微波特點(diǎn)與其應(yīng)用

電磁波譜中介于無(wú)線電波與紅外線之間的波段。屬于無(wú)線電波中波長(zhǎng)最短即頻率最高的波段。微波的波長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通無(wú)線電波的波長(zhǎng)。通常：波長(zhǎng)1米～1毫米，頻率300MHz～300GHz。(中國(guó):1米-1毫米,美國(guó):30厘米-0.3毫米)分為：米波、厘米波和毫米波。有時(shí)用一些特定字母來(lái)代表微波中的某一波段。微波的基本概念第一頁(yè)，共39頁(yè)。（a）波長(zhǎng)短，易于實(shí)現(xiàn)窄波束定向通信；主要特點(diǎn)

C=λf波長(zhǎng)短易于實(shí)現(xiàn)定向發(fā)射；雷達(dá)利用無(wú)線電波的反射測(cè)定目標(biāo)的位置；波束角目標(biāo)的方向。微波的特點(diǎn)與應(yīng)用第二頁(yè)，共39頁(yè)。天線方向圖雷達(dá)工程=3cm,D=84cm =10m,D=280m（困難?。?波束角（可以相當(dāng)精確定位）第三頁(yè)，共39頁(yè)。老的P－波段=新的A/B波段老的L－波段=新的C/D波段老的S－波段=新的E/F波段老的C－波段=新的G/H波段老的X－波段=新的I/J波段老的K－波段=新的K波段最早的米波雷達(dá)稱P-波段雷達(dá)(Previous)；標(biāo)準(zhǔn)搜索雷達(dá)波長(zhǎng)23cm，稱L-波段(Long，22～50cm)；更短波長(zhǎng)雷達(dá)(10cm)，稱S-波段（Short，比標(biāo)準(zhǔn)L波段短的意思）；火控雷達(dá)波長(zhǎng)3cm，稱X-波段（生活中X通常用來(lái)指定和標(biāo)示地點(diǎn)）；搜索雷達(dá)和火控雷達(dá)的折衷波長(zhǎng)的雷達(dá)稱C-波段(Compromise是折衷的意思)；德國(guó)人發(fā)展更短波長(zhǎng)的雷達(dá)（1.5cm），德國(guó)人稱K－波段雷達(dá)(Kurtz，德語(yǔ)“短”)；K－波段雷達(dá)在雨天和霧天無(wú)法使用，戰(zhàn)后為Ka(K－above)和Ku(K－under)；新老雷達(dá)波段代碼第四頁(yè)，共39頁(yè)。雷達(dá)頻段標(biāo)稱頻率HF3～30MHzVHF30～300MHzUHF300～1000MHzL1～2GHzS2～4GHzC4～8GHzX8～12GHzKu12～18GHzK18～27GHzKa27～40GHzV40～75GHW75～110GHzmm110～300GHz第五頁(yè)，共39頁(yè)。（b）頻率高、頻帶寬、信號(hào)容量大；信道傳遞某種信息所必須的頻帶寬度人耳能聽(tīng)到的聲音頻帶范圍約20-20000Hz聽(tīng)懂語(yǔ)言300-3400Hz相當(dāng)逼真?zhèn)鬟f語(yǔ)言和音樂(lè)16Hz～15kHz傳送電視圖象和聲音我國(guó)8MHz頻帶多路通訊信道中心頻率（載波頻率）必須是被傳遞信息頻帶寬度（基帶帶寬）的幾十至上百倍渡越時(shí)間、趨膚效應(yīng)、輻射效應(yīng)。微波的特點(diǎn)與應(yīng)用第六頁(yè)，共39頁(yè)。（c）穿透電離層（電離層距地高約84km）；視距傳播傳輸距離依賴于天線高度長(zhǎng)波：沿地球彎曲表面?zhèn)鞑ィǖ夭ǎ┲胁ㄟ^(guò)渡到短波，地波衰減增大短波：60-300公里電離層的折射（天波）超短波和微波：視距直線傳播（空間波穿透電離層）限制作用范圍到所需區(qū)域，減少干擾中繼通信、衛(wèi)星通信、天文觀測(cè)、深空探測(cè)微波的特點(diǎn)與應(yīng)用第七頁(yè)，共39頁(yè)。（d）量子特性低功率電平下明顯

（能級(jí)躍遷、熱效應(yīng)量子能量范圍：10-5~10-2電子伏）超低溫、低電平量子特性成為決定過(guò)程本質(zhì)的主要因素：一些大分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)造成的能級(jí)超精細(xì)結(jié)構(gòu)，接近絕對(duì)零度時(shí)每個(gè)自由度具有的能量，落在微波量子的能量范圍內(nèi)波粒二象性h是普郎克常數(shù)，f是頻率。微波的特點(diǎn)與應(yīng)用第八頁(yè)，共39頁(yè)。（a）雷達(dá)：軍用、民用（防撞、測(cè)速、氣象）（b）電子戰(zhàn)(EW

)：偵察、欺騙、干擾、摧毀（c）無(wú)線通信：衛(wèi)星通信與導(dǎo)航、微波中繼通信（d）微波能：和平利用……主要應(yīng)用領(lǐng)域第九頁(yè)，共39頁(yè)。1.3微波的應(yīng)用軍事應(yīng)用：雷達(dá)目標(biāo)跟蹤、導(dǎo)彈制導(dǎo)、火炮瞄準(zhǔn)、測(cè)量、預(yù)警通訊點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（保密）電子對(duì)抗干擾和抗干擾

微波武器微波炮、微波彈、微波武器平臺(tái)(集雷達(dá)偵察與火控制導(dǎo)、超強(qiáng)干擾和定向能攻擊于一體的多功能電子對(duì)抗平臺(tái))

第十頁(yè)，共39頁(yè)。民用雷達(dá)氣象、導(dǎo)航、汽車防撞、遙感通訊中繼通信、多路通信、衛(wèi)星通信、廣播電視微波加熱應(yīng)用食物制作（微波爐）、材料烘干（干燥機(jī)）、消毒（牛奶、醫(yī)用）、微波治療（癌癥、前列腺疾病和理療等）第十一頁(yè)，共39頁(yè)?？茖W(xué)研究：

加速器核醫(yī)學(xué)、對(duì)撞機(jī)等等離子體加熱核聚變能源射電天文觀測(cè)微波與物質(zhì)相互作用材料的微波處理燒結(jié)、合成、改性微波化學(xué)加速反應(yīng)過(guò)程微波生物效應(yīng)改變生物成長(zhǎng)過(guò)程第十二頁(yè)，共39頁(yè)。歷史的腳步最早的微波傳輸實(shí)驗(yàn)--1931第十三頁(yè)，共39頁(yè)。Hertz1913Marconi1901

電真空管1908第十四頁(yè)，共39頁(yè)。最早的火控雷達(dá)最早的微波集成電路（64-68，TI公司研制）第十五頁(yè)，共39頁(yè)。GJL-861交通管制雷達(dá)精密跟蹤雷達(dá)J-231中程警戒雷達(dá)具有良好的反隱身能力和抗反

輻射導(dǎo)彈能力；工作可靠性高，集成化和固態(tài)化程度高；自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單，環(huán)境舒適及機(jī)動(dòng)性強(qiáng)；雷達(dá)錄取數(shù)據(jù)可通過(guò)數(shù)據(jù)通訊進(jìn)入雷達(dá)情報(bào)網(wǎng)。技術(shù)指標(biāo)距離探測(cè)方位

大于等于260KM

方位探測(cè)距離

0度-360度連續(xù)工作時(shí)間

大于12小時(shí)環(huán)境溫度

零下40度-50度

相對(duì)濕度

95-98%(30度）接收機(jī)噪聲系數(shù)

小于等于3dB接收機(jī)中頻帶寬

150±50kHz天線轉(zhuǎn)速

0.5-4r/min第十六頁(yè)，共39頁(yè)。SMART-Lisa3-D,D-Band,fullyautomaticvolumesearchradar.LW082D,L-BandRadarforlongrangeairandsurfacesurveillance.

第十七頁(yè)，共39頁(yè)。電子戰(zhàn)

——電子偵察機(jī)第十八頁(yè)，共39頁(yè)。美軍EP－3白羊座電子情報(bào)偵察機(jī)第十九頁(yè)，共39頁(yè)。EP-3E乘員24名，典型情況下，EP-3E有3個(gè)飛行員（EP-3E長(zhǎng)達(dá)12小時(shí)的滯空時(shí)間需要兩組飛行員換班），1個(gè)領(lǐng)航員，3名戰(zhàn)術(shù)評(píng)估人員和1個(gè)飛行工程師。剩余的人員是電子戰(zhàn)裝備操作員，技術(shù)專家和機(jī)械師。EP-3E的電子戰(zhàn)人員由有以下幾部分組成：電子戰(zhàn)任務(wù)指揮官ElectronicWarfareMissionCommander(EWMC)電子戰(zhàn)機(jī)長(zhǎng)ElectronicWarfareAircraftCommander(EWAC)資深評(píng)估員SeniorElectronicWarfareTacticalEvaluator(SEVAL)電子戰(zhàn)操作員ElectronicWarfareOperator(EWOP)技術(shù)參數(shù)：4臺(tái)艾利遜T56-A-15渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，每臺(tái)功率3,661Kw；機(jī)長(zhǎng)35.61m、機(jī)高10.27m、翼展30.38m；最大起飛重量64,410Kg；最大時(shí)速701Km/h@4,570m；巡航速度333Km/h。第二十頁(yè)，共39頁(yè)。

EP-3電子情報(bào)偵察機(jī)是在P-3奧立安反潛巡邏機(jī)基礎(chǔ)上改進(jìn)的，用于取代洛克希德EC-121星座電子情報(bào)偵察機(jī)。首批EP-3A白羊座使用P-3A改裝，去掉尾部的磁異常探測(cè)針，安裝了一些電子分析裝置和附加的雷達(dá)天線罩，但還沒(méi)有安裝機(jī)腹下的圓形雷達(dá)。1969年，又使用P-3B改裝了兩架EP-3B，在1975年，在P-3C基礎(chǔ)上又改裝了10架EP-3E白羊座II，原先的兩架EP-3B也升級(jí)到EP-3E標(biāo)準(zhǔn)。這12架EP-3E都交付到部署在關(guān)島的VQ-1特種航空偵察中隊(duì)和西班牙洛塔航空站的VQ-2特種航空偵察中隊(duì)。日本川崎也用P-3C改裝成EP-3裝備日本海上自衛(wèi)隊(duì)。EP-3E與原來(lái)的P-3C相比，機(jī)上的反潛設(shè)備統(tǒng)統(tǒng)拆除，取而代之的是分析雷達(dá)信號(hào)的電子設(shè)備安裝在EP-3E飛機(jī)上新型電干設(shè)備包括：聯(lián)合技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的ALQ-110信號(hào)收集系統(tǒng)、ALD-8無(wú)線電方向探測(cè)器、ALR-52自動(dòng)頻率測(cè)量接收機(jī)、ALR-60多路無(wú)線電通訊錄音裝置。在外觀上EP-3E飛機(jī)和P-3飛機(jī)的不同之處是前機(jī)身下有1個(gè)圓形雷達(dá)罩，機(jī)身上、下各有1個(gè)長(zhǎng)方形黑色天線罩。這些飛機(jī)的任務(wù)是搜集、儲(chǔ)存和分析由雷達(dá)和無(wú)線電設(shè)備發(fā)出的信號(hào)。美國(guó)海軍VQ-1特種航空偵察中隊(duì)的EP-3E經(jīng)常從日本起飛，沿我國(guó)海岸線飛行，搜集我國(guó)防空雷達(dá)和通訊系統(tǒng)的電磁波頻率、信號(hào)特征，獲得這些情報(bào)后，便可以利用在識(shí)別、干擾、破譯等用途中。

第二十一頁(yè)，共39頁(yè)。電子戰(zhàn)

——空中預(yù)警機(jī)“預(yù)警機(jī)”又叫“空中指揮預(yù)警飛機(jī)”，被譽(yù)為“信息化條件下空軍戰(zhàn)斗力的倍增器”，是一種集指揮、控制、通信和情報(bào)功能于一體的高技術(shù)裝備。在現(xiàn)代條件下，如果沒(méi)有預(yù)警機(jī)就很難有效地組織大規(guī)?？諔?zhàn)。因此，有人形象地把預(yù)警機(jī)稱為信息化條件下作戰(zhàn)的“空中領(lǐng)袖”。第二十二頁(yè)，共39頁(yè)。美軍E－2C預(yù)警機(jī)第二十三頁(yè)，共39頁(yè)。美國(guó)諾斯羅普公司推出最新型E-2D預(yù)警機(jī)第二十四頁(yè)，共39頁(yè)。俄羅斯A-50“中堅(jiān)”預(yù)警機(jī)70年代末開(kāi)始研制，雷達(dá)探測(cè)距離400-600公里），在飛機(jī)頭部有空中加油受油管，頭部整流罩內(nèi)有氣象雷達(dá)，頭錐下后方雷達(dá)罩內(nèi)估計(jì)是地形測(cè)繪雷達(dá)，機(jī)翼上突起的天線罩內(nèi)為衛(wèi)星天線，機(jī)身腹部前后兩側(cè)的天線罩內(nèi)為電子對(duì)抗監(jiān)視天線。垂尾根部有輔助動(dòng)力裝置進(jìn)氣口，尾部有天線罩。翼尖有電子偵察艙，艙的外側(cè)有大氣采樣口用于監(jiān)測(cè)核、生、化污染。

第二十五頁(yè)，共39頁(yè)。臺(tái)灣空軍目前擁有6架E-2C預(yù)警機(jī)第二十六頁(yè)，共39頁(yè)。中國(guó)海上霸王預(yù)警機(jī)改型運(yùn)八雙機(jī)編隊(duì)第二十七頁(yè)，共39頁(yè)。在運(yùn)八機(jī)體上改進(jìn)而成的KJ200預(yù)警機(jī)第二十八頁(yè)，共39頁(yè)。鷹擊－91超音速反輻射導(dǎo)彈（仿俄羅斯KR1,計(jì)劃由SU30K、JH7攜帶。射程>150公里,發(fā)射重量700公斤,彈頭重量>110公斤,長(zhǎng)度4.7米,直徑0.36米)航天部三院：拳頭產(chǎn)品是鷹擊系列反艦導(dǎo)彈和紅鳥(niǎo)系列巡航導(dǎo)彈，包攬除上游系列外所有反艦導(dǎo)彈的研制。第二十九頁(yè)，共39頁(yè)。電子戰(zhàn)

——高能微波摧毀第三十頁(yè)，共39頁(yè)。軍用高功率微波武器

--HPM可選擇：在不殺傷敵人和平民操作者的情況下破壞計(jì)算機(jī)、軍事設(shè)備以及其它電子設(shè)備，提供了一種新的干擾手段；徹底摧毀?。?！寬波束，有效距離較短，近期還不能在天基武器系統(tǒng)中使用。頻率可高達(dá)100GHz，能同時(shí)具有熱和電子學(xué)的效應(yīng)，是激光武器的很好補(bǔ)充，與各種材料發(fā)生作用時(shí)產(chǎn)生不同類型的破壞。第三十一頁(yè)，共39頁(yè)。無(wú)線通信

——衛(wèi)星通信與導(dǎo)航

——微波接力通信

——移動(dòng)通信……第三十二頁(yè)，共39頁(yè)。一般由6個(gè)分系統(tǒng)組成：（1）天線分系統(tǒng)。地面站的天線面向通信衛(wèi)星，其直徑一般是10.3米，由天線本身，饋電部分，跟蹤部分和驅(qū)動(dòng)部分組成。（2）發(fā)射分系統(tǒng)。將音頻和視頻信號(hào)調(diào)制到工作波段的載波上，經(jīng)大功率放大后，經(jīng)天線發(fā)向衛(wèi)星。（3）接收分系統(tǒng)。接收來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)，經(jīng)放大和檢波后，再發(fā)送到終端系統(tǒng)。（4）終端分系統(tǒng)。由載波電話、電視終端、傳真終端和數(shù)據(jù)終端組成。（5）通信監(jiān)控分系統(tǒng)。負(fù)責(zé)對(duì)地面站內(nèi)的各種設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、控制和定期測(cè)試。（6）電源分系統(tǒng)。為地面站設(shè)備提供電源。衛(wèi)星通信上行站散射通信（戰(zhàn)略后備通信系統(tǒng)）通信衛(wèi)星地面站第三十三頁(yè)，共39頁(yè)。衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)是為艦船、車輛、飛機(jī)、邊遠(yuǎn)地區(qū)用戶提供通信手段的一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)，對(duì)解決大量稀路由通信地區(qū)的通信、客運(yùn)、貨運(yùn)、海運(yùn)、旅游、航空、搶險(xiǎn)救災(zāi)、野外勘探、公安偵察、部隊(duì)調(diào)動(dòng)等等移動(dòng)載體的“動(dòng)中通”業(yè)務(wù)，甚至個(gè)人全球通信業(yè)均具有舉足輕重的作用和靈活獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。同一般的地面移動(dòng)通信系統(tǒng)如蜂窩電話、專業(yè)化移動(dòng)無(wú)線電裝置、第二代無(wú)繩電話和未來(lái)的個(gè)人網(wǎng)絡(luò)相比，衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)在覆蓋范圍方面存在著截然不同的特點(diǎn)。行進(jìn)中的移動(dòng)用戶可能穿越若干個(gè)地面蜂窩單元，但它不可能跨出一個(gè)衛(wèi)星單元；另外，地面系統(tǒng)非常適合于城市及主要公路沿線的移動(dòng)系統(tǒng)，而衛(wèi)星移動(dòng)通信不僅包容了地面系統(tǒng)的有效覆蓋范圍，又把觸角延伸到海陸空的任何地區(qū)。自從國(guó)際海事衛(wèi)星組織開(kāi)發(fā)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)以來(lái)，經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展，它與衛(wèi)星通信的其它業(yè)務(wù)相輔相成，已經(jīng)延伸到海洋、陸地和空中的許多地方。目前，高軌道同步衛(wèi)星在區(qū)域性移動(dòng)通信中扮演了很好的角色，五花八門的中低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信方案相繼問(wèn)世，有些方案已經(jīng)或正在變成現(xiàn)實(shí)。一個(gè)衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)遍及全球的時(shí)代不再是遙遠(yuǎn)的事情。衛(wèi)星移動(dòng)通信第三十四頁(yè)，共39頁(yè)。

GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)1、全球，全天候工作。能為用戶提供連續(xù)，實(shí)時(shí)的三維位置，三維速度和精密時(shí)間。不受天氣的影響。

2、定位精度高。

單機(jī)定位精度優(yōu)于10米，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。3、功能多，應(yīng)用廣。

隨著人們對(duì)GPS認(rèn)識(shí)的加深，GPS不僅在測(cè)量，導(dǎo)航，測(cè)速，測(cè)時(shí)等方面得到更廣泛的應(yīng)用，而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。GPS簡(jiǎn)介全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem-GPS）是美國(guó)從歷時(shí)20年，耗資200億美元于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。經(jīng)近10年我國(guó)測(cè)繪等部門的使用表明，GPS以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)，贏得廣大測(cè)繪工作者的信賴，并成功地應(yīng)用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管制、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、工程變形監(jiān)測(cè)、資源勘察、地球動(dòng)力學(xué)等多種學(xué)科，從而給測(cè)繪領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命。第三十五頁(yè)，共39頁(yè)。美國(guó)從66年開(kāi)始發(fā)射軍用通信衛(wèi)星，并命名為“國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)”。91年在海灣戰(zhàn)場(chǎng)上，多國(guó)部隊(duì)前線總指揮的中央指揮司令部利用TCS—9200衛(wèi)星系統(tǒng)將沙特、伊、科邊境的戰(zhàn)況及時(shí)傳送到遠(yuǎn)在10000多千米外的美國(guó)五角大樓。國(guó)防通信局處理的從沙特到美國(guó)本土的通信業(yè)務(wù)中有90％是經(jīng)衛(wèi)星傳輸?shù)摹?zhàn)爭(zhēng)中多國(guó)部隊(duì)以美國(guó)全球軍事指揮控制系統(tǒng)（WWMCCS）為核心，進(jìn)行戰(zhàn)略任務(wù)的組織協(xié)調(diào)工作，以國(guó)防數(shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）為主要戰(zhàn)略通信手段，用三軍聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)（TRI-TAC）來(lái)協(xié)同陸、海、空軍的戰(zhàn)術(shù)通信，構(gòu)成完整的陸、