微波技術(shù)與天線(重點(diǎn))

1、微波：是電磁波中介于超短波與紅外線之間的波段，它屬于無(wú)線電波中波長(zhǎng)最短（頻率最高）的波段，其頻率范圍從300Mhz（波長(zhǎng)1m）至3000GHz（波長(zhǎng)0.1m）.微波的特性：1.似光性2.穿透性3.寬頻帶特性4.熱效應(yīng)特性5.散射特性6.抗低頻干擾特性.與低頻區(qū)別：趨膚效應(yīng)，輻射效應(yīng)，長(zhǎng)線效應(yīng)，分布參數(shù)。微波傳輸線的三種類型:1.雙導(dǎo)體傳輸線，2.金屬波導(dǎo)管3.介質(zhì)傳輸線。集總參數(shù)：在一般的電路分析中,電路的所有參數(shù),如阻抗、容抗、感抗都集中于空間的各個(gè)點(diǎn)上,各個(gè)元件上,各點(diǎn)之間的信號(hào)是瞬間傳遞的,這種理想化的電路模型稱為集總電路。 這類電路所涉及電路元件的電磁過(guò)程都集中在元件內(nèi)部進(jìn)行。用集總電

2、路近似實(shí)際電路是有條件的，這個(gè)條件是實(shí)際電路的尺寸要遠(yuǎn)小于電路工作時(shí)的電磁波長(zhǎng)。 對(duì)于集總參數(shù)電路，由基爾霍夫定律唯一地確定了電壓電流。 分布參數(shù)：電路是指電路中同一瞬間相鄰兩點(diǎn)的電位和電流都不相同。這說(shuō)明分布參數(shù)電路中的電壓和電流除了是時(shí)間的函數(shù)外，還是空間坐標(biāo)的函數(shù)。分布參數(shù)電路的實(shí)際尺寸能和電路的工作波長(zhǎng)相比擬。對(duì)于分布參數(shù)電路由傳輸線理論對(duì)其進(jìn)行分析。均勻傳輸線方程（電報(bào)方程）： ，傳輸線瞬時(shí)電壓電流：特性阻抗:(無(wú)耗傳輸線R=G=0.)平行雙導(dǎo)線(直徑為d,間距為D):同軸線（內(nèi)外導(dǎo)體半徑a,b）:相移常數(shù)：輸入阻抗：反射系數(shù)：終端反射系數(shù):輸入阻抗與反射系數(shù)關(guān)系：駐波比：；1. 行

3、波狀態(tài)沿線電壓電流振幅不變，駐波比為1，終端反射系數(shù)0，傳輸線上各點(diǎn)阻抗等于傳輸線特性阻抗。2. 駐波狀態(tài)終端反射系數(shù)絕對(duì)值等于1z=2n,(2n+1)等效為純電感，z=（2n-1）,2n等效為純電容，理想的開(kāi)路線是在終端開(kāi)口處接上短路線3. 行駐波狀態(tài)第一波節(jié)/腹點(diǎn)位置 （波節(jié)）=，（波腹）,負(fù)載為純電阻（波腹）,負(fù)載為感性（波節(jié)）,負(fù)載為容性波腹點(diǎn)位置：（n=0,1,2,）波節(jié)點(diǎn)位置：（n=0,1,2,）重復(fù)性：輸入阻抗和反射系數(shù)每隔任意處相同。阻抗變換性：任意距離為的兩點(diǎn)處輸入阻抗的乘積等于特性阻抗的平方。阻抗匹配：負(fù)載阻抗匹配，源阻抗匹配，共軛阻抗匹配1. 阻抗變換器法若是復(fù)阻抗，需在

4、負(fù)載與變換器之間加一段傳輸線l1，使變換器的終端變成純電阻Rx。2.串聯(lián)支節(jié)調(diào)配器； 一組解：另一組解：2.并聯(lián)調(diào)配器； 一組解：另一組解：第二章波數(shù)： 工作波長(zhǎng)：相速度： 群速：截止波數(shù)：截止波長(zhǎng)：波阻抗：TE10模場(chǎng)的分布：第三章 微波集成傳輸線1.帶狀線又稱三板線，它由兩塊相距為b的接地板與中間寬度為w厚度為t的矩形截面導(dǎo)體組成。導(dǎo)帶厚度為0時(shí)的特性阻抗：相速度： 波導(dǎo)波長(zhǎng)： 2.微帶線特性阻抗： 相速度：波導(dǎo)波長(zhǎng)： 第三章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.單口網(wǎng)絡(luò)反射系數(shù)：電壓：電流：輸入阻抗：歸一化電流電壓：2.雙口網(wǎng)絡(luò)阻抗矩陣Z:U=ZI互易網(wǎng)絡(luò)：;對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)：導(dǎo)納矩陣Y：I=YU互易網(wǎng)絡(luò)：;對(duì)稱網(wǎng)

5、絡(luò)： Z矩陣和Y矩陣關(guān)系：轉(zhuǎn)移矩陣A:互易網(wǎng)絡(luò)：AD-BC=1;對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)：A=DA矩陣級(jí)聯(lián)：A=輸入阻抗：反射系數(shù)：散射矩陣S: 互易網(wǎng)絡(luò)：;對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)： S11:表示端口2匹配時(shí)，端口1的反射系數(shù)；S22:表示端口1匹配時(shí)，端口2的反射系數(shù)；S12:表示端口1匹配時(shí)，端口2到1的反向傳輸系數(shù)；S21:表示端口2匹配時(shí)，端口1到2的正向傳輸系數(shù)；S與z關(guān)系：S與y關(guān)系：傳輸矩陣T: T矩陣的級(jí)聯(lián)：T=第五章 微波元器件終端負(fù)載元件：短路活塞，劈形吸收片（波導(dǎo)），錐形/梯形吸收體（同軸線），半圓形電阻（微帶線）微波連接元件：法蘭盤(pán)（波導(dǎo)），衰減元件，相移元件。阻抗匹配元件：螺釘調(diào)配器，多階梯阻抗變

6、換器功率分配元器件：定向耦合器，功率分配器，波導(dǎo)分支器第六章 天線輻射與接收基本理論天線：將來(lái)自發(fā)射機(jī)的導(dǎo)波能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)線電波，或者將無(wú)線電波轉(zhuǎn)換為導(dǎo)波能量，用來(lái)輻射和接收無(wú)線電波的裝置。天線的功能要求：1.天線應(yīng)能將導(dǎo)波能量盡可能多的轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪芰俊?.天線應(yīng)使電磁波盡可能集中在確定的方向上，或者對(duì)確定方向的來(lái)波最大限度的接收，即具有方向性。3.天線應(yīng)能發(fā)射或接收規(guī)定極化的電磁波，即天線有適當(dāng)?shù)臉O化。4.天線應(yīng)有足夠的工作頻帶。電基本振子：一段長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于工作波長(zhǎng)，電流I振幅均勻分布，相位相同的直線電流元。天線的電參數(shù)方向圖，主瓣寬度，旁瓣電平，方向系數(shù)，天線效率，極化特性，頻帶寬度，輸入阻

7、抗。按極化形式分類：線極化天線，圓極化天線，橢圓極化天線（圓極化和橢圓極化可以分為左旋和右旋）。接收天線的方向性要求：1.主瓣寬度盡可能窄，以抑制干擾2.旁瓣電平盡可能低。3.天線方向圖最好能有一個(gè)或多個(gè)可控制的零點(diǎn)，以便將零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)干擾方向。第七章 地磁波傳播概論視距傳播：發(fā)射天線和接收天線處于相互能看的見(jiàn)得視線距離內(nèi)的傳播方式，用于超短波和微波波段。天波傳播：自發(fā)射天線發(fā)出的電磁波在高空被電離層反射后到達(dá)接收點(diǎn)的傳播方式，主要用于中波和短波波段。地面波傳播：無(wú)線電波沿地球表面?zhèn)鞑サ姆绞?，用于長(zhǎng)波，中波，短波的低頻段。散射傳播（不均勻媒質(zhì)傳播）：電磁波在低空對(duì)流層或高空電離層下緣遇到不均勻的介質(zhì)團(tuán)時(shí)就會(huì)發(fā)生散射，散射波得一部分到達(dá)接收天線。衰落現(xiàn)象吸收性衰落：由于傳輸媒質(zhì)中電參數(shù)的變化，使得信號(hào)在媒質(zhì)中的衰減發(fā)生相應(yīng)的變化而引起的衰落。如冰霜雨霧。干涉型衰落：由多徑干涉現(xiàn)象引起的衰落。傳輸失真色散效應(yīng)：由于不同頻率的