微波技术与天线课程报告

1、微波技术与天线课程报告 姓 名： 学 号： 专业班级： 指导老师： 许 焱 平课程内容总结：第一章 均匀传输线理论 双导体传输线1.微波传输线大致可分为三种类型 均匀填充介质的金属波导管 介质传输线2.建立传输线方程 3.导出传输线方程的解4.引入传输线的重要参量（1）输入阻抗 ：传输线上任意一点的电压与电流之比称为传输线在该点的阻抗，它与导波系统的状态特想有关 （2）反射系数：传输线上任意一点的z处的反射波电压（或电流）与入射波电压（或电流）之比为电压（或电流）反射系数。（3）驻波比（VSWR）：传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅之比为电压驻波比，用表示，即：  &#

2、160;    5.分析无耗传输线的特性 ：对于无耗传输线，负载阻抗不同则波的反射也不同；反射波不同则合成波不同；合成波不同意味着传输线有不同的工作状态。归纳起来，无耗传输线有三种不同的工作状态（1）行波状态(无反射的传输状态)（2）纯驻波状态（全反射状态）（3）行驻波状态（混合波状态）6.史密斯圆图及其应用 7.了解同轴线的特性阻抗 同轴线是一种典型的双导体传输系统, 它由内、 外同轴的两导体柱构成。第二章 规则金属波导2.1导波原理1. 规则金属管内电磁波2. 传输特性1) 相移常数和截止波数： 。2) 相速p与波导波长g。电磁波在波导中传播, 其等

3、相位面移动速率称为相速, 于是有： 。3) 波阻抗。定义即： 。 4) 传输功率:2.2 矩形波导1. 矩形波导中的场2.矩形波导尺寸选择原则2.3 圆形波导1. 圆波导中的场与矩形波导一样, 圆波导也只能传输TE和TM波型。2. 圆波导的传输特性1) 截止波长。 2) 简并模。在圆波导中有两种简并模, 它们是E-H简并和极化简并。 3. 几种常用模式1) 主模TE11模2) 圆对称TM01模TM01模是圆波导的第一个高次模3) 低损耗的TE01模TE01模是圆波导的高次模式 2.4 波导的激励与耦合：1. 电激励2. 磁激励3. 电流激励第三章 微波集成传输线3.1 微带传输器对微波集成传输

4、元件的基本要求之一就是它必须具有平面型结构, 这样可以通过调整单一平面尺寸来控制其传输特性, 从而实现微波电路的集成化。共分三种： 1.微带线 2. 微带线3. 耦合微带线3.2介质波导介质波导可分为两大类：一类是开放式介质波导，主要包括圆形介质波导和介质镜像线等；另一类是半开放介质波导，主要包括H形波导、G形波导等。3.3 光纤光纤又名光导纤维, 它是在圆形介质波导的基础上发展起来的导光传输系统。光纤按组成材料可分为石英玻璃光纤、多组分玻璃光纤、 塑料包层玻璃芯光纤和全塑料光纤。 第四章 微波网络基础4.1 等效传输线1.等效电压和等效电流2.模式等效传输线4.2 单口网络1.单口网络的传输

5、特性令参考面T处的电压反射系数为l, 由均匀传输线理论可知, 等效传输线上任意点的反射系数为：2. 归一化电压和电流由于微波网络比较复杂, 因此在分析时通常采用归一化阻抗, 即将电路中各个阻抗用特性阻抗归一, 与此同时电压和电流也要归一。 4.3 双端口网络的阻抗与转移矩阵在各种微波网络中, 双端口网络是最基本的, 任意具有两个端口的微波元件均可视之为双端口网络。第五章 微波元器件5.1 连接匹配元件1. (1) 短路负载(2) 匹配负载(3) 失配负载2. 微波连接元件微波连接元件是二端口互易元件, 主要包括: 波导接头、 衰减器、相移器、转换接头。 3. 阻抗匹配元件 (1) 螺钉调配器(

6、2) 多阶梯阻抗变换器(3) 渐变型阻抗变换器5.2 功率分配元器件 1. 定向耦合器 2. 功率分配器 (1) 两路微带功率分配器 (2) 微带环形电桥 微带环形电桥是在波导环形电桥基础上发展起来的一种功率分配元件。 3. 波导分支器将微波能量从主波导中分路接出的元件称为波导分支器, 它是微波功率分配器件的一种, 常用的波导分支器有E面T型分支、H面T型分支和匹配双T。 (1) E-T分支(2)H-T分支(3) 匹配双T5. 3 微波谐振器件在低频电路中, 谐振回路是一种基本元件, 它是由电感和电容串联或并联而成, 在振荡器中作为振荡回路，用以控制振荡器的频率; 在放大器中用作谐振回路; 在

7、带通或带阻滤波器中作为选频元件等。5.4 微波铁氧体器件1. 隔离器1) 谐振式隔离器2) 场移式隔离器3) 隔离器的性能指标2. 铁氧体环行器 第六章 天线辐射与接收的基本理论6.1 通信的目的是传递信息, 根据传递信息的途径不同, 可将通信系统大致分为两大类:有线通信,无线通信。 6.2 基本振子的辐射1. 电基本振子电基本振子是一段长度l远小于波长, 电流I振幅均匀分布、 相位相同的直线电流元, 它是线天线的基本组成部分, 任意线天线均可看成是由一系列电基本振子构成的。 2. 磁基本振子的场 6.3 天线的电参数1. 天线方向图及其有关参数2. 天线效率天线效率定义为天线辐射功率与输入功

8、率之比 3. 增益系数增益系数是综合衡量天线能量转换和方向特性的参数, 它是方向系数与天线效率的乘积, 记为G, 即： G=D·A 4. 极化和交叉极化电平5. 频带宽度天线的电参数都与频率有关, 也就是说, 上述电参数都是针对某一工作频率设计的。当工作频率偏离设计频率时, 往往要引起天线各个参数的变化,6. 输入阻抗与驻波比7. 有效长度有效长度是衡量天线辐射能力的又一个重要指标。 6.4 接收天线理论接收天线主要考虑以下四个方面：1. 天线接收的物理过程及收发互易性2. 有效接收面积3. 等效噪声温度4. 接收天线的方向性第七章 电波传播概论1、了解无线电波在自由空间的传播及传输

9、媒质对电波传播的影响：传输损耗（信道损耗）衰落现象 传输失真 电波传播方向的变化2、根据媒质及不同媒质分界面对电波传播产生的主要影响，可将电波传播分为四种：（1）视距传播（2）天波传播（3）地面波传播（4）不均匀媒质传播（1）视距传播：指发射天线和接收天线处于相互能看见的视线距离内的传播方式（2）天波传播：指自发射天线发出的电波在高空被电离层反射后到达接收点的传播方式 （3）地面波传播：无线电波沿地球表面传播的传播方式称为地面波传播，当天线低架于地面，且最大辐射方向沿地面时，这时主要是地面波传播。 （4）不均匀媒质的散射传播：电波在低空对流层或高空电离层下缘遇到不均匀的“介质团”时就会发生散射

10、，散射波的一部分到达接收天线处，这种传播方式称为不均匀媒质的散射传播第八章 线天线1、认识对称振子天线2、阵列天线3、直立振子天线：垂直于地面或导电平面架设的天线称为直立振子天线，它广泛地应用于长、中、短波及超短波波段。 水平振子天线4、引向天线：又称八木天线，它由一个有源振子及若干个无源振子组成 电视发射天线5、 移动通信基站天线6、 螺旋天线：将导线绕制成螺旋形线圈而构成的天线称为螺旋天线 7、行波天线：如果天线上电流分布是行波，则此天线称为行波天线。它是由导线末端接匹配负载来消除反射波而构成的。 8、宽频带天线：按工程上的习惯用法，若天线的阻抗、方向图等电特性在一倍或几倍频程范围内无明显

11、变化，就可称为宽频带天线。 9、缝隙天线：如果在同轴线、波导管或空腔谐振器的导体壁上开一条或数条窄缝，可使电磁波通过缝隙向外空间辐射而形成一种天线，这种天线称为缝隙天线。 10、微带天线：特点：体积小、重量轻、低剖面，适合大规模生产。 11、智能天线：使用智能天线技术的主要优点有:具有较高的接收灵敏度;使空分多址系统成为可能;消除在上下链路中的干扰;抑制多径衰落效应。 参考文献:刘学观 微波技术与天线 廖承恩 微波技术基础刘克成 天线原理王元坤 电波传播概论心得体会：许老师连续两学期带我们的两门比较重要的课程，也是比较难学的两门课程，在两个学期的学习生活中，许老师总是努力的为我们讲解各种学习中

12、的难题和其他关于通信行业的知识。虽然老师讲得很认真了，但我还是有一些课本难题没搞懂，我感觉这是知识的难度和我的理解能力造成的，也可能是因为以前的相关知识就没学好，老师讲解的很到位的。这一学期我们跟着许老师学习微波技术与天线，受益匪浅。在面对复杂的数学公式计算与推导，老师另辟蹊径，以结论出发，反观初始条件，得到期许的验证，避免成为冗杂乏味的数学公式讲解，而失去应有的物理意义。这对我这这门课程乃至今后的学习都有很大的启发。与此同时，有通过日常可见的天线等与微波天线有关的设备来进一步加深对这门课程的学习与理解，激发学习的积极性与兴趣。而微波天线作为移动通信的先修课程，更是对迅速发展的通信行业认识的基础。许老师还会给我们讲联通3G，讲小灵通退市的原因，讲家里小区新架设的路灯型天线，将这些大家喜闻乐见由于我们的学习很近的东西，既丰富了可能枯燥的课程，又让大家懂得了知识。就是希望老师以后可以继续给同学们讲解这些知识，我觉得这是大家最喜欢的接受知识的一种方式了吧。最好可以在讲课之余更增加一些这样的知识，在下课给同学们讲一些您所了解的当前通信行业的一些东西，以及行业就业情况，涨涨同学们的见识。 许老师让我