微波技術(shù)與天線課件

微波技術(shù)與天線主講教師：姜興1微波技術(shù)與天線主講教師：姜興1教材：微波技術(shù)與天線王新穩(wěn)等編參考書：微波技術(shù)基礎(chǔ)廖承恩微波技術(shù)與天線劉學(xué)觀共48學(xué)時，40學(xué)時講授，8學(xué)時實(shí)驗考試：期終閉卷考試70%，平時+實(shí)驗30%答疑時間：周三下午(3:00~5:00)

周二晚上(7:30~9:30)

地點(diǎn)：2#教2406電子科學(xué)與技術(shù)教研室2教材：微波技術(shù)與天線王新穩(wěn)等編共48學(xué)時，40學(xué)時內(nèi)容：第一章引論第二章傳輸線理論第三章規(guī)則金屬波導(dǎo)第四章微波集成傳輸線第五章微波網(wǎng)絡(luò)第六章常用微波元件第七章天線基礎(chǔ)第八章常用天線3內(nèi)容：第一章引論3第一章引論頻率為f=300MHz---3000GHz范圍內(nèi)的無線電波

微波教材：微波技術(shù)與天線王新穩(wěn)等編參考書：微波技術(shù)基礎(chǔ)廖承恩微波技術(shù)與天線劉學(xué)觀4第一章引論頻率為f=300MHz---3000GHz范§1.1微波及其特點(diǎn)電磁波：原理上頻率從0到無窮大。3Hz30Hz300Hz3kHz30kHz300kHz3MHz30MHz300MHz3GHz30GHz300GHz3000GHz105km104km103km102km10km1km102m10m1m0.1m1cm1mm0.1mm10mm

音

頻

微

波視

頻

射

頻

1mm0.1mm10mm1mm0.1mm10nm1nm0.1nm0.01nm0.001nm0.0001nm

紅

外

線

可見光紫外線

x射

線

g射線5§1.1微波及其特點(diǎn)電磁波：原理上頻率從0到無窮大。3H通信、雷達(dá)、探測等常用無線電波的波段—射頻：波段號碼頻段名稱及簡寫頻率范圍波長名稱456789101112甚低頻（VLF）低頻（LF）中頻（MF）高頻（HF）甚高頻（VHF）特高頻（UHF）超高頻（SHF）極高頻（EHF）3~30kHz30~300kHz300~3000kHz3~30MHz30~300MHz300~3000MHz3~30GHz30~300GHz300~3000GHz萬米波(甚長波)千米波（長波）百米波（中波）十米波（短波）米波（超短波）分米波厘米波

微波毫米波亞毫米波6通信、雷達(dá)、探測等常用無線電波的波段—射頻：波段號碼頻段名稱1.微波波段

波長頻率米波，分米波1m~0.1m300MHz~3GHz厘米波10cm~1cm3GHz~30GHz毫米波10mm~1mm30GHz~300GHz亞毫米波1mm~0.1mm300GHz~3000GHz波長：l=1m----0.1mm頻率：f=300MHz----3000GHz71.微波波段波長頻率米波，分米表28表282）頻率很高

故其使用頻帶寬，信息容量大；同時可提供相位信息、極化信息、頻率信息。但由于其振蕩周期很短（10-9---10-12s），則趨膚效應(yīng)、輻射效應(yīng)、相位滯后等可在低頻忽略的一些現(xiàn)象和效應(yīng)，此時則不能忽略。1）波長短

與地球上一般物體的尺寸相比在同一數(shù)量級或更小。當(dāng)微波照射到這些物體時將產(chǎn)生顯著的反射。由其似光性（會聚）和直線傳播的特點(diǎn)，可以確定物體的方位和距離。2.微波的特點(diǎn)92）頻率很高1）波長短2.微波的特點(diǎn)93）具有穿透性

微波可以穿過電離層、云霧，是探測宇宙的窗口,是地面與太空以及深空中通信的主要手段之一；微波可以穿過生物體，即能夠深入物質(zhì)（介質(zhì)）內(nèi)部，利用微波可以研究分子和原子核的結(jié)構(gòu)。--近代微波波譜學(xué)和量子電子學(xué)所依據(jù)的基本物理基礎(chǔ)。4）非電離性微波的量子能量較小，不能改變物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。--探索物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。103）具有穿透性4）非電離性10微波的研究方法場的方法路的方法類比低頻電路，采用等效電壓、等效阻抗等概念。在一定的條件下，用“路”的理論求解。研究方法麥克斯韋方程組求波動方程的特解得到場的時空變化規(guī)律11微波的研究方法場的方法路的方法類比低頻電路，采用等效電壓、等4.微波的傳輸導(dǎo)行空間傳播通過波導(dǎo)、同軸電纜、微帶傳輸線等導(dǎo)行系統(tǒng)進(jìn)行電磁能量的“束縛”傳輸通過天線形成波束在空間進(jìn)行電磁波的“自由”傳輸源124.微波的傳輸導(dǎo)行空間傳播通過波導(dǎo)、同軸電纜、微帶傳輸線§1.2微波的應(yīng)用微波技術(shù)的傳統(tǒng)應(yīng)用是雷達(dá)和通訊。發(fā)展史：第一階段：1940年以前，----實(shí)驗室早期研究階段，主要研究微波產(chǎn)生的方法。第二階段：1940年---1945年，應(yīng)用于雷達(dá)第三階段：應(yīng)用于通信，廣播，電視13§1.2微波的應(yīng)用微波技術(shù)的傳統(tǒng)應(yīng)用是雷達(dá)和通訊。發(fā)展

雷達(dá)對目標(biāo)進(jìn)行探測和定位

（1）公共應(yīng)用：機(jī)場監(jiān)視、海上導(dǎo)航、氣象雷達(dá)、測量學(xué)、飛機(jī)著陸、夜間防盜、速度測量（警戒雷達(dá)）、測繪等。（2）軍事應(yīng)用：空間和海事導(dǎo)航，飛機(jī)、導(dǎo)彈、空間飛行器的定位、檢測和跟蹤，導(dǎo)彈的精確制導(dǎo)，導(dǎo)彈和火炮的點(diǎn)火控制，武器保險、偵察等。

（3）科學(xué)應(yīng)用：天文學(xué)、繪圖和成像，精密距離測量，自然資源遙感等。

14雷達(dá)對目標(biāo)進(jìn)行探測和定位（1）公共應(yīng)用：機(jī)場監(jiān)視、海

通信1901年馬可尼使用800KHz中波信號進(jìn)行了從英國到北美紐芬蘭的世界上第一次橫跨大西洋的無線電波的通信試驗，

20世紀(jì)20年代初短波通信

20世紀(jì)60年代衛(wèi)星通信20世紀(jì)80年后移動通信15通信1901年馬可尼使用800KHz中波信號進(jìn)行了從英

通信移動通信GPS藍(lán)牙技術(shù)廣播電視中繼通信衛(wèi)星通信國外發(fā)達(dá)國家的微波中繼通信在長途通信網(wǎng)中所占的比例高達(dá)50%以上。緊急狀態(tài)下的通信無線微波接入網(wǎng)絡(luò)WLAN16通信移動通信GPS藍(lán)牙技術(shù)廣播電視中繼通信衛(wèi)星通信國外發(fā)達(dá)

電子對抗電子干擾抗干擾主動干擾其它干擾17電子對抗電子干擾抗干擾主動干擾其它干擾17

微波成像、遙感環(huán)境應(yīng)用：沙子潮濕的測量、海洋表面的風(fēng)速、洪水繪圖、大氣層溫度的輪廓、雪層/冰層的測繪等。軍事應(yīng)用：目標(biāo)檢測、監(jiān)視、目標(biāo)確認(rèn)、繪圖等天文學(xué)應(yīng)用：行星繪圖、銀河星系射電噪聲目標(biāo)的測繪、太陽輻射測繪、宇宙黑體輻射的測量等。18微波成像、遙感環(huán)境應(yīng)用：沙子潮濕的測量、海洋表面的風(fēng)速、洪

微波能源加熱處理（快速均勻）消毒（殺蟲滅菌）

微波能量傳遞微波彈19微波能源加熱處理消毒微波能量傳遞微波彈19

生物醫(yī)學(xué)診斷（仲瘤）、治療（突發(fā)性耳聾、疼痛、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、肩周炎、某些癌癥等）、微波理療、組織固定、免疫組織化學(xué)和免疫細(xì)胞化學(xué)研究。20生物醫(yī)學(xué)診斷（仲瘤）、20微波物理微波化學(xué)微波吸收光譜學(xué)微波等離子體化學(xué)交叉學(xué)科21微波物理微波化學(xué)微波吸收光譜學(xué)微波等離子體化學(xué)交叉學(xué)科21對于通信與信息專業(yè)：主要研究射頻范圍內(nèi)的無線電波的信息處理的學(xué)科（包括產(chǎn)生、放大、調(diào)制、傳輸、接收、發(fā)射和測量等）。本課程主要是針對微波的導(dǎo)行傳輸、輻射（即天線）22對于通信與信息專業(yè)：主要研究射頻范圍內(nèi)的無線電波的信息處理的

微波輻射1)一天8小時，其劑量<38μW/c