《微波及其特点》PPT课件

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1、微波技术已有几十年的发展历史，现已成为一门比较成熟的学科。在雷达、通信、导航、遥感、电子对抗以及工农业和科学研究等方面，微波技术都得到了广泛的应用。微波技术是无线电电子学中一门相当重要的学科，对科学技术的发展起着重要的作用。第一章绪论微波是一种频率非常高的电磁波。把波长从1m到0.1mm范围内的电磁波称为微波。微波波段对应的频率范围为:3×108Hz～3×1012Hz。如下图所示。1-1微波及其特点一、微波的概念及波段划分纵观“左邻右舍”它处于超短波和红外光波之间。波长范围频率范围（GHz）波段名称按波长按频率代号1m～10cm0.3～3分米波特高

2、频UHF普通无线电波与微波的过渡10cm～1cm3～30厘米波超高频SHF1cm～1mm30～300毫米波极高频EHF微波（超高频）1mm~0.1mm300~3000亚毫米波特高频UHF微波与红外的过渡微波波段划分如下:微波波段的代号及对应的频率范围波段代号标称波长cm频率范围GHz波段代号标称波长cm频率范围GHzL221.12～1.70Ka0.826.50～40.00LS141.70～2.60Q0.7233.00～50.00S102.60～3.95U0.6040.00～60.00C53.95～5.85M0.4850.00～75.00XC4.25

3、.85～8.20E0.4060.00～90.00X38.20～12.40F0.2690.00～140.0Ku212.40～18.00G0.17140.0～220.0K1.2518.00～26.50R0.11220.0～325.0其中：S、C、X：分别代表10cm、5cm、3cm波段。U、Ka：6∼8mm为80’s中期用得较多的通信频段.W(3mm)：实际上是卫星通信的主流频段。C~K：为早期的微波通信频段，80’s后较少用。家用电器、通信频率相对较低：KHz~3G。名称频率范围调幅无线电535~1605kHz短波无线电3~30MHz调频无线电88~

4、108MHz商用电视频率范围1~3频道48.5~72.5MHz4~5频道76~92MHz6~12频道167~223MHz13~24频道470~566MHz25~68频道606~968MHz微波炉2.45GHz家用电器的频段二、微波的特点1.似光性（波长短）微波波长较短时：当微波的波长比地球上的宏观物体(如飞机、舰船、导弹、卫星、建筑物等)的几何尺寸小得多时，微波照射到这些物体上时将产生强烈的反射。此直线传播的特点与几何光学相似，故可以说微波具有“似光性”。利用这一特殊，可以制成体积小、方向性很强的微波天线，用来发射或接收微弱的微波信号，从而为雷达、

5、微波中继通信、卫星通信和导弹等提供必要条件。微波最早的应用实例——雷达。微波波长较长时：当微波的波长与实验设备（比如波导、微带、谐振腔呈其它微波元件）的尺寸相比在同数量级时，使得电磁能量分布于整个微波电路之中，形成所谓“分布参数”系统。这与低频电路有原则区别，因为低频时电场和磁场能量是分别集中于所谓“集总参数”的各个元件中。因为微波波段的振荡周期在10-9~10-13s数量级，而普通电真空器件中电子的渡越时间一般为10-9s数量级，就是说二者属于同一数量级。于是，在低频时被忽略了的电子惯性，亦即电磁波与电子间的相互作用、极间电容和引线电感等的影响就

6、不能再忽视了。普通电子管已不能用做微波振荡器、放大器或检波器了，代之而来的则是建立在新的原理基础上的微波电子管、微波固体器件和量子器件，同时伴随频率的升高、高频电流的趋肤效应、传输系统的辐射效应以及电路的延时效应（相位滞后）等明显地表露出来。由于微波频率极高，它的实际可用频带很宽，可达109Hz数量级，这是低频无线电波无法比拟的。频带宽意味着信息容量大，因而微波可作为多路通信的载频。另外，微波受外界干扰小，且不受电离层变化影响，通信质量高于低频无线电波。2.频率高3.具有穿透性利用微波本身的高频振荡，微波可以穿透电离层。由于微波不能被电离层所反射，

7、所以微波的地面通信只限于天线的视距范围之内，远距离微波通信需要用中继站接力。另一方面，利用微波能穿透电离层，可以利用微波进行宇航通信、卫星通信和射电天文学研究等，因此微波开辟了电磁波谱中的一个的“宇宙窗口”。微波还可以穿过生物体，即能够深入物质（介质）内部，研究分子和原子核的结构，是近代微波波谱学和量子电子学所依据的基本物理基础。宇宙窗口在微波波段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。4.量子特性由于低频电波的频率很低，量子能量很小，不足以改变物质分子的内部结构或破坏分子间的键，量子特性不明显。微波波段的电磁波，单个量

8、子的能量为10-6~10-3eV。而一般顺磁物质在外磁场中所产生的能级间的能量差额介于10-5~10-4eV之间，因而电子