微波技术及天线复习提纲终极

1、-. z.“微波技术与天线课程复习提纲TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc376544934一、微波根本概念 PAGEREF _Toc376544934 h 3HYPERLINK l _Toc3765449351了解微波的根本概念：频率、波长等 PAGEREF _Toc376544935 h 3HYPERLINK l _Toc3765449362了解微波的主要特性 PAGEREF _Toc376544936 h 3HYPERLINK l _Toc376544937二、传输线根本理论 PAGEREF _Toc376544937 h 4HYPERLINK l _Toc37

2、65449381了解传输线的特性参量反射系数、驻波比、驻波相位、输入阻抗、输入导纳等，传输线任一截面特性参量的计算，周期性与倒置性在解题中的应用。 PAGEREF _Toc376544938 h 4HYPERLINK l _Toc3765449392掌握传输线的工作状态与终端负载的关系，了解传输线的三种工作状态及相关特性参量的特点。 PAGEREF _Toc376544939 h 6HYPERLINK l _Toc3765449403熟悉圆图的根本特点特殊点、线、半圆、圆 PAGEREF _Toc376544940 h 6HYPERLINK l _Toc3765449414掌握用圆图确定均匀无

3、耗传输线任意截面的特性参量以及解决传输线的阻抗/导纳调配的问题。 PAGEREF _Toc376544941 h 6HYPERLINK l _Toc376544942三、微波传输线 PAGEREF _Toc376544942 h 7HYPERLINK l _Toc3765449431熟练掌握三种主要微波传输线矩形，圆柱形，同轴的模式的场分布及其特点，能作出或判断传输线横截面的模式图。 PAGEREF _Toc376544943 h 7HYPERLINK l _Toc3765449442掌握各种传输线特性参量及其运用。 PAGEREF _Toc376544944 h 8HYPERLINK l _

4、Toc3765449453了解波导传输线的截止波长分布图及其应用。 PAGEREF _Toc376544945 h 9HYPERLINK l _Toc376544946四、微波网络参量 PAGEREF _Toc376544946 h 10HYPERLINK l _Toc3765449471了解散射参量S参量和转移参量A参量的根本概念 PAGEREF _Toc376544947 h 10HYPERLINK l _Toc3765449482了解S散射矩阵和A转移矩阵各参量的意义 PAGEREF _Toc376544948 h 10HYPERLINK l _Toc3765449493了解S参量和A参

5、量的根本特性及应用 PAGEREF _Toc376544949 h 11HYPERLINK l _Toc3765449504掌握简单双端口网络S参量和A参量确实定 PAGEREF _Toc376544950 h 11HYPERLINK l _Toc376544951五、微波谐振器 PAGEREF _Toc376544951 h 11HYPERLINK l _Toc3765449521了解微波谐振腔的根本概念及根本参数 PAGEREF _Toc376544952 h 11HYPERLINK l _Toc3765449532了解三种同轴腔的构造和特点以及谐振波长确实定 PAGEREF _Toc37

6、6544953 h 11HYPERLINK l _Toc3765449543掌握矩形腔和圆柱腔的特点及谐振波长确实定。 PAGEREF _Toc376544954 h 12HYPERLINK l _Toc3765449554了解的环行腔的特点及谐振波长确实定。 PAGEREF _Toc376544955 h 15HYPERLINK l _Toc376544956六、微波元器件 PAGEREF _Toc376544956 h 17HYPERLINK l _Toc3765449571了解阻抗与连接分支元件的构造，特点及工作原理。 PAGEREF _Toc376544957 h 17HYPERLIN

7、K l _Toc3765449582了解波的鼓励与耦合的根本方法，熟练掌握鼓励和耦合元件的构造与工作原理。 PAGEREF _Toc376544958 h 22HYPERLINK l _Toc3765449593了解微波铁氧体的三种主要效应铁磁谐振、场移效应、法拉第旋转及其相应器件隔离器、环行器的构造和工作原理。 PAGEREF _Toc376544959 h 23HYPERLINK l _Toc376544960七、天线 PAGEREF _Toc376544960 h 25HYPERLINK l _Toc3765449611理解、掌握天线的常用参量及计算 PAGEREF _Toc376544

8、961 h 25HYPERLINK l _Toc3765449622了解常见天线的根本类型，构造和特点 PAGEREF _Toc376544962 h 27HYPERLINK l _Toc376544963八、微波测量(实验) PAGEREF _Toc376544963 h 29HYPERLINK l _Toc3765449641了解微波根本实验测量系统组成 PAGEREF _Toc376544964 h 29HYPERLINK l _Toc3765449652了解微波根本参量的测量方法。 PAGEREF _Toc376544965 h 29HYPERLINK l _Toc376544966附

9、录 PAGEREF _Toc376544966 h 30HYPERLINK l _Toc3765449671作业 PAGEREF _Toc376544967 h 30一、微波根本概念了解微波的根本概念：频率、波长等微波常用单位：frequency : (频率单位) GHz / kMHz ，wavelength : (波长单位) M-mm常用微波段的划分分米波100-10cm300-3000 MHz厘米波10-1cm3000 M- 30 GHz毫米波10-1mm30-300 GHz亚毫米波1mm-0.1mm300-3000 GHz微波工程上的常用波段波段代号LSC*KuKQ标称波长(cm)50/

10、23105.53.221/250.82代号中心波长波长*围频率*围(GHz)主要应用举例L23cm工业上：空军医院，南方医院医疗上：微波手术针，微波手术刀S10cm雷达，远程雷达，预警雷达C5.5cm邮电部门间通，微波中继站*3.2cm海空雷达,机载，舰载雷达,高校实验室,科研部门Q0.82cm33.0-50高分辨率雷达，宇宙通讯，了解微波的主要特性类光性可见光-电磁波-直线传播，反射，侥射，折射等微波电磁波-根本直线传播，较强的反射能力，较弱的侥射能力， 直线传播，较强反射 定向、定位、现代大多数雷达均为微波雷达穿透性微波有几个特殊波段8mm，3mm的电磁波不受高空大气游历层的反射，可穿透电

11、离层进出外层空间宇宙窗口量子特性High Power Microwave / HPM ( 高功率微波/射频，电磁，微波弹宽频特性渡越时间效应与传播延时效应类声性热效应 Heat Efect非热效应二、传输线根本理论了解传输线的特性参量反射系数、驻波比、驻波相位、输入阻抗、输入导纳等，传输线任一截面特性参量的计算，周期性与倒置性在解题中的应用。反射系数定义：同一横截面上反射波电压与入射波电压之比代号：一般表示式：无耗传输线任一处反射系数与终端反射系数驻波比定义：电压最大值与电压最小值之比代号：驻波比与反射系数的关系 驻波比与反射系数的模有关驻波相位由指出：第一个波节点 即n=1 不是0输入阻抗定

12、义：参考面上的总电压与总电流之比代号：ZinZin(z)反射系数与输入阻抗和导纳的关系由 得 终端反射系数与终端阻抗和导纳的关系：由 和 得 = 输入阻抗的周期性重复性与倒置性变换性及其应用的重复性将代入 =的倒置性 将代入输入导纳掌握传输线的工作状态与终端负载的关系，了解传输线的三种工作状态及相关特性参量的特点。状态条件行波无反射Z0=ZC，=0，=1纯驻波全反射终端开路、短路，纯电抗j*，=1，=行驻波局部反射Z0=R+j*，0|1，1熟悉圆图的根本特点特殊点、线、半圆、圆特殊点：开路点(B点)短路点A点负载方向匹配点O点特殊线: 纯电阻线 AB线电压波腹线OA线电压波节线(OB线)特殊半

13、圆: 感性半圆上半圆容性半圆下半圆波源方向特殊圆: 可调匹配圆(过O点的圆)纯电抗圆 (外圆)掌握用圆图确定均匀无耗传输线任意截面的特性参量以及解决传输线的阻抗/导纳调配的问题。附录课后题三、微波传输线熟练掌握三种主要微波传输线矩形，圆柱形，同轴的模式的场分布及其特点，能作出或判断传输线横截面的模式图。TE01TE10TE11TE21TE22矩形圆柱形TM01TM10TM11TM21TM22矩形圆柱形：除10,20，n个凹和m个凹：横向n个圆，纵向m个圆：m为圆周方向变化整数，n为径向方向变化半驻波，圆心向外掌握各种传输线特性参量及其运用。截止波长矩形波导：m,n代表工作模式，TEmn，TMm

14、n ，a,b代表波导模截面尺寸圆形波导： 对TMmn模 对TEmn模波导波长/相波长相速度Vp=才能传输原因：视在速度 不同模式不同，不同群速度vgvg：信号或能量沿于轴方向传输速度三种波长与波源模式，波导波源模式波导尺寸*c*g了解波导传输线的截止波长分布图及其应用。TEM截止波长无限长，TE，TM截止波长有限，让输入电磁波波长大于TE、TM截止波长最长的即可只激发TEM。其中：TE11截止波长最长，因此只须单模传输条件四、微波网络参量了解散射参量S参量和转移参量A参量的根本概念S:归一化入射波和归一化发射波间的关系A:以网络输出端口的电压和电流作为自变量，而用其输入端口的电压和电流作为因变

15、量了解S散射矩阵和A转移矩阵各参量的意义a1b1a2b2二端口微波网络S11S22S21S12S:A:了解S参量和A参量的根本特性及应用S:A:掌握简单双端口网络S参量和A参量确实定附录课后题五、微波谐振器了解微波谐振腔的根本概念及根本参数概念：微波谐振腔相当于低频集中参数的LC振荡回路，具有储能和选频特性。根本参数：谐振波长：场解相位均匀介质等效电纳总参数了解三种同轴腔的构造和特点以及谐振波长确实定封闭面半波损耗波速无损耗EQ掌握矩形腔和圆柱腔的特点及谐振波长确实定。了解的环行腔的特点及谐振波长确实定。六、微波元器件了解阻抗与连接分支元件的构造，特点及工作原理。一阻抗变换与调配器件1膜片：电

16、容式，电感式2谐振窗3鞘钉：垂直对穿于波导宽边的金属圆棒4螺钉5单螺调配器6阻抗渐变线：直线式，阶梯式，切比雪夫式，指数式7短路器：普通式，簧片接触式，抗流式8可变衰减器：平移式，插入式，旋转式九匹配负载：小功率，中功率，大功率单螺调配器插入式平移式旋转式匹配负载二连接与分支接头平接头抗流接头弯头E-面弯头H-面弯头扭波导T接头双-T接头魔T接头了解波的鼓励与耦合的根本方法，熟练掌握鼓励和耦合元件的构造与工作原理。鼓励：电鼓励，磁鼓励，电磁鼓励定向耦合器双孔型十字型波型变换器TEM-TE10同轴-波导型TE10-TE11矩形-圆柱形TE10-TE01矩形-圆柱形TE10-TM01矩形-圆柱形了

17、解微波铁氧体的三种主要效应铁磁谐振、场移效应、法拉第旋转及其相应器件隔离器、环行器的构造和工作原理。铁磁谐振场移效应：正反相波在磁化铁氧体作用下发生场形的显著变化 P232法拉第旋转：极化面沿前进方向为轴而旋转的现象 P229隔离器环形器七、天线理解、掌握天线的常用参量及计算方向性图主瓣最大辐射方向两侧，场强为最大场强的倍，即功率密度为最大辐射方向上功率密度之半的两点间的夹角，称为半功率点波瓣宽度，又称为3dB主瓣宽度，或称之主瓣宽度。用来表示。在主瓣最大方向两侧，两个零辐射方向之间的夹角，称为零点波瓣宽度宽度或称为零值主瓣宽度，用表示。方向函数F式中，为天线在任意方向上的辐射场强，为天线在其

18、最大辐射方向上的辐射场强。点源无方向性天线的归一化方向性函数方向性系数D为无方向性天线的辐射场强。天线增益G及分别为被研究天线和无方向性天线的输入功率天线极化天线的有效长度P245式中，IA(或Im)为输入点电流(波腹点电流)，L为真实长度。在实际天线直立于地面使用时，通常用有效高度he代替Le接收天线的最大功率P接收天线的有效面积。了解常见天线的根本类型，构造和特点1线状天线直立天线直立振子天线构造： 垂直于地面或导电平面架设的天线用途； 广泛用于长、中、短及超短波段，运动中的电台，车辆、船特点： 增益低，效率低提高效率： 提高辐射电阻：顶部加容性负载，中底部加感性负载降低损耗电阻：天线地部

19、加辐射状地网套筒天线用途； 广泛用于长、中、短及超短波段，运动中的电台，车辆、船特点： 第一谐振点 h=水平振子天线水平振子天线构造： 平行与地面或导体平面架设的天线特点： 架设，馈电方便用途： 主要用于短波天线，通信电视笼形天线用途：广泛用于短波通信特点：宽频行波天线V形天线用途： 特别适合短波移动基站特点： 行波天线；构造简单，架设方便，有较好的方向性，宽频特性； 终端吸收局部功率，效率不高60-80菱形天线用途： 广泛由于中长距离的短波通信与播送，电视接收，超短波散射通信，固定台站 使用特点： 行波天线；频带宽，构造简单，维护方便，调整容易，增益大；占地面大，每边要几个波长长；副辩多且较

20、大；终端电阻吸收局部功率；效率不高 60-70引向天线八木-宇田天线，鱼骨天线构造： 一个鼓励器有源半波振子，一个反射器，假设干个引向器。用途： 广泛用于米波、分米波的通信、雷达、电视优点： 构造简单牢靠，馈电方便，易于制作，本钱抵，有较好的方向性，有较高的增益，风载小。频带较窄。螺旋天线用途： 雷达天线，超短波手持通信机特点： 圆极化，跟踪目标，电视播送天线 正交振子天线构造： 由两正交放置的对称振子组成，通常在水平面垂直放置。单元振子通常为半波振子。原理： 两振子振幅相等，电流相位差1/2 90度特点； 方向图类似于圆，在水平面无方向性。构造简单，频带窄，改良： 为提高天线增益，可采用多层

21、天线蝙蝠翼天线构造： 由假设干个平行的对称振子构成；对称振子分别接于A-A，B-B，C-C，D-D；中心A-A平衡馈电，两翼竖杆成平行传输线原理： 短路线输入阻抗为感性，感抗从D往A逐渐增大； 相应接入的对称振子的臂长从D到A逐渐减短，使输入电容增大； 与短路线的输入感抗互补，保证振子同相鼓励。用途： 调频播送，电视发射天线特点： 在水平方向有较强辐射面天线角锥天线喇叭天线特点： 构造简单，馈电方便，调整使用方便； 频带较宽，功率容量大，增益高； 较小的副瓣，相当锋利的主瓣 用途：可作为独立天线，也可作为反射天线的馈电抛物面天线构造；平行入射到反射面，会聚焦点；焦点发出，平行发射。用途： 微波

22、中继，卫星地面站，射电天文，雷达特点； 良好的辐射特性卡塞格伦天线构造：双反射面特点：多元，更好调节 短焦距反射面代替长焦距反射 减少损耗和噪音用途： 广泛用于卫星通信，中继通信，射电天文，单脉冲雷达等微带天线特点：圆极化，尺寸小，重量轻，容易付于任何物体外表 输入阻抗八、微波测量(实验)了解微波根本实验测量系统组成了解微波根本参量的测量方法。(频率、波长、波导波长、驻波比、驻波相位)附录作业第2章一均匀无耗传输线的特性阻抗ZC=75，终端接一Z(0)=75+j75的负载，求：终端的反射系数和线上驻波比求终端距第一波腹点和第一波节点的距离同轴线的特性阻抗ZC=50，终端所接负载阻抗Z(0)=50+j50,求距离终端L=0