微波技術(shù)與天線應(yīng)用

1、 微波技術(shù)與天線的應(yīng)用2微波的定義微波是指波長(zhǎng)在 1mm1000mm、 頻率在 300MHz300GHz 范圍之間的電磁 波，因?yàn)樗牟ㄩL(zhǎng)與長(zhǎng)波、中波與短波相比來(lái)說(shuō)，要“微小”得多，所以它也就 得名為“微波”了。名稱P波 段L波段S波段C波段X波段Ku波段K波段Ka波段頻率230-1000 MHz1-2GHz2-4GHz48GHz8-12.5GHz12.518GHz1826.5GHz26.540GHz3 微波的兩重性微波的兩重性 微波的兩重性指的是對(duì)于尺寸大的物體，如建微波的兩重性指的是對(duì)于尺寸大的物體，如建筑物火箭、導(dǎo)彈它顯示出粒子的特點(diǎn)筑物火箭、導(dǎo)彈它顯示出粒子的特點(diǎn)即似即似光性或直線性而

2、對(duì)于相對(duì)尺寸小的物體，又顯光性或直線性而對(duì)于相對(duì)尺寸小的物體，又顯示出示出波動(dòng)性。波動(dòng)性。 微波與微波與“左鄰右舍左鄰右舍”的比較的比較 微波的微波的“左鄰左鄰”是超短波和短波，而它的是超短波和短波，而它的“右右舍舍”又是紅外光波。又是紅外光波。 微波的特點(diǎn)微波與超短波和短波相比較，微波與超短波和短波相比較，大大擴(kuò)展了通信通道，大大擴(kuò)展了通信通道，開(kāi)辟了微波通信與衛(wèi)星開(kāi)辟了微波通信與衛(wèi)星通信通信微波與光波段比較微波與光波段比較光通過(guò)雨霧衰減很大，特別是光通過(guò)雨霧衰減很大，特別是霧天，蘭光和紫光幾乎看不霧天，蘭光和紫光幾乎看不見(jiàn)，這正是采用紅光作警戒見(jiàn)，這正是采用紅光作警戒的原因。而微波波段穿透

3、力的原因。而微波波段穿透力強(qiáng)。強(qiáng)。4微波的發(fā)展自自19451945年以來(lái)的半個(gè)世紀(jì)中，微波科學(xué)技術(shù)表現(xiàn)出年以來(lái)的半個(gè)世紀(jì)中，微波科學(xué)技術(shù)表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值，非?；钴S而充滿生命力。例如，巨大的應(yīng)用價(jià)值，非常活躍而充滿生命力。例如，雷達(dá)的誕生與成熟（雷達(dá)的誕生與成熟（19391939一一19451945年）；年）；射電天文學(xué)大發(fā)展（射電天文學(xué)大發(fā)展（1946197119461971年）；年）；衛(wèi)星通信及衛(wèi)星廣播的建立與普及（衛(wèi)星通信及衛(wèi)星廣播的建立與普及（19641964年以后至年以后至今）；今）；微波波譜學(xué)與量子電子學(xué)的巨大進(jìn)步（微波波譜學(xué)與量子電子學(xué)的巨大進(jìn)步（19441944年至年至今）；

4、今）；微波能利用及微波醫(yī)學(xué)的發(fā)展（微波能利用及微波醫(yī)學(xué)的發(fā)展（19471947年以后至今）；年以后至今）；等等。等等。下面我們從幾個(gè)方面敘述微波科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。5一、 微波中繼通信 微波中繼通信是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，一般說(shuō)來(lái)，通信微波中繼通信是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，一般說(shuō)來(lái)，通信距離往往長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米甚至上萬(wàn)米，或環(huán)繞地球曲面，距離往往長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米甚至上萬(wàn)米，或環(huán)繞地球曲面，由于地球曲面的影響以及空間傳輸?shù)膿p耗，每隔由于地球曲面的影響以及空間傳輸?shù)膿p耗，每隔5050公公里左右，就需要設(shè)置中繼站，將電波放大轉(zhuǎn)發(fā)而延伸。里左右，就需要設(shè)置中繼站，將電波放大轉(zhuǎn)發(fā)而延伸。 要實(shí)現(xiàn)微波中繼通信需要設(shè)立終端站、中繼

5、站、分要實(shí)現(xiàn)微波中繼通信需要設(shè)立終端站、中繼站、分路站、樞紐站路站、樞紐站6二、 衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通信簡(jiǎn)單地說(shuō)就是地球上（包括地面和低層大衛(wèi)星通信簡(jiǎn)單地說(shuō)就是地球上（包括地面和低層大氣中）的無(wú)線電通信站間利用衛(wèi)星作為中繼而進(jìn)行的氣中）的無(wú)線電通信站間利用衛(wèi)星作為中繼而進(jìn)行的通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。 微信通信具有通信范圍大，不易受陸地災(zāi)害影響，微信通信具有通信范圍大，不易受陸地災(zāi)害影響，開(kāi)通電路迅速，多址特點(diǎn)，設(shè)置靈活等特點(diǎn)。開(kāi)通電路迅速，多址特點(diǎn)，設(shè)置靈活等特點(diǎn)。 1965 1965年年1 1號(hào)國(guó)際通信衛(wèi)星發(fā)射。號(hào)國(guó)際通信衛(wèi)星發(fā)射。

6、7三、雷達(dá) 雷達(dá)利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備。發(fā)射電磁雷達(dá)利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備。發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至電波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。高度等信息。 就雷達(dá)波段而言，就雷達(dá)波段而言，L L波段用于遠(yuǎn)程警戒、空中交通波段用于遠(yuǎn)程警戒、空中交通管制；管制；S S波段用于中程警戒、機(jī)場(chǎng)交通管制、遠(yuǎn)程氣波段用于中程警戒、機(jī)場(chǎng)交通管制、遠(yuǎn)程氣象觀測(cè)；象觀測(cè)；C C波段用于遠(yuǎn)程跟蹤、機(jī)載氣象觀測(cè)；波段用于遠(yuǎn)程跟蹤、機(jī)載氣象觀測(cè)；X X波段波段用于遠(yuǎn)

7、程跟蹤、導(dǎo)彈制導(dǎo)、測(cè)繪、機(jī)載攻擊；用于遠(yuǎn)程跟蹤、導(dǎo)彈制導(dǎo)、測(cè)繪、機(jī)載攻擊；KUKU波段波段用干地形測(cè)繪、衛(wèi)星測(cè)高度，等等。用干地形測(cè)繪、衛(wèi)星測(cè)高度，等等。8四、射電天文學(xué)研究 射電望遠(yuǎn)鏡是主要接收天體射電波段輻射的望遠(yuǎn)鏡。射電望遠(yuǎn)鏡是主要接收天體射電波段輻射的望遠(yuǎn)鏡。天線收集天體的射電輻射，接收機(jī)將這些信號(hào)加工、轉(zhuǎn)天線收集天體的射電輻射，接收機(jī)將這些信號(hào)加工、轉(zhuǎn)化成可供記錄、顯示的形式，終端設(shè)備把信號(hào)記錄下來(lái)，化成可供記錄、顯示的形式，終端設(shè)備把信號(hào)記錄下來(lái)，并按特定的要求進(jìn)行某些處理然后顯示出來(lái)。并按特定的要求進(jìn)行某些處理然后顯示出來(lái)。 今天，射電天文學(xué)已發(fā)展到令人驚異的高水平。例今天，射電

8、天文學(xué)已發(fā)展到令人驚異的高水平。例如，德國(guó)波恩以南如，德國(guó)波恩以南40km40km的的100m100m直徑射電望遠(yuǎn)鏡，正對(duì)銀直徑射電望遠(yuǎn)鏡，正對(duì)銀河、星際氣體、超新墾進(jìn)行研究。美國(guó)哈佛大學(xué)的河、星際氣體、超新墾進(jìn)行研究。美國(guó)哈佛大學(xué)的METAMETA系統(tǒng)從系統(tǒng)從19851985年起即對(duì)外星生命信息作大規(guī)模的探查。年起即對(duì)外星生命信息作大規(guī)模的探查。9五、多頻道微波分配系統(tǒng) 微波技術(shù)的發(fā)展與人民生活關(guān)系密切，個(gè)例子是用微波技術(shù)的發(fā)展與人民生活關(guān)系密切，個(gè)例子是用作大城市中心電視臺(tái)有線電視服務(wù)作大城市中心電視臺(tái)有線電視服務(wù)的的“多頻道微波分配多頻道微波分配系統(tǒng)系統(tǒng)”（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱MMDSMMDS）

9、MMDS MMDS是利用微波傳送分配多頻道電視節(jié)目是利用微波傳送分配多頻道電視節(jié)目, ,可供作點(diǎn)可供作點(diǎn)對(duì)面的地區(qū)性的對(duì)面的地區(qū)性的“無(wú)線電纜電視無(wú)線電纜電視”系統(tǒng)使用。它與無(wú)線系統(tǒng)使用。它與無(wú)線地面電視系統(tǒng)相仿地面電視系統(tǒng)相仿, ,采用無(wú)線地面電視的電視制式和采用無(wú)線地面電視的電視制式和AM-AM-VSB(VSB(殘留邊帶殘留邊帶) )調(diào)制方式。調(diào)制方式。 MMDS MMDS利用利用S S波段波段(2.52.7GHz)(2.52.7GHz)傳送。傳送。 縱觀微波天線技術(shù)在各個(gè)方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，我們縱觀微波天線技術(shù)在各個(gè)方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，我們有理由相信其在不久的將來(lái)可以成為工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)有理由相信其在不久的將來(lái)可以成為工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保及其它個(gè)領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)。保及其它個(gè)領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)。