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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,微波技術已有幾十年的發(fā)展歷史，現(xiàn)已成為一門比較成熟的學科。在雷達、通信、導航、遙感、電子對抗以及工農業(yè)和科學研究等方面，微波技術都得到了廣泛的應用。微波技術是無線電電子學中一門相當重要的學科，對科學技術的發(fā)展起著重要的作用。,第一章 緒論,微波技術已有幾十年的發(fā)展歷史，現(xiàn)已成為一門比較成熟的學科。在,1,微波是一種頻率非常高的電磁波。把波長從,1m到0.1mm,范圍內的電磁波稱為微波。微波波段對應的頻率范圍為:,310,8,Hz310,12,Hz,。如下圖所示。,1-1 微波及其特點,一、微波的概念及波段劃

2、分,微波是一種頻率非常高的電磁波。把波長從1m到0.1mm范圍,2,縱觀“左鄰右舍”它處于,超短波,和,紅外光波,之間。,縱觀“左鄰右舍”它處于超短波和紅外光波之間。,3,波長范圍,頻率范圍（GHz）,波段名稱,按波長,按頻率,代號,1m10cm,0.33,分米波,特高頻,UHF,普通無線電波,與微波的過渡,10cm1cm,330,厘米波,超高頻,SHF,1cm1mm,30300,毫米波,極高頻,EHF,微波（超高頻）,1mm 0.1mm,3003000,亞毫米波,特高頻,UHF,微波與紅外,的過渡,微波波段劃分如下:,波長范圍頻率范圍（GHz）波段名稱按波長按頻率代號1m10,4,微波波段的

3、代號及對應的頻率范圍,波段,代號,標 稱,波長cm,頻率范圍GHz,波段,代號,標 稱,波長cm,頻率范圍,GHz,L,22,1.121.70,Ka,0.8,26.5040.00,LS,14,1.702.60,Q,0.72,33.0050.00,S,10,2.603.95,U,0.60,40.0060.00,C,5,3.955.85,M,0.48,50.0075.00,XC,4.2,5.858.20,E,0.40,60.0090.00,X,3,8.2012.40,F,0.26,90.00140.0,Ku,2,12.4018.00,G,0.17,140.0220.0,K,1.25,18.0026

4、.50,R,0.11,220.0325.0,微波波段的代號及對應的頻率范圍 波段標 稱頻率范圍GHz波段,5,其中：,S、C、X：分別代表10cm、5cm、3cm波段。,U、Ka：68mm為80,s中期用得較多的通信頻段.,W(3mm)：實際上是,衛(wèi)星通信,的主流頻段。,CK：為早期的微波通信頻段，80s 后較少用。,家用電器、通信頻率相對較低：KHz3G。,其中：,6,名稱,頻率范圍,調幅無線電,5351605kHz,短波無線電,330MHz,調頻無線電,88108MHz,商用電視,頻率范圍,13頻道,48.572.5MHz,45頻道,7692MHz,612頻道,167223MHz,1324

5、頻道,470566MHz,2568頻道,606968MHz,微波爐,2.45GHz,家,用,電,器,的,頻,段,名稱頻率范圍調幅無線電5351605kHz短波無線電33,7,二、微波的特點,1.,似光性,（,波長短,）,微波波長較短時：,當微波的波長比地球上的宏觀物體(如飛機、艦船、導彈、衛(wèi)星、建筑物等)的幾何尺寸,小得多時,，微波照射到這些物體上時將產生強烈的,反射,。,此直線傳播的特點與幾何光學相似，故可以說微波具有“,似光性,”。利用這一特殊，可以制成體積小、方向性很強的微波天線，用來發(fā)射或接收微弱的微波信號，從而為雷達、微波中繼通信、衛(wèi)星通信和導彈等提供必要條件。,微波最早的應用實例,

6、雷達。,二、微波的特點1.似光性（波長短）微波波長較短時：,8,微波波長較長時：,當微波的波長與實驗設備（比如波導、微帶、諧振腔呈其它微波元件）的尺寸相比在同數(shù)量級時，使得電磁能量分布于整個微波電路之中，形成所謂“,分布參數(shù),”系統(tǒng)。,這與低頻電路有原則區(qū)別，因為低頻時電場和磁場能量是分別集中于所謂“,集總參數(shù),”的各個元件中。,微波波長較長時：,9,因為微波波段的振蕩周期在10,-9,10,-13,s數(shù)量級，而普通電真空器件中電子的渡越時間一般為10,-9,s數(shù)量級，就是說二者屬于同一數(shù)量級。于是，在低頻時被忽略了的,電子慣性,，亦即電磁波與電子間的相互作用、極間電容和引線電感等的影響就不能

7、再忽視了。普通電子管已不能用做微波振蕩器、放大器或檢波器了，代之而來的則是建立在新的原理基礎上的,微波電子管,、,微波固體器件,和,量子器件,，同時伴隨頻率的升高、高頻電流的趨膚效應、傳輸系統(tǒng)的輻射效應以及電路的延時效應（相位滯后）等明顯地表露出來。,由于微波頻率極高，它的實際可用頻帶很寬，可達10,9,Hz數(shù)量級，這是低頻無線電波無法比擬的。頻帶寬意味著信息容量大，因而微波可作為多路通信的載頻。另外，微波受外界干擾小，且不受電離層變化影響，通信質量高于低頻無線電波。,2.頻率高,因為微波波段的振蕩周期在10-910-13s數(shù)量級，而普通,10,3.具有穿透性,利用微波本身的高頻振蕩，微波可以

8、穿透電離層。由于微波不能被電離層所反射，所以微波的地面通信只限于天線的視距范圍之內，遠距離微波通信需要用中繼站接力。另一方面，利用微波能穿透電離層，可以利用微波進行宇航通信、衛(wèi)星通信和射電天文學研究等，因此微波開辟了電磁波譜中的一個的“,宇宙窗口,”。,微波還可以穿過生物體，即能夠深入物質（介質）內部，研究分子和原子核的結構，是近代,微波波譜學,和,量子電子學,所依據(jù)的基本物理基礎。,3.具有穿透性利用微波本身的高頻振蕩，微波可以穿透電離層。,11,宇,宙,窗,口,在微波波段有若干個可以通過電離層的“宇宙窗口”，因而微波是獨特的宇宙通訊手段。,宇 在微波波段有若干個可以通過電離層的“宇宙窗口”

9、，,12,4.,量子特性,由于低頻電波的頻率很低，量子能量很小，不足以改變物質分子的內部結構或破壞分子間的鍵，量子特性不明顯。,微波波段的電磁波，單個量子的能量為10,-6,10,-3,eV。而一般順磁物質在外磁場中所產生的能級間的能量差額介于10,-5,10,-4,eV之間，因而電子在這些能級間躍遷時所釋放或吸收的量子的頻率是屬于微波范疇的。因此，微波可用來研究分子和原子的精細結構。同樣在超低溫時物體吸收一個微波量子也可產生顯著反應。,上述兩點對近代尖端科學，如微波波譜學、量子無線電物理的發(fā)展都起著重要作用。,利用此特性和原理，可研制適用于許多微波波段的,器件,。,4.量子特性,13,微波,似光性,定位天線,頻率高,多路通信,穿透電離層,天文學研究,量子特性,微波波譜學,微波的特點歸納起來主要為以下幾方面：,微波似光性定位天線 頻率高 多路通信 穿透電離層 天文學研究,14,