射频微波常用知识

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1、射频/微波常识1.频谱的划分及其用途对电磁波频谱的划分是美国国防部于第二次世界大战期间提出的,后由国际电工电子工程协会（IEEE）推广,被工业界和政府部门广泛接受。在整个电磁波谱中,射频/微波处于普通无线电波与红外线之间,是频率最高的无线电波,它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和大1000倍以上,可携带的信息量不可想象。表1IEEE频谱划分学术界通常将300MHz~3000GHz的频段称为微波(MW，Microwave)波段，而工程上通常将频率小于3GHz的微波称为射频（RF，RadioFrequency），因此，射频其实并不是一种基于频谱划

2、分的频段，而是工程上为了方便而对频率小于3GHz的微波频段的一种固定称谓。1图1微波射频波段示意图以上划分方式只是基于电磁波本身的特性，实际使用中，对不同频段无线电信号的使用不能随意确定。也就是说,频谱作为一种资源,各国各级政府都有相应的机构对无线电设备的工作频率和发射功率进行严格管理。国际范围内更有详细的频谱用途规定,即CCIR建议文件,在这个文件中,规定了雷达、通信、导航、工业应用等军用或民用无线电设备所允许的工作频段。各个用途在相应频段内只占有很小的一段频谱或点频工作。ITU和各个国家对具体频段的使用领域都有一个明确的规定。表2各无线电频

3、段的基本用途2.射频/微波的特点射频/微波作为一个特殊的应用领域，必然有其统一的基本特性，但是因为频率很高，所以微波的应用也有一些局限性，下面就射频/微波的基本特性和优缺点做一下介绍。一、射频/微波的基本特性(1)频率高-9-13因为微波波段的振荡周期在10~10s数量级，而普通电真空器件中电子的-9渡越时间一般为10s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2影响就不能再忽视了。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

4、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。(2)似光性射频/微波能像光线一样在空气或其他媒体中沿直线以光速传播，在不同的媒体界面上存在入射和反射现象。这是因为射频/微波的波长很短，比地球上的一般物体（如舰船、飞机、火箭、导弹、汽车、房屋等）的几何尺寸小的多或在同一个数量级。当射频/微波照射到这些物体上时将产生明显的反射，对于某些物体将会产生镜面反射。因此，可以制成尺寸和体积合适的天线，用来传输信息，实现通信；可接收物体所引起的回波或其他物体发射的

5、微弱信号，用来确定物体的方向、距离和特征，实现雷达探测。(3)穿透性射频/微波照射某些物体时，能够深入物体的内部。微波（特别是厘米波段）信号能穿透电离层，成为人们探测外层空间的宇宙窗口；能够穿透云雾、植被、积雪和地表层，具有全天候的工作能力，是遥感技术的重要手段；能够穿透生物组织，是医学透热疗法的重要方法；能穿透等离子体，是等离子体诊断、研究的重要手段。(4)非电离性一般情况下，射频/微波的量子能量还不够大，不足以改变物质分子的内部结构或破坏物质分子的键结构。由物理学可知，在外加电磁场周期力的作用下，物质内分子、原子和原子核会产生多种共振现象，

6、其中，许多共振频率就处于射频/微波频段。这就为研究物质内部结构提供了强有力的实验手段，从而形成了一门独立的分支学科——微波波谱学。从另一方面考虑，利用物质的射频/微波共振特性，可以用某些特定的物质研制射频/微波元器件，完成许多射频/微波系统的建立。(5)信息性射频/微波频带比普通的中波、短波和超短波的频带要宽几千倍以上，这就意味着射频/微波可以携带的信息量要比普通无线电波可能携带的信息量大的多。3因此，现代生活中的移动通信、多路通信、图像传输、卫星通信等设备全都使用射频/微波作为传送手段。射频/微波信号还可提供相位信息、极化信息、多普勒频移信息

7、等。这些特性可以被广泛应用于目标探测、目标特征分析、遥测遥控、遥感等领域。二、射频/微波的主要优点由上述基本特性可归纳出射频/微波与普通无线电相比有以下优点：(1)频带宽。可传输的信息量大。(2)分辨率高。连续波多普勒雷达的频偏大,成像更清晰,反应更灵敏。(3)尺寸小。电路元件和天线体积小。(4)干扰小。不同设备相互干扰小。(5)速度快。数字系统的数据传输和信号处理速度快。(6)频谱宽。频谱不拥挤，不易拥堵，军用设备更可靠。三、射频/微波的不利因素由于射频/微波本身的特点，也会带来一些局限性。主要体现在如下几个方面：(1)元器件成本高。(2)辐

8、射损耗大。(3)大量使用砷化镓器件，而不是通常的硅器件。(4)电路中元件损耗大，输出功率小。(5)设计工具精度低，成熟技术少。这些问题都是我们必须面对