微波技術(shù)與天線課件

第一章引論微波技術(shù)與天線主講教師：姜興第一章引論教材：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(shí)，40學(xué)時(shí)講授，8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)考試：期終閉卷考試70%，平時(shí)+實(shí)驗(yàn)30%答疑時(shí)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)教研室第一章引論內(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)第八章常用天線第一章引論第一章引論頻率為f=300MHz---3000GHz范圍內(nèi)的無(wú)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)觀第一章引論§1.1微波及其特點(diǎn)電磁波：原理上頻率從0到無(wú)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(jiàn)光紫外線

x射

線

g射線第一章引論通信、雷達(dá)、探測(cè)等常用無(wú)線電波的波段—射頻：波段號(hào)碼頻段名稱及簡(jiǎn)寫頻率范圍波長(zhǎng)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(wàn)米波(甚長(zhǎng)波)千米波（長(zhǎng)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第一章引論1.微波波段

波長(zhǎng)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(zhǎng)：l=1m----0.1mm頻率：f=300MHz----3000GHz第一章引論表2第一章引論2）頻率很高

故其使用頻帶寬，信息容量大；同時(shí)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(shí)則不能忽略。1）波長(zhǎng)短

與地球上一般物體的尺寸相比在同一數(shù)量級(jí)或更小。當(dāng)微波照射到這些物體時(shí)將產(chǎn)生顯著的反射。由其似光性（會(huì)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)第一章引論3）具有穿透性

微波可以穿過(guò)電離層、云霧，是探測(cè)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(guò)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)。第一章引論微波的研究方法場(chǎng)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(dòng)方程的特解得到場(chǎng)的時(shí)空變化規(guī)律第一章引論4.微波的傳輸導(dǎo)行空間傳播通過(guò)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(guò)天線形成波束在空間進(jìn)行電磁波的“自由”傳輸源第一章引論§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(yàn)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，電視第一章引論

雷達(dá)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)和定位

（1）公共應(yīng)用：機(jī)場(chǎng)監(jiān)視、海上導(dǎo)航、氣象雷達(dá)、測(cè)量學(xué)、飛機(jī)著陸、夜間防盜、速度測(cè)量（警戒雷達(dá)）、測(cè)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(cè)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(xiǎn)、偵察等。

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

第一章引論

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

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(dòng)通信第一章引論

通信移動(dòng)通信GPS藍(lán)牙技術(shù)廣播電視中繼通信衛(wèi)星通信國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的微波中繼通信在長(zhǎng)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(wú)線微波接入網(wǎng)絡(luò)WLAN第一章引論

電子對(duì)抗電子干擾抗干擾主動(dòng)干擾其它干擾第一章引論

微波成像、遙感環(huán)境應(yīng)用：沙子潮濕的測(cè)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(cè)繪等。軍事應(yīng)用：目標(biāo)檢測(cè)、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(cè)繪、太陽(yáng)輻射測(cè)繪、宇宙黑體輻射的測(cè)量等。第一章引論

微波能源加熱處理（快速均勻）消毒（殺蟲(chóng)滅菌）

微波能量傳遞微波彈第一章引論

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。第一章引論微波物理微波化學(xué)微波吸收光譜學(xué)微波等離子體化學(xué)交叉學(xué)科第一章引論對(duì)于通信與信息專業(yè)：主要研究射頻范圍內(nèi)的無(wú)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(cè)量等）。