电概论文

对电子信息科学与技术专业的认识
郑抒然（040910202）
0409102班
目录
一.引言
二.本专业的主要研究内容与未来发展
三.本专业在国防及国民经济中的应用
四.我对本专业的认识
五.在本科阶段如何学好本专业
六.结语
论文摘要
我是南京航空航天大学电子信息科学与技术专业的大一新生，在结束了电子科学与技术概论课程后，结合课上所学与网上搜索的内容，就我对本专业的认识所写了这篇论文。

正文
本专业的主要研究内容与未来发展
电子信息科学与技术是研究电子和电磁场运动、电路理论、信息处理与传输等一般规律及其应用的一门学科。

关键词电子信息科学与技术认识应用
一、引言
我是南京航空航天大学电子信息科学与技术专业的大一新生，在结束了电子科学与技术概论课程后，结合课上所学与网上搜索的内容，就我对本专业的认识所写了这篇论文。

二、本专业的主要研究内容与未来发展
电子信息科学与技术是研究电子和电磁场运动、电路理论、信息处理与传输等一般规律及其应用的一门学科。

主要从事以下领域的研究：通信与广播电视、厘米波与毫米波技术、传感与自控、超导电子学、超大规模集成电路及集成电路系统的研究、集成光电子技术、电子离子光学与计算机辅助设计、信息显示、光电子技术和真空微电子学、现型功能材料和分子技术、功能材料、敏感元件与传感器、传感技术与应用系统等方向。

在未来发展方面，有以下几个方向是我认为应该重点研究和发展的：（一）“中国芯”的设计
我国集成电路的生产能力不差，主要是缺少设计能力。

主要电子设备使用的大都是外国的芯片。

我国生产的10万亿次巨型计算机，芯片就是美国的。

这是一个很大的问题，从一定程度上说，这是一个“致命”的缺陷。

国际上集成电路芯片研究发展异常迅速，一直按照“摩尔定律”在缩小特征尺寸，差不多已经接近材料物理的极限。

提出“摩尔定律”的戈登·摩尔预计，这个定律将在10年左右终结，有人估计终结的速度还会更快，明年将要推出45纳米线宽的芯片，预计30纳米将是硅材料的极限。

现在栅氧化层才5个分子厚，而产品无法超越5个分子的厚度，这意味着硅集成电路时代将终结，要寻找新的原理、材料、工艺，才能继续缩小芯片特征尺寸的进程。

因此，我国应该注重芯片方面的设计，发展具有自主知识产权的“中国芯”。

（二）碳纳米管、超导材料以及其他新型材料(例如硅酸铪)的应用
以前我们基本是跟踪技术的发展，但始终落后一段距离，现在给我们提供了一个极好的创新机遇。

我国在纳米材料和超导物理等学科的基础研究方面有较高的水平，应该着力进行这方面的探索，争取有所创新。

在其他的材料和工作原理方面，也应该进行多方探索，争取有所突破。

（三）蜂窝移动通信系统、宽带接入网、近距离无线(10米距离以内)通信
蜂窝移动系统一般10年换一代，1G、2G大体如此，3G的上市时间稍微晚了一些，其中出现了2.5G的HSDPA(高速上行分组接入)和2.75G的HSUPA。

我国的3G最近才开始放号，还处于试运行阶段。

现有的3G标准，包括我国的TD-SCDMA，比新近发展起来的一些技术有些落后，如WIMAX(全球微波互联接入)。

WIMAX(IEEE 802.16)的覆盖范围为50公里，覆盖面积是3G的10倍，数码率为70Mb/s，几乎是3G的30倍，优势非常明显。

我们的眼光要开阔一些，在推广TD-SCDMA的同时，还要从技术角度，关注一些国际上的新东西。

我们应该力争在发展B3G中分一杯羹，B3G将是全IP型，宽频带的，双向的，可以和3G、固定网络、WLAN等诸多网络互连的，适用于固定用户和移动用户的一种通信标准。

B3G的实现，标志着个人宽带时代的真正到来。

国际电信联盟(ITU)对于B3G的技术定义是，静止状态下速率达1Gbps，高速移动状态下速率达100Mbps。

ITU将在国际上征集(B3G/4G)技术提案。

（四）认知无线电技术
认知无线电技术是通信设备对外界传输环境，包括传输信道特性实时感知，然后自适应地改变通信参数，如频率、功率、调制编码、数码率、天线方向等，以适应信道的特性，产生最佳的通信效果。

这不是全新的概念，短波通信早就采用频率自适应，根据电离层特性的变化，采用不同的通信频率。

最近提出动态频谱接入(Dynamic Spectrum Access)，就属于认知无线电。

电磁频谱是一种稀缺的资源，随着无线通信的发展，频谱资源的紧缺愈来愈明显。

如何更加有效地利用频谱成为一个热门的话题。

现在，频谱的划分是独占式的、授权的频段，别人不能使用，利用率非常低。

动态频谱接入的概念是划分给你的频谱，其中的不使用的频率“空洞”，别人可以使用。

认知无线电技术有助于通信设备适时测量频谱使用情况，选择最佳的频率进行通信。

（五）计算机技术
计算机性能虽然飞速提高，但还是不能完全满足人们的要求，需要更强的计算能力。

用计算机模拟(仿真)是一种新的研究方法，可以仿真无法用实验来研究的现象，如气象预报、核聚变模拟等。

有人试图模拟宇宙大爆炸，当然这需要更大的计算能力。

预计1000万亿次计算机即将面世。

同时我们还应该发展网格计算系统(Grid)，通过网络将位于各地的计算机连接起来，形成巨大的计算能力，是计算技术又一重要发展方向。

我国已有
的巨型计算机不少，但分散在各个单位和部门，若能通过网格技术将它们连接起来，发挥这些资源的作用，不仅可供专门部门使用，还可以为广大科技人员服务，促进我国科学事业的发展。

（六）卫星通信技术
中轨和低轨卫星通信，满足了侦查、遥感、灾害预报等需要，发展十分迅速。

卫星通信除了洲际通信、电视转播等传统应用之外，还能满足遥感探测、灾害预报、军事等方面的应用。

使用频率向高端发展，使用Ku、Ka、V(40/50GHz)波段。

除大型卫星外，还注重发展小型卫星，灵巧卫星(Smart Satellite)，化大为小，便于更换、维修。

灵巧卫星体积小，重量轻，有的卫星才100公斤或者更小，用战术导弹就可发射。

星体的结构也有所创新，传感器、处理器、通信器分开，做成可装配式，硬件、软件都可以随时更换，而不必更换整个卫星。

卫星功能也可以快速变更，通信卫星可以变成侦查卫星或是遥感卫星。

（七）环境监测网络
用电子和光学设备(雷达、辐射计、干涉仪等)，对空间(几千公里)和地球表面(陆地、海面、海底、地下)进行实时地测量与监视，已经成为快速发展的学科。

其用途广泛，灾难预报、气象预报、战场指挥等都属于这类技术。

环境监测网络所需的设备和仪器，几乎囊括所有电子设备，如光学仪器摄影、合成孔径雷达(SAR)、干涉式综合孔径雷达(INSAR)、雷达差分干涉测量(DINSAR)、辐射计(Radiometer)、甚长基线干涉仪等。

新近还开始发展微型的，像蚊子、蝴蝶似的传感器，散布在广大的地面和空间，以获取情报资料，然后传送到远处的情报搜集中心。

遥远的敌对方可以在我方毫不察觉的情况下，窃取我们的各种情报。

我国需要及时关注、追赶这类技术的发展。

（八）赫兹波的开发利用
毫米波到远红外之间(0.1THz-10THz)的一段广阔的频谱称为T波段，是人类尚未完全认识和利用的最后一个电磁频谱区间。

T波段之所以未被开发利用，主要是缺乏这个频段的收、发器件。

THz波在生物和医药、天文、大气和环境、成像和波谱、仪器和物
性研究以及安全和国防等方面有很宽广的应用空间。

THz波的频带很宽，在通信方面的应用，前景也无限。

THz波在反隐身方面有特殊的功能。

利用THz可以穿透物质的特性，英国首先研制出了THz摄像机并在机场安全检查方面进行试用，美国开展“穿墙计划”，利用THz 成像技术从外部获得墙内信息。

此外，利用THz波谱可以快速、有效地检查和识别毒品，美国已开始用THz波谱技术检查邮件、化学和生物制品。

（九）RFID技术的应用
射频认证(RFID)是芯片技术发展的产物，同时也是商品条形码的电子化。

它由标签和读取器组成，通过无线信道连接。

标签由天线、存储器和发射装置组成。

标签分有源和无源两种，无源标签不带能源，从读取器发出的无线电波中获取能量。

标签可以做得很小，能放置在任何物件上，使用范围广泛。

有人夸张地说，以后要在每颗沙粒上都安上一个RFID标签。

目前，在我国射频标签已经应用于铁路、邮政、公安、制造、物流、烟草、零售、医药、金融收费等诸多行业和相关领域。

这项技术涉及微电子、通信、电源、材料等多种技术的研发，将有巨大的发展空间并能提供可观的经济效益。

三、本专业在国防及国民经济中的应用
现在的电子技术发展的很快,涉及到我们生活中的方方面面.从军事方面来说
从海湾战争的大规模的电子战术的运用,例如电子侦察,电子干扰,电子通讯,等等,美军运用自己的先进的电子技术对伊拉克的雷达阵地进行破坏和电子干扰,使伊拉克的导弹和机场成为了活靶子.未来的战争是信息化的战争,所谓的"信息化"必然是在电子技术的条件在进行信息共享.古时打仗是"兵马未动,粮草先行",而现在的战争是信息化条件下的战争,讲究的是"兵马未动,情报先行".这里的情报可以包括在信息里面,在我们头上的成千
上万的卫星是信息和情报的传媒,这也反映了电子技术对现在战争当中的重要.
电子战是指敌对双方争夺电磁频谱使用和控制权的军事斗争，包括电子侦察与反侦察、电子干扰与反干扰、电子欺骗与反欺骗、电子隐身与反隐身、电子摧毁与反摧毁等。

由于军队电子化程度的迅速提高，电子战被作为直接用于攻防的作战手段，形成了“陆、海、空、天、电”多维立体战。

电子战的攻击重点是敌C4I系统。

渡海战争中，在多国部队连续高强度电子战软/硬打击下，75%的伊军电子系统无法正常工作，使伊军成了聋子、哑巴、瞎子。

保证己使用电磁频谱，防止敌方使用电磁频谱的斗争成为现代战争的第四维战场，大规模电子战将贯穿于战争的始终。

未来的高技术战争，电子战将发挥巨大作用，没有制电磁权就谈不上“制天、制空、制海、制陆”权。

电磁对抗或电子对抗在不同军兵种中的具体表现形式不同，主要包括：雷达对抗、通信对抗和声呐对抗。

电子侦察是使用专门的电子技术设备进行的侦察。

如无线电技术侦察、雷达侦察和电视侦察等。

主要任务是侦察、侦听敌方雷达、无线电通信、导弹制导等电子设备发射的信号，获取其技术参数、通信内容、所在位置等情报。

电子侦察具有很强的对各类信号分析的能力，所以依据截获的信号特征，可以判断出辐射源的类型和身份。

例如可以区分出警戒雷达、火炮控制雷达、导弹制导雷达等等，也可以辨别出通信电台的类型以及它所归属的通信网，甚至从截获的通信信息中破译出敌方传送信息的具体内容。

这种对于辐射源属性的识别能力，使得电子侦察能够提供更丰富、更准确的作战态势。

电子干扰是为使敌方电子设备和系统丧失或降低效能所采取的电波扰乱措施。

是电子对抗的组成部分。

目的是削弱或破坏敌方使用各种电子设备和系统遂行战场侦察、作战指挥、通信联络和兵器控制与制导的能力，为隐蔽己方企图和提高己方飞机、舰艇的生存能力创造有利条件。

雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。

发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。

雷达所起的作用和眼睛相似，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息
载体是无线电波。

事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，传播的速度都是光速C,差别在于它们各自占据的波段不同。

其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。

测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。

测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。

测量仰角靠窄的仰角波束测量。

根据仰角和距离就能计算出目标高度。

测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。

雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。

从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。

当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。

雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。

因此，它不仅成为军事上必不可少的电子装备，而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。

星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。

以地面为目标的雷达可以探测地面的精确形状。

其空间分辨力可达几米到几十米，且与距离无关。

雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。

电子战的实例——美伊战争
有消息称，为去除伊国宣传利器，2003年3月26日，美国首次投放了电磁脉冲炸弹轰炸伊拉克电视台。

这种炸弹利用高强度的电磁脉冲破坏了半径数十公里至数百公里内的电子设备，让这些设备完全不能发挥作用，美伊电子战由此爆发。

其实美伊战争初始，美英联军就在多类卫星、电子战飞机等平台的支持下，在这场开始就步入电子战模式的现代战争中，取得了压倒性优势。

有报道称，自空袭开始，伊
军最高统帅部与下属部队的无线电联系就完全中止，伊军多个雷达阵地被摧毁，严重的影响防空火器的作战效能。

并且，美英联军在卫星定位系统的强有力支持下，海军战舰从红海、阿拉伯湾、波斯湾海域发射巡航导弹，出动舰载战机进行突击。

空军战机近则从数千公里外的欧洲基地，远则从1万多公里外的美国本土起飞，实施远程空袭。

陆军先头部队则于开战后的第2天便突入伊拉克腹地160公里，第8天已突进440公里，进至距巴格达仅有几十公里的地域。

强大的电子武器与电子监测与通讯系统对美军左右战局起到了至关重要的作用。

从25日开始，伊拉克巴格达附近地区开始刮起猛烈的沙尘暴，之后，巴格达又开始下雨。

而尽管伊拉克的沙尘暴使当地的能见度极差，在这种恶劣的天气中美军的进攻仍然没有停止。

先进的电子装备帮助美英联军洞穿了伊拉克的沙尘暴，同时也穿透了伊军的防区。

据美国媒体报道称，在沙尘期间，美国间谍卫星能够通过各种不同波长来穿透沙尘暴进行侦察；而且美国空军还对其E－8C联合监视目标雷达攻击系统飞机进行了升级，根据任务和飞行高度的不同，该机能够对20000平方公里范围的地区进行瞬间扫描。

有报道称，此举能让在伊拉克的沙尘暴中执行任务的飞行员跟他们佩戴了夜视镜的陆军大兵兄弟一样，可以在漆黑的夜晚自由行动。

军用卫星定位系统、电磁脉冲炸弹等诸多电子通讯监测系统与电子武器的使用，不仅给每个美军士兵配备了千里眼、顺风耳与攻击利刃，更是使得美军“高层”在对战况的了解与“操作”上有了绝对的优先权。

国外媒体报道称，在此次美伊战争中，依靠全球定位系统与高性能计算机网络，在美军部队展开局部攻击的同时，他们坐在中央司令部里的高级指挥官们可以通过显示屏，实时清晰地看到代表美军部队的虚拟图像符号的运动轨迹，到达的准确位置和推进速度，甚至具体到代表每一辆装甲车和每一个美国大兵的虚拟图像符号的运动方向与速度，以帮助他们“轻易”地做出实时的战争部署。

电子技术在国防中起到了极大的作用，但同时，它也存在于我们日常生活的方方面面。

芯片的设计：芯片指内含集成电路的硅片，体积很小，常常是计算机或其他设备的一部分。

可以应用于计算机，手机，电视，汽车的电子系统等各个方面。

而设计我国的具有自主知识产权的芯片更具有重要意义。

卫星通信技术：卫星通信是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信。

卫星通信系统是由通信卫星和经该卫星连通的地球站两部分组成。

静止通信卫星是目前全球卫星通信系统中最常用的星体，是将通信卫星发射到赤道上空35860 公里的高度上，使卫星运转方向与地球自转方向一致，并使卫星的运转周期正好等于地球的自转周期（24 小时），从而使卫星始终保持同步运行状态。

故静止卫星也称为同步卫星。

静止卫星天线波束最大覆盖面可以达到大于地球表面总面积的三分之一。

因此，在静止轨道上，只要等间隔地放置三颗通信卫星，其天线波束就能基本上覆盖整个地球（除两极地区外），实现全球范围的通信。

目前使用的国际通信卫星系统，就是按照上述原理建立起来的，三颗卫星分别位于大西洋、太平洋和印度洋上空。

与其它通信手段相比，卫星通信具有许多优点：一是电波覆盖面积大，通信距离远，可实现多址通信。

在卫星波束覆盖区内一跳的通信距离最远为18000 公里。

覆盖区内的用户都可通过通信卫星实现多址联接，进行即时通信。

二是传输频带宽，通信容量大。

卫星通信一般使用1~10 千兆赫的微波波段，有很宽的频率范围，可在两点间提供几百、几千甚至上万条话路，提供每秒几十兆比特甚至每秒一百多兆比特的中高速数据通道，还可传输好几路电视。

三是通信稳定性好、质量高。

卫星链路大部分是在大气层以上的宇宙空间，属恒参信道，传输损耗小，电波传播稳定，不受通信两点间的各种自然环境和人为因素的影响，即便是在发生磁爆或核爆的情况下，也能维持正常通信。

四、我对本专业的认识：
电子信息产业是一项新兴的高科技产业，被称为朝阳产业。

根据信息产业部分析，“十五”期间是我国电子信息产业发展的关键时期，预计电子信息产业仍将以高于经济增速两倍左右的速度快速发展，产业前景十分广阔。

未来的发展重点是电子信息产品制造业、软件产业和集成电路等产业；新兴通信业务如数据通信、多媒体、互联网、电话信息服务、手机短信等业务也将迅速扩展；值得关
注的还有文化科技产业，如网络游戏等。

目前，信息技术支持人才需求中排除技术故障、设备和顾客服务、硬件和软件安装以及配置更新和系统操作、监视与维修等四类人才最为短缺。

此外，电子商务和互动媒体、数据库开发和软件工程方面的人才需求量也非常大。

电子信息科学与技术研究电子和电磁场运动、电路理论、信息处理与传输等一般规律及其应用的一门学科。

主要从事以下领域的研究：通信与广播电视、厘米波与毫米波技术、传感与自控、超导电子学、超大规模集成电路及集成电路系统的研究、集成光电子技术、电子离子光学与计算机辅助设计、信息显示、光电子技术和真空微电子学、现型功能材料和分子技术、功能材料、敏感元件与传感器、传感技术与应用系统等方向。

该专业培养掌握电子技术、微波技术、信息处理和计算机应用等基本理论和实际技能、能进行电子学和信息科学的教学、科研和技术工作的复合型应用人才。

在本科阶段，本专业学生主要学习电子信息科学与技术的基本理论和技术，受到科学实验与科学思维的训练，具有本学科及跨学科的应用研究与技术开发的基本能力：
a、掌握数学、物理等方面和基本理论和基本知识；
b、掌握电子信息科学与技术、计算机科学与技术等方面的基本理论、基本知识和基本技能与方法；
c、了解相近专业的一般原理和知识；
d、熟悉国家电子信息产业政策及国内外有关知识产权的法律法规；
e、了解电子信息科学与技术的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及电子信息产业发展状况；
f、掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的技术设计，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。

五、在本科阶段如何学好本专业
做了以上分析，我认为，在我的四年大学生活中，我应该认真学习本专业，将自己打造成社会所需的人才。

对此，我做了一下规划。

1、熟练掌握一门技能或特长，我是电子信息类学生，在有很好的理论
知识的基础上，还需要再专于一门技能并能了解一下有关的其他知识面，在
社会上才能具有一定市场竞争力的技能，比如VC、JA V A、ARM等技术。

对电子信息科学与技术的认识
2、提高动手和制作能力，作为一名大学生，我认为光掌握理论知识是
不够的，还要学会更多的技能，而提高技能的最好手段就是参与项目，制作。

不论是参与老师的项目还是同学自行组织的项目，都需要尽可能地将自己的
大部分精力投入其中，让自己的能力得到提升。

3、把握好教与学的关系，综合素质包括了专业知识的学习，知识的深
度和广度的范围更大了。

我们学生接受专业课的学习是为将来从事工作奠定
的最坚实的基础，是掌握其他实际应用知识的理论基石。

当然现代高新技术
的发展日新月异也向我们的教育提出了更高的要求：努力将教学与具体实际
相结合。

这也要求我们的广大学生走出校园，与企业亲密接触，增强实践能
力。

4、在外语学习上多加练习。

英语都是一门相当实用的能力。

这里说提
到的英语学习应当是包括日常英语、口语，还包括专业英语。

从事电子、信
息类的人员最起码的要求就是要看得懂datasheet（产品手册）数据手册，国
内的芯片、技术大多是从国外进口或引进的，很多都只附带英文手册，因此，熟练的掌握英语是我们学好本专业的基础。

以上便是我的四年大学生活的规划，相信在大学四年中，我可以通过自身的努力，让自己学好本专业，使自己变得更加出色。

六、结语：
通过以上的分析，我已经较深入了解了电子信息科学与技术专业。

知道了本专业的研究内容和未来的研究方向，了解了本专业在国防和国民生活中的应用，并且，对未来四年的生活，学习进行了规划。

我相信这次的分析将会使我受益匪浅。

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