微波知识点(精华)

1、绪论1、 微波是电磁波谱中介于 超短波与红外线之间的波段。频率（300MHz 3000GHz）。波长（1m0.1mm ） 微波分为：分米波、厘米波、毫米波、亚毫米波。特点：似光性、穿透性、热效应特性、宽频带特性、散射性、抗低频干扰特性视距传播性 、分布参数的不确定 性、电磁兼容和电磁环境污染 。第一章2、微波传输线：是用以传输微波信息和能量的各种形式传输系统的总称3、TEM波指无 纵向电磁场分量 的电磁波称为横电磁波 电矢量和磁矢量 都与传播方向垂直TE波指电矢量与传播方向垂直，或者说传播方向上没有电矢量TM波是指磁矢量与传播方向垂直4、特性阻抗：传输线上导行波电压与电流的比值： Z0 = U

2、:）（定义式），乙=厝恰（推出来的），仅由传输线自身的分布参数决定而与负载及信号源无关。对于均匀无耗传输线:Z0 =.；平行双导线 传输线的特性阻抗：Z0 =丝|门（ d为传输线直径，D为间距，E r为相对介电常数，常用的特 d性阻抗：250 Q , 400 Q , 600 Q )无耗同轴线的特性阻抗：Z0 =50 Q , 75 Q)In b （a,b分别为内外导体半径，常用的特性阻抗:；r：'5、传播常数Y是描述传输线上导行波 沿导波系统 传播过程中 衰减和相移的参数。, 是衰减常数，dB/m。 是相移常数，rad/m6、输入阻抗是传输线上任意一点Z处的输入电压与输入电流之比，7、输

3、入阻抗与特性阻抗的关系：Zin（z）=Z0fj茫8 反射系数：传输线 上任意一点 反射波电压 （电流）与入射波电压 （电流）的比值，】u =（定义式）UH6z）推出：«z）= re42（z，其中=乙一 Z° = K|ej° （1为终端反射系数） 乙+ Z0合起来就是：F（z）= - ej（闵（指任一点的反射系数）对于均匀无耗传输线，】大小均等，沿线只有相位按 周期变化，周期为一,也就是一重复性（） 2 2Z -Z19、 对于-110，当乞 时，丨=0,此时传输线上任一点的反射系数都等于0,称之为负载匹配当乙=Z0Z1 *Z02时，有反射波，不匹配1+（）10、 输

4、入阻抗与反射系数的关系：Zin（z）二Z00（知道一个就可以推出其他的）1-r（z）11、驻波比：传输线 上波腹点电压振幅与 波节点电压振幅的 比值为电压驻波比12、13、14、15、16、17、1&19、1、2、3、1、2、1、2、1、2、maxU| imin（定义式）,推出与1的关系:-1T 1驻波比的取值范围是1:：:;当传输线上 无反射时,驻波比为1,当传输线 全反射时,驻波比趋于 无穷大。驻波比反映了传输线上驻波的程度，即驻波比越大，传输线的驻波就越 严重。无耗传输线的三种工作状态：行波状态：无反射传输状态 纯驻波状态：全反射状态 行驻波状态：入射波功率部分被负载吸收，另一部

5、分被反射电压波节点：电压幅值最小，电流幅值最大zmin0+ 2n _1（n = 0,1 J3 ,4兀4电压波腹点：电压幅值最大，电流幅值最小zmaxo n（n = 0,1,2,|（|）4兀22I电压波节点和波腹点相距 一且Rmax 4 Fmin =Zo，无耗传输线上距离为 一的任意两点处阻抗的乘积均等于传 44输线特性阻抗的平方，这种特性称之为阻抗变换性4 传输效率取决于传输线的损耗和终端匹配情况（小题）阻抗匹配 的三种 含义：负载阻抗匹配源阻抗匹配共轭阻抗匹配阻抗匹配的方法:从频率上划分:窄带匹配和宽带匹配。从实现手段来分：串联一阻抗变换器法、支节调配器法4史密斯圆图第二章规则波导是指无限长

6、的 直金属管，其横截的 形状、尺寸、管壁结构及管内填充物参数 沿纵向保持不变波导：也是传输线的一种，其 功率传输 通过波导的 内部介质 完成,外部金属管 用于屏蔽干扰和阻止电磁波辐射 规则金属波导内不能传播 TEMI波的原因：规则金属波导内不能存在TEM波。这是因为：如果内部存在TEM波， 则要求磁场完全在波导的 横截面内，而且是 闭合曲线。有麦克斯韦第一方程 可知,闭合曲线上磁场 的积分等于 与曲线相交链 的电流。由于空心金属波导 中不存在 轴向即传播方向的传导电流，故必要求有 传播方向的位移电 流，由位移电流的定义式 可知，要求一定有 电场存在，显然这个结论与 TEM波的定义相矛盾，所以，

7、规则金属 内不能传输TEM波第三章带状线与微带线的区别： 微带线利于传输对速度要求高的信号（因为一边是空气，介电常数小）传输的是准TEM波,且损耗小 带状线速度 慢些，屏蔽性好，传输的是TEM波，但损耗稍大。 微带线是PCB表层走线，延时小140ps/inch 带状线是PCB内层走线，延时大180ps/inch贴片天线第四章阻抗矩阵（z矩阵） 散射矩阵（s矩阵） 第五章微波元器件分为： 线性互易元器件 线性非互易元器件 非线性元器件 三大类。 其中：包括：微波连接匹配元件、功率分配元器件、微波滤波器件及微波谐振器件等 主要是铁氧体器件 包括微波电子管、微波晶体管、微波固态谐振器、微波场效应管

8、及微波电真空器件微波连接兀器件包括：终端负载兀件微波连接兀件阻抗匹配兀件其中终端负载元件包括：短路负载：其中的短路活塞 分为接触式短路活塞 和扼流式短路活塞。3、4、5、1、2、3、4、5、6、7、89、10、11、12、13、1、2、匹配负载：劈尖长度一般取 二 的整数倍2失配负载：既能吸收一部分微波功率 又反射一部分微波功率，而且一般制成 一定大小驻波的标准失配负载，主要用于微波测量其中微波连接元件 包括:波导接头衰减器 相移器 转换接头其中波导接头：分为平接头和扼流接头，平接头常用于低功率、宽频带场合,扼流接头一般用于高功率、窄频带场合短路负载 是实现微波系统短路 的器件，对 金属波导

9、最方便的短路负载 是在波导终端 接上一块金属片极化：天线的 极化 是天线在 最大辐射 方向上辐射场 的极化，一般是指 辐射电场 的空间取向。辐射场的极化是 指在空间某一固定位置 上电场矢量端点 随时间运动的轨迹。根据轨迹 形状不同，可分为 线极化、圆极化和椭圆 极化分为：线极化：电场矢量沿着一条线做往复运动。线极化分为 水平极化和垂直极化圆极化：电场矢量的大小 不变，其末端做圆周运动。分为 左旋圆极化 和右旋圆极化椭圆极化：电场矢量大小随 时间变化，其 末端运动的轨迹是 椭圆。分为左旋椭圆极化 和右旋椭圆极化 功率分配器：将一路微波功率按一定比例分成n路输出的功率元件称为功率分配器。按输出功率

10、比例 不同，可 分为等功率分配器和不等功率分配器第六章用来辐射和接收 无线电波 的装置称为天线 基本功能：天线应能将导波能量尽可能多地转变成电磁波能量； 天线具有方向性； 天线有适当的极化。 天线应有足够的工作频带。把天线和发射机或接收机连接起来的系统叫 馈线系统把天线和馈线系统 看作一个部分，统称为 天线馈线系统辐射场三个部分天线的电参数有： 方向图、主瓣宽度、旁瓣电平、方向系数、天线效率、极化特征、频带宽度、输入阻抗E平面:电场矢量 所在的平面，对于沿 z轴放置的电基本振子 而言,子午平面 是E平面H平面：磁场矢量 所在的平面，对于沿 z轴放置的 电基本振子 而言, 赤道平面 是H平面主瓣

11、宽度是衡量天线的最大辐射区域 的尖锐程度的物理量。通常它取 方向图主瓣 两个半功率点之间的宽度，在场强方向图中,等于最大场强的两点之间的宽度，称为半功率波瓣宽度；有时也将 头两个零点 之间的角宽作为主瓣宽度，称为零功率波瓣宽度求主瓣宽度辐射电阻的高低是衡量天线辐射能力 的一个重要指标，即 辐射电阻越大,天线的辐射能力 越强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, G二D A有效长度愈长，表明 天线的辐射能力 愈强接收天线 的方向性 有以下要求： 主瓣宽度 尽可能窄，以抑制干扰 旁瓣电平尽可能低 天线方向图 中最好有一个或者多个 可控制的零

12、点。当干扰方向变化时,零点方向也随之改变，这叫 零点自动成型技术第七章电波传播方式：视距传播、天波传播、地面波传播、不均匀媒质传播超短波和微波不能以天波传播的原因:18、超短波和微波不能以天波传播的原因当电波入射角 九一定时，随着 频率的增咼，电波 反射后所到达的 距离越远，当工作频率咼于f max时，由于电离层不存在比Nmax更大的电子密度，因此电波不能被电离层“反射”回来 而是穿出电离层19、由于入射角"：:：兀min的电波不能被电离层 “反射”回来，使得以发射天线 为中心的、一定 半径的区域内就不 可能有天波到达，从而形成了天波的静区第八章1、为了加强天线的方向性，将若干 辐射单元 按某种方式排列所构成的 系统称为天线阵。构成天线阵的辐射单元称 为天线元 或阵元。天线阵的 辐射场 是各天线元所产生 场的矢量叠加2、元因子表示组成 天线阵的单个辐射元的方向图函数，其值仅取决 于天线元本身的类型和尺寸。它体现了天线元 的方向性对天线阵方向性的影响。3、阵因子表示各向同性元 所组成的天线阵的方向性，其值取决于天线阵的排列方式 及其天线元上激励电流 的相对 振幅和相位，与天线元 本身的类型和尺寸无关。4、 在各天线元为