第一篇：初中英語閱讀--科普知識 發(fā)明 現(xiàn)代技術(shù)

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(zhuǎn)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(yù)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(xué)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(jù)短文內(nèi)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(jù)短文內(nèi)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(shù)發(fā)明講稿

技 術(shù) 發(fā) 明 講 稿

一、專利法對發(fā)明創(chuàng)造的定義

二、關(guān)于創(chuàng)造性

三、常用發(fā)明創(chuàng)造技法 l、希望點(diǎn)列舉法

2、缺點(diǎn)列舉法

3、聯(lián)想法、移植法

目 錄

發(fā) 明 創(chuàng) 造 技 法1

4、逆向發(fā)明法、缺點(diǎn)逆用法

5、組合發(fā)明法

6、檢核表發(fā)明法

7、其他發(fā)明創(chuàng)造技法

四、與發(fā)明作品有關(guān)的其他問題

1、青少年發(fā)明作品的新穎性

2、青少年發(fā)明作品的科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)用性

3、發(fā)明作品要避免的誤區(qū)

4、工程學(xué)的范圍

5、申報項(xiàng)目必須附有完整的原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(可交復(fù)印件)及其它必要的圖表資料

6、青少年科技創(chuàng)新大賽不接受申報的項(xiàng)目

7、適合青少年發(fā)明作品的具體選題范圍

8、青少年發(fā)明作品創(chuàng)作的一般過程

五、發(fā)明項(xiàng)目、作品舉例

六、青少年發(fā)明創(chuàng)造能力的提高

七、開展青少年科技發(fā)明創(chuàng)造活動的目的和意義

八、對發(fā)明創(chuàng)造指導(dǎo)教師的要求

發(fā)明作品的查新檢索、檢測和專利申請

一、發(fā)明作品的查新檢索

1、檢索的限度

2、檢索的要點(diǎn)

3、檢索的順序

4、具體的檢索方法

5、網(wǎng)上檢索

二、發(fā)明作品的檢測

三、發(fā)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(fā) 明 創(chuàng) 造 技 法

一、專利法對發(fā)明創(chuàng)造的定義

專利法“所稱的發(fā)明創(chuàng)造是指發(fā)明、實(shí)用新型和外觀設(shè)計?！?/p>

“專利法所稱發(fā)明，是指對產(chǎn)品、方法或者其改進(jìn)所提出的新的技術(shù)方案?！?/p>

“專利法所稱實(shí)用新型，是指對產(chǎn)品的形狀、結(jié)構(gòu)或者其結(jié)合所提出的適于實(shí)用的新的技術(shù)方案。”

“專利法所稱外觀設(shè)計，是指對產(chǎn)品的形狀、圖案或者其結(jié)合以及色彩與形狀、圖案的結(jié)合所作出的富有美感并適于工業(yè)應(yīng)用的新設(shè)計?！?/p>

“發(fā)明和實(shí)用新型，應(yīng)當(dāng)具備新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性?！?/p>

“新穎性，是指在申請日以前設(shè)有同樣的發(fā)明或者實(shí)用新型在國內(nèi)外出版物上公開發(fā)表過，在國內(nèi)公開使用過或者以其他方式為公眾所知，也沒有同樣的發(fā)明或者實(shí)用新型由他人向國務(wù)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(shù)發(fā)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(xiàng)和參考已有技術(shù)。及專利申請和參賽要求。注①

“創(chuàng)造性，是指同申請日以前已有的技術(shù)相比，該發(fā)明有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，該實(shí)用新型有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步?！?/p>

“實(shí)用性，是指該發(fā)明或者實(shí)用新型能夠制造或者使用．并且能夠產(chǎn)生積極效果?！?/p>

“外觀設(shè)計，應(yīng)當(dāng)同申請日以前在國內(nèi)外出版物上公開發(fā)表過或者國內(nèi)公開使用過的外觀設(shè)計不相同和不相近似，并不得與他人在先取得的合法權(quán)利相沖突。”

二、關(guān)于創(chuàng)造性 注②

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

發(fā)明有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)，是指發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的本質(zhì)區(qū)別，或者說．發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比表現(xiàn)出明顯的區(qū)別技術(shù)特征．它是發(fā)明內(nèi)在的質(zhì)量標(biāo)志。

發(fā)明應(yīng)當(dāng)是創(chuàng)造性活動的成果，而不是其所技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員由現(xiàn)有技術(shù)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(yàn)必然獲得的，它應(yīng)當(dāng)反映出人在智力上的獨(dú)到之處．因此，凡是發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員不能直接地從現(xiàn)有技術(shù)中得出構(gòu)成其全部必要的技術(shù)特征的發(fā)明都視為具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)。

在判別發(fā)明是否具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)時，不僅要考慮發(fā)明技術(shù)解決方案本身的實(shí)質(zhì)性，而且還要考慮發(fā)明的目的和效果，將其作為一個整體來看待。

在評定發(fā)明是否具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)時．引用了發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員這一概念，他是指發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中，具有該專業(yè)中等技術(shù)知識的技術(shù)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(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的知識水平也不盡相同。發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，是為了公正地評定發(fā)明創(chuàng)造性而設(shè)想出的一種人。

發(fā)明有顯著的進(jìn)步，是指發(fā)明與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比具有長足的進(jìn)步；這種進(jìn)步表現(xiàn)在發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足；或者表現(xiàn)在發(fā)明所代表的某種新技術(shù)優(yōu)勢上，發(fā)明有顯著的進(jìn)步通常反映在發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)或者技術(shù)效果之中。

要求發(fā)明具有顯著的進(jìn)步，其目的在于防止那些雖然在技術(shù)特征上有其所長，但就其技術(shù)實(shí)質(zhì)而論卻是例退的，或者是對科學(xué)技術(shù)進(jìn)步無益的發(fā)明．例如變劣發(fā)明或者改惡發(fā)明等。

發(fā)明創(chuàng)造性包括突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)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(dāng)然，這也不排除，在某些特殊情況下，發(fā)明的顯著的進(jìn)步帶來了 預(yù)料不到的技術(shù)效果，從而構(gòu)成發(fā)明具備創(chuàng)造性的標(biāo)志。

三、常用發(fā)明創(chuàng)造技法 l、希望點(diǎn)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(yuǎn)方的東西，能聽到以前的聲音；汽車用油少，家用電器用電??；等等。這些希望，可以成為發(fā)明的研究課題，成為開拓性發(fā)明。

希望和需要可以成為成功之母．在仔細(xì)觀察和充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，從生活、工作、學(xué)習(xí)的需要出發(fā)，根據(jù)你和他人的某種希望，提出“希望”東西的樣子，再運(yùn)用自己學(xué)過的知識和經(jīng)驗(yàn)，提出切實(shí)可行的辦法，這種發(fā)明思路俗稱希望列舉法。

希望點(diǎn)列舉法是發(fā)明創(chuàng)造作品一種行之有效的重要選題辦法。這就要求“發(fā)明家”做個有心人，善于觀察生活中的細(xì)節(jié)，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(diào)查用戶心目中所希望物品的樣子和性能，再根據(jù)人們的需要和自己的能力確定發(fā)明創(chuàng)造作品課題。

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

2、缺點(diǎn)列舉法

從學(xué)習(xí)、生活、生產(chǎn)中不順當(dāng)、不方便、不合人意的事情著手，列舉產(chǎn)品、物品的缺點(diǎn)，多找一找這些產(chǎn)品、物品都有那些缺點(diǎn)需要克服的，再去尋找克服這些缺點(diǎn)的方法，這種根據(jù)現(xiàn)有產(chǎn)品、物品的缺點(diǎn)而提出改進(jìn)方案的方法稱缺點(diǎn)列舉法，也是找尋發(fā)明題目一種簡便有效的方法。

列舉物品的缺點(diǎn)就是發(fā)現(xiàn)問題，創(chuàng)造發(fā)明則是解決這些的問題。所以，我們每發(fā)現(xiàn)一個缺點(diǎn)，提出一個問題，往往就找到一個發(fā)明的研究題目。

那么，怎樣去發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)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(yīng)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(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)，而且應(yīng)盡可能多地列舉出某一物品的所有缺點(diǎn)。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(shè)備無法工作，交通工具的安全性，等等，然后，根據(jù)你的能力，選擇某一缺點(diǎn)或部分作為研究對象，確定發(fā)明課題。CRT陰極發(fā)射顯象管電視機(jī)，有那些缺點(diǎn)可以列舉呢，如：有輻射，屏幕有靜電，電視機(jī)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(jìn)而有了液晶電視等平板電視的發(fā)明。

其次，可以利用節(jié)、假日到商店去就某些比較熟悉的物品搞商品調(diào)查，征求營業(yè)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(xué)到一些好的經(jīng)驗(yàn)，得到一些有益的啟示，也可以發(fā)現(xiàn)某些商品之不足，從而發(fā)現(xiàn)和確定自己的發(fā)明課題。

第三，經(jīng)常與他人交流所聞、所見、所感、所想，從中捕捉發(fā)明題目。

3、聯(lián)想法

聯(lián)想是一種科學(xué)的、豐富的想象過程。比如你見到堅(jiān)硬的東西就聯(lián)想到鋼鐵，見到玻璃就聯(lián)想到易碎的物品，遇到河流就會想到船和橋，甚至想得更遠(yuǎn)更遠(yuǎn)。把你的發(fā)現(xiàn)同你研究一個發(fā)明對象聯(lián)系起來，加以比較，從中受到啟發(fā)，或者是對某項(xiàng)技術(shù)的模仿和借鑒，從而打開思路，創(chuàng)造出新的東西來，這種發(fā)明的方法稱為聯(lián)想法。

聯(lián)想法是一種富有活力的創(chuàng)造發(fā)明方法。運(yùn)用聯(lián)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(guān)系，善于調(diào)動你記憶中的所有儲備。球，飛機(jī)，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?nèi)c(diǎn)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(xiàn)象分析并找到其中隱蔽的相似之點(diǎn)，展開聯(lián)想。

移植法

把大家已經(jīng)知道的原理，已有的物品或方法等，移植運(yùn)用到自己的發(fā)明上，得到上項(xiàng)新的發(fā)明，這種方法稱移植法。這種技術(shù)性移植是發(fā)明創(chuàng)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(fā)明思路，掌握得好，能搞出相當(dāng)好的發(fā)明。

4、逆向發(fā)明法

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

實(shí)際上，顛倒作為一種思維方法，逆向思維。在生活和科學(xué)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(fā)明也是通過顛倒已有的事物或者從已有事物的反面實(shí)現(xiàn)其創(chuàng)造目標(biāo)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(jìn)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(xí)慣；易被人想到的地方進(jìn)行逆向探索。創(chuàng)造性的火花往往出人意料地閃現(xiàn)。

舉個例子，那種里外能穿的風(fēng)衣、兩面戴的帽子，就是在衣服和帽子的款式進(jìn)行的—種逆向設(shè)計。具有創(chuàng)造性。

如果說衣服、帽子容易進(jìn)行逆向設(shè)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(chuàng)造性和優(yōu)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(shè)計發(fā)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(yōu)點(diǎn)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(jìn)行逆向思考。只有經(jīng)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(fā)明創(chuàng)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(jié)構(gòu)、相反的過程、相反的現(xiàn)象、相反的工藝等都具有創(chuàng)造性意義。新事物也許就是與現(xiàn)有事物相反的事物。

我們應(yīng)該大膽地運(yùn)用逆向思維去思考世界上的事物：把已有原理顛倒，把現(xiàn)有的方法反過來試一試，把現(xiàn)有的公式反著推理一下，把現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)顛倒．把已有的過程逆向運(yùn)行?？纯从袥]有奇跡出現(xiàn)。

缺點(diǎn)逆用法

發(fā)明似在著眼于克服事物的缺點(diǎn)，但這只說對了一半。因?yàn)槭挛锒季哂袃芍匦?，在羅列出事物的缺點(diǎn)后，一方面可針對缺點(diǎn)提出對策，另一方面可利用缺點(diǎn)，創(chuàng)造出新的方法，這叫做缺點(diǎn)逆用法。

紙怕火，是紙的缺點(diǎn)，可以成為有用的東西，用紙拉一種開關(guān)，紙一燒斷，開關(guān)動作，報警或 噴水，起到救火的作用。類似用紙怕水缺點(diǎn)的小發(fā)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(diǎn)，但如果利用它的這一缺點(diǎn)，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(guān)節(jié)炎，可以把它貯存的熱能轉(zhuǎn)換成電能。

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

5、組合發(fā)明法

如果你細(xì)致觀察和思考，就可以發(fā)現(xiàn)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(jìn)行巧妙地組合，構(gòu)成新的更好的物品的發(fā)明方法稱為組合法。

組合又可分為近緣組合和遠(yuǎn)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(nèi)在聯(lián)系。那么，可以將它們“固定化”地結(jié)合在一起，形成一個有機(jī)的整體。同物組合，兩把刀可組合成剪刀。

遠(yuǎn)緣組合（及異物組合）。有時兩件事物不是“親戚”，甚至一點(diǎn)聯(lián)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(xiàn)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(nèi)側(cè)，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(shí)例可看出，巧妙的組合是無究無盡的。它可以給發(fā)明者提供創(chuàng)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(yùn)用組合法搞發(fā)明時，要注意組合的規(guī)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(bǔ)充，和諧一致，通過組合，擴(kuò)大用途，增加功能，增加效益。

6、檢核表發(fā)明法

檢核表法（設(shè)問發(fā)明法）也稱聰明的辦法、有創(chuàng)造技法之母的稱號。

夜光粉是一種用量少用途不大的發(fā)光材料，多用于鐘表和儀表?，F(xiàn)在有人提出，它能有更大的用途嗎?這個設(shè)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(huán)境中，指示開關(guān)位臵所在，既方便，雙安全。可貼在火柴盒上、煤油燈座上、山區(qū)公路轉(zhuǎn)彎處、樓梯扶手處等等。

這種發(fā)明技法叫設(shè)問發(fā)明法。設(shè)問法根據(jù)需要解決的問題，或需要創(chuàng)造發(fā)明的對象列出有關(guān)問 題，然后一一核對思考，提出各種設(shè)想，促進(jìn)創(chuàng)造發(fā)明。可以設(shè)問現(xiàn)有的發(fā)明有無其他用途?能否搞出其他創(chuàng)造性設(shè)想，或替代，或借用?現(xiàn)有發(fā)明可否改動一下?可否縮小、減輕、分割?可否擴(kuò)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(xiàn)有的幾種發(fā)明是否可以組合一起?……從這些設(shè)問中可能獲得解決問題的方法和創(chuàng)造發(fā)明的設(shè)想。

設(shè)問發(fā)明又稱檢核表法，在實(shí)踐中有哪些具體方法呢? 我國的創(chuàng)造學(xué)專家根據(jù)國美國著名的創(chuàng)造學(xué)奠基人奧斯本的檢核表法，通過實(shí)踐和研究，總結(jié)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(diǎn)，加長一點(diǎn)，加高一點(diǎn)，或者是把功能增多一點(diǎn)，使物品在形態(tài)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(diǎn)，成為大號字，便于老年人閱覽。把普通雨傘加大—點(diǎn)，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(fā)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(fēng)雪大衣。X射線照光裝臵同電子計算機(jī)加在一起，成為“CT掃瞄儀”，使診斷腦內(nèi)疾病和體內(nèi)癌變等具有特殊效能。

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

例如，半導(dǎo)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(xiàn)了質(zhì)的飛躍，成為重大發(fā)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(fā)明微型隱形鏡片，裝在眼睛內(nèi)，更方便了。(3)擴(kuò)一擴(kuò) 把—個物品放寬一點(diǎn)、擴(kuò)大一點(diǎn)，使它的功能產(chǎn)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(yùn)用擴(kuò)一擴(kuò)的技法。上珠算課，老師向全班同學(xué)演示怎樣撥珠運(yùn)算，制作一大算盤，掛在黑板上，全班同學(xué)都看得清清楚楚。

(4)縮一縮 使一個物品的體積縮小一點(diǎn)，縮短一點(diǎn)，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(jī)、袖珍雨衣等，書籍的縮印本、袖珍詞典等。

一位醫(yī)師設(shè)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(dǎo)管的一端插入病人的動脈血管，當(dāng)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(fèi)者歡迎。

例如，服裝的面料、款式、顏色、圖案的變化。圓形

鉛筆變?yōu)榱切巍⒈鈭A形，不易滑落，不易從桌上滾下。圓珠筆從單色變?yōu)殡p色、三色等。(6)改一改 改進(jìn)物品原來的形狀、性能、結(jié)構(gòu)、使之出現(xiàn)新的形態(tài)、新的功能。

例如，對雨傘的改進(jìn)。為了防止容易拿錯，讓傘布增加顏色和圖案。為了防止風(fēng)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(shè)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(huán)式電話機(jī)改為按鍵式電話機(jī)；單放機(jī)改為收錄機(jī)，單卡改為雙卡……。使產(chǎn)品朝著自動化、微型化、效率化、輕便化、簡單化、省力化方向發(fā)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(guī)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(xué)一學(xué) 通過學(xué)習(xí)、模仿別的產(chǎn)品的形狀、結(jié)構(gòu)、顏色、性能、規(guī)格、功能、動作來實(shí)現(xiàn)新的發(fā)明。

例如，魯班被茅草刮破了手，他模仿茅草邊緣的小齒，發(fā)明了鋸。有一位小發(fā)明家發(fā)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(xué)著做個半圓形絲網(wǎng)，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(yùn)用代一代可以和產(chǎn)出許多新的產(chǎn)品。(10)搬一搬 把物品的某一部件搬動一下，產(chǎn)生一種新的物品。例如，把電視機(jī)的拉桿天線“搬到圓珠筆上去，發(fā)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(xué)在三角板的三個頂角各裝一個小鐵珠，這樣，當(dāng)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(tài)、性質(zhì)、功能反一反，發(fā)明出新的物品。許多新產(chǎn)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(fā)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(guī)定、約定。為了解決某一問題，或改進(jìn)某一件東西，為了提高學(xué)習(xí)、工作效率和防止可能發(fā)生的事故或疏漏，需要作出一些規(guī)定。

例如，為了使交通有秩序，防止事故發(fā)生，發(fā)明了信號燈。規(guī)定黃燈亮?xí)r，車輛停止行駛，已經(jīng)越過停車線的車輛可以繼續(xù)行駛；紅燈亮?xí)r，禁止車輛通行；綠燈亮?xí)r，車輛通行。再如，醫(yī)師測定病人的體溫要用溫度計，溫度計刻度的規(guī)定，是科學(xué)家攝爾休斯的一大創(chuàng)舉，他規(guī)定水結(jié)冰時的溫度(冰點(diǎn))為零度，在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度(沸點(diǎn))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(biāo)”，記為“℃”。

7、其他發(fā)明創(chuàng)造技法還有：

①廢物的利用、②提高產(chǎn)品性能、增加產(chǎn)品功能、③物品參數(shù)的變更（數(shù)值大小與正反變化）、④新技術(shù)的采用、⑤特性列舉法⑥解決需求、創(chuàng)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(fā)現(xiàn)的啟發(fā)、⑩利用（專利、科技）信息發(fā)明和異想天開搞發(fā)明，等方法。

四、與發(fā)明作品相關(guān)的其他問題

1、有關(guān)青少年發(fā)明作品的新穎性問題

發(fā)明作品必須具有新穎性。沒有新穎性不能成為發(fā)明，新穎性是發(fā)明作品的必要條件。新穎性是指之前沒有出現(xiàn)過同樣的技術(shù)或產(chǎn)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）。可以委托有關(guān)單位部門查新。也可以上網(wǎng)查新。

2、青少年發(fā)明作品應(yīng)有科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)用性。

科學(xué)性：包括選題與成果的科學(xué)技術(shù)意義、技術(shù)方案的合理性和研究方法的正確性、科學(xué)理論的可靠性。

先進(jìn)性：包括新穎程度、先進(jìn)程度、技術(shù)水平與難易程度。新穎程度指該項(xiàng)發(fā)明或創(chuàng)新技術(shù)在申報日以前沒有同樣的成果公開發(fā)表過，沒有公開使用過，該項(xiàng)研究課題的選題有創(chuàng)意；先進(jìn)程度指該項(xiàng)發(fā)明或創(chuàng)新技術(shù)同以前已有的技術(shù)相比，有顯著的進(jìn)步：指課題研究所具有的科學(xué)價值和學(xué)術(shù)水平。

實(shí)用性：指該項(xiàng)發(fā)明或創(chuàng)新技術(shù)可預(yù)見的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益或效果；指課題研究的影響范圍、應(yīng)用意義與推廣前景。

學(xué)生的項(xiàng)目在依據(jù)“三自”和“三性”原則的同時，根據(jù)目前學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究活動的特點(diǎn)和 水平，融入“做中學(xué)”科學(xué)教育理念，重點(diǎn)考查項(xiàng)目的探究過程，考查在探究過程中學(xué)生初步探究的能力和基本科學(xué)知識、科學(xué)方法的掌握。

3、發(fā)明作品要避免的誤區(qū) 選⑴（沒有實(shí)用性發(fā)明的例子）

①僅提出設(shè)想，無具體的技術(shù)手段。

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

②違背自然規(guī)律。

例如，一件永動機(jī)的發(fā)明，自覺或者不自覺地違背能量守恒定理。③利用某種獨(dú)一無二的自然條件的發(fā)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(shè)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(shè)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(xiàn)的特征，然而橋梁建筑物等的零部件或者標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制構(gòu)件卻具有再現(xiàn)性，因?yàn)樗鼈儾灰虻乩項(xiàng)l件而改變，并能工業(yè)化生產(chǎn)．簡言之，不動物沒有再現(xiàn)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(xiàn)的，因而具備實(shí)用性。

④利用主體的特殊條件方能實(shí)現(xiàn)的發(fā)明。

例如，精細(xì)的牙雕制品，外科醫(yī)生的高超外科手術(shù)，只取決于創(chuàng)造者自身的技藝水平，不是所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員按照說明書可以任意重復(fù)的，沒有再現(xiàn)特征，所以不具備實(shí)用性．但是，醫(yī)生使用的各種醫(yī)療器械，檢驗(yàn)裝臵可以在工廠中重復(fù)制造，因而具備實(shí)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(shù)智能游戲”又如，脫帽機(jī)，對進(jìn)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(jī)器并無需要．上述發(fā)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(shí)用性。⑥明顯無益的發(fā)明。

在功能相同情況下，如果發(fā)明或者實(shí)用新型使結(jié)構(gòu)復(fù)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(shù)上的倒退甚至變劣．例如，用鋼筋混凝土構(gòu)件代替鋼材用作起重車的負(fù)荷粱，既笨重又不安全，不具有積極效果，無實(shí)用性．但用它代替鋼材用作橋梁則具有實(shí)用性。⑦嚴(yán)重污染環(huán)境的發(fā)明。⑧嚴(yán)重浪費(fèi)能源或資源的發(fā)明。

例如，在公知的蒸汽發(fā)動機(jī)上安裝蒸汽導(dǎo)管，導(dǎo)致蒸汽能量的損失，降低了蒸汽發(fā)動機(jī)的效率。再如，發(fā)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(shí)用性． ⑨變劣的發(fā)明

一項(xiàng)發(fā)明，雖然聲稱既節(jié)省了原材料又減小了體積，其所謂的優(yōu)點(diǎn)是建立在降低產(chǎn)品性能和喪失產(chǎn)品可靠性基礎(chǔ)上，因而是不足取的，屬于變劣的發(fā)明，不具備實(shí)用性。對此，應(yīng)當(dāng)特別注意。又例如，發(fā)明人簡單地將電容器介質(zhì)，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(dǎo)致?lián)舸╇妷合陆挡@著降低了在額定電壓下工作的可靠性。

（以上1-3點(diǎn)亦可作為指導(dǎo)教師和青少年學(xué)生對發(fā)明作品的分析判斷。）

4、創(chuàng)新大賽作品，工程學(xué)(EN)（指技術(shù)）的分類范圍：

直接將科學(xué)原理應(yīng)用于生產(chǎn)及實(shí)際應(yīng)用的項(xiàng)目，包括土木工程、機(jī)械工程、航空工程、化學(xué)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(yùn)輸工程、環(huán)境工程等。

5、所有項(xiàng)目必須附有完整的原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(可交復(fù)印件)及其它必要的圖表資料等。

工程設(shè)計和制作類項(xiàng)目須提供圖表資料．根據(jù)項(xiàng)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(jié)構(gòu)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(xiàng)目涉及醫(yī)療保健用品，必須在上報時提供有關(guān)部門的證明材料（由省級以上相關(guān)醫(yī)療科研部門開具臨床使用鑒定）。

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

7、適合青少年發(fā)明作品的具體選題范圍 選⑵

發(fā)明是什么呢？是為人類生產(chǎn)、生活及各種活動需要（現(xiàn)實(shí)的和潛在的）而提出有關(guān)裝臵和方法新的技術(shù)方案。因此，適合青少年技術(shù)發(fā)明作品的具體選題范圍可以是：在學(xué)習(xí)活動、課外活 動和日常生活中，能看到想到的事件。技術(shù)高低，復(fù)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(shí)現(xiàn)真正意義的創(chuàng)新，并不簡單。高技術(shù)也可以找到比較容易的切入點(diǎn)，應(yīng)用新技術(shù)能夠得到較大的創(chuàng)新空間。因地制宜，因人而異，因人施教，較早的接觸新技術(shù)、高技術(shù)有利于提高青少年的科技素質(zhì)。

8、青少年發(fā)明作品的創(chuàng)作過程

一般可分：立題-構(gòu)思-制作-驗(yàn)證-改進(jìn)-總結(jié)六個過程。

五、發(fā)明項(xiàng)目、作品舉例 選⑶

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

⒉《安全插座》如果列項(xiàng)，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(fā)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(jìn)或附加用品也可搞一點(diǎn)發(fā)明創(chuàng)造。

⒋《浮體與載重體分離的不會沉沒的救生船》項(xiàng)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(fā)現(xiàn)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(huán)現(xiàn)象中得到啟發(fā)。⒍《“一步”邁系向納米世界》作品。參觀高技術(shù)設(shè)備時注意觀察，從較簡單的部件人手，應(yīng)用自己學(xué)到的電化學(xué)知識，解決問題，獲得成功。是青少年能完成的項(xiàng)目。

⒎在高技術(shù)領(lǐng)域找項(xiàng)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(diǎn)，是青少年能夠完成的項(xiàng)目。

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

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

⒑《煙道防倒煙裝臵》是對知識的巧妙應(yīng)用，煙道倒煙是常見現(xiàn)象和問題，解決的方法和裝臵很多，用流體力學(xué)原理解決，方法巧妙，簡單，優(yōu)點(diǎn)突出。11.發(fā)展“公交”，為安全、衛(wèi)生、舒適、快捷，輔助設(shè)施有許多小發(fā)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(yīng)用廣泛、復(fù)雜的高技術(shù)產(chǎn)品，發(fā)展很快，它的鍵盤、鼠標(biāo)、機(jī)箱、顯示器及底座的結(jié) 構(gòu)、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(fā)明方法搞出創(chuàng)新作品，還有單片單板機(jī)的應(yīng)用，都適合青少年。

13.小電器、電子電路，創(chuàng)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(yàn)電器》等，可以考慮列項(xiàng)。

14.家用電器青少年日常生活接觸多，有許多外圍項(xiàng)目可做，如冰箱散熱器散發(fā)的廢熱是否能用來產(chǎn)生熱水，同時還要提高冰箱的制冷效率，節(jié)電，當(dāng)然這里有技術(shù)問題要解決，還應(yīng)該有巧妙的構(gòu)思。

15.又如利用紙潮濕強(qiáng)度降低的缺點(diǎn)，做成下雨自動關(guān)窗的小發(fā)明。

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

17.利用普通電子計算器簡單功能開發(fā)出其他更多的功能，能測風(fēng)速、水深，轉(zhuǎn)速、距離等。

六、青少年發(fā)明創(chuàng)造能力的提高

青少年發(fā)明作品的創(chuàng)作是典型的科技創(chuàng)新活動。創(chuàng)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(chuàng)造活動的基本前提。觀察力和創(chuàng)新能力是創(chuàng)造發(fā)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(jīng)驗(yàn)，要學(xué)習(xí)、要實(shí)踐②觀察時要善 于思考③觀察必須有正確的指導(dǎo)思想④觀察要重視發(fā)展注意力⑤觀察要注意發(fā)展感覺⑥不要讓觀察機(jī)會從身邊跑掉⑦要創(chuàng)造觀察機(jī)會（組織各種參觀考察等）⑧培養(yǎng)觀察周圍事物的興趣。

創(chuàng)新能力可以培養(yǎng)。創(chuàng)新能力有兩種類型。一種是特殊才能的創(chuàng)新能力，其創(chuàng)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(shí)現(xiàn)的創(chuàng)新能力，它是普通人在改變舊事物或改變方式方法中表現(xiàn)出來的，如，一個學(xué)生通過自己動腦筋，用一種自己沒有學(xué)過的方法解決了一道難題，這種解法對來說是已經(jīng)掌握了的，但對這個學(xué)生來說卻是創(chuàng)新能力的表現(xiàn)。我們既要去發(fā)現(xiàn)具有第一種創(chuàng)新潛力的青少年，重點(diǎn)加于培養(yǎng)，又要對普通學(xué)生的第二種創(chuàng)新能力大力培養(yǎng)，提高其解決問題的能力，進(jìn)而發(fā)展成為第一種創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新動機(jī)是創(chuàng)新的動力，創(chuàng)新的動機(jī)可分為①為了理想信念而創(chuàng)新②求知欲推動創(chuàng)新③好奇心與懷疑精神推動創(chuàng)新④進(jìn)取心推動創(chuàng)新⑤為了生存發(fā)展而創(chuàng)新。我們要設(shè)法去激發(fā)這些良好的創(chuàng)新動機(jī)。

創(chuàng)新思維是創(chuàng)新的主要思維方式，創(chuàng)新思維具有靈活性、新穎性和獨(dú)創(chuàng)性。創(chuàng)新思維可有以下幾種形式。⑴發(fā)散思維，又叫擴(kuò)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(yùn)用十分廣泛，是創(chuàng)新思維中較重要的思維形式之一。⑶側(cè)向思維，側(cè)向思維是發(fā)散思維的又一種表現(xiàn)形式。⑷組合思維，組合思維又叫聯(lián)接思維或合向思維，它是一種特殊類型的側(cè)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(jī)地組合、創(chuàng)造性地綜合、結(jié)合。⑸聯(lián)想思維的基本類型①接近聯(lián)想②相似聯(lián)想③對比聯(lián)想。⑹靈感思維的特點(diǎn)①靈感的突發(fā)性②靈感的目標(biāo)性③靈感的獨(dú)創(chuàng)性④靈感的隨機(jī)性⑤靈感的瞬感時性。要充分利用創(chuàng)新思維實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。

豐富的科學(xué)知識和經(jīng)驗(yàn)是創(chuàng)新后盾。創(chuàng)新不要怕付出艱苦的勞動。觀察力和創(chuàng)新力的提高很大程度要依靠自己學(xué)習(xí)和動手制作作品，這個過程往往是艱苦的。發(fā)明作品的優(yōu)劣很大程度要看制作出的作品實(shí)際上表現(xiàn)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(xué)、多問、多聽、多看、多想，敢想敢干，勤動手勤動腦，重實(shí)驗(yàn)重實(shí)踐會制作。創(chuàng)新不神秘，人人都可以有所作為，生活中處處有創(chuàng)造，要抓住創(chuàng)新的火花，要積極鼓勵創(chuàng)新活動。

七、開展青少年科技發(fā)明創(chuàng)造活動的目的和意義

青少年創(chuàng)造發(fā)明活動應(yīng)采取學(xué)習(xí)知識提高素質(zhì)兼顧的方針。因此，青少年發(fā)明作品能夠?qū)W到科學(xué)知識提高學(xué)生素質(zhì)的就可以立題，當(dāng)然要有科學(xué)性和新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性。發(fā)明創(chuàng)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(fā)明創(chuàng)造指導(dǎo)教師的要求

為了做好青少年創(chuàng)新思維的啟發(fā)，培育出好的青少年發(fā)明作品。對指導(dǎo)教師提出了較高的要求，指導(dǎo)教師要準(zhǔn)確掌握基本的科學(xué)知識原理，有較豐富的經(jīng)驗(yàn)和學(xué)識，有一定的觀察能力、創(chuàng)新能力，表達(dá)能力和動手能力。

九、創(chuàng)新大賽對技術(shù)發(fā)明作品申報材料要求齊全、規(guī)范，有查新報告及可操作的實(shí)物或模型。

發(fā)明作品的查新檢索、檢測和專利申請

一、發(fā)明作品的查新檢索 注③（技術(shù)發(fā)明主要在專利數(shù)據(jù)庫中檢索）

檢索的目的在于從現(xiàn)有技術(shù)中找出與研究課題密切相關(guān)的對比文件．以確定研究課題是否具備新穎性和創(chuàng)造性．此外，在檢索時，也要根據(jù)研究課題內(nèi)容考慮研究課題的單一性的問題，以確定進(jìn)行全面檢索還是進(jìn)行有限的檢索。開展課題前的查新，可以在別人發(fā)明的基礎(chǔ)上創(chuàng)新，針對性強(qiáng)，專利發(fā)明的技術(shù)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(jìn)行。

檢索是指查閱己公布的技術(shù)．找出對比文件的過程。實(shí)際上，檢索是在檢索文檔中進(jìn)行的一種文獻(xiàn)檢索。

檢索文檔是一種把己公布的技術(shù)文獻(xiàn)資料，按國際專利分類號，國別，研究課題和文獻(xiàn)種屬順序排列的不同技術(shù)主題的文獻(xiàn)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(xiàn)的 29 范圍、種屬和年代，則根據(jù)文獻(xiàn)的庫存情況逐步充實(shí)和完善．最終達(dá)到專利合作條約規(guī)定的“檢索用最低文獻(xiàn)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(lián)、聯(lián)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(nèi)科研成果分類文稿。

文獻(xiàn)庫存放的中文專利文獻(xiàn)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(jìn)行有效的檢索，應(yīng)當(dāng)熟悉國際專利分類表的分類原則，方法，規(guī)則及其編排結(jié)構(gòu)，并掌握如何使用國際專利分類表對研究課題、專利文獻(xiàn)等進(jìn)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(yīng)當(dāng)熟悉其審查技術(shù)領(lǐng)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(jù)已經(jīng)檢索出的對比文件的敖量和質(zhì)量決定是否應(yīng)當(dāng)中止檢索，或者需要把檢索擴(kuò)展到功能類似的技術(shù)領(lǐng)域?？紤]的原則是用于檢索的時間和精力與預(yù)期的結(jié)果要相稱。

2、檢索的要點(diǎn)：

在檢索時，要把注意力集中到新穎性上，同時也要注意和創(chuàng)造性有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，把那些可以結(jié)合起來后使研究課題主題不具備創(chuàng)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(xiàn)有技術(shù)文件。

在檢索時，注意力應(yīng)當(dāng)放在現(xiàn)有技術(shù)中專利文獻(xiàn)的說明書(及其附圖)上，而不僅僅是權(quán)利要求上．將要檢索研究課題的內(nèi)容與現(xiàn)有文獻(xiàn)公開的內(nèi)容進(jìn)行對比，以判斷新穎性和創(chuàng)造性。

3、檢索的順序：

①在所屬技術(shù)領(lǐng)域中檢索。

②在功能類似的技術(shù)領(lǐng)域中檢索。

③在由非強(qiáng)制性分類號提供的技術(shù)領(lǐng)域中檢索。④改變技術(shù)領(lǐng)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(shù)領(lǐng)域的審查用檢索文檔中專利文獻(xiàn)扉頁上的摘要和附圖。以及權(quán)利要求書中獨(dú)立權(quán)利要求的內(nèi)容：日本，蘇聯(lián)，聯(lián)邦德國，英國，法國和瑞士等國的專利分類文獻(xiàn)；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(guān)，將那些初步判斷可能有關(guān)的文件抽出來，有關(guān)文獻(xiàn)的國別和專利號以及題錄的有關(guān)進(jìn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)特征相同或者類似的文件抽出來。

第二步：仔細(xì)閱讀第一步中抽出的那些文件的摘要和題錄的對應(yīng)文件，進(jìn)一步判斷它們是否與研究課題主題有關(guān)。經(jīng)過這一步，就能夠選出與研究課題較相關(guān)的對比文件。

第三步：仔細(xì)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(wǎng)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(chǎn)權(quán)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(yīng)網(wǎng)頁，進(jìn)入相應(yīng)界面后，按提示輸入諸如：關(guān)鍵字（關(guān)鍵詞，兩個以上關(guān)鍵詞用與連接將使范圍變窄，用或連接將使范圍變寬）、發(fā)明名稱、申請（專利權(quán)）人、發(fā)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(xiàn)摘要，進(jìn)而下載說明書、附圖、權(quán)利要求書等。

6、檢索可以自己進(jìn)行或委托權(quán)威單位、法定機(jī)構(gòu)進(jìn)行。

二、發(fā)明作品的檢測 注④

發(fā)明作品必要時要進(jìn)行檢測。檢測一般包括安全性（含環(huán)保）檢測和性能檢測。有國家標(biāo)準(zhǔn)（或

按相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)）的按國家標(biāo)準(zhǔn)（或按相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)）檢測。有時也與同類產(chǎn)品進(jìn)行性能對比檢測。根據(jù)要求，自己利用具備的條件檢測或請權(quán)威單位、法定機(jī)構(gòu)檢測。

發(fā)明作品檢測實(shí)例（電子節(jié)能調(diào)速風(fēng)扇的檢測）：

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

2、性能檢測（與普通電扇對比的節(jié)能檢測）用標(biāo)準(zhǔn)功率計測量不同轉(zhuǎn)速下的功率，求其平均值；與普通電扇功率比較，得到節(jié)電率。

三、發(fā)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(fā)明、實(shí)用新型、外觀設(shè)計三種類型。

發(fā)明專利權(quán)的期限為二十年，實(shí)用新型和外觀設(shè)計專利權(quán)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(guī)定的不授予專利權(quán)的范圍。

⑶申請發(fā)明和實(shí)用新型專利的應(yīng)當(dāng)具備新穎性，創(chuàng)造性和實(shí)用性。

3、申請專利的途徑

申請人可以委托專利代理機(jī)構(gòu)辦理專利申請，也可以自己直接向國家知識產(chǎn)權(quán)局昆明專利代辦處或國家知識產(chǎn)權(quán)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(fā)明或?qū)嵱眯滦蛯＠?，?yīng)當(dāng)提交請求書、權(quán)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(shè)計專利的，應(yīng)當(dāng)提交外觀設(shè)計專利請求書，外觀設(shè)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(fā)明、實(shí)用新型或外觀設(shè)計三種專利申請的依據(jù)，應(yīng)當(dāng)按要求填寫有關(guān)內(nèi)容。

②說明書：應(yīng)當(dāng)對發(fā)明或?qū)嵱眯滦妥龀銮宄?，完整的說明，以所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為準(zhǔn)。

③權(quán)利要求書：應(yīng)當(dāng)以說明書為依據(jù)說明發(fā)明或?qū)嵱眯滦偷募夹g(shù)特征，清楚，簡要的表達(dá)請求專利保護(hù)的范圍。

④說明書附圖：是實(shí)用新型專利申請的必要條件．發(fā)明專利申請如有必要，也應(yīng)提交附圖。

⑤說明書摘要及摘要附圖：發(fā)明、實(shí)用新型應(yīng)當(dāng)提交申請所公開內(nèi)容概要的說明書摘要(限300字)，有附圖的還應(yīng)提交說明書摘要附圖。

⑥外觀設(shè)計的圖片或照片：外觀設(shè)計專利申請應(yīng)當(dāng)提交該外觀設(shè)計的圖片或照片，必要時應(yīng)有簡要說明，請求保護(hù)色彩的，應(yīng)當(dāng)提交彩色圖片或照片一式兩份。

⑦提交專利申請文件應(yīng)當(dāng)使用專利局制定的統(tǒng)一表格，各類申請文件應(yīng)當(dāng)打字或者印刷，字跡呈黑色，整齊清晰，并不得涂改。附圖應(yīng)當(dāng)用制圖工具和黑色墨水繪制，線條應(yīng)當(dāng)均勻清晰，并不得涂改。申請文件的文字部分應(yīng)當(dāng)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(chǎn)權(quán)局昆明專利代辦處；也可以郵寄方式遞交國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局受理處；

以郵寄方式遞交申請文件的，應(yīng)當(dāng)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(chǎn)權(quán)局或云南省知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站下載：

國家知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)址： 004km.cn 云南省知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)址： 004km.cn

?專利申請與審查流程：

附圖1

附圖2

附圖3

第三篇：發(fā)明專利申請技術(shù)交底書

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專利申請技術(shù)交底書

第一部分

發(fā)明或者實(shí)用新型名稱：

（可提出本人希望的名稱，最后與代理人商定）

發(fā)明人（設(shè)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(lián)合。單位申請?jiān)谟嘘P(guān)文件上加蓋公章，填寫機(jī)構(gòu)代碼；個人申請的，在有關(guān)文件上簽字，提供身份證號。）

單位名稱：機(jī)構(gòu)代碼： 個人姓名：身份證號： 地址：郵政編碼： 電話：（包括區(qū)號）

聯(lián)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(qū)號）

地址：郵政編碼：

擬申請專利類別：發(fā)明

第二部分技術(shù)內(nèi)容交底提綱

（適用于發(fā)明和實(shí)用新型）

1．與擬申請專利的發(fā)明創(chuàng)造最相接近的現(xiàn)有技術(shù)的狀況，特別是已有同類技術(shù)存在的缺陷。

2．本發(fā)明要解決的技術(shù)問題。

3．解決該技術(shù)問題的技術(shù)方案。對工藝方法專利，需詳細(xì)描述其工藝過程。

4．應(yīng)用本發(fā)明所能產(chǎn)生的積極（有益）效果的舉證。對涉及藥品的專利，要以動物實(shí)驗(yàn)或臨床實(shí)驗(yàn)報告作為舉證材料。1

5．發(fā)明說明書附圖和圖面說明。對產(chǎn)品專利，必須繪有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)附圖，對所描述的部件做出統(tǒng)一的編號，并結(jié)合附圖詳細(xì)描述該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征，說明各部件的名稱、連接關(guān)系及工作原理。對電子產(chǎn)品，要有電路原理圖。

6．發(fā)明的具體實(shí)施方案（舉一個或多個實(shí)施例）。

第三部分技術(shù)交底具體內(nèi)容

（申請人根據(jù)下述內(nèi)容，認(rèn)真逐項(xiàng)填寫技術(shù)交底書，經(jīng)發(fā)明人簽字后，代理人依此為依據(jù)，撰寫正式說明書及權(quán)利要求書等技術(shù)文件和法律文書。）

一、發(fā)明（或?qū)嵱眯滦汀峦┑拿Q：

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

應(yīng)采用通用的技術(shù)術(shù)語,不得使用商業(yè)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(shù)領(lǐng)域：

（是指發(fā)明直接所屬或者直接應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域，不能寫本發(fā)明所屬或應(yīng)用的廣義技術(shù)領(lǐng)域，例如，一項(xiàng)開關(guān)二級管的發(fā)明，可寫作：本發(fā)明有關(guān)一開關(guān)“二級管”，不應(yīng)寫成“本發(fā)明是關(guān)于電子器件”。）

三、背景技術(shù)（或稱：現(xiàn)有技術(shù)，已有技術(shù)）：

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

四、發(fā)明內(nèi)容

1、發(fā)明的目的：

（根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，簡要地提出發(fā)明的目的，明確說明解決什么問題。）

2、發(fā)明的技術(shù)解決方案（即發(fā)明內(nèi)容）：

（這一部分是核心部分，應(yīng)清楚、完整地說明發(fā)明的內(nèi)容，主要以發(fā)明的必要技術(shù)特征總和的形式來闡明發(fā)明構(gòu)想，并在描述每項(xiàng)技術(shù)特征時，相應(yīng)地說明其在本發(fā)明中所起的作用。使發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)內(nèi)容充分公開（以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員無需進(jìn)行創(chuàng)造性勞動即能實(shí)現(xiàn)為準(zhǔn)）。

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

如果技術(shù)方案中含有與背景技術(shù)有關(guān)的技術(shù)特征，應(yīng)指明哪些技術(shù)特征是本發(fā)明特有的區(qū)別特征、哪些技術(shù)特征是背景技術(shù)中已有的共用特征。）

3、發(fā)明的效果：

（應(yīng)清楚和有根據(jù)地說明本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較所具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果，可從結(jié)構(gòu)特征、作用關(guān)系、使用方式等分析入手說明其積極效果（最好有具體數(shù)據(jù)），或一種全新的產(chǎn)品、方法的說明。）

五、附圖及附圖的簡單說明：

（發(fā)明人要提供描述本發(fā)明的必要附圖，附圖可以是零件圖、裝配圖、電路圖、結(jié)路圖、流程圖、形狀示意圖、正視圖、側(cè)視圖、剖視圖等。附圖中除部件的統(tǒng)一編號（即圖

1、圖2等）外，一般只標(biāo)序號，不能有文字出現(xiàn)。

附圖的簡單說明應(yīng)當(dāng)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(biāo)記所表示的部件名稱。

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

六、實(shí)施例：

（這部分有附圖的應(yīng)結(jié)合附圖，詳細(xì)、具體描述發(fā)明的必要特征如何具體化的實(shí)施例或?qū)嵤┓绞?。也就是說，詳細(xì)、具體到使所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員按照其中的記載能夠重現(xiàn)、再現(xiàn)發(fā)明具體方案所需的一切條件，數(shù)據(jù)、材料、設(shè)備、工具等。以及必要的規(guī)格和型號都應(yīng)寫出，一般至少應(yīng)給出一個最佳實(shí)施例或具體實(shí)施方案。

詳細(xì)描述實(shí)現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)造的具體實(shí)施方式（有附圖的應(yīng)對照附圖進(jìn)行解釋，但附圖不能代替文字說明）。

實(shí)施例的數(shù)量對限定本發(fā)明創(chuàng)造技術(shù)方案的保護(hù)范圍將起到?jīng)Q

定性的作用。若希望得到較寬的保護(hù)范圍，應(yīng)給出多個實(shí)施例（例如：部件結(jié)構(gòu)可以為多種形式的，應(yīng)給出多個替換物的名稱、結(jié)構(gòu)及其替換方式；組分含量為區(qū)域性的，至少應(yīng)給出該區(qū)域的兩個端點(diǎn)及區(qū)域內(nèi)某點(diǎn)的含量與其它組分構(gòu)成的具體配方）。

在實(shí)施例中，不僅要對技術(shù)解決方案中所涉及的各技術(shù)特征進(jìn)行具體描述，還要對有助于理解本發(fā)明創(chuàng)造的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行具體描述（例如：產(chǎn)品的制備過程及設(shè)備、原料來源、成型狀態(tài)、適用范圍、使用方法等；方法的實(shí)施設(shè)備、適用范圍等）。

產(chǎn)品發(fā)明應(yīng)當(dāng)具體說明其部件、組件或者零件的結(jié)構(gòu)及其關(guān)系，首先說明靜態(tài)結(jié)構(gòu)，指出構(gòu)成它的零部件、用途功能、相互位置聯(lián)系，必要時說明其工藝特點(diǎn)，然后說明形態(tài)結(jié)構(gòu)和使用方法。

方法發(fā)明應(yīng)當(dāng)說明為達(dá)到發(fā)明目的所必須的方法和操作，如果方法中時間因素重要，應(yīng)當(dāng)按照操作的先后順序描述，指出所用的實(shí)際參數(shù)（例如溫度、壓力、流量等）、設(shè)備、材料及其規(guī)格和型號。）

七、權(quán)利要求的范圍：

（申請人就所發(fā)明或設(shè)計的新產(chǎn)品、新方法提出其需要保護(hù)的范圍，供專利代理人參考。）

年月日代理人：

張?jiān)拼弘娫挘?**QQ:103050721

第四篇：現(xiàn)代天線技術(shù)

微帶縫隙天線的分析

班級：0413101 學(xué)號：041300425 姓名：袁振宇

摘 要

微帶縫隙天線具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、體積小、寬頻帶等特性，在微波毫米波系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。文中計算了天線的回波損耗和方向圖，與文獻(xiàn)結(jié)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(shè)計工作提供一定的參考。

關(guān)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(shè)備中用來發(fā)射或接收電磁波的部件。無線電通信、廣播、電視、雷達(dá)、導(dǎo)航、電子對抗、遙感、射電天文等工程系統(tǒng)，凡是利用電磁波來傳遞信息的，都依靠天線來進(jìn)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(fā)射天線，也可用作接收天線。同一天線作為發(fā)射或接收的基本特性參數(shù)是相同的。這就是天線的互易定理。

天線按工作性質(zhì)可分為發(fā)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(dá)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(jié)構(gòu)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(shù)、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(jì)50年代和60年代只有一些零星的研究。直到20世紀(jì)70年代初期，當(dāng)微帶傳輸線的理論模型及對敷銅的介質(zhì)基片的光刻技術(shù)發(fā)展之后，第一批具有許多設(shè)計結(jié)構(gòu)的實(shí)用的微帶天線才被制造出來。縫隙天線最早是在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(dǎo)饋電來實(shí)現(xiàn)朝向大平片單側(cè)的輻射，還可以在波導(dǎo)壁上切割出縫隙的陣列。縫隙開在導(dǎo)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(dǎo)體面是開縫導(dǎo)體片至開縫圓柱導(dǎo)體面的進(jìn)化。波導(dǎo)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(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用；而平板縫隙天線卻因?yàn)閾p耗較大，功率容量低，效率不高，導(dǎo)致發(fā)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(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于衛(wèi)星通信、導(dǎo)航等領(lǐng)域。但是，微帶天線頻帶較窄的突出缺點(diǎn)又限制了它的實(shí)際應(yīng)用。目前在高頻應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)的光刻技術(shù)在敷銅電路板上進(jìn)行生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，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(dǎo)縫隙天線)已被廣泛地應(yīng)用于無線移動通信天線以及衛(wèi)星直播電視天線。

1.2天線特性的主要參數(shù)

天線的特性參數(shù)主要有方向函數(shù)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(jìn)行比較，就需要規(guī)定一些表示方向圖特性的參數(shù)。這些參數(shù)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(shù)。

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(guī)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(diǎn)的電壓和電流的分配不盡相同，各點(diǎn)的阻抗也不相同，其中饋電點(diǎn)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(fā)器具有最佳的功率傳送，這點(diǎn)的阻抗應(yīng)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(shù)都與頻率有關(guān)，當(dāng)工作頻率偏離設(shè)計頻率時，往往要引起天線參數(shù)的變化。當(dāng)工作頻率變化時，天線的有關(guān)電參數(shù)不應(yīng)超出規(guī)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(yuǎn)區(qū)場

如果所觀測點(diǎn)離開波源很遠(yuǎn)、很遠(yuǎn)，波源可近似為點(diǎn)源。從點(diǎn)源輻射的波其波陣面是球面。因?yàn)橛^測點(diǎn)離開點(diǎn)源很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)，在觀察者所在的局部區(qū)域，其波陣面可近似為平面，當(dāng)作平面波處理。符合這一條件的場通常稱為遠(yuǎn)區(qū)場。這里所謂很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)都是以波長來計量的。

5.方向函數(shù)或方向圖

離開天線一定距離處，描述天線輻射的電磁場強(qiáng)度在空間的相對分布的數(shù)學(xué)表達(dá)式，稱為天線的方向性函數(shù)；在離開天線一定距離處，描述天線輻射的電磁場強(qiáng)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(qiáng)度的量度。它是被研究天線在最大輻射方向的輻射強(qiáng)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(diǎn)所產(chǎn)生的最大輻射強(qiáng)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?yàn)樘炀€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(nèi)輻射出去，且在?B立體角內(nèi)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(shí)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(nèi)也非均勻分布。在波束中心輻射強(qiáng)度最大，偏離波束中心，輻射強(qiáng)度減小。輻射強(qiáng)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(guān)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(qū)一般是不需要輻射的區(qū)域，其電平應(yīng)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(shè)有一個電阻R?，當(dāng)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(qiáng)。由上述定義得輻射電阻與輻射功率的關(guān)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(yīng)盡可能提高R?，降低R1。6.駐波系數(shù)和行波系數(shù)

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(shù)和行波系數(shù)。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(shù)或駐波比，表示為

UUII??maxmin?maxmin（1.10）

駐波系數(shù)和反射系數(shù)的關(guān)系可導(dǎo)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(shù)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(dǎo)線中的熱損耗、介質(zhì)中的介質(zhì)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(guān)的基本功率定義如下： 入射功率P入：指發(fā)射機(jī)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(fā)機(jī)等提供給天線的功率。

損耗功率Pd：指由于導(dǎo)線、介質(zhì)或者地電流等存在而損耗的功率。輻射功率P?：指天線把發(fā)射機(jī)提供的功率扣除損耗輻射出去的功率。根據(jù)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(yīng)用

微帶縫隙天線在航天器飛行、衛(wèi)星直播電視以及醫(yī)學(xué)診斷中得到了應(yīng)用。在衛(wèi)星直播電視接受中，11.17~12.5GHz頻帶內(nèi)的寬縫微帶天線陣得到了應(yīng)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(nèi)，單元縫隙間距為λ，E面縫隙間距為λ/2。縫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(diǎn)是單元多，饋電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜。

(a)方向圖(b)增益與頻率的關(guān)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(jié)構(gòu)如圖1.3所示。

圖1.3 圓縫的結(jié)構(gòu)

圓縫直徑與波長可比，因此它也屬于寬縫。他是由兩介質(zhì)板之間帶線激勵的，下面有一段圓波導(dǎo)狀金屬導(dǎo)體。調(diào)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是：基板厚度1.75mm；相對介電常數(shù)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(shù)為2：1的帶寬可達(dá)2GHz；單縫增益為10dB。陣的增益為20.6dB。在11.17~12.5GHz頻率范圍內(nèi)，天線效率可達(dá)到57%~67%。交叉極化低于最大增益25 dB。上述數(shù)據(jù)表明，在同樣指標(biāo)要求下，圓縫隙陣優(yōu)于矩形寬縫隙陣。

圖1.4為醫(yī)用寬縫隙微帶天線結(jié)構(gòu)示意圖。單縫的增益可達(dá)到6dB。工作頻率為S波段。

圖1.4醫(yī)用寬縫微帶天線結(jié)構(gòu)示意圖

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

第2章縫隙天線的理論分析

如果在同軸線、波導(dǎo)管或空腔諧振器的導(dǎo)體壁上開一條或數(shù)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(dú)使用，也可以作天線陣的輻射單元。

2.1理想縫隙天線

實(shí)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(diǎn)呈上下對稱分布，如圖2.1（a）所示。不???過，由于Jm??n?E，縫隙內(nèi)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(fù)號。由于在同一表面上，等效磁流亦對縫中點(diǎn)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(dāng)然，這個磁流源的方向在內(nèi)外兩表面上也應(yīng)當(dāng)相反。與之互補(bǔ)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(jié)構(gòu)

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

圖2.5 微帶縫隙天線

微帶縫隙天線產(chǎn)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(gòu)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(huán)形

(a)窄縫(b)圓環(huán)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(dǎo)體成直角，微帶線的電場經(jīng)微帶傳播到達(dá)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(dǎo)體或者穿過介質(zhì)基板到縫隙邊緣并短路，如圖2.7所示，或者該帶狀導(dǎo)體終止于～個遠(yuǎn)離縫隙邊緣的開路短線，如圖2.7所示，在縫隙外邊緣實(shí)現(xiàn)了一個有效短路。

（a）（b）

圖2.7 微帶模型、參考文獻(xiàn)

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

8．魏文元等，天線原理，第一版，北京，國防工業(yè)出版社，1985年 9．王新穩(wěn)等，微波技術(shù)與天線，第一版，北京，電子工業(yè)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(yè)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(xué)觀等，微波技術(shù)與天線，西安，西安電子科技大學(xué)出版社，2001年 13．閆潤卿等，微波技術(shù)基礎(chǔ)，北京，北京理工大學(xué)出版社，2004年

第五篇：現(xiàn)代測試技術(shù)

《現(xiàn)代測試技術(shù)》

課程考核論文

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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(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素數(shù)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(zhuǎn)換成電荷信號。CCD上有許多排列整齊的光電二極管，能感應(yīng)光線，并將光信號轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)外部采樣放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號。關(guān)鍵字：電信號、圖像信號、相機(jī)、攝像機(jī)。

該傳感器的工作原理

構(gòu)成CCD的基本單元是MOS（金屬－氧化物－半導(dǎo)體）結(jié)構(gòu)。CCD的基本功能是電荷的存儲和電荷的轉(zhuǎn)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(qiáng)成線性關(guān)系。電荷讀出時，在一定相位關(guān)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(jīng)過電荷ˉ電壓變換，轉(zhuǎn)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(qiáng)，一旦電荷填滿勢阱，電子將產(chǎn)生“溢出”現(xiàn)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(zhuǎn)移過程，所以存在電荷的轉(zhuǎn)移效率和轉(zhuǎn)移損失問題

電荷耦合攝像器件（CCD）的突出特點(diǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)生、存儲、轉(zhuǎn)移和檢測，因此實(shí)際上相當(dāng)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(yīng)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(zhuǎn)移柵，以進(jìn)行光電轉(zhuǎn)移，并將光電轉(zhuǎn)換的信號電荷轉(zhuǎn)移到CCD轉(zhuǎn)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(xué)系統(tǒng)成像所在的焦平面上垂直掃過，地到一幅完整的影像。傳統(tǒng)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?jīng)Q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(tài)的物體，另外在嚗光過程中需要一致的光線環(huán)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(shù)量的影像，因此它仍然被用于數(shù)碼相機(jī)，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(jī)，它用三條線性CCD分別感應(yīng)紅藍(lán)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(dá)4500*3648的圖象，最終的影像容量高達(dá)50-100MB。其預(yù)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(lán)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(zhì)量很高，但三次嚗光，不能用于拍攝動態(tài)影像。

2．三CCD一次嚗光：三個CCD芯片，分別感應(yīng)紅綠藍(lán)三色光（或其中兩片感應(yīng)綠色光，另一片感應(yīng)紅藍(lán)光），自然光通過分光棱鏡系統(tǒng)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(zhì)量和單芯片三次嚗光一樣，而一次嚗光可拍攝動態(tài)影像.缺點(diǎn)是三CCD的成本很高，分光棱鏡的制作技術(shù)難度也很大。

3.單CCD芯片一次嚗光：CCD上組合排列感應(yīng)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(zhì)量最低，但受成本的限制和對動態(tài)影像的拍攝要求，市面上主流產(chǎn)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(shí)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(shù)碼相機(jī)用來感光成像的部件，相當(dāng)于光學(xué)傳統(tǒng)相機(jī)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(dāng)其表面感受到光線時，會將電荷反應(yīng)在組件上，整個CCD上的所有感光組件所產(chǎn)生的信號，就構(gòu)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(yīng)用

CCD圖像傳感器可直接將光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為模擬電流信號，電流信號經(jīng)過放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復(fù)現(xiàn)。CCD一般可分為線陣CCD和面陣CCD兩大類。線陣CCD將CCD內(nèi)部電極分成數(shù)組，并施加同樣的時鐘脈沖，以滿足不同場合的應(yīng)用。面陣CCD較線陣CCD結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，由很多光敏區(qū)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(fù)雜圖像的處理。

一般考察CCD質(zhì)量性能，可以對其不同參數(shù)進(jìn)行考慮。包括CCD的光譜靈敏度、暗電流與噪聲、轉(zhuǎn)移效率和轉(zhuǎn)移損失率、時鐘頻率的上、下限、動態(tài)范圍、非均勻性、非線性度、時間常數(shù)、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(yīng)于各類電子產(chǎn)品而不會占用太大空間。同時CCD靈敏度高、噪聲低、動態(tài)范圍大、響應(yīng)速度快、像素集成度高、尺寸精確等，都讓它的應(yīng)用得到普及。

含格狀排列像素的CCD應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)、光學(xué)掃瞄儀與攝影機(jī)的感光元件。經(jīng)冷凍的CCD亦廣泛應(yīng)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(fā)高像數(shù)CCD以拍攝極高解像之天體照片。CCD能使固定式的望遠(yuǎn)鏡發(fā)揮有如帶追蹤望遠(yuǎn)鏡的功能，讓CCD上電荷讀取和移動的方向與天體運(yùn)行方向一致，速度也同步，以CCD導(dǎo)星不僅能使望遠(yuǎn)鏡有效糾正追蹤誤差，還能使望遠(yuǎn)鏡記錄到比原來更大的視場。一般的CCD大多能感應(yīng)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(jī)/照相機(jī)等

該傳感器的技術(shù)指標(biāo)及參考價格、可能的生產(chǎn)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(shù)。量子效率表征CCD芯片對不同波長光信號的光電轉(zhuǎn)換本領(lǐng)。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(guān)，背照CCD的量子效率高，光譜響應(yīng)曲線無起伏，正照CCD由于反射和吸收損失，光譜響應(yīng)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(nèi)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(diǎn)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(chǎn)生一個星空狀的固定噪聲圖案。這種效應(yīng)是因?yàn)樯贁?shù)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(dá)到飽和。

晶格點(diǎn)陣的缺陷產(chǎn)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(dǎo)致一整列中的全部或部分像素?zé)o效；過渡曝光會使過剩的光電子蔓延到相鄰像素，導(dǎo)致圖像擴(kuò)散性模糊。

3.轉(zhuǎn)移效率和轉(zhuǎn)移損失率

電荷包從一個勢阱向另一個勢阱轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移效率極其高，否則光電子的有效數(shù)目會在讀出過程中損失嚴(yán)重。

引起電荷轉(zhuǎn)移不完全的主要原因是表面態(tài)對電子的俘獲，轉(zhuǎn)移損失造成信號退化。采用“胖零”技術(shù)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(zhuǎn)移的損失率，即電荷包的轉(zhuǎn)移要有足夠的時間。

5.動態(tài)范圍

表征同一幅圖像中最強(qiáng)但未飽和點(diǎn)與最弱點(diǎn)強(qiáng)度的比值。數(shù)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(qiáng)度信號響應(yīng)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(qiáng)度與輸入信號強(qiáng)度比例變化的不一致性。

8.時間常數(shù)

表征探測器響應(yīng)速度，也表示探測器響應(yīng)的調(diào)制輻射能力。時間常數(shù)與光導(dǎo)和光伏探測器中的自由載流子壽命有關(guān)。

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(yīng)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(nèi)，缺陷數(shù)超過5個像素。

c.列缺陷：在1*12的范圍內(nèi)，列的缺陷超過8個像素。

d.行缺陷：在一組水平像素內(nèi)，行的缺陷超過8個像素

價格：600~800元之間

生產(chǎn)廠家：索尼、尼康

優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：CCD制造工藝較復(fù)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(zhǔn)確一般是顏色好，缺點(diǎn)：費(fèi)電，曝光時間長的時候溫升大，噪點(diǎn)相對嚴(yán)重，最重要的是大規(guī)格的成品率低，成本高

針對缺點(diǎn)有何改進(jìn)措施

1)圍繞空間CCD相機(jī)的設(shè)計技術(shù)要求,本文在相機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中完成了以下工作:(a)通過對星載空間相機(jī)常用材料的性能分析比較,合理地完成部件結(jié)構(gòu)的材料選擇,為達(dá)到輕量化的設(shè)計要求奠定基礎(chǔ);(b)應(yīng)用有限元分析方法,對相機(jī)關(guān)鍵部件——主鏡筒和支架進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計;2)在該相機(jī)精確CAD模型的基礎(chǔ)上,對CCD相機(jī)進(jìn)行了簡化造型。利用簡化后的模型建立了整機(jī)的有限元模型,完成了該相機(jī)結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析計算

參考文獻(xiàn)

[1].曾光奇.工程測試技術(shù)基礎(chǔ).武漢：華中科技大學(xué)出版社.2002.36