微波知識點(精華)

1、緒論1、 微波是電磁波譜中介于 超短波與紅外線之間的波段。頻率（300MHz 3000GHz）。波長（1m0.1mm ） 微波分為：分米波、厘米波、毫米波、亞毫米波。特點：似光性、穿透性、熱效應(yīng)特性、寬頻帶特性、散射性、抗低頻干擾特性視距傳播性 、分布參數(shù)的不確定 性、電磁兼容和電磁環(huán)境污染 。第一章2、微波傳輸線：是用以傳輸微波信息和能量的各種形式傳輸系統(tǒng)的總稱3、TEM波指無 縱向電磁場分量 的電磁波稱為橫電磁波 電矢量和磁矢量 都與傳播方向垂直TE波指電矢量與傳播方向垂直，或者說傳播方向上沒有電矢量TM波是指磁矢量與傳播方向垂直4、特性阻抗：傳輸線上導行波電壓與電流的比值： Z0 = U

2、:）（定義式），乙=厝?。ㄍ瞥鰜淼模?，僅由傳輸線自身的分布參數(shù)決定而與負載及信號源無關(guān)。對于均勻無耗傳輸線:Z0 =.；平行雙導線 傳輸線的特性阻抗：Z0 =絲|門（ d為傳輸線直徑，D為間距，E r為相對介電常數(shù)，常用的特 d性阻抗：250 Q , 400 Q , 600 Q )無耗同軸線的特性阻抗：Z0 =50 Q , 75 Q)In b （a,b分別為內(nèi)外導體半徑，常用的特性阻抗:；r：'5、傳播常數(shù)Y是描述傳輸線上導行波 沿導波系統(tǒng) 傳播過程中 衰減和相移的參數(shù)。, 是衰減常數(shù)，dB/m。 是相移常數(shù)，rad/m6、輸入阻抗是傳輸線上任意一點Z處的輸入電壓與輸入電流之比，7、輸

3、入阻抗與特性阻抗的關(guān)系：Zin（z）=Z0fj茫8 反射系數(shù)：傳輸線 上任意一點 反射波電壓 （電流）與入射波電壓 （電流）的比值，】u =（定義式）UH6z）推出：«z）= re42（z，其中=乙一 Z° = K|ej° （1為終端反射系數(shù)） 乙+ Z0合起來就是：F（z）= - ej（閔（指任一點的反射系數(shù)）對于均勻無耗傳輸線，】大小均等，沿線只有相位按 周期變化，周期為一,也就是一重復性（） 2 2Z -Z19、 對于-110，當乞 時，丨=0,此時傳輸線上任一點的反射系數(shù)都等于0,稱之為負載匹配當乙=Z0Z1 *Z02時，有反射波，不匹配1+（）10、 輸

4、入阻抗與反射系數(shù)的關(guān)系：Zin（z）二Z00（知道一個就可以推出其他的）1-r（z）11、駐波比：傳輸線 上波腹點電壓振幅與 波節(jié)點電壓振幅的 比值為電壓駐波比12、13、14、15、16、17、1&19、1、2、3、1、2、1、2、1、2、maxU| imin（定義式）,推出與1的關(guān)系:-1T 1駐波比的取值范圍是1:：:;當傳輸線上 無反射時,駐波比為1,當傳輸線 全反射時,駐波比趨于 無窮大。駐波比反映了傳輸線上駐波的程度，即駐波比越大，傳輸線的駐波就越 嚴重。無耗傳輸線的三種工作狀態(tài)：行波狀態(tài)：無反射傳輸狀態(tài) 純駐波狀態(tài)：全反射狀態(tài) 行駐波狀態(tài)：入射波功率部分被負載吸收，另一部

5、分被反射電壓波節(jié)點：電壓幅值最小，電流幅值最大zmin0+ 2n _1（n = 0,1 J3 ,4兀4電壓波腹點：電壓幅值最大，電流幅值最小zmaxo n（n = 0,1,2,|（|）4兀22I電壓波節(jié)點和波腹點相距 一且Rmax 4 Fmin =Zo，無耗傳輸線上距離為 一的任意兩點處阻抗的乘積均等于傳 44輸線特性阻抗的平方，這種特性稱之為阻抗變換性4 傳輸效率取決于傳輸線的損耗和終端匹配情況（小題）阻抗匹配 的三種 含義：負載阻抗匹配源阻抗匹配共軛阻抗匹配阻抗匹配的方法:從頻率上劃分:窄帶匹配和寬帶匹配。從實現(xiàn)手段來分：串聯(lián)一阻抗變換器法、支節(jié)調(diào)配器法4史密斯圓圖第二章規(guī)則波導是指無限長

6、的 直金屬管，其橫截的 形狀、尺寸、管壁結(jié)構(gòu)及管內(nèi)填充物參數(shù) 沿縱向保持不變波導：也是傳輸線的一種，其 功率傳輸 通過波導的 內(nèi)部介質(zhì) 完成,外部金屬管 用于屏蔽干擾和阻止電磁波輻射 規(guī)則金屬波導內(nèi)不能傳播 TEMI波的原因：規(guī)則金屬波導內(nèi)不能存在TEM波。這是因為：如果內(nèi)部存在TEM波， 則要求磁場完全在波導的 橫截面內(nèi)，而且是 閉合曲線。有麥克斯韋第一方程 可知,閉合曲線上磁場 的積分等于 與曲線相交鏈 的電流。由于空心金屬波導 中不存在 軸向即傳播方向的傳導電流，故必要求有 傳播方向的位移電 流，由位移電流的定義式 可知，要求一定有 電場存在，顯然這個結(jié)論與 TEM波的定義相矛盾，所以，

7、規(guī)則金屬 內(nèi)不能傳輸TEM波第三章帶狀線與微帶線的區(qū)別： 微帶線利于傳輸對速度要求高的信號（因為一邊是空氣，介電常數(shù)?。﹤鬏?shù)氖菧蔜EM波,且損耗小 帶狀線速度 慢些，屏蔽性好，傳輸?shù)氖荰EM波，但損耗稍大。 微帶線是PCB表層走線，延時小140ps/inch 帶狀線是PCB內(nèi)層走線，延時大180ps/inch貼片天線第四章阻抗矩陣（z矩陣） 散射矩陣（s矩陣） 第五章微波元器件分為： 線性互易元器件 線性非互易元器件 非線性元器件 三大類。 其中：包括：微波連接匹配元件、功率分配元器件、微波濾波器件及微波諧振器件等 主要是鐵氧體器件 包括微波電子管、微波晶體管、微波固態(tài)諧振器、微波場效應(yīng)管

8、及微波電真空器件微波連接兀器件包括：終端負載兀件微波連接兀件阻抗匹配兀件其中終端負載元件包括：短路負載：其中的短路活塞 分為接觸式短路活塞 和扼流式短路活塞。3、4、5、1、2、3、4、5、6、7、89、10、11、12、13、1、2、匹配負載：劈尖長度一般取 二 的整數(shù)倍2失配負載：既能吸收一部分微波功率 又反射一部分微波功率，而且一般制成 一定大小駐波的標準失配負載，主要用于微波測量其中微波連接元件 包括:波導接頭衰減器 相移器 轉(zhuǎn)換接頭其中波導接頭：分為平接頭和扼流接頭，平接頭常用于低功率、寬頻帶場合,扼流接頭一般用于高功率、窄頻帶場合短路負載 是實現(xiàn)微波系統(tǒng)短路 的器件，對 金屬波導

9、最方便的短路負載 是在波導終端 接上一塊金屬片極化：天線的 極化 是天線在 最大輻射 方向上輻射場 的極化，一般是指 輻射電場 的空間取向。輻射場的極化是 指在空間某一固定位置 上電場矢量端點 隨時間運動的軌跡。根據(jù)軌跡 形狀不同，可分為 線極化、圓極化和橢圓 極化分為：線極化：電場矢量沿著一條線做往復運動。線極化分為 水平極化和垂直極化圓極化：電場矢量的大小 不變，其末端做圓周運動。分為 左旋圓極化 和右旋圓極化橢圓極化：電場矢量大小隨 時間變化，其 末端運動的軌跡是 橢圓。分為左旋橢圓極化 和右旋橢圓極化 功率分配器：將一路微波功率按一定比例分成n路輸出的功率元件稱為功率分配器。按輸出功率

10、比例 不同，可 分為等功率分配器和不等功率分配器第六章用來輻射和接收 無線電波 的裝置稱為天線 基本功能：天線應(yīng)能將導波能量盡可能多地轉(zhuǎn)變成電磁波能量； 天線具有方向性； 天線有適當?shù)臉O化。 天線應(yīng)有足夠的工作頻帶。把天線和發(fā)射機或接收機連接起來的系統(tǒng)叫 饋線系統(tǒng)把天線和饋線系統(tǒng) 看作一個部分，統(tǒng)稱為 天線饋線系統(tǒng)輻射場三個部分天線的電參數(shù)有： 方向圖、主瓣寬度、旁瓣電平、方向系數(shù)、天線效率、極化特征、頻帶寬度、輸入阻抗E平面:電場矢量 所在的平面，對于沿 z軸放置的電基本振子 而言,子午平面 是E平面H平面：磁場矢量 所在的平面，對于沿 z軸放置的 電基本振子 而言, 赤道平面 是H平面主瓣

11、寬度是衡量天線的最大輻射區(qū)域 的尖銳程度的物理量。通常它取 方向圖主瓣 兩個半功率點之間的寬度，在場強方向圖中,等于最大場強的兩點之間的寬度，稱為半功率波瓣寬度；有時也將 頭兩個零點 之間的角寬作為主瓣寬度，稱為零功率波瓣寬度求主瓣寬度輻射電阻的高低是衡量天線輻射能力 的一個重要指標，即 輻射電阻越大,天線的輻射能力 越強增益系數(shù)是綜合衡量 天線能量轉(zhuǎn)換 和方向特性 的參數(shù)，它是 方向系數(shù) 與天線效率 的乘積記為G, G二D A有效長度愈長，表明 天線的輻射能力 愈強接收天線 的方向性 有以下要求： 主瓣寬度 盡可能窄，以抑制干擾 旁瓣電平盡可能低 天線方向圖 中最好有一個或者多個 可控制的零

12、點。當干擾方向變化時,零點方向也隨之改變，這叫 零點自動成型技術(shù)第七章電波傳播方式：視距傳播、天波傳播、地面波傳播、不均勻媒質(zhì)傳播超短波和微波不能以天波傳播的原因:18、超短波和微波不能以天波傳播的原因當電波入射角 九一定時，隨著 頻率的增咼，電波 反射后所到達的 距離越遠，當工作頻率咼于f max時，由于電離層不存在比Nmax更大的電子密度，因此電波不能被電離層“反射”回來 而是穿出電離層19、由于入射角"：:：兀min的電波不能被電離層 “反射”回來，使得以發(fā)射天線 為中心的、一定 半徑的區(qū)域內(nèi)就不 可能有天波到達，從而形成了天波的靜區(qū)第八章1、為了加強天線的方向性，將若干 輻射單元 按某種方式排列所構(gòu)成的 系統(tǒng)稱為天線陣。構(gòu)成天線陣的輻射單元稱 為天線元 或陣元。天線陣的 輻射場 是各天線元所產(chǎn)生 場的矢量疊加2、元因子表示組成 天線陣的單個輻射元的方向圖函數(shù)，其值僅取決 于天線元本身的類型和尺寸。它體現(xiàn)了天線元 的方向性對天線陣方向性的影響。3、陣因子表示各向同性元 所組成的天線陣的方向性，其值取決于天線陣的排列方式 及其天線元上激勵電流 的相對 振幅和相位，與天線元 本身的類型和尺寸無關(guān)。4、 在各天線元為