微波技术引言 (2)

Microwave Technology,微波技术,内容提要,1.,波段划分,2.,微波特点,频率高,波长,短,可,穿透电离层,3.,微波应用,军事,民事通信,其他应用,4.,研究方法,场分析,路分析,网络分析,名称,符号,波段,传播特性,适用场合,超长波,VLF,甚低频,3kHz30kHz,地波,海岸潜艇通信；远距离通信；超远距离导航,长波,LF,低频,30kHz300kHz,地波,越洋、中距离、地下岩层通信；远距离导航,中波,MF,中频,300kHz3MHz,地波,与天波,船用通信；业余无线电、海上移动通信；中距离导航,短波,HF,高频,3MHz,30MHz,地波,与天波,远距离短波通信；国际定点通信,、航海、航空移动通信,超短波,VHF,甚高频,30MHz300MHz,空间波,对空间飞行体通信；陆、海、空移动通信，雷达,微波,UHF,SHF,EHF,300MHz3000GHz,空间波,对空间飞行体通信,移动通信,数字通信；卫星通信；国际海事卫星通信,内容提要,1.,波段划分,2.,微波特点,频率高,波长,短,可,穿透电离层,3.,微波应用,军事,民事通信,其他应用,4.,研究方法,场分析,路分析,网络分析,微波信号特点,1.,频率高,300MHz-3000GHz,微波信号的承载、传输装置会向外辐射能量，这是一个有利有弊的特点,金属损耗小（趋肤深度很小，电磁波都被反射了）、介质损耗大，与低频信号特性恰好相反,电子惯性需要考虑，普通二极管、电子管无法适用,对生物体有明显刺激作用、大功率微波工作使要穿防辐射服,微波信号特点,2.,波长短,信号的相位信息变得重要起来,照射到物体上时容易产生谐振（和声音共振效应类似），继而强烈的散射,产生分布参数,微波器件尺寸可以小，也必须小,3.,可穿透电离层,电离层,是,有等离子构成，因此具有等离子特性。频率低被反射，频率高被吸收，中间一段频率可以通过，就是微波段。当然还要考虑电磁波自由空间损耗、尘埃、雨水等对电磁波的吸收等因素。,微波的应用,1.,军事方面,各种雷达：地下的、地面的、沿海的、海上的、空中的（机载、弹载）、太空的（星载）；通信的、预警的、侦查的、制导的、测控的、电子对抗的；有源的（主动）、无源的（被动）。凡是有雷达的地方就有微波，就有天线。,电子对抗：电磁弹、电磁脉冲防护两个研究方向，一矛一盾；隐身与反隐身，魔高一尺道高一丈。,微波的应用,2.,民用通信,手机、无线网、抗灾应急通信、蓝牙、,RFID,、卫星系统（,GPS,、北斗）、民用雷达,3.,民用其他方面,微波医疗设备（理疗仪、传感器,微型胶囊）、微波烘干、加热、微波杀菌、杀虫、微波无损检测、石油探测、微波生命探测。,数字通信发射机,数字通信接收机,天线,微波,/,射频电路,传输线,射频,/,微波电路设计的内容：,匹配电路、滤波器、功分器、耦合器、环形器、移相器、隔离器等；,放大器、振荡器、频率合成器、混频器、开关电路等。,微带线,功分器,滤波器,固态放大器,射频,/,微波电路设计的指标（根据应用场合而设定）：,输入,/,输出阻抗（一般,50,欧姆，,75,欧姆）；,工作频带,/,带宽；,回波损耗；,插入损耗；,辐射效率等。,无线通信,PSTN(Public Switched Telephone Network),公共交换电话网络,卫星,卫星技术是为了解决微波视距传输局限而提出的。如果地球是平坦的这种视距不会成为问题。携带足够能量的任何方向的发射信号都能到达目的接收机。当电磁信号需长距离传输时，接收机由于地球存在曲率而被遮挡。携带足够能量的电磁信号进行长距离传输时，信号奔向太空。,当今全球有四大卫星定位系统，分别是美国的全球卫星导航定位系统,GPS,，俄罗斯的,GLONASS,（格洛纳斯）系统，欧洲的伽利略系统，中国的北斗卫星系统。此外，日本、印度等国也在筹备建设自主的卫星导航系统。,雷达用无线电波来探测物体。能探测到物体是否存在，物体有多远，它在哪，它的移动速度。,发射机,接收机,转换开关,信号处理,天线,发射电磁波,接收电磁波,显示、记录,R,雷达,Radar,（,Radio Detecting And Ranging,）,1938,年，英国开始用沃森,瓦特设计的雷达组建世界上最早的防空雷达网。,1939,年,9,月，第二次世界大战爆发时，英国已在东海岸建立起了一个由,20,个地面雷达站组成的“本土链”雷达网。在第二年夏天抗击纳粹德国大规模空袭英国的“不列颠战役”中，英国正是靠“本土链”为对付德国人的空袭赢得了,20,分钟宝贵的预警时间，以约,900,架战斗机抵挡住了德国,2600,余架飞机的疯狂进攻。,相控阵雷达预警机,火控雷达,射电望远镜（,radio telescope,）是指观测和研究来自天体的射电波的基本设备,可以测量天体射电的强度、频谱等量。射电望远镜包括收集射电波的定向天线,放大射电信号的高灵敏度接收机,信息记录,处理和显示系统等。,位于,澳大利亚,新南威尔士州,帕克斯天文台的,64,米口径射电望远镜,射电望远镜,very large array(VLA)at the national radio astronomy observatory(NRAO),VLA,位于新墨西哥州的,Socorro,用了,27,个天线组成了一个口径达,1.3km,到,13km,的阵列来观察非常远的恒星和星系。,