单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,-,*,微波技术与天线,主讲教师：姜兴,1,-,微波技术与天线主讲教师：姜兴1-,教 材：微波技术与天线 王新稳等编,参考书：微波技术基础 廖承恩,微波技术与天线 刘学观,共48学时，40学时讲授，8学时实验,考试：期终闭卷考试 70%，平时+实验 30%,答疑,时间：周 三 下午,(3:005:00),周 二 晚上,(7:309:30),地点：2,#,教2406电子科学与技术教研室,2,-,教 材：微波技术与天线 王新稳等编共48学时，40学时,内容：,第一章 引论,第二章 传输线理论,第三章 规则金属波导,第四章 微波集成传输线,第五章 微波网络,第六章 常用微波元件,第七章 天线基础,第八章 常用天线,3,-,内容：第一章 引论3-,第一章 引论,频率为,f,=300MHz-3000GHz范围内的无线电波,微波,教材：微波技术与天线 王新稳等编,参考书：微波技术基础 廖承恩,微波技术与天线 刘学观,4,-,第一章 引论频率为f=300MHz-3000GHz范,1.1 微波及其特点,电磁波：原理上频率从0到无穷大。,3Hz,30Hz,300Hz,3kHz,30kHz,300kHz,3MHz,30MHz,300MHz,3GHz,30GHz,300GHz,3000GHz,10,5,km10,4,km,10,3,km,10,2,km,10km,1km,10,2,m,10m,1m,0.1m,1cm,1mm,0.1mm,10,m,m,音,频,微,波,视,频,射,频,1mm,0.1mm,10,m,m,1,m,m,0.1,m,m,10nm,1nm,0.1nm,0,.01nm,0,.,001nm,0.0001nm,红,外,线,可见光 紫外线,x,射,线,g,射线,5,-,1.1 微波及其特点电磁波：原理上频率从0到无穷大。3H,通信、雷达、探测等常用无线电波的波段射频：,波段号码,频段名称及简写,频率范围,波长名称,4,5,6,7,8,9,10,11,12,甚低频（VLF）,低频（LF）,中频（MF）,高频（HF）,甚高频（VHF）,特高频（UHF）,超高频（SHF）,极高频（EHF）,330kHz,30300kHz,3003000kHz,330MHz,30300MHz,3003000MHz,330GHz,30300GHz,3003000GHz,万米波(甚长波),千米波（长波）,百米波（中波）,十米波（短波）,米波（超短波）,分米波,厘米波,微波,毫米波,亚毫米波,6,-,通信、雷达、探测等常用无线电波的波段射频：波段号码频段名称,1.微波,波 段,波 长,频 率,米波，分米波,1m0.1m,300MHz3GHz,厘米波,10cm1cm,3GHz30GHz,毫米波,10mm1mm,30GHz300GHz,亚毫米波,1mm0.1mm,300GHz3000GHz,波长：,l,=1m-0.1mm,频率,：f,=300MHz-3000GHz,7,-,1.微波波 段 波 长频 率米波，分米,表2,8,-,表28-,2）,频率很高,故其使用频带宽，信息容量大；同时可提供相位信息、极化信息、频率信息。但由于其振荡周期很短（10,-9,-10,-12,s），则趋肤效应、辐射效应、相位滞后等可在低频忽略的一些现象和效应，此时则不能忽略。,1）,波长短,与地球上一般物体的尺寸相比在同一数量级或更小。当微波照射到这些物体时将产生显著的反射。由其似光性（会聚）和直线传播的特点，可以确定物体的方位和距离。,2.微波的特点,9,-,2）频率很高1）波长短2.微波的特点9-,3）,具有穿透性,微波可以穿过,电离层、云雾，,是探测宇宙的窗口,是地面与太空以及深空中通信的主要手段之一；,微波可以穿过,生物体，,即能够深入物质（介质）内部，利用微波可以研究分子和原子核的结构。-近代微波波谱学和量子电子学所依据的基本物理基础。,4）,非电离性,微 波的量子能量较小，不能改变物质的内部结构。-探索物质的内部结构。,10,-,3）具有穿透性4）非电离性10-,微波的研究方法,场的方法,路的方法,类比低频电路，采用等效电压、等效阻抗等概念。在一定的条件下，用“路”的理论求解。,研究方法,麦克斯韦方程组,求,波动方程的特解,得到场的时空变化规律,11,-,微波的研究方法场的方法路的方法类比低频电路，采用等效电压、等,4.微波的传输,导行,空间传播,通过波导、同轴电缆、微带传输线等导行系统进行电磁能量的“束缚”传输,通过天线形成波束在空间进行电磁波的“自由”传输,源,12,-,4.微波的传输导行空间传播通过波导、同轴电缆、微带传输线,1.,2 微波的应用,微波技术的传统应用是雷达和通讯。,发展史,：,第一阶段,：1940年以前，-实验室早期研究阶段，主要研究微波产生的方法。,第二阶段,：1940年-1945年，应用于雷达,第三阶段,：应用于通信，广播，电视,13,-,1.2 微波的应用微波技术的传统应用是雷达和通讯。发展,雷 达,对目标进行探测和定位,（1）,公共应用,：机场监视、海上导航、气象雷达、,测量学、飞机着陆、夜间防盗、,速度测量（警戒雷达）、测绘等。,（2）,军事应用,：空间和海事导航，飞机、,导弹、空间飞行器的定位、检测和跟,踪，导弹的精确制导，导弹和火炮的,点火控制，武器保险、侦察等。,（3）科学应用：天文学、绘图和成像，,精密距离测量，自然资源遥感等。,14,-,雷 达对目标进行探测和定位（1）公共应用：机场监视、海,通 信,1901年,马可尼使用800KHz中波信号进行了从英国到北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的无线电波的通信试验,，,20世纪20年代初 短波通信,20世纪60年代 卫星通信,20世纪80年后 移动通信,15,-,通 信1901年马可尼使用800KHz中波信号进行了从英,通信,移动通信,GPS,蓝牙技术,广播电视,中继通信,卫星通信,国外发达国家的微波中继通信在长途通信网中所占的比例高达50%以上。,紧急状态下的通信,无线微波接入,网络,WLAN,16,-,通信移动通信GPS蓝牙技术广播电视中继通信卫星通信国外发达,电子对抗,电子干扰,抗干扰,主动干扰,其它干扰,17,-,电子对抗电子干扰抗干扰主动干扰其它干扰17-,微波成像、遥感,环境应用：沙子潮湿的测量、海洋表面的风速、洪水绘图、大气层温度的轮廓、雪层/冰层的测绘等。,军事应用：目标检测、监视、目标确认、绘图等,天文学应用：行星绘图、银河星系射电噪声目标的测绘、太阳辐射测绘、宇宙黑体辐射的测量等。,18,-,微波成像、遥感环境应用：沙子潮湿的测量、海洋表面的风速、洪,微波能源,加热,处理,（快速均匀）,消毒,（杀虫灭菌）,微波能量传递,微波弹,19,-,微波能源加热处理消毒微波能量传递微波弹19-,生物医学,诊断（仲瘤）、,治疗（突发性耳聋、疼痛、类风湿关节炎、肩周炎、某些癌症等）、,微波理疗、,组织固定、,免疫组织化学和免疫细胞化学研究。,20,-,生物医学诊断（仲瘤）、20-,微波物理,微波化学,微波吸收光谱学,微波等离子体化学,交叉学科,21,-,微波物理微波化学微波吸收光谱学微波等离子体化学交叉学科21-,对于通信与信息专业：主要研究射频范围内的无线电波的信息处理的学科（包括产生、放大、调制、传输、接收、发射和测量等）。,本课程主要是针对微波的导行传输、辐射（即天线）,22,-,对于通信与信息专业：主要研究射频范围内的无线电波的信息处理的,微波辐射,1)一天8小时，其剂量38,W/cm,2,2)总剂量300,W,h/cm,2,；,3)P1m,W/cm,2,。,空间微波辐射,对人体的损害,致癌、致畸、致突变,对设备有干扰,电磁兼容,超,剂,量,23,-,微波辐射 1)一天8小时，其剂量38W/cm2空间,24,-,24-,