微波技术与天线第0章绪论

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1、微波技术与天线授课教师：耿志卿课程性质：本课程为考查课学科基础：电路理论，电磁场与电磁波考核形式：开卷考试or大作业缺勤一次扣3分，作业未交一次扣三分，总共累计4次及以上按挂科处理。特殊情况需提供导员签字的请假条，按出勤计算。上课回答问题正确：额外奖励3分。全勤奖：点名全到，作业全交，额外奖励5分。（不包括请假并提供假条者。）教学参考书2、《微波技术基础》全绍辉编著高等教育出版社1、《微波技术与天线》第三版郭辉萍、刘学观编著西安电子科技大学出版社微波技术与相关课程之间的关系一、微波及其特点微波是频率非常高的电磁波，通常我们将频率为300MHz至3000GHz的电磁

2、波称作微波，又将微波波段分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个波段。一般地说，微波在电磁波频谱中所处的位置在甚高频(UHF)和光波之间。微波在电磁波频谱中所处的位置决定了它的许多特点，并使得微波技术具有许多不同于低频电路理论和光学理论的概念及独特分析方法。电磁波谱低频(Audio/RF)微波光学频率30M~4GHz，射频（RF）根据电磁波频率、波长与速度的关系：f3108米/秒可知，微波的波长范围在1米至0.1毫米之间。整个微波频段又可以划分为几段，它们是：常用微波波段的划分为了充分利用微波频谱资源，避免相互干扰，国际上对各射频微波频段的用途都有一些规定

3、。频段基本用途备注VHF、UHF(30MHz~3GHz)电视广播、警察、防灾、道路、电力、矿山、汽车、火车、航空、卫星通信、行业专用指挥系统、个人无线电、气象雷达、地面雷达、海事雷达、二次雷达、生物医学、工业加热等技术发展成熟，应用范围最广，频谱最拥挤SHF(3GHz~30GHz)公用微波中继通信、行政专用中继通信、卫星电视、导航、遥感、射电天文、宇宙研究、探测制导、军用雷达、电子对抗等。穿透大气层，广泛应用于空间技术EHF(30GHz~3000GHz)各种小型雷达、专门用途通信、外太空研究、核物理工程、无线电波谱学。尺寸更小，接近红外线，与近代物理学相关对于低频

4、电磁波，其波长远大于电路的实际尺寸，主要强调“路”的概念，在实际的设计与应用中，集总参数的使用相对来说占主导地位，分布参数相对来说不是很明显；对于微波，由于频率越高，波长较短，可与电系统的实际尺寸相比拟，实质上是“场”的概念在主导。由于微波波长的特殊性，它具有以下特点：1.穿透性2.似光性3.热效应特性4.宽频带特性5.抗低频干扰特性6.散射特性7.视距传播特性8.电磁兼容与电磁环境污染9.分布参数的不确定性1.穿透性微波照射到介质时具有穿透性，主要表现在云、雾、雪等对微波传播影响较小，这为全天候微波通信和遥感技术打下了基础；微波能穿透生物体，这为微波生物医学打下

5、基础；另一方面，微波具有穿越电离层的透射特性，实验证明：微波波段的几个分波段如1～10GHz、20～30GHz及91GHz附近受电离层的影响较小，可以较为容易地由地面向外层空间传播，从而成为人类探索外层空间的“无线电窗口”，它为空间通信、卫星通信、卫星遥感和射电天文学的研究提供了难得的无线电通道。2.似光性微波具有类似光一样的特性，主要表现在反射性、直线传播性及集束性等几个方面。由于微波的波长与地球上的一般物体（如飞机、轮船、汽车等）的尺寸相比要小得多，或在同一数量级，因此当微波照射到这些物体时会产生强烈的反射，基于此特性人们发明了雷达系统；微波如同光一样在空间直

6、线传播，如同光可聚焦成光束一样，微波也可通过天线装置形成定向辐射，从而可以定向传输或接收由空间传来的微弱信号，实现微波通信或探测。3.热效应特性当微波电磁能量传送到有耗物体的内部时，就会使物体的分子互相碰撞、摩擦，从而使物体发热，这就是微波的热效应特性。利用微波的热效应特性可以进行微波加热，由于微波加热具有内外同热、效率高、加热速度快等特点，因而被日益广泛应用于粮食、茶叶、卷烟、木材、纸张、皮革、食品等各种行业中。另外，微波对生物体的热效应也是微波生物医学的基础。4.宽频带特性任何通信系统为了传递一定的信息必须占有一定的频带，为传输某信息所需的频带宽度叫做带宽。要

7、传输的信息越多，所用的频带就越宽。通常一个传输信道的相对带宽（即频带宽度与中心频率之比）不能超过百分之几，所以为了使多路电视、电话能同时在一条线路上传送，就必须使信道中心频率比所要传递的信息总带宽高几十至几百倍。而微波具有较宽的频带特性，其携带信息的能力远远超过中短波及超短波，因此现代多路无线通信几乎都工作在微波波段。随着数字技术的发展，单位频带所能携带的信息越来越多，这为微波通信提供了更加广阔的应用前景。5.抗低频干扰特性地球周围充斥着各种各样的噪声和干扰，主要归纳为：由宇宙和大气在传输信道上产生的自然噪声，由各种电气设备工作时产生的人为噪声。由于这些噪声一般在

8、中低频区域