第一篇：初中英語閱讀--科普知識 發明 現代技術

Robots

The technology is improving every day.We will see some very exciting home robots in the next few years.In the future the robots can do lots of things: ★ Getting things In a few years, it will be possible to tell your home robot to get a piece of bread for you.The robot will use its eyes and an arm to get the bread for you.★ Watering plant Future robots will carry water to water plants.★ Telling danger A home robot will find out fire, smoke and other danger easily.Every night the robot will make its rounds to make sure that everything is right.★ Looking after children A robot will help us look after our children well when we are not at home.Choose the best answer according to the passage.（）1.A robot will get something for you with __________.A.a hand B.eyes and a leg C.an arm D.eyes and an arm（）2.What does “make its round” mean in Chinese? A.轉圈

B.巡查

C.工作

D.制作（）3.What will robots do when people are not at home? A.Robots will do housework with the children.B.Robots will cook for the children.C.Robots will look after the children.D.Robots will smoke with the children.（）4.Robots can do all the following things EXCEPT(除了)__________.A.Carry heavy things.B.Look after children.C.Look after plants.D.Get things for people.（）5.What is the passage about? A.The food of robots.B.The dream of robots.C.The future of robots.D.The life of robots.TV Many people like to watch TV.Watching TV is one of the most important activities(活動)of the day.TV brings the outside world to the people.Some people say the world is smaller than before, because of TV.What’s going on in the other countries? How do people live in the other places far away? Is there a sport game? If you want to answer these and the other kind of questions, just turn on the TV and watch it.You can see a lot and learn a lot.People can also learn on the radio.But with TV you can learn better and more easily.Because you can hear and watch, TV helps us to open our eyes.TV also gives us some new ideas.Choose the best answer according to the passage.（）1.Some people say the world is smaller than before because of ________.A.TV

B.radio

C.newspaper（）2.With TV we can learn better and more easily than radio because _______.A.we can hear

B.we can watch

C.we can hear and watch（）3.______ the TV and you can learn a lot.A.Turn on

B.Turn off

C.Turn over（）4.Many people like to _______.A.watch TV

B.see TV

C.look at TV（）5.______ brings outside world to the people.A.TV

B.Radio

C.Newspaper Make true(T)or false(F).（）1.Watching TV is the only important thing of a day.（）2.Because of TV, some people say the world is bigger than before.Computers

We are already familiar with computers— computers work for us at home, in offices and in factories.But it is also true that many children today are using computers at schools before they can write.What does this mean for the future? Are these children lucky or not? Many people who do not know about computers think of them as machines that children play with.They worry that children do not learn from experience but just from pressing a button and that this is not good for them.They think that children are growing not knowing about the real world.But people who understand more about computers say that computers can be very good for children.A computer can help them to learn about the real world more quickly, to learn what they want to learn and think for themselves.And for the future, don’t we need people who can think clearly, who know how to get information quickly and use it well? What do you think?

Choose the best answer according to the passage.（）1.“To be familiar with” means to ______.A.know nothing B.know about C.dislike D.like（）2.Does everyone think computers are good for children? A.Yes, they do.B.No, not everyone thinks so.C.They don’t know.D.They are not sure.（）3.What can computers help children to do? A.To think clearly, to do homework and to write.B.To play games, to do math and to copy.C.To think clearly, to get information and to use it well.D.To count, to clean the house and to get information.（）4.Does the writer think computer is a good thing? A.It isn’t mentioned.B.No, he doesn’t think so.C.He doesn’t know.D.Yes, he does.Albert Einstein

One day the famous American scientist Albert Einstein met an old friend of his on a street in New York.“Mr Einstein,” said the friend, “ it seems that you need to put on a new overcoat.Look, how worn-out it is!” “It doesn’t matter,” answered Albert Einstein.“No one knows me here in New York.”

Several years later they met in New York again.Einstein had been a world-famous physicist after then but he still wore the same old overcoat.Once more his friend persuaded him to buy a new one.“There is no need now,” said Einstein, “Everybody here has known me.”

Locating the answers 1.Where did Albert Einstein met an old friend of his? ______________________________________________________ 2.What did the friend want him to buy? ______________________________________________________ 3.How about Einstein’s overcoat?

_____________________________________________________ 4.Did Einstein still wear the same old overcoat when he became a world-famous physicist? _____________________________________________________ 5.What did Einstein say when the friend persuade once more him to buy a new overcoat? _____________________________________________________

During the day we work and play.At night we sleep.Our bodies rest while we sleep.In the morning we are ready to work and play again.Our bodies grow most while we are asleep.Children usually need more sleep than adults.They can learn their lessons better after they have had plenty of rest.Boys and girls who are eight or nine years old need ten hours of sleep every night.Our bodies need plenty of air when we sleep.If we do not get enough fresh air, we will feel tired when we wake up.While in bed we must not cover our heads.Our lungs（肺）need to get enough fresh air.If we keep our windows open at night, we can have plenty of fresh air in the room.1.Our bodies grow most while we are ________________.A.eating B.playing C.sleeping D.exercising 2.Too little sleep makes us ________.A.tired B.hungry C.happy D.grow 3.What may cause us to feel tired in the morning? A.Too much air.B.Not enough fresh air.C.Too much cold air.D.Too much sleep.4.How many hours of sleep should 9-year-old children have every night? A.Eight hours.B.Nine hours.C.Ten hours.D.Eleven hours 5.What do our lungs need most? A.Fresh air.B.Cold air.C.Warm air.D.Exercises.【答案】

1.C 2.A 3.B 4.C 5.A

Now satellites are helping to forecast(預報)the weather.They are in space, and they can reach any part of the world.The satellites take pictures of the atmosphere(大氣), because this is where the weather forms(形成).They send these pictures to the weather stations.So meteorologists(氣象學家)can see the weather of any part of the world.From the pictures, the scientists can often say how the weather will change.Today, nearly five hundred weather stations in sixty countries receive satellite pictures.When they receive new pictures, the meteorologists compare them with earlier ones.Perhaps they may find that the clouds have changed during the last few hours.This may mean that the weather on the ground may soon change, too.In their next weather forecast, the meteorologists can say this.So the weather satellites are a great help to the meteorologists.Before satellites were invented, the scientists could forecast the weather for about 24or 48 hours.Now they can make good forecasts for three or five days.Soon, perhaps, they may be able to forecast the weather for a week or more ahead(提前).1.Satellites travel __________.A.in space B.above space C.above the ground D.in the atmosphere

2.Why do we use the weather satellites to take pictures of the atmosphere？Because _______.A.clouds form there B.the weather forms there

C.the weather satellites can do it easily D.the pictures can forecast the weather 3.Meteorologists forecast the weather _______.A.without studying satellite pictures B.before they receive satellite pictures

C.when they have received satellite pictures

D.after they have compared the new satellite pictures with the earlier ones 4.Maybe we’ll soon be able to forecast the weather for _________.A.one day B.two days

C.five days D.seven days or even longer

5.The main idea of this passage is that satellites are now used in __________.A.taking pictures of the earth B.receiving pictures of the atmosphere C.weather forecasting D.doing other work in many ways

We are already familiar with computers—computers work for us at home, in offices and in factories.But it is also true that many children today are using computers at schools before they can write.What does this mean for the future? Are these children lucky or not? Many people who do not know about computers think of them as machines that children play with.They worry that children do not learn from experience but just from pressing a button and that this is not good for them.They think that children are growing not knowing about the real world.But people who understand more about computers say that computers can be very good for children.A computer can help them to learn about the real world more quickly, to learn what they want to learn and think for themselves.And for the future, don’t we need people who can think clearly, who know how to get information quickly and use it well? What do you think?

1.“To be familiar with” means to ______.A.know nothing B.know about C.dislike D.like

2.Does everyone think computers are good for children? A.Yes, they do.B.No, not everyone thinks so.C.They don’t know.D.They are not sure.3.What can computers help children to do?

A.To think clearly, to do homework and to write.B.To play games, to do math and to copy.C.To think clearly, to get information and to use it well.D.To count, to clean the house and to get information.4.Does the writer think computer is a good thing? A.It isn’t mentioned.B.No, he doesn’t think so.C.He doesn’t know.D.Yes, he does.Light travels at a speed which is about a million times faster than the speed of sound.You can get some idea of this difference by watching the start of a race.If you stand some distance away from the starter, you can see smoke from his gun before the sound reaches your ears.This great speed of light produces some strange facts.Sunlight takes about 8 minutes to reach us.If you look at the light of the moon tonight, remember that the light rays left the moon 1.3 seconds before they reached you.The nearest star is so far away that the light that you can see from it tonight started to travel towards you four years ago at a speed of nearly 2 million km.per minute.In some cases, the light from one of tonight’s stars had started on its journey to you before you were born.Thus, if we want to be honest, we can’t say, “The stars are shining tonight.” We have to say instead, “The stars look pretty.They were shining four years ago, but their light has only just reached the earth.”

1.Light speed is ______ sound speed A.as fast as B.a million times slower than C.about millions of times faster than D.about a million times faster than 2.If you stand 200 metres away from a man who is firing a gun to start a race, you will find out that ______.A.you can hear the sound before you see the smoke B.the sound does not travel as fast as light C.the sound will reach you before the man fires D.sound travels about a million times faster than light

3.Sunlight obviously(明顯地)______ than the light of the moon A.has to travel a greater distance B.moves less quickly C.travels much more quickly D.is less powerful(有力的)4.The scientific way of saying “The stars are shining tonight” should be ______.A.the stars have been shining all the time B.the stars seen tonight will shine four years later C.the stars were shining long ago but seen tonight D.the starlight seen today could be seen four years ago

Alfred Nobel, the great Swedish inventor and industrialist, was born in Stockholm on October 21, 1833, but moved to Russia with his parents in 1842, where his father, Immanuel, made a strong position for himself in the engineering industry.Immanuel Nobel invented landmine and made a lot of money from the government during the Crimean War, but went bankrupt soon after.Then, the family returned to Sweden in 1859, where Alfred began his own study of explosives in his father’s lab.He had never been to school or university but had taught himself, and by the time he was twenty, he became a skillful chemist and excellent linguist, speaking Swedish, Russian, German, French and English.He built up over 80 companies in 20 different countries.He was always searching for a meaning to life.He spent much time and money working on how to end the wars, and the peace between nations, until his death in Italy in 1896.His famous last will, in which he left money to provide prizes for outstanding work in physics, chemistry, physiology, medicine, literature and peace, is a memorial to his interests and ideas.And so, the man is remembered and respected long after his death.根據短文內容，選擇能回答所提問題的正確答案。

1.Where was Alfred Nobel born? He was born in ________.A.Sweden

B.Stockholm C.Russia

D.Moscow 2.What did Immanuel Nobel invented during the Crimean War? A.The engineering industry.B.A strong position.C.Landmine.D.Study of explosives.3.Why did Alfred Nobel return to Sweden ? Because his father ________.A.went bankrupt

B.was put in prison

C.was ill

D.died

4.How many companies did Alfred Nobel build up? He built up ________ companies in different countries.A.20

B.40 C.60

D.80 5.What was Alfred Nobel always searing for? ________.A.More time and more money

B.A meaning to life

C.How to end the war

D.The peace between nations

One day the famous American scientist Albert Einstein met an old friend of his on a street in New York.“Mr Einstein,” said the friend, “ it seems that you need to put on a new overcoat.Look, how worn-out it is!”

“It doesn’t matter,” answered Albert Einstein.“No one knows me here in New York.”

Several years later they met in New York again.Einstein had been a world-famous physicist after then but he still wore the same old overcoat.Once more his friend persuaded him to buy a new one.“There is no need now,” said Einstein, “Everybody here has known me.” 根據短文內容，回答問題。

1.Where did Albert Einstein met an old friend of his? ________________________________________________________________

2.What did the friend want him to buy? ________________________________________________________________ 3.How about Einstein’s overcoat?

________________________________________________________________

4.Did Einstein still wear the same old overcoat when he became a world-famous physicist? ________________________________________________________________

5.What did Einstein say when the friend persuade once more him to buy a new overcoat? ________________________________________________________________

第二篇：技術發明講稿

技 術 發 明 講 稿

一、專利法對發明創造的定義

二、關于創造性

三、常用發明創造技法 l、希望點列舉法

2、缺點列舉法

3、聯想法、移植法

目 錄

發 明 創 造 技 法1

4、逆向發明法、缺點逆用法

5、組合發明法

6、檢核表發明法

7、其他發明創造技法

四、與發明作品有關的其他問題

1、青少年發明作品的新穎性

2、青少年發明作品的科學性、先進性和實用性

3、發明作品要避免的誤區

4、工程學的范圍

5、申報項目必須附有完整的原始實驗數據(可交復印件)及其它必要的圖表資料

6、青少年科技創新大賽不接受申報的項目

7、適合青少年發明作品的具體選題范圍

8、青少年發明作品創作的一般過程

五、發明項目、作品舉例

六、青少年發明創造能力的提高

七、開展青少年科技發明創造活動的目的和意義

八、對發明創造指導教師的要求

發明作品的查新檢索、檢測和專利申請

一、發明作品的查新檢索

1、檢索的限度

2、檢索的要點

3、檢索的順序

4、具體的檢索方法

5、網上檢索

二、發明作品的檢測

三、發明作品的專利申請 ?專利申請的要求和過程

1、專利的類型

2、申請專利必須符合的要求

3、申請專利的途徑

4、專利申請所需文件和要求

⑴專利申請所需文件

⑵具體要求

?專利申請與審查流程

發 明 創 造 技 法

一、專利法對發明創造的定義

專利法“所稱的發明創造是指發明、實用新型和外觀設計?！?/p>

“專利法所稱發明，是指對產品、方法或者其改進所提出的新的技術方案?！?/p>

“專利法所稱實用新型，是指對產品的形狀、結構或者其結合所提出的適于實用的新的技術方案?！?/p>

“專利法所稱外觀設計，是指對產品的形狀、圖案或者其結合以及色彩與形狀、圖案的結合所作出的富有美感并適于工業應用的新設計?！?/p>

“發明和實用新型，應當具備新穎性、創造性和實用性。”

“新穎性，是指在申請日以前設有同樣的發明或者實用新型在國內外出版物上公開發表過，在國內公開使用過或者以其他方式為公眾所知，也沒有同樣的發明或者實用新型由他人向國務院專利行政部門提出過申請并且記載在申請日以后公布的專利申請文件中?！?/p>

要想知道我們的技術發明作品是否具備新穎性，就要通過查新檢索。查新檢索能夠幫助正確立 5 項和參考已有技術。及專利申請和參賽要求。注①

“創造性，是指同申請日以前已有的技術相比，該發明有突出的實質性特點和顯著的進步，該實用新型有實質性特點和進步。”

“實用性，是指該發明或者實用新型能夠制造或者使用．并且能夠產生積極效果。”

“外觀設計，應當同申請日以前在國內外出版物上公開發表過或者國內公開使用過的外觀設計不相同和不相近似，并不得與他人在先取得的合法權利相沖突?！?/p>

二、關于創造性 注②

發明作品的質量和競爭力在其創造性中得到了體現，可以從具備創造性的四種情況去分析考慮：⑴開拓性發明⑵發明解決了人們一直渴望解決，但始終未能獲得成功的技術難題，或者滿足了人們長期的需要⑶發明克服了技術偏見⑷發明取得了預料不到的技術效果①組合發明（例9）②選擇發明③應用發明④要素關系變更的發明。

發明有突出的實質性特點，是指發明與現有技術相比具有明顯的本質區別，或者說．發明與現有技術相比表現出明顯的區別技術特征．它是發明內在的質量標志。

發明應當是創造性活動的成果，而不是其所技術領域的普通技術人員由現有技術不加分析和思 考就能得出的；也不是通過邏輯分析．推理和試驗必然獲得的，它應當反映出人在智力上的獨到之處．因此，凡是發明所屬技術領域的普通技術人員不能直接地從現有技術中得出構成其全部必要的技術特征的發明都視為具有突出的實質性特點。

在判別發明是否具有突出的實質性特點時，不僅要考慮發明技術解決方案本身的實質性，而且還要考慮發明的目的和效果，將其作為一個整體來看待。

在評定發明是否具有突出的實質性特點時．引用了發明所屬技術領域的普通技術人員這一概念，他是指發明所屬技術領域中，具有該專業中等技術知識的技術人員。他的知識水平隨著時間的不同而不同．在同一時間．不同技術領域中的普通技術人員的知識水平也不盡相同。發明所屬技術領域的普通技術人員，是為了公正地評定發明創造性而設想出的一種人。

發明有顯著的進步，是指發明與最接近的現有技術相比具有長足的進步；這種進步表現在發明克服了現有技術中存在的缺點和不足；或者表現在發明所代表的某種新技術優勢上，發明有顯著的進步通常反映在發明的優點或者技術效果之中。

要求發明具有顯著的進步，其目的在于防止那些雖然在技術特征上有其所長，但就其技術實質而論卻是例退的，或者是對科學技術進步無益的發明．例如變劣發明或者改惡發明等。

發明創造性包括突出的實質性特點和顯著的進步兩個要求，缺一不可．但是，從上述兩者的重要程度上看，前的者更為重要．當然，這也不排除，在某些特殊情況下，發明的顯著的進步帶來了 預料不到的技術效果，從而構成發明具備創造性的標志。

三、常用發明創造技法 l、希望點列舉法

在人類社會中，人們有這樣或那樣美好的理想和愿望。如：能像鳥一樣在天空自由的飛行；能像駿馬一樣快速；能看到遠方的東西，能聽到以前的聲音；汽車用油少，家用電器用電省；等等。這些希望，可以成為發明的研究課題，成為開拓性發明。

希望和需要可以成為成功之母．在仔細觀察和充分調查的基礎上，從生活、工作、學習的需要出發，根據你和他人的某種希望，提出“希望”東西的樣子，再運用自己學過的知識和經驗，提出切實可行的辦法，這種發明思路俗稱希望列舉法。

希望點列舉法是發明創造作品一種行之有效的重要選題辦法。這就要求“發明家”做個有心人，善于觀察生活中的細節，琢磨在自己或別人遇到某種困難時希望有什么好物品或好方法，同時做個熱心人，積極了解從前對所用物品的意見，主動調查用戶心目中所希望物品的樣子和性能，再根據人們的需要和自己的能力確定發明創造作品課題。

許多重大的發明都是由人的種種希望和需求推動出來的，諸如：火箭、飛機，火車、汽車、自行車、輪船，電燈、電話、電視；CT掃描儀；洗衣機、冰箱等等。人們多種多樣的需要和無限美好的愿望，為創造發明提供了無限廣闊的天地，只要我們經常了解人們的需要，把握人們的希望之點，則發明的課題將取之不盡。

2、缺點列舉法

從學習、生活、生產中不順當、不方便、不合人意的事情著手，列舉產品、物品的缺點，多找一找這些產品、物品都有那些缺點需要克服的，再去尋找克服這些缺點的方法，這種根據現有產品、物品的缺點而提出改進方案的方法稱缺點列舉法，也是找尋發明題目一種簡便有效的方法。

列舉物品的缺點就是發現問題，創造發明則是解決這些的問題。所以，我們每發現一個缺點，提出一個問題，往往就找到一個發明的研究題目。

那么，怎樣去發現缺點呢?首先，要隨時留意自己日常使用的物品存在哪些不足或不方便之處，也應隨時留意自己周圍的人們對使用某種物品的各種反映以發現缺點，而且應盡可能多地列舉出某一物品的所有缺點。如像用一般的黑板擦粉筆灰污染教室的空氣，停電后用電設備無法工作，交通工具的安全性，等等，然后，根據你的能力，選擇某一缺點或部分作為研究對象，確定發明課題。CRT陰極發射顯象管電視機，有那些缺點可以列舉呢，如：有輻射，屏幕有靜電，電視機太厚，比較重，耗電較大等。就有了減少輻射的措施，抗靜電屏幕。進而有了液晶電視等平板電視的發明。

其次，可以利用節、假日到商店去就某些比較熟悉的物品搞商品調查，征求營業員、顧客對某一物品的意見，看一看又有哪些新的物品銷售，使用于哪些新工藝、新材料、新方法，這既可以豐 富自己的知識，學到一些好的經驗，得到一些有益的啟示，也可以發現某些商品之不足，從而發現和確定自己的發明課題。

第三，經常與他人交流所聞、所見、所感、所想，從中捕捉發明題目。

3、聯想法

聯想是一種科學的、豐富的想象過程。比如你見到堅硬的東西就聯想到鋼鐵，見到玻璃就聯想到易碎的物品，遇到河流就會想到船和橋，甚至想得更遠更遠。把你的發現同你研究一個發明對象聯系起來，加以比較，從中受到啟發，或者是對某項技術的模仿和借鑒，從而打開思路，創造出新的東西來，這種發明的方法稱為聯想法。

聯想法是一種富有活力的創造發明方法。運用聯想法必須思路開闊，要善于把握事物之間的共同之處和彼此之間的關系，善于調動你記憶中的所有儲備。球，飛機，樹木三者之間在表面上看是各不干的事物，但透過表面找到了它們三點間隱蔽的相似之處，啟迪借鑒，獲得了成功。

另外，還要善于從毫不相干的事物之間透過現象分析并找到其中隱蔽的相似之點，展開聯想。

移植法

把大家已經知道的原理，已有的物品或方法等，移植運用到自己的發明上，得到上項新的發明，這種方法稱移植法。這種技術性移植是發明創造的一條重要途徑。而且往往是一條捷徑。

由此可以看出，移植法是一種很有意義的發明思路，掌握得好，能搞出相當好的發明。

4、逆向發明法

1927年，德國的一個電影導演拍攝火箭發射情形鏡頭時，為了加強戲劇效果，將順序計時發射程序0、1、2、3發射改為 3、2、1、0發射！這種倒計時的方法很科學，而且簡單明了，突出表現時間的逐漸減少，使人的思想高度集中，加強了緊迫感，同時使距發射時刻剩余的時間十分清楚。從此以后火箭和導彈的發射采用了倒計時程序。這個電影導演的發明了不起，順數計時程序和倒數計時程序的差別僅僅在于前后次序相反，但卻產生了意想不到的效果，有創造性。

實際上，顛倒作為一種思維方法，逆向思維。在生活和科學研究中有著不可低估的作用。許多難題往往是從反面突破的，許多發明也是通過顛倒已有的事物或者從已有事物的反面實現其創造目標的。例如滅火一般用水，但有時可以用火來滅火，用爆炸來滅火，屬于逆向思維。

逆向思考時不能僅僅著眼于事物的某—方面，而要對事物的各個方面及各個組成部分都要進行思考，尤其要思考那些人們不以為然的地方。從一成不變的地方和習慣；易被人想到的地方進行逆向探索。創造性的火花往往出人意料地閃現。

舉個例子，那種里外能穿的風衣、兩面戴的帽子，就是在衣服和帽子的款式進行的—種逆向設計。具有創造性。

如果說衣服、帽子容易進行逆向設計，那么，膠水瓶、吸塵器、盆能不能反過來或者反著使用呢?如果能使用，那么這種用法有沒有創造性和優越性呢？盆是盛水的，不盛水，放在水中，是逆 向思維。瓶中的膠水快用完了，瓶底總有一些膠水不好擠出，丟掉怪可惜，逆向使用就是要從瓶底擠出這些剩余的膠水。于是，有人設計發明了可以倒臵的瓶子來解決，這種瓶子還可以作為盛裝果醬和芝麻醬之類的理想容器，其優點不言而喻。

事物在人們頭腦中的印象越深刻、越持久、越固定，越不容易進行逆向思考。只有經過逆向思考，才能看到某一事物顛倒過來的意義和價值，并從中尋找發明創造的新課題，找到排憂解難的好辦法。

任何事物都有其相反的方面。研究與其相反的原理、相反的方法、相反的結構、相反的過程、相反的現象、相反的工藝等都具有創造性意義。新事物也許就是與現有事物相反的事物。

我們應該大膽地運用逆向思維去思考世界上的事物：把已有原理顛倒，把現有的方法反過來試一試，把現有的公式反著推理一下，把現有的結構顛倒．把已有的過程逆向運行。看看有沒有奇跡出現。

缺點逆用法

發明似在著眼于克服事物的缺點，但這只說對了一半。因為事物都具有兩重性，在羅列出事物的缺點后，一方面可針對缺點提出對策，另一方面可利用缺點，創造出新的方法，這叫做缺點逆用法。

紙怕火，是紙的缺點，可以成為有用的東西，用紙拉一種開關，紙一燒斷，開關動作，報警或 噴水，起到救火的作用。類似用紙怕水缺點的小發明還“下雨自動收衣架”等。

密封塑料袋既不透氣又不易散熱，常使所盛食物變餿，這是它的缺點，但如果利用它的這一缺點，則可做成“塑料育苗袋”等，讓其為植物保溫，也可改成太陽能熱水器。

沙漠中的沙曬得燙人，那么不妨讓它幫食物加熱，讓它給人治關節炎，可以把它貯存的熱能轉換成電能。

化纖類紡織物的吸塵力強，所以化纖內衣的袖口和領子比一般棉布內衣更容易臟，但把這一缺點用到撣灰塵的“撣子”上制成“化纖撣子”，不就變成優點了嗎? 一位發明家說：“人類能夠取得多大成就與能否巧用缺點有關?！鄙朴诶萌秉c，變害為利，是發明家敏銳觀察力的體現。

5、組合發明法

如果你細致觀察和思考，就可以發現你周圍的許多東西是由兩種或兩種以上的物體組合而成的。如帶橡皮的鉛筆是由橡皮和鉛筆組合而成，電水壺是由電熱器與茶壺組合而成的。帶日歷的手表，帶溫度計的臺歷架，既有圓珠筆又有鋼筆的兩用筆等，都是多種物品(或部件)進行巧妙地組合，構成新的更好的物品的發明方法稱為組合法。

組合又可分為近緣組合和遠緣組合。

近緣組合（及同物組合）。近緣，是指待組合的事物原本是“一家人”，或者是“直系親屬”，它們常在一起“接觸”，雖各自有著不同的功能，但彼此間有著密切的內在聯系。那么，可以將它們“固定化”地結合在一起，形成一個有機的整體。同物組合，兩把刀可組合成剪刀。

遠緣組合（及異物組合）。有時兩件事物不是“親戚”，甚至一點聯系都沒有，但把它們巧妙地組合在一起后，就增加了新的功能，出現了新的事物。比如傘是大家常用的雨具，而手電筒是照明用具，二者合在一起，一舉兩得。還有人把星座圖繪制在傘面的內側，那么在打傘的同時又可觀察星空，增加天文知識，豈不妙哉!由實例可看出，巧妙的組合是無究無盡的。它可以給發明者提供創造性的想象天地。但要知道，世界上的事物這么多，要想把它們一樣一樣的不加選擇地組合在一起是不行的，也是沒有必要的。在運用組合法搞發明時，要注意組合的規律性，通過組合提高效率，充分利用空間，通過組合使事物相互補充，和諧一致，通過組合，擴大用途，增加功能，增加效益。

6、檢核表發明法

檢核表法（設問發明法）也稱聰明的辦法、有創造技法之母的稱號。

夜光粉是一種用量少用途不大的發光材料，多用于鐘表和儀表?，F在有人提出，它能有更大的用途嗎?這個設問，誘人研制成夜光紙，可以裁剪成任何形狀貼在夜間黑暗環境中，指示開關位臵所在，既方便，雙安全。可貼在火柴盒上、煤油燈座上、山區公路轉彎處、樓梯扶手處等等。

這種發明技法叫設問發明法。設問法根據需要解決的問題，或需要創造發明的對象列出有關問 題，然后一一核對思考，提出各種設想，促進創造發明?？梢栽O問現有的發明有無其他用途?能否搞出其他創造性設想，或替代，或借用?現有發明可否改動一下?可否縮小、減輕、分割?可否擴大用答案，延長壽命?可否更換型號可順序?可否顛倒過來?有無替代用品?現有的幾種發明是否可以組合一起?……從這些設問中可能獲得解決問題的方法和創造發明的設想。

設問發明又稱檢核表法，在實踐中有哪些具體方法呢? 我國的創造學專家根據國美國著名的創造學奠基人奧斯本的檢核表法，通過實踐和研究，總結出一套具有中國特色的檢核表法，即十二個“聰明的辦法”。

(1)加一加 把一件物品加大一點，加長一點，加高一點，或者是把功能增多一點，使物品在形態上、功能上、尺寸上有所變化，有利于使用。

例如；把普通的印刷鉛字加大—點，成為大號字，便于老年人閱覽。把普通雨傘加大—點，成為海濱游場的晴雨兩用傘。

鉛筆和橡皮原來是分開的兩年東西，美國威廉發明了橡皮頭鉛筆，這了是加一加的方法。帽子和衣服加在一起，有了帶帽子的風雪大衣。X射線照光裝臵同電子計算機加在一起，成為“CT掃瞄儀”，使診斷腦內疾病和體內癌變等具有特殊效能。

(2)減一減 把一件物品減小一點、減輕一點、減低一點，使它的形態、功能發生變化。

例如，半導體三極管、二極管、電阻等體積縮小相互空間縮小改成了集成塊，體積和重量大大 縮小了，性能和可靠性出現了質的飛躍，成為重大發明。鋼鐵架帆布帳篷改為充氣塑料帳篷，重量大大減輕了。近視眼患者帶上大眼鏡很不方便，發明微型隱形鏡片，裝在眼睛內，更方便了。(3)擴一擴 把—個物品放寬一點、擴大一點，使它的功能產生明顯的變化。

例如，放大鏡、顯微鏡、寬銀幕電影、投影電視，都是運用擴一擴的技法。上珠算課，老師向全班同學演示怎樣撥珠運算，制作一大算盤，掛在黑板上，全班同學都看得清清楚楚。

(4)縮一縮 使一個物品的體積縮小一點，縮短一點，給人使用帶來方便，或者改變它的功能。

例如，制造壓縮餅干、袖珍收音機、袖珍雨衣等，書籍的縮印本、袖珍詞典等。

一位醫師設想了利用氣球作為疏通血管的工具。把氣球縮得很小(直徑只有幾毫米)，把它系在一個特制的導管的一端插入病人的動脈血管，當它探到被脂肪阻塞的地方時，就給小氣球充氣，小氣球膨脹后，就擠壓清除沉積在那里的脂肪，使血液正常地流動。

(5)變一變 改變物品的形狀、尺寸、顏色、味道、音響等，引起人們新的感覺，更有使用價值，更受消費者歡迎。

例如，服裝的面料、款式、顏色、圖案的變化。圓形

鉛筆變為六角形、扁圓形，不易滑落，不易從桌上滾下。圓珠筆從單色變為雙色、三色等。(6)改一改 改進物品原來的形狀、性能、結構、使之出現新的形態、新的功能。

例如，對雨傘的改進。為了防止容易拿錯，讓傘布增加顏色和圖案。為了防止風雨時傘布遮住 視線，改用透明的塑料作傘布。為了撐傘時拿東西方便，設計成可戴在頭上的帽式雨傘。還有，帶“儲水器”的傘，帶照明的傘，等等。再如，拔環式電話機改為按鍵式電話機；單放機改為收錄機，單卡改為雙卡……。使產品朝著自動化、微型化、效率化、輕便化、簡單化、省力化方向發展。(7)拼一拼 把一個物品與另一物品拼起來。這和“加一加”有相同之處，但又不完全相同。這里指的是一種到多處規律的合并，一種到多種功能的合并。

例如，有的小刀把刀、指甲剪、開啤酒瓶的起子合并在一起。有的組合家具，這樣一拼可以坐，那樣一拼可以睡，再一種擺開可作寫字臺等等。

(8)學一學 通過學習、模仿別的產品的形狀、結構、顏色、性能、規格、功能、動作來實現新的發明。

例如，魯班被茅草刮破了手，他模仿茅草邊緣的小齒，發明了鋸。有一位小發明家發明了方便的淘米器。平時淘米時，倒水很麻煩，一不小心，米流出去，學著做個半圓形絲網，罩在淘米桶上就不會使米流失了。

(9)代一代 代是指代用，材料的代用，方法的代用，商品的代用，工具的代用。

例如，以塑料代鋼，以噴塑代電鍍，以集裝代散裝。運用代一代可以和產出許多新的產品。(10)搬一搬 把物品的某一部件搬動一下，產生一種新的物品。例如，把電視機的拉桿天線“搬到圓珠筆上去，發明了兩用的可伸縮的“圓珠筆教捧”。在黑板上用三角板畫圖形不方便，一位同 學在三角板的三個頂角各裝一個小鐵珠，這樣，當三角板在黑板上移動時，減小了摩擦。

(11)反一反 把某一事物的形態、性質、功能反一反，發明出新的物品。許多新產品往往是上與下、里與外、左與右、前與后、橫與豎反一反。例如，皮革里外反一反，成為翻毛制品。平時人們穿拖鞋只能一頭穿，日本人發明了兩頭都能穿的拖鞋。這種拖鞋只是把拖鞋的十字搭扣移到拖鞋的中央就成了。

(12)定一定 “定”指的是規定、約定。為了解決某一問題，或改進某一件東西，為了提高學習、工作效率和防止可能發生的事故或疏漏，需要作出一些規定。

例如，為了使交通有秩序，防止事故發生，發明了信號燈。規定黃燈亮時，車輛停止行駛，已經越過停車線的車輛可以繼續行駛；紅燈亮時，禁止車輛通行；綠燈亮時，車輛通行。再如，醫師測定病人的體溫要用溫度計，溫度計刻度的規定，是科學家攝爾休斯的一大創舉，他規定水結冰時的溫度(冰點)為零度，在一個標準大氣壓下沸水的溫度(沸點)為100度，中間分為100等分，每一等為l度。這就是攝氏溫度計使用的“溫標”，記為“℃”。

7、其他發明創造技法還有：

①廢物的利用、②提高產品性能、增加產品功能、③物品參數的變更（數值大小與正反變化）、④新技術的采用、⑤特性列舉法⑥解決需求、創造需求、⑦人體官能延伸、⑧生物功能的模擬和利用、⑨偶然發現的啟發、⑩利用（專利、科技）信息發明和異想天開搞發明，等方法。

四、與發明作品相關的其他問題

1、有關青少年發明作品的新穎性問題

發明作品必須具有新穎性。沒有新穎性不能成為發明，新穎性是發明作品的必要條件。新穎性是指之前沒有出現過同樣的技術或產品，也沒有在媒體、展覽會或科技刊物上公開過（以及專利申請公開所記載的申請日之前）?？梢晕杏嘘P單位部門查新。也可以上網查新。

2、青少年發明作品應有科學性、先進性和實用性。

科學性：包括選題與成果的科學技術意義、技術方案的合理性和研究方法的正確性、科學理論的可靠性。

先進性：包括新穎程度、先進程度、技術水平與難易程度。新穎程度指該項發明或創新技術在申報日以前沒有同樣的成果公開發表過，沒有公開使用過，該項研究課題的選題有創意；先進程度指該項發明或創新技術同以前已有的技術相比，有顯著的進步：指課題研究所具有的科學價值和學術水平。

實用性：指該項發明或創新技術可預見的社會效益、經濟效益或效果；指課題研究的影響范圍、應用意義與推廣前景。

學生的項目在依據“三自”和“三性”原則的同時，根據目前學生進行科學探究活動的特點和 水平，融入“做中學”科學教育理念，重點考查項目的探究過程，考查在探究過程中學生初步探究的能力和基本科學知識、科學方法的掌握。

3、發明作品要避免的誤區 選⑴（沒有實用性發明的例子）

①僅提出設想，無具體的技術手段。

一件供“雨云降水”設施的發明。按照發明人的構思，云將進入一個面積為二平方公里、高度為二千公尺高空的盤內．先讓雨水留在盤內，然后使其沿著管子流下來。這件研究課題缺少實施手段；一是沒有盤于的結構．二是設有指出如何將盤子送到預定高度，另外也沒有說明云怎樣才能進入盤內。

②違背自然規律。

例如，一件永動機的發明，自覺或者不自覺地違背能量守恒定理。③利用某種獨一無二的自然條件的發明。

例如．在某地建造一座橋梁或者建筑物，雖然這是一種合理的很有益設施．但在別的地方或者其它自然條件下建造橋梁或者建筑物就必須作新的計算和設計，不能無改變地照搬到另一處使用，它是因客體而異的，因而不具備再現的特征，然而橋梁建筑物等的零部件或者標準預制構件卻具有再現性，因為它們不因地理條件而改變，并能工業化生產．簡言之，不動物沒有再現性；而原來是 可動物，在建造中變成了不可動的，如隔墻、磚，門窗、屋頂飯，樓梯等是可以再現的，因而具備實用性。

④利用主體的特殊條件方能實現的發明。

例如，精細的牙雕制品，外科醫生的高超外科手術，只取決于創造者自身的技藝水平，不是所屬技術領域普通技術人員按照說明書可以任意重復的，沒有再現特征，所以不具備實用性．但是，醫生使用的各種醫療器械，檢驗裝臵可以在工廠中重復制造，因而具備實用性． ⑤脫離社會需要

例如，馬用腳踏車、蒼蠅斷頭臺等是“技術智能游戲”又如，脫帽機，對進入客廳的客人來說，脫帽這一動作很容易完成，社會對這一機器并無需要．上述發明均脫離社會需要，是小題大作，多此一舉，因而是無意義的，不具備實用性。⑥明顯無益的發明。

在功能相同情況下，如果發明或者實用新型使結構復雜化、增加重量，體積，或者在特性不變情況下卻多耗了材料、增加了組成或者成分量，這些均不是有益的，是技術上的倒退甚至變劣．例如，用鋼筋混凝土構件代替鋼材用作起重車的負荷粱，既笨重又不安全，不具有積極效果，無實用性．但用它代替鋼材用作橋梁則具有實用性。⑦嚴重污染環境的發明。⑧嚴重浪費能源或資源的發明。

例如，在公知的蒸汽發動機上安裝蒸汽導管，導致蒸汽能量的損失，降低了蒸汽發動機的效率。再如，發明是一種效率低的新鍋爐，消耗能源大而無其它性能的改善，即使新穎，但無積極效果，不具備實用性． ⑨變劣的發明

一項發明，雖然聲稱既節省了原材料又減小了體積，其所謂的優點是建立在降低產品性能和喪失產品可靠性基礎上，因而是不足取的，屬于變劣的發明，不具備實用性。對此，應當特別注意。又例如，發明人簡單地將電容器介質，由原來的三層減少為同厚度的二層，顯然增大了容量，縮小了體積．但卻導致擊穿電壓下降并顯著降低了在額定電壓下工作的可靠性。

（以上1-3點亦可作為指導教師和青少年學生對發明作品的分析判斷。）

4、創新大賽作品，工程學(EN)（指技術）的分類范圍：

直接將科學原理應用于生產及實際應用的項目，包括土木工程、機械工程、航空工程、化學工程、電氣工程、攝影工程、音響工程、汽車工程、船舶工程、制熱與制冷工程、交通運輸工程、環境工程等。

5、所有項目必須附有完整的原始實驗數據(可交復印件)及其它必要的圖表資料等。

工程設計和制作類項目須提供圖表資料．根據項目的需要，可以包括：

外觀圖，手繪或照片均可。（如：附圖1的例子）

結構圖，手繪或打印均可。（如：附圖2的例子）

原理圖，手繪或打印均可。（如：附圖3的例子）

另外，若項目涉及醫療保健用品，必須在上報時提供有關部門的證明材料（由省級以上相關醫療科研部門開具臨床使用鑒定）。

6、青少年科技創新大賽不接受申報的項目： ①涉及食品、藥品試制和飲食安全類的項目； ②參加過往屆全國青少年科技創新大賽的項目； ③不是在距本屆比賽舉辦時間兩年之內完成的項目 ④與國家現行法律和法規有抵觸的項目； ⑤危及人類生命、財產安全的項目。

7、適合青少年發明作品的具體選題范圍 選⑵

發明是什么呢？是為人類生產、生活及各種活動需要（現實的和潛在的）而提出有關裝臵和方法新的技術方案。因此，適合青少年技術發明作品的具體選題范圍可以是：在學習活動、課外活 動和日常生活中，能看到想到的事件。技術高低，復雜難易不能簡單的判定是否適合青少年。只要青少年能想得到，做得了就可以。在簡單的對象上實現真正意義的創新，并不簡單。高技術也可以找到比較容易的切入點，應用新技術能夠得到較大的創新空間。因地制宜，因人而異，因人施教，較早的接觸新技術、高技術有利于提高青少年的科技素質。

8、青少年發明作品的創作過程

一般可分：立題-構思-制作-驗證-改進-總結六個過程。

五、發明項目、作品舉例 選⑶

⒈《潔凈炭》項目是用敏銳的觀察力，找到了社會新的需求。創造需求解決需求。同時克服了木炭不清潔的缺點。取得了很好的效果。

⒉《安全插座》如果列項，從那些方面去考慮呢？如：可從不會漏電，不會觸電，插頭不會松動，電接觸好不發熱，美觀、便宜、使用方便，好安裝等諸方面去考慮。

⒊《自行車充氣傘》是怎樣提出來的，自行車用傘不安全，但又有人需要，可不可用充氣傘來解決安全問題呢？還有自行車的一些改進或附加用品也可搞一點發明創造。

⒋《浮體與載重體分離的不會沉沒的救生船》項目考慮解決的是安全問題，它的再研究問題仍是圍繞安全問題。前后傾翻是新的安全問題，可試用四個浮球解決。⒌《空中穿繩器》是怎樣提出問題和解決問題的，在日常生活發現問題：空中穿繩不方便不安全，決心要解決，放在心上，“無意”在滾鐵環現象中得到啟發。⒍《“一步”邁系向納米世界》作品。參觀高技術設備時注意觀察，從較簡單的部件人手，應用自己學到的電化學知識，解決問題，獲得成功。是青少年能完成的項目。

⒎在高技術領域找項目的《移動電話電池通用充電器》作品，是在“通用”上做文章，充電器作為切入點，是青少年能夠完成的項目。

⒏“水龍頭”與人接觸密切，圍繞它的節水、衛生、方便、美觀、耐用可以是永恒的課題。遙控“水龍頭”做到節水、衛生（無手柄污染問題）、方便，上噴“水龍頭” 節水、方便，用不銹鋼材料使“水龍頭” 美觀、耐用、衛生。

⒐《簡易定時、定量自動澆花器》是一個組合發明，將“滴漏”和“虹吸杯”，組合，保持了定時、定量，產生了自動的新功能。

⒑《煙道防倒煙裝臵》是對知識的巧妙應用，煙道倒煙是常見現象和問題，解決的方法和裝臵很多，用流體力學原理解決，方法巧妙，簡單，優點突出。11.發展“公交”，為安全、衛生、舒適、快捷，輔助設施有許多小發明可做，《帶自動伸縮擋雨板的公共汽車》給我們帶來新的啟示。

12.電腦是應用廣泛、復雜的高技術產品，發展很快，它的鍵盤、鼠標、機箱、顯示器及底座的結 構、外形和音箱、電腦桌椅等相對簡單直觀，與青少年的接觸密切，可用常用的發明方法搞出創新作品，還有單片單板機的應用，都適合青少年。

13.小電器、電子電路，創作空間大，有許多材料也容易購到，制作難度許多時候也不大，如大賽一等獎作品《直流鉗形電流表》、《帶聲光顯示的驗電器》等，可以考慮列項。

14.家用電器青少年日常生活接觸多，有許多外圍項目可做，如冰箱散熱器散發的廢熱是否能用來產生熱水，同時還要提高冰箱的制冷效率，節電，當然這里有技術問題要解決，還應該有巧妙的構思。

15.又如利用紙潮濕強度降低的缺點，做成下雨自動關窗的小發明。

16.方便關、開門的冰箱是利用人體官能延伸解決問題缺點，聯想到踩汽車油門，移植拉線開關動作原理。

17.利用普通電子計算器簡單功能開發出其他更多的功能，能測風速、水深，轉速、距離等。

六、青少年發明創造能力的提高

青少年發明作品的創作是典型的科技創新活動。創新的完成是一個提出問題，去解決問題的過程。觀察是一切創造活動的基本前提。觀察力和創新能力是創造發明的基本能力。

提高觀察力，可以從以下方面著手。①觀察取決于知識和經驗，要學習、要實踐②觀察時要善 于思考③觀察必須有正確的指導思想④觀察要重視發展注意力⑤觀察要注意發展感覺⑥不要讓觀察機會從身邊跑掉⑦要創造觀察機會（組織各種參觀考察等）⑧培養觀察周圍事物的興趣。

創新能力可以培養。創新能力有兩種類型。一種是特殊才能的創新能力，其創新性成果對整個人類社會來說是前所未有的、嶄新的。另一種是自我實現的創新能力，它是普通人在改變舊事物或改變方式方法中表現出來的，如，一個學生通過自己動腦筋，用一種自己沒有學過的方法解決了一道難題，這種解法對來說是已經掌握了的，但對這個學生來說卻是創新能力的表現。我們既要去發現具有第一種創新潛力的青少年，重點加于培養，又要對普通學生的第二種創新能力大力培養，提高其解決問題的能力，進而發展成為第一種創新能力。

創新動機是創新的動力，創新的動機可分為①為了理想信念而創新②求知欲推動創新③好奇心與懷疑精神推動創新④進取心推動創新⑤為了生存發展而創新。我們要設法去激發這些良好的創新動機。

創新思維是創新的主要思維方式，創新思維具有靈活性、新穎性和獨創性。創新思維可有以下幾種形式。⑴發散思維，又叫擴散思維、多向思維、輻射思維，一種開放的立體思維。⑵逆向思維，逆向思維在生活中運用十分廣泛，是創新思維中較重要的思維形式之一。⑶側向思維，側向思維是發散思維的又一種表現形式。⑷組合思維，組合思維又叫聯接思維或合向思維，它是一種特殊類型的側向思維。不是主觀隨意的組合、生硬的湊合、簡單的拼湊，而是有機地組合、創造性地綜合、結合。⑸聯想思維的基本類型①接近聯想②相似聯想③對比聯想。⑹靈感思維的特點①靈感的突發性②靈感的目標性③靈感的獨創性④靈感的隨機性⑤靈感的瞬感時性。要充分利用創新思維實現創新。

豐富的科學知識和經驗是創新后盾。創新不要怕付出艱苦的勞動。觀察力和創新力的提高很大程度要依靠自己學習和動手制作作品，這個過程往往是艱苦的。發明作品的優劣很大程度要看制作出的作品實際上表現出的性能。所以不動手制作是不行的。制作往往是艱苦的勞動。要多學、多問、多聽、多看、多想，敢想敢干，勤動手勤動腦，重實驗重實踐會制作。創新不神秘，人人都可以有所作為，生活中處處有創造，要抓住創新的火花，要積極鼓勵創新活動。

七、開展青少年科技發明創造活動的目的和意義

青少年創造發明活動應采取學習知識提高素質兼顧的方針。因此，青少年發明作品能夠學到科學知識提高學生素質的就可以立題，當然要有科學性和新穎性、創造性和實用性。發明創造的競賽活動有利于開闊眼界和提升水平，是一種有益的形式。

八、對發明創造指導教師的要求

為了做好青少年創新思維的啟發，培育出好的青少年發明作品。對指導教師提出了較高的要求，指導教師要準確掌握基本的科學知識原理，有較豐富的經驗和學識，有一定的觀察能力、創新能力，表達能力和動手能力。

九、創新大賽對技術發明作品申報材料要求齊全、規范，有查新報告及可操作的實物或模型。

發明作品的查新檢索、檢測和專利申請

一、發明作品的查新檢索 注③（技術發明主要在專利數據庫中檢索）

檢索的目的在于從現有技術中找出與研究課題密切相關的對比文件．以確定研究課題是否具備新穎性和創造性．此外，在檢索時，也要根據研究課題內容考慮研究課題的單一性的問題，以確定進行全面檢索還是進行有限的檢索。開展課題前的查新，可以在別人發明的基礎上創新，針對性強，專利發明的技術資源得到利用，少走彎路，可以有事半功倍的效果。參賽作品按查新報告要求進行。

檢索是指查閱己公布的技術．找出對比文件的過程。實際上，檢索是在檢索文檔中進行的一種文獻檢索。

檢索文檔是一種把己公布的技術文獻資料，按國際專利分類號，國別，研究課題和文獻種屬順序排列的不同技術主題的文獻集合物．這種文檔采取按需建檔的方式逐步建立起來，文檔中文獻的 29 范圍、種屬和年代，則根據文獻的庫存情況逐步充實和完善．最終達到專利合作條約規定的“檢索用最低文獻量”的要求。目前文檔中包括：公布的中國專利申請；美國專利申請；歐洲專利局專利申請；專利合作條約的國際專利申請；日本、蘇聯、聯邦德國、英國，法國和瑞士等國的專利分類文稿；最低限度國外非專利期刊分類題錄及中文期刊論文分類題錄。此外，還包括國內科研成果分類文稿。

文獻庫存放的中文專利文獻通報及期刊閱覽室存放的24國分類題錄也可供檢索之用。

為了進行有效的檢索，應當熟悉國際專利分類表的分類原則，方法，規則及其編排結構，并掌握如何使用國際專利分類表對研究課題、專利文獻等進行分類和檢索，此外，由干審查用檢索文檔主要由美國專利說明書組成，因此，還應當熟悉其審查技術領域的美國專利分類號。

1、檢索的限度：

檢索要有一定的限度．要隨時根據已經檢索出的對比文件的敖量和質量決定是否應當中止檢索，或者需要把檢索擴展到功能類似的技術領域?？紤]的原則是用于檢索的時間和精力與預期的結果要相稱。

2、檢索的要點：

在檢索時，要把注意力集中到新穎性上，同時也要注意和創造性有關的現有技術，把那些可以結合起來后使研究課題主題不具備創造性的兩份或者多份對比文件檢索出來，此外，也要注意那些 由于其它原因可能是重要的文件。例如有助于理解研究課題主題，或者最適于說明研究課題主題的最接近的現有技術文件。

在檢索時，注意力應當放在現有技術中專利文獻的說明書(及其附圖)上，而不僅僅是權利要求上．將要檢索研究課題的內容與現有文獻公開的內容進行對比，以判斷新穎性和創造性。

3、檢索的順序：

①在所屬技術領域中檢索。

②在功能類似的技術領域中檢索。

③在由非強制性分類號提供的技術領域中檢索。④改變技術領域后再行檢索。⑤檢索其它參考資料。

4、具體的檢索方法：

第一步：迅速瀏覽要檢索技術領域的審查用檢索文檔中專利文獻扉頁上的摘要和附圖。以及權利要求書中獨立權利要求的內容：日本，蘇聯，聯邦德國，英國，法國和瑞士等國的專利分類文獻；中外期刊論文分類題錄等，以確定該份文件或者論文看起來是否與研究課題主題有關，將那些初步判斷可能有關的文件抽出來，有關文獻的國別和專利號以及題錄的有關進一步查找的信息記錄下來．如果檢索的研究課題請有各種具體結構的附圖，可以把研究課題的附圖與審查用的檢索文檔中

文件的附圖一一對用，將那些結構特征相同或者類似的文件抽出來。

第二步：仔細閱讀第一步中抽出的那些文件的摘要和題錄的對應文件，進一步判斷它們是否與研究課題主題有關。經過這一步，就能夠選出與研究課題較相關的對比文件。

第三步：仔細閱讀和分析研究第二步中選出的文件的說明書部分，最后確定對比文件。

5、網上檢索：

方法一：在瀏覽器地址欄直接鍵入“（中華人民共和國國家知識產權局）”

方法二：在瀏覽器地址欄直接鍵入中文“專利查詢”“專利檢索”“專利”等字樣。

按“方法一”或“方法二”打開相應網頁，進入相應界面后，按提示輸入諸如：關鍵字（關鍵詞，兩個以上關鍵詞用與連接將使范圍變窄，用或連接將使范圍變寬）、發明名稱、申請（專利權）人、發明人、國際專利分類號、申請（公開）日、申請（專利）號等，即可得到文獻摘要，進而下載說明書、附圖、權利要求書等。

6、檢索可以自己進行或委托權威單位、法定機構進行。

二、發明作品的檢測 注④

發明作品必要時要進行檢測。檢測一般包括安全性（含環保）檢測和性能檢測。有國家標準（或

按相應的國際標準）的按國家標準（或按相應的國際標準）檢測。有時也與同類產品進行性能對比檢測。根據要求，自己利用具備的條件檢測或請權威單位、法定機構檢測。

發明作品檢測實例（電子節能調速風扇的檢測）：

1、安全性檢測（按國家標準GB-檢測）。⑴用耐壓測試儀測試耐壓是否符合規定要求；⑵用電阻表測試接地電阻是否符合規定要求；⑶用漏電測試儀測試漏電是否符合規定要求。

2、性能檢測（與普通電扇對比的節能檢測）用標準功率計測量不同轉速下的功率，求其平均值；與普通電扇功率比較，得到節電率。

三、發明作品的專利申請 ?專利申請的要求和過程

1、專利的類型：

我國專利分為發明、實用新型、外觀設計三種類型。

發明專利權的期限為二十年，實用新型和外觀設計專利權的期限為十年，均自申請日起計算。

2、申請專利必須符合下述要求

⑴不違反國家法律．社會公德或者妨害公共利益。

⑵不屬于專利法第二十五條規定的不授予專利權的范圍。

⑶申請發明和實用新型專利的應當具備新穎性，創造性和實用性。

3、申請專利的途徑

申請人可以委托專利代理機構辦理專利申請，也可以自己直接向國家知識產權局昆明專利代辦處或國家知識產權局專利局受理處辦理專利申請。

4、專利申請所需文件和要求

⑴專利申請所需文件

①申請發明或實用新型專利的，應當提交請求書、權利要求書、說明書、說明書附圖．說明書摘要和摘要附圖等文件。

②申請外觀設計專利的，應當提交外觀設計專利請求書，外觀設計的圖片或照片、簡要說明等文件．

⑵具體要求

①請求書：是確定發明、實用新型或外觀設計三種專利申請的依據，應當按要求填寫有關內容。

②說明書：應當對發明或實用新型做出清楚，完整的說明，以所屬技術領域的技術人員能夠實現為準。

③權利要求書：應當以說明書為依據說明發明或實用新型的技術特征，清楚，簡要的表達請求專利保護的范圍。

④說明書附圖：是實用新型專利申請的必要條件．發明專利申請如有必要，也應提交附圖。

⑤說明書摘要及摘要附圖：發明、實用新型應當提交申請所公開內容概要的說明書摘要(限300字)，有附圖的還應提交說明書摘要附圖。

⑥外觀設計的圖片或照片：外觀設計專利申請應當提交該外觀設計的圖片或照片，必要時應有簡要說明，請求保護色彩的，應當提交彩色圖片或照片一式兩份。

⑦提交專利申請文件應當使用專利局制定的統一表格，各類申請文件應當打字或者印刷，字跡呈黑色，整齊清晰，并不得涂改。附圖應當用制圖工具和黑色墨水繪制，線條應當均勻清晰，并不得涂改。申請文件的文字部分應當橫向書寫，紙張限于單面使用。

申請文件可以直接面交或以郵寄方式遞交國家知識產權局昆明專利代辦處；也可以郵寄方式遞交國家知識產權局專利局受理處；

以郵寄方式遞交申請文件的，應當以掛號信、特快專遞(不得使用包裹)方式遞交并保存好掛號憑證。

申請專利所需表格及填表說明可以從國家知識產權局或云南省知識產權局網站下載：

國家知識產權局網址： www.tmdps.cn 云南省知識產權局網址： www.tmdps.cn

?專利申請與審查流程：

附圖1

附圖2

附圖3

第三篇：發明專利申請技術交底書

萬方專利申請代理淘寶店http://wfpatent.taobao.com/

專利申請技術交底書

第一部分

發明或者實用新型名稱：

（可提出本人希望的名稱，最后與代理人商定）

發明人（設計人）：

（必須是自然人，名額不限）

申請人：

（可以是單位，也可以是個人，也可以單位與個人聯合。單位申請在有關文件上加蓋公章，填寫機構代碼；個人申請的，在有關文件上簽字，提供身份證號。）

單位名稱：機構代碼： 個人姓名：身份證號： 地址：郵政編碼： 電話：（包括區號）

聯系人：

（單位的指定一人。個人的一般是申請人，也可以不是申請人）姓名：電話：（包括區號）

地址：郵政編碼：

擬申請專利類別：發明

第二部分技術內容交底提綱

（適用于發明和實用新型）

1．與擬申請專利的發明創造最相接近的現有技術的狀況，特別是已有同類技術存在的缺陷。

2．本發明要解決的技術問題。

3．解決該技術問題的技術方案。對工藝方法專利，需詳細描述其工藝過程。

4．應用本發明所能產生的積極（有益）效果的舉證。對涉及藥品的專利，要以動物實驗或臨床實驗報告作為舉證材料。1

5．發明說明書附圖和圖面說明。對產品專利，必須繪有產品結構附圖，對所描述的部件做出統一的編號，并結合附圖詳細描述該產品的結構特征，說明各部件的名稱、連接關系及工作原理。對電子產品，要有電路原理圖。

6．發明的具體實施方案（舉一個或多個實施例）。

第三部分技術交底具體內容

（申請人根據下述內容，認真逐項填寫技術交底書，經發明人簽字后，代理人依此為依據，撰寫正式說明書及權利要求書等技術文件和法律文書。）

一、發明（或實用新型—下同）的名稱：

（簡明、清楚地反映請求專利保護的發明創造主題。例如“??檢測方法”，“??裝置”，“??材料”等。

應采用通用的技術術語,不得使用商業性、宣傳性用語（如商品名、廣告詞等），一般不超過25個字。）

二、所屬技術領域：

（是指發明直接所屬或者直接應用的技術領域，不能寫本發明所屬或應用的廣義技術領域，例如，一項開關二級管的發明，可寫作：本發明有關一開關“二級管”，不應寫成“本發明是關于電子器件”。）

三、背景技術（或稱：現有技術，已有技術）：

（引證與本發明創造最接近的背景技術（要指明來源或出處），客觀地分析其存在的問題及原因（應針對本發明創造能夠解決的問題而言）。

四、發明內容

1、發明的目的：

（根據上述現有技術存在的問題，簡要地提出發明的目的，明確說明解決什么問題。）

2、發明的技術解決方案（即發明內容）：

（這一部分是核心部分，應清楚、完整地說明發明的內容，主要以發明的必要技術特征總和的形式來闡明發明構想，并在描述每項技術特征時，相應地說明其在本發明中所起的作用。使發明創造的技術內容充分公開（以使本領域的技術人員無需進行創造性勞動即能實現為準）。

例如：對于方法發明，應給出詳細的步驟或過程以及工藝條件（如溫度、壓力、時間等）；對于產品發明，①若是裝置、儀器等，應給出產品結構，即各組成部分的名稱、形狀、相互位置及連接關系等，②若是化學組合物、混合物等，應給出產品配方，即各組分的名稱、含量、相互關系等，③若是化合物、微生物等，應給出產品性質，即名稱、分子式或結構式、序列表、物理或化學特性等。

如果技術方案中含有與背景技術有關的技術特征，應指明哪些技術特征是本發明特有的區別特征、哪些技術特征是背景技術中已有的共用特征。）

3、發明的效果：

（應清楚和有根據地說明本發明與現有技術相比較所具有的優點和積極效果，可從結構特征、作用關系、使用方式等分析入手說明其積極效果（最好有具體數據），或一種全新的產品、方法的說明。）

五、附圖及附圖的簡單說明：

（發明人要提供描述本發明的必要附圖，附圖可以是零件圖、裝配圖、電路圖、結路圖、流程圖、形狀示意圖、正視圖、側視圖、剖視圖等。附圖中除部件的統一編號（即圖

1、圖2等）外，一般只標序號，不能有文字出現。

附圖的簡單說明應當說明附圖的圖名，例如：圖1是燃煤鍋爐功能裝置的正視圖。并列出附圖中的附圖標記所表示的部件名稱。

一般情況下，附圖應按照通常的制圖要求進行繪制（可以是示意圖，但各部件之間的大小比例應協調）；特殊情況下，可采用照片（如細胞或金相組織的顯微照片）。附圖中一般不標注尺寸，盡量不使用文字，各部件的標號應采用阿拉伯數字編寫（不同的部件不能采用同樣的標號，同一個部件在不同的圖中必須采用同樣的標號）。）

六、實施例：

（這部分有附圖的應結合附圖，詳細、具體描述發明的必要特征如何具體化的實施例或實施方式。也就是說，詳細、具體到使所屬領域的普通技術人員按照其中的記載能夠重現、再現發明具體方案所需的一切條件，數據、材料、設備、工具等。以及必要的規格和型號都應寫出，一般至少應給出一個最佳實施例或具體實施方案。

詳細描述實現本發明創造的具體實施方式（有附圖的應對照附圖進行解釋，但附圖不能代替文字說明）。

實施例的數量對限定本發明創造技術方案的保護范圍將起到決

定性的作用。若希望得到較寬的保護范圍，應給出多個實施例（例如：部件結構可以為多種形式的，應給出多個替換物的名稱、結構及其替換方式；組分含量為區域性的，至少應給出該區域的兩個端點及區域內某點的含量與其它組分構成的具體配方）。

在實施例中，不僅要對技術解決方案中所涉及的各技術特征進行具體描述，還要對有助于理解本發明創造的相關內容進行具體描述（例如：產品的制備過程及設備、原料來源、成型狀態、適用范圍、使用方法等；方法的實施設備、適用范圍等）。

產品發明應當具體說明其部件、組件或者零件的結構及其關系，首先說明靜態結構，指出構成它的零部件、用途功能、相互位置聯系，必要時說明其工藝特點，然后說明形態結構和使用方法。

方法發明應當說明為達到發明目的所必須的方法和操作，如果方法中時間因素重要，應當按照操作的先后順序描述，指出所用的實際參數（例如溫度、壓力、流量等）、設備、材料及其規格和型號。）

七、權利要求的范圍：

（申請人就所發明或設計的新產品、新方法提出其需要保護的范圍，供專利代理人參考。）

年月日代理人：

張云春電話：***QQ:103050721

第四篇：現代天線技術

微帶縫隙天線的分析

班級：0413101 學號：041300425 姓名：袁振宇

摘 要

微帶縫隙天線具有結構簡單、加工方便、體積小、寬頻帶等特性，在微波毫米波系統應用廣泛。文中計算了天線的回波損耗和方向圖，與文獻結果比較吻合，證明了仿真方法的正確性，可為 微帶縫隙天線的設計工作提供一定的參考。

關鍵詞 微帶縫隙天線 回波損耗 方向圖

Abstract

Slot antenna has a simple structure, easy to process, small size, broadband andother characteristics, widely used in microwave, millimeter wave systems.In this paper,Ansoft HFSS 12.0 is used to analyze the slot antennaon a 50 × 80 mm2open ground.The size of the slot is about quarterwavelength, cut in the finite ground plane edge, fed by a microstrip transmission line.The paper calculated the return loss and antennaradation pattern.Good agreement with the literature results proved the correctness ofthe simulation method can provide some reference for the design of the microstrip slot antenna.Keywordsmicrostrip slot antennaS11radiation pattern

第1章緒論

1.1研究背景及意義

天線是在無線電設備中用來發射或接收電磁波的部件。無線電通信、廣播、電視、雷達、導航、電子對抗、遙感、射電天文等工程系統，凡是利用電磁波來傳遞信息的，都依靠天線來進行工作。此外，在用電磁波傳送能量方面，非信號的能量輻射也需要天線。一般天線都具有可逆性，即同一副天線既可用作發射天線，也可用作接收天線。同一天線作為發射或接收的基本特性參數是相同的。這就是天線的互易定理。

天線按工作性質可分為發射天線和接收天線。按用途可分為通信天線、廣播天線、電視天線、雷達天線等。按工作波長可分為超長波天線、長波天線、中波天線、短波天線、超短波天線、微波天線等。按結構形式和工作原理可分為線天線和面天線等。描述天線的特性參量有方向圖、方向性系數、增益、輸入阻抗、輻射效率、極化和頻

微帶天線的概念早在1953年就由G．A．DeSchamps提出，在20世紀50年代和60年代只有一些零星的研究。直到20世紀70年代初期，當微帶傳輸線的理論模型及對敷銅的介質基片的光刻技術發展之后，第一批具有許多設計結構的實用的微帶天線才被制造出來?？p隙天線最早是在1946年H．G．Booker提出的，同微帶天線一樣最初沒有引起太多的注意?？p隙天線可以借助同軸電纜很方便地饋送能量，也可用波導饋電來實現朝向大平片單側的輻射，還可以在波導壁上切割出縫隙的陣列?？p隙開在導電平片上，稱為平板縫隙天線；開在圓柱面上，稱為開縫圓柱天線。開縫圓柱導體面是開縫導體片至開縫圓柱導體面的進化。波導縫陣天線由于其低損耗、高輻射效率和性能等一系列突出優點而得到廣泛應用；而平板縫隙天線卻因為損耗較大，功率容量低，效率不高，導致發展較為緩慢。到1972年，Y．Yoshimura明確提出微帶饋電縫隙天線的概念。

從微帶天線的概念提出以來，由于它剖面薄、重量輕、可與載體共形、易與有源器件集成等優點，已經被廣泛地應用于衛星通信、導航等領域。但是，微帶天線頻帶較窄的突出缺點又限制了它的實際應用。目前在高頻應用上，采用更多的是微帶縫隙天線，它具有對加工精度要求低，可用標準的光刻技術在敷銅電路板上進行生產的優點，尤其是微帶寬縫天線更是有效地拓寬了頻帶。目前縫隙天線(包括波導縫隙天線)已被廣泛地應用于無線移動通信天線以及衛星直播電視天線。

1.2天線特性的主要參數

天線的特性參數主要有方向函數或方向圖，極化特性，頻帶寬度，輸入阻抗等，為了方便對天線的方向圖進行比較，就需要規定一些表示方向圖特性的參數。這些參數有：天線增益G（或方向性Gd）、波束寬度（或主瓣寬度）、旁瓣電平等。下面就簡單介紹一下天線特性參數。

1.極化特性

指天線在最大輻射方向上電場矢量的方向隨時間變化的規律。按天線所輻射的電場的極化形式，可將天線分為線極化天線、圓極化天線和橢圓極化天線。線極化又可分為水平極化和垂直極化；圓極化和橢圓極化都可分為左旋和右旋。2.輸入阻抗

天線阻抗簡單地講就是在天線部分上的電壓和電流比率。由于在天線各點的電壓和電流的分配不盡相同，各點的阻抗也不相同，其中饋電點的阻抗最為重要，對半波長偶極子天線來說就是中央天線。為使無線電收發器具有最佳的功率傳送，這點的阻抗應該和饋線電纜的阻抗相同。

天線的輸入阻抗等于傳輸線的特性阻抗，才能使天線獲得最大功率。3.帶寬

天線的電參數都與頻率有關，當工作頻率偏離設計頻率時，往往要引起天線參數的變化。當工作頻率變化時，天線的有關電參數不應超出規定的范圍，這一頻率范圍稱為頻帶寬度，簡稱為天線的帶寬。4.遠區場

如果所觀測點離開波源很遠、很遠，波源可近似為點源。從點源輻射的波其波陣面是球面。因為觀測點離開點源很遠很遠，在觀察者所在的局部區域，其波陣面可近似為平面，當作平面波處理。符合這一條件的場通常稱為遠區場。這里所謂很遠很遠都是以波長來計量的。

5.方向函數或方向圖

離開天線一定距離處，描述天線輻射的電磁場強度在空間的相對分布的數學表達式，稱為天線的方向性函數；在離開天線一定距離處，描述天線輻射的電磁場強度在空間的相對分布的圖形就叫天線的方向圖。最大輻射波束通常稱為方向圖的主瓣。主瓣旁邊的幾個小的波束叫旁瓣。

天線增益是在波陣面某一給定方向天線輻射強度的量度。它是被研究天線在最大輻射方向的輻射強度與被研究天線具有同等輸入功率的各向同性天線在同一點所產生的最大輻射強度之比。G?單位立體角最大輻射功率(1.1天線方向性GD與天線增益G類似但與天線增饋入天線總功率4?益定義略有不同。

GD?單位立體角最大輻射功率(1.2)總的輻射功率4?因為天線總有損耗，天線輻射功率比饋入功率總要小一些，所以天線增益總要比天線方向性小一些。

理想天線能把全部饋入天線的功率限制在某一立體角?B內輻射出去，且在?B立體角內均勻分布。這種情況下天線增益與天線方向性相等。

G?GD?4?(1.3)?B理想的天線輻射波束立體角?B及波束寬度?B

圖1.1立體角及波束寬度

實際天線的輻射功率有時并不限制在一個波束中，在一個波束內也非均勻分布。在波束中心輻射強度最大，偏離波束中心，輻射強度減小。輻射強度減小到3db時的立體角即定義為?B。波束寬度?B與立體角?B關系為 : ?B??4旁瓣電平是指主瓣最近且電平最高的。第一旁瓣電平，一般以分貝表示。方2?B（1.4）

向圖的旁瓣區一般是不需要輻射的區域，其電平應盡可能的低。

天線效率?A定義為：

?A?P?P??(1.5）PiP??P11為歐姆損耗；P?為輻射功率。式中，Pi為輸入功率；P天線的輻射電阻R?用來度量天線輻射功率的能力，它是一個虛擬的量，定義如下：設有一個電阻R?，當通過它的電流等于天線上的最大電流時，其損耗的功率就等于輻射功率。顯然，輻射電阻越大，天線的輻射能力越強。由上述定義得輻射電阻與輻射功率的關系為

12P??ImR?（1.6）

2即輻射電阻為

R??2P?（1.7）2Im仿照引入輻射電阻的辦法，損耗電阻R1為

R1?2P1（1.8）2Im將上述兩式代入效率公式，得天線效率為

?A?R?1?（1.9）

R??R11?R1/R?可見，要提高天線效率，應盡可能提高R?，降低R1。6.駐波系數和行波系數

為了定量描述傳輸線上的行波分量和駐波分量，引入駐波系數和行波系數。傳輸線上最大電壓(或電流)與最小電壓(或電流)的比值，定義為駐波系數或駐波比，表示為

UUII??maxmin?maxmin（1.10）

駐波系數和反射系數的關系可導出如下

U?z???U??z???U??z???U??z???1???z???（1.11）

故得

Umax??1??2?U?U2min??1??2?（1.12）?U2??UUmaxmin?1??21??2（1.13）行波系數定義為傳輸線上最小電壓(或電流)與最大電壓(或電流)的比值，即

K?UUminmax?IIminmax（1.14）

顯然：

K?1??1??21??2（1.15）

7.效率

效率有輻射效率與天線效率之分。由于入射波反射的存在，天線不可能把入射功率全部提供到天線的輸入端口作為天線的輸入功率。同時，天線也不可能把從饋線輸入給他的輸入功率全部輻射出去，總有一部分要損耗掉，如天線導線中的熱損耗、介質中的介質損耗、地電流的損耗以及天線近旁物體吸收電磁波一起的損耗等等。

為了便于對概念的理解，先將天線的有關的基本功率定義如下： 入射功率P入：指發射機等提供給天線的功率。反射功率P反：指天線反射回來的功率。輸入功率Pin：指收發機等提供給天線的功率。

損耗功率Pd：指由于導線、介質或者地電流等存在而損耗的功率。輻射功率P?：指天線把發射機提供的功率扣除損耗輻射出去的功率。根據以上定義，很容易得到：

Pin?P入?P反?P??Pd（1.16）

1.3微帶縫隙天線的應用

微帶縫隙天線在航天器飛行、衛星直播電視以及醫學診斷中得到了應用。在衛星直播電視接受中，11.17~12.5GHz頻帶內的寬縫微帶天線陣得到了應用。人們以矩形寬縫微帶天線作為作為陣元，作出了2，4，16，64以及512單元平面陣。在H面內，單元縫隙間距為λ，E面縫隙間距為λ/2?？p隙是由微帶分路器饋電。圖1.2表示512單元寬縫隙組成的陣方向圖和增益。這種天線的缺點是單元多，饋電網絡復雜。

(a)方向圖(b)增益與頻率的關系

圖1.2512單元縫陣的方向圖和增益

近來，人們制作了一種寬帶高增益圓縫陣。陣元圓縫結構如圖1.3所示。

圖1.3 圓縫的結構

圓縫直徑與波長可比，因此它也屬于寬縫。他是由兩介質板之間帶線激勵的，下面有一段圓波導狀金屬導體。調整帶線寬度和深入縫中的長度可以獲得帶寬匹配。為了提到增益，在圓縫上金屬表面加一層直徑大一些的厚金屬板，形成短圓喇叭狀。

一個4×4圓縫陣的實驗數據是：基板厚度1.75mm；相對介電常數2.32；用50歐姆帶線饋電?？p隙的工作模式為TEM，中心頻率為12GHz，駐波系數為2：1的帶寬可達2GHz；單縫增益為10dB。陣的增益為20.6dB。在11.17~12.5GHz頻率范圍內，天線效率可達到57%~67%。交叉極化低于最大增益25 dB。上述數據表明，在同樣指標要求下，圓縫隙陣優于矩形寬縫隙陣。

圖1.4為醫用寬縫隙微帶天線結構示意圖。單縫的增益可達到6dB。工作頻率為S波段。

圖1.4醫用寬縫微帶天線結構示意圖

這種天線放在人體組織附近進行診斷。因此，場強隨縫隙表面與人體組織間距離變化的數據是重要的。圖表示場強隨縫隙表面與水平面距離的變化。在醫療診斷和治療中，把微帶縫隙天線表面貼在人體有關部位或與有關部委保持一定距離，目的是在人體有關部位上產生一定形狀和強度的熱區。

第2章縫隙天線的理論分析

如果在同軸線、波導管或空腔諧振器的導體壁上開一條或數條窄縫，可使電磁波通過縫隙向外空間輻射，而形成一種天線，這種天線稱為縫隙天線。這種天線可以單獨使用，也可以作天線陣的輻射單元。

2.1理想縫隙天線

實際上理想縫隙天線是有外加電壓或場激勵的。不論激勵方式如何，縫隙中的電場垂直于縫的長邊，并在縫的中點呈上下對稱分布，如圖2.1（a）所示。不???過，由于Jm??n?E，縫隙內外兩表面的等效磁流反向，理想縫隙天線的場與前述磁流源激勵時的場若在y>0的半空間相同，則在y<0的半空間相差一個負號。由于在同一表面上，等效磁流亦對縫中點呈上下對稱分布，理想縫隙天線可等效為由磁流源激勵的對稱縫隙，如圖2.1(b)所示。當然，這個磁流源的方向在內外兩表面上也應當相反。與之互補對稱的顯然是尺寸相同的板狀對稱振子。

圖2.1 理想縫隙天線與板狀對稱陣子

2.2微帶縫隙天線

2.2.1 微帶縫隙天線的結構

在50年代，人們在三板線的一個接地板上開縫構成輻射器，這就是微帶縫隙天線，并且以此為陣元構成縫陣。許多人對這種天線進行了研究。隨著微波集成電路工藝的發展，人們在微帶線接地板上光刻成縫隙構成微帶縫隙天線。圖2.5表示出了微帶縫隙天線的結構。

圖2.5 微帶縫隙天線

微帶縫隙天線產生雙向輻射；對制作公差要求低；與微帶振子天線組合起來可以構成圓極化天線。他也是一種比較常見的天線。微帶縫隙天線常見的的縫隙形狀有矩形，圓形，或者環形

(a)窄縫(b)圓環縫(c)寬縫(d)圓貼縫

圖2.6 縫隙形狀

2.2.2微帶模型

微帶饋電縫隙天線的基本模型，是在微帶線的接地平面上蝕刻單個縫隙或縫隙陣列作為輻射單元，該縫隙與微帶線的帶狀導體成直角，微帶線的電場經微帶傳播到達縫隙處通過耦合激勵該縫隙，向外輻射能量。為了能有效激勵縫隙，可采用兩種激勵方式：帶狀導體或者穿過介質基板到縫隙邊緣并短路，如圖2.7所示，或者該帶狀導體終止于～個遠離縫隙邊緣的開路短線，如圖2.7所示，在縫隙外邊緣實現了一個有效短路。

（a）（b）

圖2.7 微帶模型、參考文獻

1.王新穩、李萍，微波技術與天線，北京，電子工業出版社，2003 2.萬偉，微波技術與天線，高等教育出版社，1986.6 3．盧萬錚，天線理論與技術，西安電子科技大學出版社，2004 4．周朝棟、王元坤，天線與電波，西安電子科技大學出版社，1994 5．馬漢炎，天線技術，哈爾濱工業大學出版社，1997 6．王樸中、石長生，天線原理，清華大學出版社，1993 7．謝宗浩、劉雪樵，天線，北京郵電學院出版社，1992

8．魏文元等，天線原理，第一版，北京，國防工業出版社，1985年 9．王新穩等，微波技術與天線，第一版，北京，電子工業出版社，2003年

10．JhoneD.Kraus等著，章文勛譯，天線，第三版，北京，電子工業出版社，2004年 11．張肅文等，高頻電子線路，第三版，北京，高等教育出版社，1993年 12．劉學觀等，微波技術與天線，西安，西安電子科技大學出版社，2001年 13．閆潤卿等，微波技術基礎，北京，北京理工大學出版社，2004年

第五篇：現代測試技術

《現代測試技術》

課程考核論文

學院：xxxxxxxxxxxxxxxxx

姓名：XXX班級：xxxx 學號：xxxxxxxxxxxxxx

摘要：CCD，英文全稱：Charge-coupled Device，中文全稱：電荷耦合元件?？梢苑Q為CCD圖像傳感器。CCD是一種半導體器件，能夠把光學影像轉化為數字信號。CCD上植入的微小光敏物質稱作像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素數越多，其提供的畫面分辨率也就越高。CCD的作用就像膠片一樣，但它是把光信號轉換成電荷信號。CCD上有許多排列整齊的光電二極管，能感應光線，并將光信號轉變成電信號，經外部采樣放大及模數轉換電路轉換成數字圖像信號。關鍵字：電信號、圖像信號、相機、攝像機。

該傳感器的工作原理

構成CCD的基本單元是MOS（金屬－氧化物－半導體）結構。CCD的基本功能是電荷的存儲和電荷的轉移。工作時，需要在金屬柵極上加一定的偏壓，形成勢阱以容納電荷，電荷的多少與光強成線性關系。電荷讀出時，在一定相位關系的移位脈沖作用下，從一個位置移動到下一個位置，直到移出CCD，經過電荷ˉ電壓變換，轉換為模擬信號。由于在CCD中每個像元的勢阱所容納電荷的能力是有一定限制的，所以如果光照太強，一旦電荷填滿勢阱，電子將產生“溢出”現象。另外，在電荷讀出時，由于它是從一個位置到下一個位置的電荷轉移過程，所以存在電荷的轉移效率和轉移損失問題

電荷耦合攝像器件（CCD）的突出特點是以電荷為信號載體。它的功能是接受存儲模擬電荷信號，并將它逐級轉移（并存儲）輸送到輸出端。其基本工作過程主要是信號電荷的產生、存儲、轉移和檢測，因此實際上相當于一個模擬移位存儲器。主要有信息處理用延遲線、存儲器和光電攝像器件三個方向應用

CCD有表面（溝道）CCD（SCCD）和埋溝CCD（BCCD）兩種基本類型。作為圖像傳感器用攝像器件還另外具有光敏元陣列和轉移柵，以進行光電轉移，并將光電轉換的信號電荷轉移到CCD轉移電極下。

該傳感器的的測量的物理量及范圍

線型CCD即CCD的感光元件排列在一條直線上。它成像方式是CCD在光學系統成像所在的焦平面上垂直掃過，地到一幅完整的影像。傳統的掃描儀都使用這種類型的CCD，因此我們又稱它為掃描型CCD。線性CCD的這種工作方式決定了

2它得到一幅完整的影像需要很長的時間，即嚗光時間很長。自然它就無法用于拍攝動態的物體，另外在嚗光過程中需要一致的光線環境，它也不支持閃光拍攝。雖然有如此重大的缺陷，但線性CCD的感光元件可以做到很高的線密度，這樣用線性CCD可以得到極高像素數量的影像，因此它仍然被用于數碼相機，拍攝需要超高分辨率的靜物影像。典型的例子是Agfa的StudioCam相機，它用三條線性CCD分別感應紅藍綠三色光，每條3648像素，色彩灰度為12位，可得到1640萬像素分辨率高達4500*3648的圖象，最終的影像容量高達50-100MB。其預掃描時間需要12秒，每一線依精度需要1/15-1/200秒。

面型CCD 又稱全幅式CCD,陣列型CCD。面型CCD的嚗光方式有以下三種。1．單CCD芯片三次嚗光：即通過三色濾鏡輪盤分別將紅藍綠三色光投射在CCD上，三次采集后合成得到影像。這種方式得到的影像質量很高，但三次嚗光，不能用于拍攝動態影像。

2．三CCD一次嚗光：三個CCD芯片，分別感應紅綠藍三色光（或其中兩片感應綠色光，另一片感應紅藍光），自然光通過分光棱鏡系統將三色光分別投影在CCD上，一次嚗光得到完整影像。這種方式得到的影像質量和單芯片三次嚗光一樣，而一次嚗光可拍攝動態影像.缺點是三CCD的成本很高，分光棱鏡的制作技術難度也很大。

3.單CCD芯片一次嚗光：CCD上組合排列感應三種色光的像素，一次嚗光后得到影像，由于人眼對綠色最為敏感，通常CCD上的感綠色像素最多。這種方式的影像質量最低，但受成本的限制和對動態影像的拍攝要求，市面上主流產品大都采用單CCD芯片一次嚗光。

CCD-CCD原理

說到CCD的尺寸，其實是說感光器件的面積大小，這里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面積大小，CCD/CMOS面積越大，捕獲的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。CCD/CMOS是數碼相機用來感光成像的部件，相當于光學傳統相機中的膠卷。

CCD上感光組件的表面具有儲存電荷的能力，并以矩陣的方式排列。當其表面感受到光線時，會將電荷反應在組件上，整個CCD上的所有感光組件所產生的信號，就構成了一個完整的畫面

該傳感器的對測量某一物理量的具體應用

CCD圖像傳感器可直接將光學信號轉換為模擬電流信號，電流信號經過放大和模數轉換，實現圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復現。CCD一般可分為線陣CCD和面陣CCD兩大類。線陣CCD將CCD內部電極分成數組，并施加同樣的時鐘脈沖，以滿足不同場合的應用。面陣CCD較線陣CCD結構更為復雜，由很多光敏區排列成一個方陣并以一定的形式連接成一個器件，以獲取大量信息，完成復雜圖像的處理。

一般考察CCD質量性能，可以對其不同參數進行考慮。包括CCD的光譜靈敏度、暗電流與噪聲、轉移效率和轉移損失率、時鐘頻率的上、下限、動態范圍、非均勻性、非線性度、時間常數、CCD芯片像素缺陷等。

CCD圖像傳感器一般體積較小，功耗也較低，因此適應于各類電子產品而不會占用太大空間。同時CCD靈敏度高、噪聲低、動態范圍大、響應速度快、像素集成度高、尺寸精確等，都讓它的應用得到普及。

含格狀排列像素的CCD應用于數碼相機、光學掃瞄儀與攝影機的感光元件。經冷凍的CCD亦廣泛應用于天文攝影與各種夜視裝置，而各大型天文臺亦不斷研發高像數CCD以拍攝極高解像之天體照片。CCD能使固定式的望遠鏡發揮有如帶追蹤望遠鏡的功能，讓CCD上電荷讀取和移動的方向與天體運行方向一致，速度也同步，以CCD導星不僅能使望遠鏡有效糾正追蹤誤差，還能使望遠鏡記錄到比原來更大的視場。一般的CCD大多能感應紅外線，所以衍生出紅外線影像、夜視裝置、零照度（或趨近零照度）攝影機/照相機等

該傳感器的技術指標及參考價格、可能的生產廠家 1.光譜靈敏度

CCD的光譜靈敏度取決于量子效率、波長、積分時間等參數。量子效率表征CCD芯片對不同波長光信號的光電轉換本領。不同工藝制成的CCD芯片，其量子效率不同。靈敏度還與光照方式有關，背照CCD的量子效率高，光譜響應曲線無起伏，正照CCD由于反射和吸收損失，光譜響應曲線上存在若干個峰和谷。

2.CCD的暗電流與噪聲

CCD暗電流是內部熱激勵載流子造成的。CCD在低幀頻工作時，可以幾秒或幾千秒的累積（曝光）時間來采集低亮度圖像，如果曝光時間較長，暗電流會在

4光電子形成之前將勢阱填滿熱電子。由于晶格點陣的缺陷，不同像素的暗電流可能差別很大。在曝光時間較長的圖像上，會產生一個星空狀的固定噪聲圖案。這種效應是因為少數像素具有反常的較大暗電流，一般可在記錄后從圖像中減去，除非暗電流已使勢阱中的電子達到飽和。

晶格點陣的缺陷產生不能收集光電子的死像素。由于電荷在移出芯片的途中要穿過像素，一個死像素就會導致一整列中的全部或部分像素無效；過渡曝光會使過剩的光電子蔓延到相鄰像素，導致圖像擴散性模糊。

3.轉移效率和轉移損失率

電荷包從一個勢阱向另一個勢阱轉移時，需要一個過程。像素中的電荷在離開芯片之前要在勢阱間移動上千次或更多，這要求電荷轉移效率極其高，否則光電子的有效數目會在讀出過程中損失嚴重。

引起電荷轉移不完全的主要原因是表面態對電子的俘獲，轉移損失造成信號退化。采用“胖零”技術可減少這種損耗。

4.時鐘頻率的上、下限

下限取決于非平衡載流子的平均壽命，上限取決于電荷包轉移的損失率，即電荷包的轉移要有足夠的時間。

5.動態范圍

表征同一幅圖像中最強但未飽和點與最弱點強度的比值。數字圖像一般用DN表示。

6.非均勻性

表征CCD芯片全部像素對同一波長、同一強度信號響應能力的不一致性。

7.非線性度

表征CCD芯片對于同一波長的輸入信號，其輸出信號強度與輸入信號強度比例變化的不一致性。

8.時間常數

表征探測器響應速度，也表示探測器響應的調制輻射能力。時間常數與光導和光伏探測器中的自由載流子壽命有關。

9.CCD芯片像素缺陷

a.像素缺陷：對于在50%線性范圍的照明，若像素響應與其相鄰像素偏差超過30%，則為像素缺陷。

b.簇缺陷：在3*3像素的范圍內，缺陷數超過5個像素。

c.列缺陷：在1*12的范圍內，列的缺陷超過8個像素。

d.行缺陷：在一組水平像素內，行的缺陷超過8個像素

價格：600~800元之間

生產廠家：索尼、尼康

優缺點

優點：CCD制造工藝較復雜，成像通透性、明銳度都很好，色彩還原、曝光可以保證基本準確一般是顏色好，缺點：費電，曝光時間長的時候溫升大，噪點相對嚴重，最重要的是大規格的成品率低，成本高

針對缺點有何改進措施

1)圍繞空間CCD相機的設計技術要求,本文在相機的結構設計過程中完成了以下工作:(a)通過對星載空間相機常用材料的性能分析比較,合理地完成部件結構的材料選擇,為達到輕量化的設計要求奠定基礎;(b)應用有限元分析方法,對相機關鍵部件——主鏡筒和支架進行了優化設計;2)在該相機精確CAD模型的基礎上,對CCD相機進行了簡化造型。利用簡化后的模型建立了整機的有限元模型,完成了該相機結構動態特性分析計算

參考文獻

[1].曾光奇.工程測試技術基礎.武漢：華中科技大學出版社.2002.36