Chp1s0 - Fundamental of Microwave Technology 邵小桃...

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Unformatted text preview: Fundamental of Microwave Technology 邵小桃 2008.9 绪论 • • • • 微波的概念 微波的特点 微波的发展及主要应用 课程的主要内容及要求 微波的概念 微波的 一. 微波的概念 微波是电磁波谱中介于普通无线电波(长波、中波、短波、 微波是电磁波谱中介于普通无线电波(长波、中波、短波、 超短波)与红外线之间的波段。 超短波)与红外线之间的波段。 它是属于无线电波中波长最短,即频率最高的波段。 它是属于无线电波中波长最短,即频率最高的波段。 按频率 划分: 按频率 (或波长)划分:300MHz—3000GHz 对应空气中波长λ 对应空气中波长 对应空气中波长λ是 1m —0.1mm 这一频段的电磁波称之为微波。 这一频段的电磁波称之为微波 这一频段的电磁波称之为微波。 300MHz 超短波 3000GHz 红外光 微波 微波 Microwave 国际无线电频谱的波段划分 国际无线电频谱的波段划分 波段 甚低频 (VLF) 普 通 无 线 电 波 低频 (LF) 中频 (MF) 高频 (HF) 甚高频 (VHF) 超高频 (UHF) 微 特高频 (SHF) 波 极高频 (EHF) 超极高频 频率范围 3~30 kHz 30~300 kHz 300~3000 kHz 3~30 MHz 30~300 MHz 300~3000 MHz 3~30 GHz 30~300 GHz 300~3000 GHz 波长范围 105~104 m 104~103 m 105~104 m 100~10 m 10~1 m 1~0.1 m 10~1 cm 10~1 mm 1~0.1 mm 备注 超长波 长波 中波 短波 超短波 分米波 厘米波 毫米波 亚毫米波 微波波段的代号及对应的频率范围 : 波段 UHF L LS S C XC X Ku K 频率范围(GHz) 0.30~1.12 1.12~1.70 1.70~2.60 2.60~3.95 3.95~5.85 5.85~8.20 8.20~12.40 12.40~18.00 18.00~26.50 波段 Ka Q U M E F G R 频率范围(GHz) 26.50~40.00 33.00~50.00 40.00~60.00 50.00~75.00 60.00~90.00 90.00~140.0 140.0~220.0 220.0~325.0 微波的特点 二. 微波的特点 1. 微波的两重性 微波的两重性 微波的两重性指的是对于尺寸大的物体,如建筑物、 微波的两重性指的是对于尺寸大的物体 微波的两重性指的是对于尺寸大的物体,如建筑物、火 导弹, 箭 、 导弹 , 它显示出粒子的特点 —— 即 似光性或直线 而对于相对尺寸小的物体, 性,而对于相对尺寸小的物体,又显示出——波动性。 2. 微波与“左邻右舍”的比较 微波与“左邻右舍” 微波与 微波的“左邻”是超短波和短波,而它的“右舍”又是 是超短波和短波, 红外光波。 红外光波。 微波与光波段比较 微波与超短波、短波相比较 微波与超短波、短波相比较 大大扩展了通讯通道, 大大扩展了通讯通道,开辟 了微波通讯和卫星通讯 光通过雨雾衰减很大, 光通过雨雾衰减很大,特别是 雾天兰光、紫光几乎看不见, 雾天兰光、紫光几乎看不见,这 不见 正是采用红光作警戒的原因。 正是采用红光作警戒的原因。而 原因 微波波段穿透力强。 微波波段穿透力强。 宇宙“窗口” 3. 宇宙“窗口” 地球的外层空间由于日光等繁复的原因形成独特的电离层, 地球的外层空间由于日光等繁复的原因形成独特的电离层 地球的外层空间由于日光等繁复的原因形成独特的电离层, 它对于短波几乎全反射,这就是短波的天波通讯方式。 它对于短波几乎全反射,这就是短波的天波通讯方式。而在 微波波段则有若干个可以通过电离层的“宇宙窗口”。因而微 波是独特的宇宙通讯手段。 给宇宙通信、卫星通信、 波是独特的宇宙通讯手段。 给宇宙通信、卫星通信、卫星定 导航定位以及射电天文学的研究提供有利条件。 位、导航定位以及射电天文学的研究提供有利条件。 4. 4. 辐射特性 当导线中传输时变电磁能量的频率升高时, 当导线中传输时变电磁能量的频率升高时,会有部分 能量以电磁波形式沿导线辐射,频率越高,辐射越强, 量以电磁波形式沿导线辐射,频率越高,辐射越强,微 波频率很高,辐射特性非常突出, 波频率很高,辐射特性非常突出,故微波传输必须采用特 殊的微波传输线和微波元件。 殊的微波传输线和微波元件。 5. 趋肤效应 频率越高,导线中的电磁能量越近贴导线表面, 频率越高,导线中的电磁能量越近贴导线表面,材料的 电导率越高,趋肤效应越明显。 电导率越高,趋肤效应越明显。 6. 宽频带特性 可利用的频带较宽、信息容量大, 可利用的频带较宽、信息容量大,所以微波波段在移动 通信、卫星通信、 通信、卫星通信、广播电视通信和宇宙等现代化通信技术中 发挥独特的作用。 发挥独特的作用。 微波的发展及主要应用 三. 微波的发展及主要应用 微波的发展 (一). 微波的发展 发展方向 工工工工工工工工工工 小型化、宽带化 自自自、智智自 微波的主要应用 (二). 微波的主要应用 1. 信息类应用 信息类应用 • • • • 雷达 通信 微波遥感 电磁兼容 2. 新能源应用 新能源应用 • • • • 工业微波加热 家用微波炉 微波定向能武器 微波卫星电站 雷达 雷达 雷达( 雷达(RADAR,Radio Detection And Ranging ) 全球 信 息 载 体 的 应 用 定 位系统 Global Positioning System (GPS) 车载 车载GPS信息网 微波中继通信 微波中继通信 微波遥测、 微波遥测 微波遥测、遥感 四. 本课程的主要内容 • 电磁理论 • 传输线理论 • 微波传输线 • 微波网络基础 • 微波元件 教材及参考书目 五. 教材及参考书目 教材: 教材: 盛振华, 电磁场微波技术与天线》 盛振华,《电磁场微波技术与天线》, 西安电子科技大学出版社, 西安电子科技大学出版社,2001 参考材料: 参考材料 参考材料: [1] [美] David M Pozar《微波工程》第三版,中文版。电子工业出版 微波工程》第三版,中文版。 社,2006。 [2] 梁昌洪 谢拥军 官伯然, 《简明微波》,高等教育出版社,2006 梁昌洪 简明微波》 高等教育出版社, [3] 李宗谦 佘京兆 高葆新,《微波工程基础》,清华出版社,2004。 李宗谦 微波工程基础》 清华出版社, [4] 陈振国,《微波技术基础与应用》,北京邮电大学出版社,2002 。 陈振国 微波技术基础与应用》 北京邮电大学出版社, 课程教学基本要求 六. 课程教学基本要求 • • • • • • 按时听课,不缺课 做好一定数量的习题 每周2 地点: 每周2小时答疑,地点:南202 地点: 每周一交作业 地点:南202/203 考核方式为一页纸半开卷考试 成绩评定:平时作业15分 作业15 成绩评定:平时作业15分, 小论文5 原文及电子版) 小论文5分(原文及电子版) 期末80 80分 期末80分 ...
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