微波课件绪论

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,微波技术(Microwave Technique),绪 论,第 1 章微波传输线理论,第 2 章各种形式的微波传输线,第 3 章基本微波元件,第 4 章微波谐振腔,第 5 章微波网络基础,1,第 6 章定向耦合器,第 7 章微波滤波器,第 8 章微波铁氧体器件,第 9 章微波混频器,第 10 章 微波固态源,第 11 章 微波电路的计算机辅助设计,第 12 章 微波集成电路,第 13章 微波测量,2,0.1,微波的基本概念,0.2,微波的特点,0.3,微波的发展与应用,绪论,3,0.1,微波的基本概念,无线电波：,波长大于0.1mm的电磁波。,微波,(Microwave),：,工作波长在,1,m,0.1,mm,频率在,300,MHz,3,000,GHz,范围内的无线电波。,4,表 0.1.2常用微波分波段代号,波段代号,频率范围(GHz),波长范围(cm),标称波长(cm),L,12,3015,22,S,24,157.5,10,C,48,7.53.75,5,X,812,3.752.5,3,Ku,1218,2.51.67,2,K,1827,1.671.11,1.25,Ka,2740,1.110.75,0.8,U,4060,0.750.5,0.6,V,6080,0.50.375,0.4,W,80100,0.3750.3,0.3,注：,不同波段的电磁波各有其特性，不仅传输方式有所区别，而且元器件的构成方法也不相同。,5,0.2,微波的特点,1似光性和似声性,2高频性,（1）,微波的高频率特性使其适合宽频带应用的要求。,（2）趋肤效应、辐射效应、分布参数效应在微波波段不可 忽略。,（3）在低频电路中常用的,集总参数,元件（电阻、电感、电 容）、普通双导线传输线和,LC,谐振回路等都不能适用于微波，,电压、电流在微波波段失去了惟一性意义,。,似光性：,沿直线传播，遇到障碍物时会产生反射。,似声性：,微波波导类似于声学中的传声筒；,喇叭天线和缝隙天线类似于声学喇叭、箫和笛；,微波谐振腔类似于声学共鸣箱。,6,3穿透性,在微波波段取而代之的是,分布参数电路元件,、,微波传输线,和,谐振腔,等。,不论在结构型式和工作原理上，微波分布参数电路与低频集中参数电路都将有很大的区别。,微波能穿透生物体，成为医学透热疗法的重要手段；,微波能穿透云雾、雨、植被、积雪和地表层，具有全天候和全天时工作的能力，成为遥感技术的重要波段；,微波能穿透电离层，因而成为卫星通信、全球卫星导航及人类探测外层空间的“,宇宙窗口,”；,微波照射于介质物体时，能深入物质内部的特性。,7,4研究方法和测量方法的独特性,(1),研究参量,(2),研究方法,(3) 测量方法,低频：电压和电流（仅是时间的函数，与空间位置无关）。,微波：电场和磁场矢量（是时间和位置的函数）。,低频：克希荷夫定律。,微波：麦克斯韦方程。,低频：测量的基本参量是电压、电流、频率以及电路元件,参数（如电阻、电容和电感）。,微波：测量的基本参量是功率、阻抗、波长以及电路的衰,减和相移。,这是因为在微波波段一些低频参量已经没有物理意义了,。,8,5抗低频干扰特性,031 微波技术的发展方向,1工作频段不断向高频段扩展。,微波波段经历了从分米波、厘米波到毫米波的发展阶段，目前正向毫米波和亚毫米波波段发展。,0.3,微波技术的发展与应用,地球周围的噪声和干扰:,(1)宇宙和大气在传输信道上产生的,自然噪声;,这些噪声一般在中低频区域，基本不会影响微波通信的正常进行。,(2)各种电气设备工作时产生的,人为噪声,。,9,2微波元器件及整机设备不断向小型化、宽频带方向发展。,3微波系统向自动化、智能化和多功能化方向发展。,各学科间的相互渗透，促使微波设备、系统和测试仪表逐步实现了自动化、智能化和多功能一体化。,微波元器件经历了从,电真空器件向半导体微波器件,、,从分离元件到集成电路,的发展过程。整机设备不断向体积小、重量轻、频带宽、可靠性高的方向发展。,10,032 微波技术的应用,1雷达,应用：,除大量应用于军事上外，还越来越广泛地应用于民用上，如民用航空、航海、气象、遥感、城市交通等方面。,雷达是微波技术发展的策源地。,工作原理：,利用电磁波遇物体会发生反射回波，并根据所接收的回波来获取被测物体的有关信息，从而实现对被测物体的测距、测向、测速以及目标识别与重建等。,工作频段：,现代雷达大多数都工作在,微波波段,。,11,2通信,微波具有频率高、频带宽、信息量大的特点，因此被广泛地应用于各种通信业务中。,（,1）微波中继通信,现代通信系统种类：,前三种均属于微波的范畴。,微波中继通信、卫星通信、移动通信、光纤通信。,12,（2）卫星通信,卫星通信示意图,微波能穿透电离层，因此可进行卫星通信和宇航通信。,13,（3）移动通信,早期的移动通信利用,短波,和,超短波,。,近年来其工作频率大部分已进入微波的低频段。如,个人数字蜂窝系统,(,PDC, Personal Digital Cell,)、,个人通信系统(,PCS, Personal Communication System,),、,数字蜂窝系统,(,DCS, Digital Cellular System,)、,无线局域网(,WLAN, Wireless Local Area Network,)、,蓝牙技术（,Blue Teeth Technique,)。,14,3全球卫星导航定位系统,应用：,用以帮助舰船和空中飞行器确定它们的位置，目前已扩展到包括陆地上及外层空间中一切需要定位的物体（如车辆、导弹等）。,(,1）GPS全球卫星导航系统（美国）,(,2）伽利略卫星定位系统（欧盟和中国）,工作频段：,卫星导航系统需要地面与卫星间的信息传输，而微波具有穿透电离层的特性，因此卫星导航系统都工作在,微波波段,。,种类：,15,4微波加热,原理：,利用含水介质在微波场中高频极化产生介质热损耗而使介质加热。,大功率的微波辐射对人体有害，主要是由微波的,热效应,和,非热生物效应,引起。大功率微波设备的操作人员应采用适当的防护措施，如穿屏蔽服、戴防护眼镜等。,5微波辐射,国 家,中国,美国,前苏联,最高允许功率密度,(,8小时/日,),38,W/,cm,2,10,mW/,cm,2,10,W/,cm,2,特点：,加热速度快、加热均匀等优点。,应用：,工业上利用微波来对纸张、木材和茶叶进行加热干燥。近年来微波炉得到普及。,16,6“微波技术”课程研究的内容,无线电系统的基本构成,微波技术的研究内容：,无线电系统中微波信号的,产生,、,传输,和,变换,等。,17,