而使用这些工具的方法,使用工具完成任务或者作品的策略,是不是也应当是信息技术课教学内容的重要组成部分呢?

二、技术学习就是信息技术学习的目标吗

在信息技术课中,技术和信息谁更重要呢?戴尔计算机公司的董事长兼首席执行官迈克尔•戴尔给了我们一个很好的答复:“其实PC和网络谁都不重要,重要的是信息。”PC和网络只是工具而已,其目的都是为了获取更多、更及时的信息。现在的计算机网络可以连接到世界的任何一个角落,我们拥有极其丰富的共享资源。在这样的信息海洋里,我们应该教会学生什么?我们应该教会学生驾驭信息的能力,在未来的社会中,迅速地筛选和获取信息,准确地鉴别信息、创造性地加工和处理信息,将是所有社会成员应具备的基础能力之一。所以信息技术课的目标应该是培养学生的信息素养即为了某种目的而寻找、处理和利用信息的能力。它应该包括信息意识、信息能力、信息伦理三个方面。这种能力的培养需要我们在教学中不断的探索和研究。

信息技术作为一门新兴的课程,不少教师在教学过程中有意无意地把它与传统的学科相提并论,教学中也沿袭了传统学科的教学方法,甚至把学习计算机技术与信息技术教育等同起来,缺乏与其他学科整合的意识,这样就大大降低了信息技术教育的应有价值。

信息技术教学中,由于教材里有关技术方面的内容远多于信息获取、传输、处理、分析、应用的内容,再加上教学过程中频频接触计算机软硬件;同时,具有指挥棒作用的信息技术会考中的题目也侧重于考核学生的软硬件操作的熟练程度,这就很容易让师生片面认为信息技术教育就是学习计算机软硬件知识和操作,这就背离了信息技术课真正的教学目标,走进了唯技术论的误区。

设立信息技术这门课程的目的是为了培养学生的信息能力、提高学生的信息素养,它的学习范畴远大于计算机学科的内涵。在信息技术教学中,对学生的计算机及其软件的操作能力的培养应归于信息的收集、处理,因此在教学中不仅要让学生掌握计算机和网络的基本知识、基本原理、基本操作等,更要培养学生获取信息的能力和信息素养,即:能够快捷有效地获取信息,熟练地、批判性地评价信息,准确地处理信息,创造性地使用信息。使他们具备终生学习的意识和利用信息技术处理生活、学习问题的能力。

与信息能力和信息素养相比,技术是第二位、浅层次的。可以设想,今天一些优秀的软件将来都有可能被更好的软件取代,而解决问题的方法和策略却有很大的相似性,正如对于编程而言,具体的语言是可选的、多变的、愈来愈强大易用的,而算法这种解决问题的思路却基本保持不变。这便要求教师不仅要教会学生使用信息工具,更要教会学生从信息技术的角度,正确理解、判断、评价信息,拓宽学生的视野和思路,提高他们解决实际问题的能力。可以这样说,信息技术课的设立是为了培养创新人才,而不是培养计算机的操作者。

在这方面有一些反例,如社会上有些人利用自己掌握的计算机技术盗窃网上银行、制造病毒、攻击网站等,这些现象如果没有引起信息技术教师的充分重视,在教学中未能有意识地对学生正确引导,帮助学生树立正确的信息观念,难免会产生新的计算机犯罪。例如:有的教师在讲穷举法时,提到可用此算法编写破解密码的程序,立刻有学生问能不能编出破解取款机上密码的程序。可见对信息的理解、评价和正确利用在很大程度上比计算机的具体操作更为重要,这就要求信息技术课教师能够经常有意识地对学生进行信息技术素养、道德、法规方面的教育和引导,帮助他们树立正确的信息观。

三、信息技术是一门独立学科吗

由于存在“学科本位”的思想以及应付会考等原因,部分教师只注重课本知识的教学,忽视学生综合能力的培养,缺乏与其他课程整合的意识,这也是信息技术教育的一大误区。信息技术课应融会到学校教育的方方面面,时时考虑到与其他课程的渗透,教师的这种意识对学生的学习兴趣和能力都会产生很大影响。

前一段,笔者在网上听了几节信息技术评优课,同是讲Word中的自选图形,一位老师只是把课本内容讲完了事,另一位老师则是用自选图形绘制了高中物理课本中的各种图形,如物体受力图形等。显然,后一位老师深刻领会信息技术课的内涵,将这门课的学习与其他学科有机地联系在一起,学生通过这节课不但能很好地掌握计算机知识也能联系到其他课程的学习。如果计算机教师都能像这位教师这样,信息技术课的教学才会发挥应有的作用。

因此,对于信息技术教师而言,扩大知识面、提高各方面素养、不断接受新知识、深化自己的教育思想和教育观念,尤为重要。同时,教师应加深对信息技术教育根本目的的认识,信息技术作为一种素质教育,不能仅以技能培训为目标,还要培养学生的信息素养,使其学会利用现代信息技术进行学习、工作和生活。

参考文献:

[1]师睿.中学信息技术教育的一些思考[C].河南省学校管理与学校心理研究会第十次学术研讨会论文集,2006.

[2]钱淑华.任务驱动,自主学习信息技术行为探讨[C].江苏省教育学会2006年年会论文集(理科专辑),2006.

[3]樊昕,孙培国,吴昭利.信息技术对教育的影响[C].信息时代———科技情报研究学术论文集(第二辑),2006.

[4]马越.中学学校信息化环境建设的研究和探索[C].江苏省教育学会2006年年会论文集(综合一专辑),2006.

功放的一些技术指标 第4篇

在卫星测控、广播电视传输、通信关口站等重要、大型的卫星地面站中, 为满足EIRP需要, 常采用大功率高功放, 并将射频机房建设在天线基座旁边, 以便减少馈线损耗, 这是一种常见布局方式。本文主要是针对此类机房中高功放的散热问题加以讨论, 并根据理论分析和实践探索验证后, 提出利用热管技术改进既有的散热方式, 达到以较高的性价比解决功放故障 (损坏) 率、维护难等问题的目的。

2 热耗分析

射频机房中诸如上下变频器、场放控制器、天线控制器等设备, 虽然数量众多, 但单机热耗都非常小, 通常这些设备的总热耗不超过300瓦, 本文不加以讨论。机房内主要的热耗设备是大功率的高功放, 其热耗功率通常达到千瓦量级。以笔者所在卫星地面站使用的某公司生产的Gen IV 3千瓦C波段速调管高功放为例, 其相关功率数据如表1。

从表1可以看到, 通常情况下, 速调管的热耗功率大约为4千瓦。根据资料, 极限情况下, 高功放整机的热耗功率可以达到7千瓦[2]。为了保障可靠性, 卫星地面运行系统一般都配备两台同样设备, 构成1主1备高功放冗余系统, 这样总的热耗功率可以高达10千瓦以上。高功放散热采用的是强迫风冷方式, 指标要求在海拔高度为0米、进风温度在23℃条件下, 单台高功放所需的最小气流量为175cfm (约200m3/h) , 而实际上高功放散热风机气流量能够达到300cfm (约500m3/h) [2]。

3 目前散热方式存在的问题

由于射频机房建设在天线基座旁边, 出于成本考虑以及其他条件限制, 内部面积一般在30m2至50m2之间, 假设机房高度为3m, 则容积大致在9 0 m3至150m3之间。可以想象, 要在如此小的空间中, 保证高功放可靠的散热, 具有很高的难度, 目前的几种散热方式存在的问题也充分证实了这一点, 以下分别予以说明。

3.1 热气直排室外+小功率空调方式

散热系统结构如机房布局图1所示。

此种结构中, 高功放通过自身散热风机, 将大量热气直接排到室外, 对室内温度基本不会有影响。机房散热系统只需要室内有1台小功率空调, 就可以保持温度在25℃左右, 达到高功放进气温度的要求。不过这种结构存在极大的问题:

一是两台高功放向外排风的总能力高达1000m3/h, 而空调基本不具备从室外进风的能力, 在容积100m3左右的空间范围内, 空气迅速地被大量抽出, 室内与室外相比很快形成负压。此时室内空气温度虽然满足要求、高功放散热风扇也在高速运转, 但实际进入高功放的气流量会少于指标要求, 达不到良好散热的效果。

二是由于室内为负压, 室外空气会从门缝、走线槽等处进入机房, 这部分空气没有经过过滤, 混合含有大量悬浮颗粒物的污染空气和潮气, 进入高功放后, 在风阻较大区域、或高压电极等处沉积起来, 缩短高压电极间的爬电距离, 非常容易引起高压打火。

这两个问题极大地损害了高功放的寿命, 严重影响系统的安全运行, 并带来巨大的经济损失。维护过程中发现, 在此种散热方式下, 高功放运行3个月左右, 内部就会积累很多灰尘, 日志中经常会出现High Voltage Arc (高压打火) 告警信息, 需要定期经常对高功放和速调管进行清理维护, 工作量非常大。

3.2 热气直排室外+进气孔+尘降+小功率空调方式

机房布局图2则是对3.1节散热方式的改进。将机房隔离出来一部分作为尘降室, 并在尘降室外墙上开一个面积不小于1m2的室外进气孔, 用于室内自然吸气的通道。过滤网能够滤掉一部分灰尘, 空气在尘降室经过进一步的尘降, 通过室内进气孔, 和机房内冷空气混合后, 进入高功放。

由于在夏天时要对进入室内的大量高温空气冷却, 空调会满负荷工作, 散热系统的全年总能耗会有所增加。虽然此种方式一定程度上改善了室内负压的情况, 空气清洁度也有所提升, 但是仍然存在不足:

(1) 虽然有所改善, 但由于室外及室内进气孔和滤网存在风阻, 室内仍是负压, 3.1节中的问题仍然存在。

(2) 由于条件限制, 尘降室容积不可能太大, 抑尘效果大打折扣。

(3) 夏天潮湿空气会直接进入机房, 来不及干燥便会进入高功放。高功放速调管的温度虽然在50℃以上, 理论上不会出现结露现象, 但是由于散热风道的风阻很大, 水汽和灰尘仍然比较容易被吸附下来, 并由于污染空气中的各种油质废气成分, 最终形成比干燥灰尘更难处理的油泥, 形成高压打火通道。

在北方沙尘较大的地区, 高功放此种散热方式下, 一般运行6个月左右时间, 内部就会布满灰尘和油泥, 需要及时清洁, 尽管清洁频次下降, 维护保养工作量仍然很大。

3.3 热气直排室外+进气孔+尘降+送风+小功率空调方式

为了提升高功放的进气量和空气清洁度, 对3.2节散热方式进一步改进, 改进后的散热系统结构如机房布局图3所示。

在高功放的室内进气口加装一台带有滤网的风机, 由于增加了一道过滤网, 加强了尘降室的作用, 进入高功放的灰尘量大大减小。风机的基本作用是补偿滤网带来的风阻, 如果选择增压风机, 还能进一步提高进入高功放的气流量。

此种方式中增加了风机的能耗, 一般情况功率为200瓦, 不过空调只用于其他小热耗设备的散热, 所以散热系统的总能耗和3.2节方式相当。

由于进入高功放的灰尘量大大降低, 即使空气潮湿, 油泥形成的所需时间也较长, 加之气流量有所增加, 高功放的运行环境有很大的改善, 一般一年维护保养一次即可。

此种方式仍不够理想, 还存在以下问题未能彻底解决:

(1) 夏天时进入高功放的空气温度高、湿度大, 出风温度有时会达到70℃以上, 速调管的温度较之更高。

(2) 冬天时冷空气进入高功放与绝缘陶瓷及橡胶件直接接触, 有可能会造成老化甚至损坏。

(3) 无法彻底消除油泥。高功放的工作温度指标是-10℃至+50℃范围内[2], 在 (1) , (2) 两种情况下, 高功放的实际进气温度靠近边界, 存在影响速调管寿命的隐患。

(4) 笔者维护的20多台Gen IV 3千瓦C波段速调管高功放采用该种模式运行, 每周要对三层滤网进行清洗或更换, 尽管工作负荷降低, 但仍较为繁琐。

(5) 即使采取多层过滤措施, 速调管仍然累积湿尘, 造成高压放电、工作不稳定、速调管损坏, 需要精心拆卸, 进行维护清洁。

3.4 室内循环+大功率空调方式

一部分卫星地面站为了彻底解决灰尘、油泥问题, 提高散热效果, 采用了如图4所示散热系统结构。高功放的热气排在机房内, 由大功率空调冷却到20℃左右, 空气在室内循环使用。

此种方式的优点明显, 通过大功率空调制冷, 隔绝室内外空气, 为高功放创造了一个优异的运行环境, 彻底解决了上述几种方式存在的问题, 维护工作量大幅减小。缺点是机房空调制冷系统能耗巨大、成本高、不经济环保。

4 热管技术在高功放散热中的应用

4.1 热管技术简介[3]

热管是20世纪60年代美国工程师发明的一种传热元件, 主要由管壳、吸液芯和端盖组成, 将管内抽成负压充入适量工作液体后密封。当热管的一端受热时液体蒸发汽化, 流向另一端释放热量后凝结成液体, 靠毛细作用回流。热管充分利用了热传导原理和相变介质的快速热传递性质, 导热能力超过任何已知金属。

4.2 热管式换热器

热管式换热器的结构如图5所示[4]。蒸发器放置在高温环境下, 冷凝器放置在低温环境下, 通过金属管道连接, 组成一台热管式换热器, 以极高的效率将室内热能传导到室外并释放掉, 达到散热的效果。为了提升散热能力, 可以把蒸发器和冷凝器做成蛇形结构, 增大热交换面。通过设计蒸发器和冷凝器的外形结构以及并联使用, 热管式换热器的显冷量很容易达到千瓦级别。

热管装置应用于高功放散热的室内至室外热传导时, 只要蒸发器所处位置的设备散热出风温度高于冷凝器所在的室外环境温度, 热管式换热器就能够能起散热的作用, 温差越大, 散热效率就越高。由于其散热原理是利用热管优异的传导效果, 实际的产品中只加装风机, 而不使用空调压缩机, 所以能耗大大降低。对于诸如高功放这样的高热耗局部热源的散热尤其具有很高的性价比优势。

4.3 室内循环+热管式换热器+小功率空调方式

此种散热系统结构如图6所示。高功放产生的大量高温气体通过排气管送入热管式换热器, 热能得到迅速交换, 在室内风机的辅助下, 冷却后的空气直接排放在室内, 机房内的空气实现了内部循环, 隔绝了室内外空气流, 热能最终在室外风机的辅助下排向室外。通常情况下, 热管装置室内机的出风温度大约比室外温度高10℃左右[5], 北方地区, 热管装置室内机夏天的出风温度会达到45℃左右, 此时再利用空调将其冷却到25℃左右即可。此种方式的优点:

(1) 实现高功放散热空气内循环, 射频室内没有负压。

(2) 室内所有设备、设施不再受污染空气和湿尘影响, 工作稳定, 老化、故障率大大降低, 寿命更长。

(3) 散热系统结构中无滤网构成的风阻, 加上换热风扇与功放冷却风扇构成推拉式运行, 风速加快, 功放速调管冷却效果显著。

(4) 功放中断维护减少, 速调管不需频密拆卸清洁维护。以往速调管受湿气影响, 尘土粘结厚实, 极难清除;干燥的循环空气, 只有极少灰尘, 吹吹就能去除 (运行4个月后, 速调管干爽、洁净) 。

(5) 和3.4节散热方式相比, 空调所需额定功率减小, 并且不需要全年开启, 2台风机的额定功率小于500瓦, 散热系统的总能耗大大减少。

4.4 散热系统能耗推算和比较

由于3.1节至3.3节的散热方式不能为高功放创造一个优异的工作环境, 在此不对其能耗进行进一步讨论。本节只对室内循环+大功率空调和室内循环+热管式换热器+小功率空调两种方式中散热系统的一年总能耗进行推算和比较。

假设机房位于北京地区, 1个标准大气压, 湿度小于30%, 空气的密度可取值1.29 (kg/m3) , 比热容可取值1030[J/ (kg·℃) ]。

4.4.1 室内循环+大功率空调散热方式

机房内空气循环的过程为:冷空气进入高功放被加热, 热气排到室内, 再由空调将其冷却重新进入高功放。可以认为此过程在一个密闭的环境中进行的, 不受室外环境温度的影响。假设达到稳定状态后, 高功放的进气温度为25℃, 排气温度为60℃, 两台高功放的排风能力为1, 000 (m3/h) 。

两台高功放每秒排出总空气质量:

由60℃冷却至25℃, 需要的制冷功率:

假设空调的能效比为3.5, 则其输入功率:

散热系统一年的总能耗:

4.4.2 室内循环+热管式换热器+小功率空调散热方式

在室内机风机的辅助作用下, 高功放的排气能力会有所增加, 设定增加量为30%, 则总排气流量为1300 (m3/h) 。假设达到稳定状态后, 高功放的进气温度为25℃, 出气温度为60℃。热管式换热器两个风扇的输入功率为500W。

两台高功放每秒排出空气总质量:

(1) 11月至次年3月

室外平均温度低于15℃[6], 室内机 (蒸发器) 的出风温度在25℃左右, 此时空调处于关闭状态。散热系统的总能耗为热管式换热器风扇的能耗:

(2) 4月、5月、9月、10月

室外平均温度为20℃~25℃[6], 室内机 (蒸发器) 的出风温度30℃~35℃左右, 此时空调处于制冷状态。热管式换热器的能耗:

由35℃冷却至25℃, 需要的制冷功率:

假设空调的能效比为3.5, 则其输入功率:

空调的能耗:

散热系统的总能耗

(3) 6月、7月、8月

室外平均温度为30℃~35℃[6], 室内机 (蒸发器) 的出风温度40℃~45℃左右, 此时空调处于制冷状态。

热管式换热器的能耗:

由45℃冷却至25℃, 需要的制冷功率:

假设空调的能效比为3.5, 则其输入功率:

空调的能耗:

散热系统的总能耗:

(4) 散热系统一年的总能耗:

综合4.4.1和4.4.2节的推算可知, 采用热管式交换器, 每年可以节省能耗:

节能比例为:

可以看出, 室内循环+热管式换热器+小功率空调散热方式不仅能够为高功放运行创造优异的环境, 而且在节能降耗方面也具有巨大的优势。

4.5 散热系统成本分析

假设散热系统的使用周期为15年, 以下对其成本进行分析。

4.5.1 前期投入

根据4.4.1节中的分析, 空调的额定功率至少为370 8瓦, 考虑到可靠性, 室内循环+大功率空调散热系统需配备2台6匹工业级空调。室内循环+热管式换热器+小功率空调散热系统可以配备1台6匹工业用空调和2台显冷量为6.5千瓦热管式换热器, 每台热管式换热器的价格大约3.5万元。所以使用热管式换热器的散热系统前期投入会多4万元左右。

4.5.2 年耗电成本

假定工业用电的价格为0.7 (元/k W·h) , 根据4.4节的推算, 室内循环+热管式换热器+小功率空调散热系统与室内循环+大功率空调散热系统相比, 10年节省的年耗电成本为:

18199 (k W·h) ×0.7 (元/k W·h) ×15≈191090元

4.5.3 安装维护维修成本

热管式换热器和空调的安装要求、方式类似, 二者的安装成本基本相同。大功率工业级空调的可靠性较高, 根据经验假定平均每年的维护维修费用为2千元, 15年总的维护维修成本为3万元。热管式换热器只有风机是有源部件, 整机可靠性非常高, 可以假定平均每年的维护维修费用为200元, 15年总的维护维修成本为3千元。综合上述分析可以看到, 使用热管式换热器的散热系统在15年运行时间内可以节约将近20万元的成本。

与室内循环+大功率空调散热系统相比, 热管式散热系统对高功放系统运行环境的改善是相同的, 完全隔绝了室内外空气对流, 对延长高功放寿命, 降低故障率, 显著减轻维护保养工作量方面具有同等效力, 可以保证高功放系统实现10~15年的预期寿命。

5 结束语

将热管技术用于卫星地面站高功放散热, 有效地解决了机房负压、潮湿、空气污染和灰尘量大等问题, 为高功放安全稳定的运行创造了优异的环境, 进而为整个卫星测控、通信系统的安全运营奠定了基础。与单纯使用大功率空调相比, 热管技术具有节能降耗、运行环保的特点, 大幅度节省了运营和维护成本。同时, 热管式换热器安全可靠、外形可根据用户要求定制、安装维护维修方便。笔者所在卫星地面站目前引入两套热管式换热器用于高功放散热, 经过半年的运行, 取得了良好的效果, 验证了热管技术在高功放散热中的优异特性, 具有大量推广的价值, 可以应用在各种类似场合, 对大量散热提供高效率解决方案, 保障机房洁净运行环境, 意义重大。■

摘要：本文以CPI GENIV3k W速调管散热遇到的问题为着眼点, 介绍了不良空气质量影响CPI GENIV3k W速调管运行稳定性和寿命的解决办法。CPI GENIV3k W速调管功放风冷空气经过所有的高压电极, 高湿度、含有各种悬浮颗粒物以及污染物的空气严重影响设备的稳定运行和使用寿命, 导致维护难度高, 维护保养中断时间长;鉴于设备运行空间受限和运行耗能大, 基于传统空气过滤方法的强制风冷、以及基于空调制冷的机房内循环风冷, 都难以兼顾既节能又较好保障速调管安全运行的目的;热管换热系统能效比最高可达15年以上, 极其适用于那些局部温度远远高于室外, 而且因为室外环境的粉尘和空气污染无法敞开式散热的环境。

关键词：高功放,散热,热管,节能环保

参考文献

[1]Service Manual Gen IV 2003 Klystron High Power Amplifier

[2]Installation&Operation Manual Gen IV 2003 Klystron High Power Amplifier

[3]中国冶金行业网

[4]Green RF Room HPA and RF Module Heat Transfer

[5]德能恒心热管式换热器操作说明书

关于信息技术教学的一些探究 第5篇

一、信息技术课程的特点

“信息技术”是一门实践性非常强的课程,其价值在于学会使用它去解决生活、学习中的问题。同时它也是一种“工具”,然而在功能上它很强大,复杂了些,只有我们真正理解、掌握了它的应用,才能够体会到它的优越性。

二、信息技术教育、教学理念

首先要树立“以人为本”的教育思想、“以教师为主导,以学生为主体”的教学理念,采取合适的教学方法,寻求教学策略。其次要转变教师在教学中的角色,由传统的“以教师为中心”变为教师在教学中充当学生的“组织”、“引导”、“帮助”、“促进”者,努力去创设教学情境,设计教学过程,实现教学的目标。

三、获取教学信息,形成教学思想、思路

1、要树立“以教师为主导,以学生为主体”的教学理念,善于从学生了解需要,认识学生的知识结构以及兴趣所在,使其转化为教学中教师的思想资源、教育源泉,做出正确的教学设计。

2、要能够从学生中来、回到学生中去,在这个过程中体会、体验教学的全过程,发现学生中存在的问题以及教学需要改进的内容,及时总结,形成可行性的教学策略、方法。

3、操作中的表现:A、能够经常问:怎样操作?B、能够经常说:为什么这样操作?C、问一问:还有其它的方法吗?D、会不会应用操作→创新?

4、教学操作时的注意点:A、在速度上要适当,不宜过快。B、指针不能随意移动,避免影响学生的注意力。C、语言与动作要协调。

四、选择合适的教学方法、策略

1、信息技术工具性强,符合计算机的层次性、创新性,在选择教学方法上,应本着“授人以渔”而不是“授人以鱼”的思想,从整个教学内容上考虑可行性、有效性。就目前来看“任务驱动教学法”具有较好的效果。任务驱动教学法是基于建构主义理论,教与学的过程是学生建构知识与能力的过程,形成自己的信息素养。选取学习、生活中有意义、学生感兴趣的问题,形成可行性的有效任务,能激发学生的求知欲望,引起他们的兴趣,让学生树立信心、相信教师,共同建立并形成良好师生氛围,实现教学目标。

2、“任务驱动”的实现策略采取“问题策略”,即提炼问题、形成任务、促进知识的学习与能力形成。实施过程:学生发现问题→解决问题→完成任务→新知运用。

3、任务设计上要体现以下几点:A、任务要能够实现教学目标。B、根据问题策略去组织教学内容,形成有效的任务。C、任务在设计上要易于操作,具有可操作性,带动理论的学习。D、任务在设计上要充分考虑到学生的认识学平、兴趣,要贴近学生的学习、生活,以此选材,以此为基点。E、任务的设计要能够培养学生的创新意识。F、任务的设计能够培养学生学会“知识与能力”的迁移能力。

五、创设教学情境,引导、实施教学

1、对于情境的设计,首先要了解、认识学生的知识和能力结构,从学生的兴趣出发,将教学要求、目标通过一定的教学情境展示出来,激发学生的求知欲,调动学生的积极性,然后再提出教学要求及要实现的任务。

2、注意引导策略(逐步引导,渐进学习,巩固提高,熟练操作,学会应用),要让学生易于接受,消除畏惧心理,建立信心。

3、在具体的教学过程中,首先要做好课堂的有效调控,保证教学顺利进行,有序而不乱,严而不沉闷,有的放矢;其次在教学内容处理上,通过情境提出相应的任务以后,要将实现的过程给学生,相信学生,在时间、空间上给学生以自由(但不是放松)发现问题、帮助解决的任务,促进学生能够实现任务,必要时加以强调、总结。

六、建立评价机制,保证教学效果

(1)评价方式:首先从课堂评价入手,以学生的课堂学习情况为出发点,对学生的作为做出合理的评价。对优秀学生要给予表扬,在肯定他们成绩的同时,要更进一步提出创新要求;当然不好的学生我们更要从多角度肯定他们的长处,积极引导他们向好的方向发展,使学生树立信心。再者经过阶段性的学习,我们要能够对学生、教学情况有一个阶段性的认识,找出不足,调整教学,同时注意总结学生的知识、能力结构的建立以及信息素养的培养。最后学习结束要进行总结性的评价,明确学习的主要内容,以及掌握的信息技术对我们学习、生活能够带来的帮助。(2)评价内容:首先是知识的评价,要求能够掌握全面、系统的知识体系;再者是能力方面的评价,操作能力是基础,应用是根本,在具有学会迁移知识、操作的能力,具有学习思想、作品创作、学习应用的能力。(3)评价策略:建立和内容、方式相适应的思想、方法,做出评价结果,可以建立学生平时表现档案、学习成绩档案、作品创新档案。

七、反思、探索、提高

网络技术的一些实战心得 第6篇

目前电子邮件已经是网络工作和生活中不可或缺的使用工具,单位如果没有域名,无法通过网络让人们看到单位的门户网站,无法使用单位的电子邮件。人们通过电子邮件进行通信和交流,毫无疑问,电子邮件已经逐渐开始取代普通的信件, 成为为主流的信件交流工具,带来的就是电子商务的发展,大大提高了我们的工作效率,节省了我们的时间。然而如何更好地利用和管理网络来确保工作的连续性, 确实需要管理人员努力解决很多实际问题。如何建立一个安全、可靠、易于管理和维护、高性能、可持续的网络环境,显得非常重要。本文以域名和邮件系统的备份为例,分析单位系统存在的问题以及解决问题的途径, 并将以单位域名和邮件系统的安装、配置和运行为例,把在运行的域名和邮件作为备份系统使用,来提高单位网络使用的安全性和连续性。

2 域名和邮件存在的问题、难点和措施

从2007年开始中国核科技信息与经济研究院采用是一家软件开发公司开发的邮件系统。该系统把单位域名和邮件系统捆绑在一台服务器上。通过几年的运行,由于种种原因导致系统崩溃了多次,使单位上网用户无法访问互联网和使用邮件, 给业务工作带来很大不便。为保障单 位网络应 用的连续 性 , 实现利用 现有的Sun450和Sun170服务器对DNS和Mail L系统安装、配置、调试和运行,并增加相应的防护。该系统是经过独立探索思考,也参考了许多Solaris、Linux和Sco Unix方面书籍完成的系统。目前这两台服务器运行良好(注:其一个专网一直采用作者实现的系统,另一个是在互联网上的备份系统),为单位节省了资金,同时也使我们对系统和应用服务有了更深层的理解。如图1所示。

3 安装、配置过程

3.1 操作系统安装

首先在Sun服务器上安装Solaris 8操作系统。然后对Solaris进行引导与初始化。因Sun公司会定期发布Solaris的各种patch补丁,应定期对补丁程序进行更新 ,否则黑客很可能利用后门攻击服务器, 造成系统瘫痪。在安装过程中应正确配置合法的IP地址, 如单位给该服务器的IP地址是218.249.253.3, 网关是218.249.253.1,子网掩码是255.255.255.0。同样 ,单位域名为atominfo.com.cn,域名服务器为ns.atominfo.com.cn,域名IP地址指向218.249.253.3。该服务 器将把DNS和Mail系统绑定在一台服务器内。作为现在已运行的系统的备份。

3.2 DNS 配置

首先运行 /usr/sbin/in.named,这时dns的守护进程为/usr/local/bind/sbin/named

创建.文件夹,即:

mkdir /usr/local/bind/etc;

mkdir /usr/local/bind/var/named // 放置数据 文件的位置;

mkdir /usr/local/bind/var/run ;

接着在 /usr/local/bind/var/run下创建一 个空文件 ,如:touch named.pid否则不会运行named进程,这时,可在 /usr/local/bind/etc文件夹下创建文件named.conf。但其指定的路径应该变为 /usr/local/bind/var/named, 并在此处放置数据文件。

创建 /etc/named.conf文件.在里面输入如下信息:

这里要注意, 必须至少要有这四个zone, 若要添加其它的, 只要再创建新的zone就行了,比如我们要新添inis-chian.atominfo.com.cn这个域 ,ip为218.249.253.5, 就要新加入zone“inis-chian.atominfo.com.cn”及反转 域253.249.218了。

在 /var/named目录下创 建如下几 个数据库 与/etc/named.conf文件中相对应 ,如named.ca;named.local和named.Atominfo。

修改一下 /etc/nsswitch.conf文件,在有hosts一行末加上“dns”

到这里,主体的工作完成了。

测试上述完成的工作

#/usr/sbin/in.named( 若出错 , 则说明以 上的配置文件有错,仔细查看)

#ps - ef |grep in.named (看一下是否已经运行 )

#nslookup (查看域名解析是否正确 )

Default Server: atominfo.com.cn, Address:218.249.253.3

到此,则说明已经配置好了域名服务了,对其他域名需要解析的也可以通过这台服务器。由于该域名已在中国互联网中心注册,这时需要上互联网的用户通过设置单位的DNS IP地址就可以上网了。下面进一步对单位邮件系统安装配置和调试。

3.3 邮件系统配置

我们知道收发邮件需要SMTP和POP3协议支持,在这里利用操作系统现有的Sendmail完成SMTP的配置, 通过下载qpopper免费软件包来完成对POP3的安装与配置。

3.3.1 Sendmail 的安装

Sendmail支持SMTP协议 , 而发送邮 件是基于SMTP协议的支持完成的。

Solaris 8系统下需 要安装Sendmail 8.9.3+Sun(Solaris系统捆绑 ) 和qpopper 3.0.1 (www.sunfreeware.com下载)。Sendmail的基本配置系统本身已经做了大量相关的设置, 需要做的是定义一些自己的本地信息,以及一些 安全控制 信息, 在Solaris下的配置 文件在/etc/mail下。

修改:/etc/mail第69行为

Cwlocalhost?solaris8.atominfo.com.cn

修改:第73行:一般不需要修改,除非你的系统不能自动找到domain

# my official domain name

# ... define this only if sendmail cannot automaticallydetermine your domain

修改:第83行:清空这个定义

#"Smart"relay host (may be null)

#DSmailhost.$m DS。

修改:第120行为

# who I masquerade as (null for no masquerading) (seealso $=M) atominfo.com.cn。

目前为止,基本的设置结束,保存修改,查看rebootsendmail进程,即

bash-2.03$ ps -ef |grep sendmail

root 261 1 0 17:35:48 ? 0:00 /usr/lib/sendmail -bd-q15m

bash-2.03# kill -HUP 261。

说明SMTP可以运行了。

3.3.2 qpopper 的安装

Qpopper支持POP3协议 ,而接收邮件是基于POP3协议的支持完成的。建立一个临时目录./tmp ,从互联网上下载qpopper-3.0.1-sol8-sparc-local.gz软件包。

参看如下命令:

#gzip qpopper-3.0.1-sol8-sparc-local.gz (解压缩包)

#pkgadd -d ./qpopper-3.0.1-sol8-sparc-local。

编辑在 /etc/inetd.conf文件,在最后加入下面语句:

pop3 stream tcp nowait root /usr/local/lib/popperqpopper -s。

查看reboot inetd进程

bash-2.03$ ps -ef |grep inetd

root 191 1 0 17:35:43 ? 0:00 /usr/sbin/inetd -s

#kill -HUP 191。

测试

bash-2.03$ telnet solaris8.abc.com 25

Trying 132.254.254.76...

Connected to solaris8.abc.com.

Escape character is '^]'.

220 solaris8.atominfo.com.cn ESMTP Sendmail8.9.3+Sun/8.9.3;Thu, 2 Nov 2000 10:26:05 +)

help

214-This is Sendmail version 8.9.3+Sun

214-Topics:

214- HELO EHLO MAIL RCPT DATA

214- RSET NOOP QUIT HELP VRFY

214- EXPN VERB ETRN DSN

214-For more info use "HELP ".

214-To report bugs in the implementation contact SunMicrosystems

214-Technical Support.

214-For local information send email to Postmaster atyour site.

214 End of HELP info

quit

221 solaris8.abc.com closing connection

Connection closed by foreign host.

bash-2.03$

bash-2.03$ telnet solaris8.abc.com 110

Trying 132.254.254.76...

Connected to solaris8.abc.com.

Escape character is '^]'.

+OK QPOP(version 3.0.1) at solaris8.abc.comstarting.

quit

+OK Pop server at solaris8.abc.com signing off.

Connection closed by foreign host.

bash-2.03$

通过安装和测试,POP3配置正确

3.4 其他几个重要文件文件的建立和配置

3.4.1 域名解析文件 named.atominfo

编写内容(如果没有该文件,就找不到单位的域名,所以该文件很重要)

3.4.2 反解析文件 namd.rev

编写内容

IN NS atominfo.com.cn.

3 IN PTR atominfo.com.cn.

2 IN PTR www. atominfo.com.cn.

5 IN PTR inis-chian.atominfo.com.cn

……

还需要配 置host、hostnamed、hostnode、resolve、sendmail.cf……十几个文件 , 这样服务器配好了SNMP和POP3协议,用户在局域网内可以收发邮件了。如果对外正 常收发邮 件 , 还需要建 立路由网 关 , 即建立defaultrouter文件 , 内容指向218.249.253.1; 建立relaydomans文件 ,内容指向218.249.253.60,即放火墙地址转换出口IP地址。

这时如果我们登录单位网站即刻可访问。邮件同样可以使用了。

4结束语

单位有效的域名和邮件系统建设,可强化内部办公流程,有效地提高员工工作效率,实现更快捷的信息数据流共享。提供流程化的信息数据交互,使得单位内部人员各司其职。顺应信息时代需求,通过对单位域名和邮件系统服务器的备份, 保障了单位工作的联系性,从而提升了员工的工作效率,同时完善了单位的网络办公使用环境。

摘要：随着信息技术的迅速发展和应用的普及,计算机网络已经深入到单位各个业务,成为科研生产重要的基础设施,单位的办公环境工作越来越依赖于计算机网络,对于国家安全和经济建设有着重要的意义。论文主要研究内容是域名和邮件系统的安装、配置。工作目的就是为了给单位域名和邮件系统服务器作备份,一旦发生故障切换到备份系统,从而保证单位域名和邮件系统使用的连续性,保障单位网络使用的安全和经济建设的可持续发展。域名可靠的解析和邮件的有效利用,可以高效地对外联系、获取信息、进行广泛的交流与合作,它不仅使我们能够与外界实时地进行沟通,也为我们节省了大量的费用。可以说,单位各业务部门的工作方式正逐渐向基于网络的信息集成处理方式转变。

计算机技术的一些新进展 第7篇

多年来虽然摩尔定律已走到极限的说法不绝于耳，但是半导体工艺的进步却从来没有停止。目前特征尺寸32nm的半导体工艺已成熟，大量用于高端芯片的制造。在不断缩小工艺尺寸的同时，结构上的改进也在进行。2011年5月4日，Intel宣布经过近十年的研究，在半导体技术上取得革命性突破，将推出被称为三栅极（Tri-Gate）的全新3D架构晶体管设计，并将在年内开始批量制造。传统的二位平面栅极结构被竖起的3D硅鳍状物代替，实现在晶体管在“关”状态下的低功耗，并可实现“开”、“关”状态的快速切换，从而可以实现高性能、低功耗的电子器件。

多核处理器的成熟

2006年出现的双核处理器标志着以主频论英雄的年代正式结束开始，处理器领域已进入一个多核时代，无论是业界巨 擘Intel还是AMD都已经明确表示，今后CPU将会是双核乃至多核的世界。多核设计为摩尔定律带来了新的生命力，在保持较低的时钟频率的同时，提高并行处理能力和计算密度，大大减少了散热和功耗。多核处理器提供了高性价比和高效节能的新途径，可以缓解当今处理器设计所面临的各种挑战。多核处理器是已成为主流处理器的发展趋势。

由于多核技术仍然是基于传统的“冯·诺依曼”结构，处理器内核数量的增加并没有缓解并行处理技术中算法并行化、并行编程的难题，多核的性能并不能充分发挥。因此近年来内核数量增加的速度有所减缓，集成多种功能电路的混合异构多核成为流行的结构，目前Intel的酷睿二代处理器采用四核结构，内部集成显示芯片。

超级计算机从高性能到高效能转变

国外历来强调高性能计算器在国家安全关键领域的战略作用。美国早年提出的“加速战略计算创新”（ASCI）计划，其目的就是在全球全面禁止核试验的情况下，美国能够继续保持它的核威慑能力和核垄断地位。主要的手段是利用数学方程和三维建模仿真核武器的爆炸效果，确保现有库存核武器的性能、安全和可靠性。从1997年到2007年，为ASCI计划专门研制的高性能计算机系统，已经经历了五代，2004年达到100万亿次，2010年达到1000万亿次量级的高性能计算机，预计2015年达到万万亿次以上量级。我国的“天河一号”目前名列超级计算机TOP500榜首，速度高达4700万亿次。

除了性能的不断提高，计算机处理的效能也在军事作战领域逐步得到重视。据估算，一台持续千万亿次计算的超级计算机系统可能需要消耗20兆瓦或更高的功耗，需要专门建设发电站，每年的电费开销可能高达1亿元以上。根据超级计算机世界500强排行榜重新排序的绿色500强排行榜中，IBM的超级计算机排名榜首，功耗效率达到1684Mflops/瓦，“天河一号”排在第十位，为635 Mflops/瓦。

不断探索采用新器件、新原理的计算机

以硅晶体管为基本单元的传统计算机在小型化的过程中将逐步接近其物理极限。研究表明，计算机运行速度的快慢与芯片之间信号传输的速度直接相关，然而，目前普遍使用的硅二氧化物在传输信号的过程中会吸收掉一部分信号，从而延长了信息传输的时间。

据报道，美国纽约伦斯雷尔·保利技术公司的科学家发明了一种利用空气的绝缘性能来成倍地提高计算机运行速度的新技术：芯片或晶体管之间由胶滞体包裹的导线连接，“空气胶滞体”导线几乎不吸收任何信号，因而能够更迅速地传输各种信息，可以成倍地提高计算机的运行速度。

将纳米技术与计算机制造技术相结合的纳米计算机（Nanometer Computer）也是很有发展前景。现在纳米技术正从MEMS（微电子机械系统）起步，把传感器、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。应用纳米技术研制的计算机内存芯片，其体积不过数百个原子大小，相当于人的头发丝直径的千分之一。纳米计算机不仅几乎不需要耗费任何能源，而且其性能要比今天的计算机强大许多倍。专家预测，10年后纳米技术将会走出实验室，成为科技应用的一部分。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好，将逐渐取代芯片计算机，推动计算机行业的快速发展。

此外，以生物计算机、光计算机和量子计算机为代表的新概念计算机研究也非常引人注目。

生物计算机（Biology computer）

生物采用了生物芯片，由生物工程技术产生的蛋白质分子构成（所以又称分子计算机）。在这种芯片中，信息以波的形式传播，运算速度比当今最新一代计算机快10万倍，能量消耗仅相当于普通计算机的十分之一，并且拥有巨大的存储能力。由于蛋白质分子能够自我组合，再生新的微型电路，使得生物计算机具有生物体的一些特点，如能发挥生物本身的调节机能自动修复芯片发生的故障，还能模仿人脑的思考机制。

美国已研制出生物计算机分子电路的基础元器件，可在光照几万分之一秒的时间内产生感应电流。以色列科学家已经研制出一种由DNA分子和酶分子构成的微型分子计算机。预计20年后，分子计算机将进入实用阶段。

光子计算机（Optical Computer）

光子计算机利用光作为信息的传输媒体。由于光子具有电子所不具备的频率及偏振特征，从而大大提高了传载信息的能力。此外，光信号传输根本不需要导线，即使在光线交汇时也不会互相干扰、互相影响。一块直径仅2厘米的光棱镜可通过的信息比特率可以超过全世界现有全部电缆总和的300多倍。光脑还具有与人脑相似的容错性，如果系统中某一元件遭到损坏或运算出现局部错误时，并不影响最终的计算结果。目前光脑的许多关键技术，如光存储技术、光存储器、光电子集成电路（OIC）等都已取得突破。科学家们预计，光子计算机的进一步研制将是21世纪高科技领域的重大课题。

量子计算机（Quantum Computer）

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态，利用激光脉冲来改变分子的状态，使信息沿着聚合物移动，从而进行计算。量子计算机能够实行量子并行计算, 其运算速度可能比目前计算机的PentiumⅢ晶片快10亿倍。除具有高速并行处理数据的能力外，量子计算机还将对现有的保密体系、国家安全意识产生重大的冲击。

目前，量子计算机正在开发研制阶段，随着毫微技术的进步和毫微米级加工技术的发展，科学家们认为，第一台量子计算机有望在10年后诞生。我国量子信息专家宣称，将在5年内研制出实用化的量子密码来服务于社会。美国、英国、以色列等国家都先后开展了有关量子计算机的基础研究，正在开发中的量子计算机有三种类型： 核磁共振量子计算机、硅基半导体量子计算机和离子阱量子计算机，预计 2030 年量子计算机有可能进入实用。

（作者单位：中航工业计算所）