微波技术与天线绪论讲解

1、微波技术与天线课程介绍 课程性质：电子信息科学与工程类专业本 科生的一门重要技术基础课。合格本科生所 应具备的知识结构的重要组成部分。 涵盖内容：传输线理论、微波网络、微波 元件基础、天线基本理论。 教材：王新稳等编著，微波技术与天线 （第三版），电子工业出版社，2011. 绪 论 0.1 微波及其特点 0.2 研究对象及应用 0.3 微波的发展 0.1 微波及其特点 微波波长： 1m 0.1mm 频率：300MHz3000GHz 超高频技术 0.1 微波及其特点 微波分类： 分米波段： 3003000MHz； 厘米波段： 330GHz； 毫米波段： 30300GHz； 亚毫米波段: 3003

2、000GHz. 波段标称波长 (cm) 频率范围 (GHz) 波长范围 (cm) L223.752.53015 S1024157.5 C5487.53.75 X38123.752.5 Ku212182.51.67 K1.2518271.671.11 Ka0.827401.110.75 U0.640600.750.5 V0.460800.50.375 W0.3801000.3750.3 0.1 微波及其特点 微波的重要特点： 似光性和似声性似光性和似声性 光波：波长一般比地球上物体的尺寸要小得多，其传播特性与 几何光学相似。 声波：波长与常见的设备尺寸有相同的量级，其许多特点与声 波类似。波导和

3、传声筒；喇叭天线缝隙天线和声学喇叭、萧、 笛；微波谐振腔和声学共鸣箱。 分析方法的独特性分析方法的独特性 低频电路中被忽略的一些现象和效应（例如趋肤效应、辐射效 应、相位滞后现象等）都需要考虑。需要建立一套能够描述这 些现象和效应的理论分析方法。 0.1 微波及其特点 微波的重要特点： 共度性共度性 共度性：电子在真空管内的渡越时间与微波的振荡周期相当， 可以利用这种共度性做成各种微波电真空器件，得到微波振 荡源。 穿透性穿透性 具有深入物质内部的能力。 穿透地球周围的介质：大气层(对流层和电离层)、地物植被、 土壤岩石等，全天候遥感的重要波段。 穿透生物体：医学治疗和诊断的重要手段。 0.1

4、 微波及其特点 微波的重要特点： 信息性信息性 源于微波频率极高。这意味微波的信息容量大。所以现代现 代多路无线通信都几乎没有例外地使用了微波波段。它所提 供的相位(Phase)、极化(Polarization)、多普勒(Doppler)等 信息，也是它在目标探测、遥感、目标特征分析等应用中十 分重要。 非电离性非电离性 微波的量子能量不够大，通常不足以改变物质分子的内部结 构或破坏分子间的化学键，所以微波和物体之间的作用是非 电离的。因此，微波为探索物质的内部结构及其基本特征提 供了有效的研究手段。 0.2 研究对象及应用 研究对象： 微波技术研究的是微波信号的产生、放大、 传输、接收、控制

5、、测量、使用的方法。 微波的应用： 1、信息的载体信息的载体 传统应用，主要包括雷达和通信等 2、微波能微波能微波加热，微波医学、生物、微波能武器 0.2 研究对象及应用 微波的应用： 雷达雷达通信通信 加热加热测量测量 生物生物 医学医学 集成集成 电路电路 微波微波 0.2 研究对象及应用 雷达雷达 1.1.目前目前9595以上的雷达工作在微波频段以上的雷达工作在微波频段微波雷达微波雷达； 2.2.微波工作的雷达的优点：可以使用尺寸较小的天线，微波工作的雷达的优点：可以使用尺寸较小的天线， 来获得很窄的波束宽度，以获取关于被测目标性质的更多来获得很窄的波束宽度，以获取关于被测目标性质的更多

6、 的信息的信息幅度、频率、相位、极化、多普勒频率等信息幅度、频率、相位、极化、多普勒频率等信息 。 0.2 研究对象及应用 通信通信 1.微波具有频率高、频带宽和信息量大的特点；微波具有频率高、频带宽和信息量大的特点； 2.应用业务包括：微波多路通信、微波中继通信、散射应用业务包括：微波多路通信、微波中继通信、散射 通信、移动通信和卫星通信通信、移动通信和卫星通信。 0.2 研究对象及应用 工农业应用工农业应用 1.1.大功率应用是微波加热大功率应用是微波加热如微波炉；如微波炉； 2.2.小功率应用是用于各种电量和非电量（包括长度、小功率应用是用于各种电量和非电量（包括长度、 速度、湿度、温度

7、等）的测量。速度、湿度、温度等）的测量。 生物医学应用生物医学应用 1.1.利用微波对生物体的热效应，选择性局部加热，进行利用微波对生物体的热效应，选择性局部加热，进行 治疗。例如微波治癌机；治疗。例如微波治癌机； 2.2.微波的生物效应还有有害的效应，表现为超剂量的微微波的生物效应还有有害的效应，表现为超剂量的微 波照射有三致作用：致癌、致畸和致突变。波照射有三致作用：致癌、致畸和致突变。 0.3 微波的发展简史 前期发展：前期发展：19世纪末，赫兹用火花振荡器得到了微波信 号。20世纪初，研制出了磁控管、速调管等一些新型的 微波电子管。1936年，美国South Worth用直径为12.5cm 的青铜管将9cm的电磁波传输了260m。 开始应用阶段：开始应用