《微波技術(shù)基礎(chǔ)》課程學(xué)習(xí)知識(shí)要點(diǎn)

《微波技術(shù)基礎(chǔ)》課程復(fù)習(xí)知識(shí)要點(diǎn)(2007版)第一章“微波技術(shù)基礎(chǔ)引論”知識(shí)要點(diǎn)廖承恩主編的《微波技術(shù)與基礎(chǔ)》是國內(nèi)較為經(jīng)典的優(yōu)秀教材之一，引論部分較為詳細(xì)的介紹了微波的工作波段、特點(diǎn)及其應(yīng)用，大部分應(yīng)用背景取材于微波通訊占主導(dǎo)地位的上世紀(jì)80’s/90’s年代。在科技迅猛發(fā)展的今天，建議同學(xué)們關(guān)注本網(wǎng)站相關(guān)聯(lián)接給出的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，真正做到學(xué)以致用，拓展自己的知識(shí)面，特別是看看微波在現(xiàn)代無線和移動(dòng)通信、射頻電路設(shè)計(jì)（含RFID）、衛(wèi)星定位、宇航技術(shù)、探測(cè)技術(shù)等方面的應(yīng)用，不要局限于本書的描述。(Microwaveshavewidespreaduseinclassicalcommunicationtechnologies,fromlong-distancebroadcaststoshort-distancesignalswithinacomputerchip.Likeallformsoflight,microwaves,eventhoseguidedbythewiresofanintegratedcircuit,consistofdiscretephotons…..NATURE|Vol449|20September2007)1本章的理論核心是在對(duì)導(dǎo)行波的分類的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了導(dǎo)行系統(tǒng)傳播滿足的微波的波段分類、特點(diǎn)與應(yīng)用（TE、TM、TEM）和基本求解方法，給出了導(dǎo)行系統(tǒng)、導(dǎo)行波、導(dǎo)波場(chǎng)滿足的方程；（HalmholtzEq、橫縱關(guān)系）、本征值---縱向場(chǎng)法、非本征值---標(biāo)量位函數(shù)法（TEM）。{重點(diǎn)了解概念、回答實(shí)際問題，比如考慮一下如按如下的份類，RFID涉及那些應(yīng)用？全球定位系統(tǒng)GPS呢？提高微波工作頻率的好處及實(shí)現(xiàn)方法？}1．微波的定義把波長從1米到1毫米范圍內(nèi)的電磁波稱為微波。微波波段對(duì)應(yīng)的頻率范圍為:3×108Hz～3×1011Hz。在整個(gè)電磁波譜中，微波處于普通無線電波與紅外線之間，是頻率最高的無線電波，它的頻帶寬度比所有普通無線電波波段總和寬1000倍。一般情況下，微波又可劃分為分米波、厘米波和毫米波三個(gè)波段。2．微波具有如下四個(gè)主要特點(diǎn)：1)似光性、2)頻率高、3)能穿透電離層、4)量子特性。3．微波技術(shù)的主要應(yīng)用：1)在雷達(dá)上的應(yīng)用、2)在通訊方面的應(yīng)用、3)在科學(xué)研究方面的應(yīng)用、4)在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用、5)微波能的應(yīng)用。4．微波技術(shù)是研究微波信號(hào)的產(chǎn)生、傳輸、變換、發(fā)射、接收和測(cè)量的一門學(xué)科，它的基本理論是經(jīng)典的電磁場(chǎng)理論，研究電磁波沿傳輸線的傳播特性有兩種分析方法。一種是“場(chǎng)”的分析方法，即從麥克斯韋方程出發(fā)，在特定邊界條件下解電磁波動(dòng)方程，求得場(chǎng)量的時(shí)空變化規(guī)律，分析電磁波沿線的各種傳輸特性；另一種是“路”的分析方法，即將傳輸線作為分布參數(shù)電路處理，用克希霍夫定律建立傳輸線方程，求得線上電壓和電流的時(shí)空變化規(guī)律，分析電壓和電流的各種傳輸特性。需要重點(diǎn)記憶的公式：表1-2（要求會(huì)用）；理解縱橫關(guān)系、導(dǎo)行系統(tǒng)及分類（圖1.4-1）第二章“傳輸線理論”學(xué)習(xí)知識(shí)要點(diǎn)本章主要研究了均勻傳輸線的一般理論傳輸線的計(jì)算方法等問題。傳輸線理論本質(zhì)上屬于以為分布參數(shù)電路理論。傳輸線即可以作為傳輸媒介，也可以用來制作各種類型的器件，如諧振電路、濾波器、阻抗匹配電路、脈沖形成網(wǎng)絡(luò)等等，現(xiàn)代天線也與傳輸線密切相關(guān)，相關(guān)內(nèi)容將在后續(xù)課程中介紹。原則上講求解本章問題可以采用前半部分的理論推導(dǎo)方式，這也是相關(guān)現(xiàn)代軟件編程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也可采用本章后半部分介紹的圓圖方法，簡便的得出問題的答案。傳輸線基本方程、傳輸下分布參數(shù)阻抗、無耗工作狀態(tài)（特例）、有耗工作狀態(tài)、史密斯圓圖（工具）、阻抗匹配問題；理解圓圖的構(gòu)成方法，會(huì)用它求解基本題（傳輸線的特性參數(shù)求解）及單枝節(jié)匹配、雙枝節(jié)匹配問題。深刻領(lǐng)會(huì)“你站在哪里？想往哪里走？準(zhǔn)備走多遠(yuǎn)？”的意義。1.傳輸線可用來傳輸電磁信號(hào)能量和構(gòu)成各種微波元器件。微波傳輸線是一種分布參數(shù)電路（結(jié)構(gòu)圖如何？要會(huì)由結(jié)構(gòu)圖推導(dǎo)他們滿足的方程），線上的電壓和電流是時(shí)間和空間位置的二元函數(shù)，它們沿線的變化規(guī)律可由傳輸線方程來描述。傳輸線方程是傳輸線理論中的基本方程。2.均勻無耗傳輸線方程為其解為其參量為，，，3.終端接的不同性質(zhì)的負(fù)載，均勻無耗傳輸線有三種工作狀態(tài)：（掌握推導(dǎo)方法）(1)當(dāng)時(shí)，傳輸線工作于行波狀態(tài)。線上只有入射波存在，電壓電流振幅不變，相位沿傳播方向滯后；沿線的阻抗均等于特性阻抗；電磁能量全部被負(fù)載吸收。(2)當(dāng)ZL=0、和±jX時(shí)，傳輸線工作于駐波狀態(tài)。線上入射波和反射波的振幅相等，駐波的波腹為入射波的兩倍，波節(jié)為零；電壓波腹點(diǎn)的阻抗為無限大，電壓波節(jié)點(diǎn)的阻抗為零，沿線其余各點(diǎn)的阻抗均為純電抗；沒有電磁能量的傳輸，只有電磁能量的交換。(3)當(dāng)波腹點(diǎn)的阻抗為最大的純電阻部分被負(fù)載吸收，另一部分被負(fù)載反射回去。時(shí)，傳輸線工作于行駐波狀態(tài)。行駐波的波腹小于兩倍入射波，波節(jié)不為零；電壓，電壓波節(jié)點(diǎn)的阻抗為最小的純電阻；電磁能量一4.表征傳輸線上反射波的大小的參量有反射系數(shù)，駐波比和行波系數(shù)K。它們之間的關(guān)系為其數(shù)值大小和工作狀態(tài)的關(guān)系如下表所示。工作狀態(tài)行波駐波行駐波0111K05.傳輸線阻抗匹配方法常用畫法，為什么要在那個(gè)位置)。阻抗變換器和分支匹配器(單分支、雙分支和三分支，重點(diǎn)掌握輔助園的6.阻抗圓圖和導(dǎo)納圓圖是傳輸線進(jìn)行阻抗計(jì)算和阻抗匹配的重要工具。這部分主要是搞清楚圓圖的組成原理，通過練習(xí)加深理解。（習(xí)題2-32、2-33都要練習(xí)一下）第三章“規(guī)則金屬波導(dǎo)”知識(shí)要點(diǎn)規(guī)則金屬箔到基本理論在上世紀(jì)中葉傳播模式及激勵(lì)測(cè)量方法論著發(fā)表后一直得到廣泛應(yīng)用，發(fā)展日趨完善。上世紀(jì)90年代前為主流的通信系統(tǒng)，在光通信的崛起的今天，基于金屬波導(dǎo)的微波通信仍然一起大功率、結(jié)