微波技术基础课件—第1次课

1、 微波技术基础微波技术基础徐锐敏 教授电子科技大学电子工程学院 地点：清水河校区科研楼地点：清水河校区科研楼C309 电话：电话：61830173 电邮：电邮：绪论绪论l微波常用波段代号微波常用波段代号 l家用电器频段家用电器频段 l移动通信频段移动通信频段 l微波的主要特性微波的主要特性似光性和似声性似光性和似声性1.1.微波的频率高且波长很短，与几何光学相似，即似光性。微波的频率高且波长很短，与几何光学相似，即似光性。2.2.微波的波长与物体的尺寸具有相同的量级，使得微波的微波的波长与物体的尺寸具有相同的量级，使得微波的 特点又与声波相近，即似声性。特点又与声波相近，即似声性。 穿透性穿透

2、性1.1.微波能穿透电离层；微波能穿透电离层；2.2.穿透云、雨、植被、积雪和地表层；穿透云、雨、植被、积雪和地表层；3.3.穿透生物体；穿透生物体；4.4.穿透等离子体。穿透等离子体。 这些特性是红外与毫米波频段的电磁波所不具有的。这些特性是红外与毫米波频段的电磁波所不具有的。 非电离性非电离性微波的量子能量还不够大，不足以改变物质分子的内部微波的量子能量还不够大，不足以改变物质分子的内部结构或破坏分子间的键。因而：结构或破坏分子间的键。因而：1.1.微波为探索物质的内部结构和基本特性提供了有效的微波为探索物质的内部结构和基本特性提供了有效的 研究手段。研究手段。2.2.利用这一特性和原理，

3、可研制许多适用于微波波段的利用这一特性和原理，可研制许多适用于微波波段的 器件器件 信息性信息性微波的频率很高，所以在不太大的相对带宽下，其可用微波的频率很高，所以在不太大的相对带宽下，其可用的频带很宽，这意味着微波的信息容量大。的频带很宽，这意味着微波的信息容量大。微波技术主要应用之处微波技术主要应用之处 微波的大气传播特性微波的大气传播特性1.1.氧气和氧气和水蒸气对微波频率会产生水蒸气对微波频率会产生选择性选择性的吸收和散射，的吸收和散射， 在毫米波频段尤为突出；在毫米波频段尤为突出；大气层之外衰减很小。大气层之外衰减很小。2.2.氧气分子谐振引起的吸收峰出现在氧气分子谐振引起的吸收峰出

4、现在60GHz60GHz和和120GHz120GHz附近，附近， 而由水蒸气谐振引起的吸收峰在而由水蒸气谐振引起的吸收峰在22GHz22GHz和和183GHz183GHz附近。附近。3.3.四个传播衰减相对较小的四个传播衰减相对较小的“窗口窗口”，其中心频率分别在，其中心频率分别在3535、9494、140140和和220GHz220GHz，相应波长分别为，相应波长分别为8.68.6、3.23.2、2.12.1和和1.4mm1.4mm； 4.4.随着电磁波的工作频率升高，总的衰减呈上升趋势。随着电磁波的工作频率升高，总的衰减呈上升趋势。 l微波的应用微波的应用1 1、信息的载体信息的载体 传统

5、应用雷达和通信等2 2、微波能、微波能 微波加热，微波医学、生物、微波能武器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雷达（包括导弹制导雷达）雷达（包括导弹制导雷达） 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：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，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的信息以获取关于被测目标性质的更多的信息幅度、频率、幅度、频率、相位、极化、多普勒频率等信息相位、极化、多普勒频率等信息 。通信通信 1.

6、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； 2.2.应用业务包括：微波多路通信、微波中继通信、散应用业务包括：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；射通信、移动通信和卫星通信； 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，利用微波对生物体的热效应，选择性局部加热， 进进 行治疗。例如微波治癌机；行治疗。例如微波治癌机； 2.2.微波的生物效应还有微波的生物效应还有有害有害的效应，表现为超剂量的的效应，表现为超剂量的 微波照射有三致作用：致癌、致畸和致突变。微波照射有三致作用：致癌、致畸和致突变。国家标准：国家标准：300 Wh/cm2 微波与其他学科的交叉微波与其他学科的交叉 例如：微波频段数字集成电路中，已广泛采用分布参例如：微波频段数字集成电路中，已广泛采用分布参 数方法进行研究和设计。数方法进行研究和设计。重要性：重要性：是本专业除是本专业除“电磁场理论电磁场理论”外最重要的基础主干课；外最重要的基础主干课； 是后续专业课的基础和出发