1章绪论1解析.ppt

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1、微波技术微波技术陈陈 章章 友友13545243963参考文献参考文献微波技术与工程天线微波技术电磁波工程电磁场微波技术与天线微波技术与天线微波技术与天线微波技术与天线微波技术与天线王保志吴正娴朱建清盛振华刘学观王新稳赵姚同殷际杰人民邮电1991科学2005国防科大2000西电1995西电2001电子工业2003东南大学1995电子工业2004绪论绪论绪论包括两方面的内容绪论包括两方面的内容:一一 微波及其特点微波及其特点二二 微波应用微波应用30KHz300KHz 3MHz30MHz300MHz3GHz30GHz300GHz3000GHz3.84 1014Hz 7.7 1014Hz3 101

2、6Hz3 1019Hz3 1023Hz104 m 103 m 100 m 10 m 1 m 10 cm1 cm1 mm.1 mm.78 um .39 um.01 um10-11m10-15m超短波(米波)短波中波 长波 分米波厘米波 毫米波 亚毫米波 红外线 可见光 紫外线 X射线 射线 无线电波 光辐射 光子辐射 微波的概念微波的概念 通常将波长为通常将波长为1m0.1mm 之间，相应的频率范围为之间，相应的频率范围为300MHz3000GHz的电磁波称为微波的电磁波称为微波 微微 波波电电 磁磁 频频 谱谱微波及其特点微波及其特点 f infraredultravioletelectrom

3、agneticmegaGigateradecimicro(1GHz=1000MHz)Problem:Electron density of a conducting wire is 1023 per cm3.if current intensity is 1A,calculate the electron velocity.Provide the area of the wire is 1 mm2.微波的概念微波的概念 从从电电磁波磁波谱图谱图中可中可见见，微波的低，微波的低频频端接近于超短波，高端接近于超短波，高频频端与端与红红外外线线相毗相毗邻邻，因此它是一个，因此它是一个频带频带很很宽宽

4、的的频频段，其段，其宽宽度度3000 GHz，比，比所有普通无线电波波段总和宽上万倍。所有普通无线电波波段总和宽上万倍。表表0-1，0-2分别给出了普通无线电波段和微波波段的划分。分别给出了普通无线电波段和微波波段的划分。波段名称波长范围频率范围频段名称超长波105104 m3KHz30KHz甚低频（VLF）长波104103 m30KHz300KHz低频（LF）中波103102 m300KHz3MHz中频（MF）短波10010 m3MKHz30MHz高频（HF）超短波101 m30MHz300MHz甚高频（VHF）表表0-1普通无线电波波段的划分普通无线电波波段的划分微波的概念微波的概念波段名

5、称波长范围频率范围频段名称分米波1m10cm300MHz3GHz特高频(UHF)厘米波10cm1cm3GHz30GHz超高频(SHF)毫米波1cm1mm30GHz300GHz 极高频(EHF)亚毫米波1mm0.1mm300GHz3THz超极高频表表0-2 微波波段的划分微波波段的划分微波的概念微波的概念波段名称波长范围频率范围频段名称超长波105104 m3KHz30KHz甚低频（VLF）长波104103 m30KHz300KHz低频（LF）中波103102 m300KHz3MHz中频（MF）短波10010 m3MKHz30MHz高频（HF）超短波(米波)101 m30MHz300MHz甚高频

6、（VHF）整个无线电波波段的划分整个无线电波波段的划分分米波1m10cm300MHz3GHz特高频(UHF)厘米波10cm1cm3GHz30GHz超高频(SHF)毫米波1cm1mm30GHz300GHz极高频(EHF)亚毫米波1mm0.1mm300GHz3THz超极高频微波的概念微波的概念 在长期实际应用中在长期实际应用中,对微波波段还常有更细的划分对微波波段还常有更细的划分,并用不同的拉丁字母作为分波段的代号，如下表所示。并用不同的拉丁字母作为分波段的代号，如下表所示。波段频率范围（GHz）波段频率范围(GHz)P0.231.12Q33.050.0L1.121.7U40.060.0Ls1.7

7、2.6M50.075.0S2.63.95E60.090.0C3.955.85F90.0140.0Xc5.858.2G140.0220.0X8.212.4R220.0325.0Ku12.418.0K18.026.5Ka26.540.0 现在常说的射频是指频率范围在现在常说的射频是指频率范围在100M5,10GHz的电磁波。的电磁波。0.21122448812121818272740微波特点1、频率高、频率高 微波有以下几个不同于其他无线电波的特点微波有以下几个不同于其他无线电波的特点2、似光性、似光性 3、能穿透电离层、能穿透电离层 4、微波的量子能量不够大、微波的量子能量不够大 5、微波电路研

8、究方法有别于低频电路。、微波电路研究方法有别于低频电路。6、在测量技术上微波波段有明显特点。、在测量技术上微波波段有明显特点。微波频率高微波频率高 振荡周期很短，在振荡周期很短，在10-910-12秒比低频器件秒比低频器件电子的度越时间电子的度越时间10-810-9属同一数量级或者还小得多属同一数量级或者还小得多.一些在低频段的器件已不再适用，必须考虑在原理上完一些在低频段的器件已不再适用，必须考虑在原理上完全新颖的微波电子器件。全新颖的微波电子器件。微波的频率高，在不太大的相对带宽下，其可用微波的频率高，在不太大的相对带宽下，其可用频带很宽。频带宽意味着信息容量大，使得它在需要很频带很宽。频

9、带宽意味着信息容量大，使得它在需要很大信息容量的场合得到了广泛的应用大信息容量的场合得到了广泛的应用微波的波长比一般的宏观物体（如建筑物、船舰、飞机、导微波的波长比一般的宏观物体（如建筑物、船舰、飞机、导弹等）的尺寸都小的多，当微波波束照射到这些物体上时，弹等）的尺寸都小的多，当微波波束照射到这些物体上时，将会产生显著的反射。将会产生显著的反射。波长愈短，其传播特性就愈接近于几何光学，波束的定向性波长愈短，其传播特性就愈接近于几何光学，波束的定向性和分辨能力就愈高，天线的尺寸也可以作得愈小。和分辨能力就愈高，天线的尺寸也可以作得愈小。微波能毫无阻碍地、低衰减地穿过电离层，因此称微波是微波能毫无

10、阻碍地、低衰减地穿过电离层，因此称微波是“宇宙窗口宇宙窗口”，为卫星通信，宇宙通信，导航，定位以及，为卫星通信，宇宙通信，导航，定位以及射射电天文学的研究和发展提供了广阔的发展前景。电天文学的研究和发展提供了广阔的发展前景。不足以改变物质分子的内部结构或破坏分子间的键。不足以改变物质分子的内部结构或破坏分子间的键。而由物理学知道，分子、原子和原子核在外加电磁而由物理学知道，分子、原子和原子核在外加电磁场的周期力作用下所呈现出的许多共振现象都发生场的周期力作用下所呈现出的许多共振现象都发生在微波范围，因此微波为探索物质的内部结构和基在微波范围，因此微波为探索物质的内部结构和基本特性提供了有效的研

11、究手段。本特性提供了有效的研究手段。低频电路的电压、电流仅是时间的函数低频电路的电压、电流仅是时间的函数与空间位置无关与空间位置无关,在微波电路中，电压、在微波电路中，电压、电流已不具有明确的物理意义，它们不电流已不具有明确的物理意义，它们不仅是时间的函数，而且还是空间的函数仅是时间的函数，而且还是空间的函数低频电路的研究方法已不适用于微波电低频电路的研究方法已不适用于微波电路，必须建立新的研究体系。路，必须建立新的研究体系。低频电路测量的几个基本参量是电压、电流和频率，在微低频电路测量的几个基本参量是电压、电流和频率，在微波波段测量的基本参量是功率、阻抗和反射系数。波波段测量的基本参量是功率

12、、阻抗和反射系数。7、在微波波段空间噪声低、在微波波段空间噪声低 GHz等效噪声温度（等效噪声温度（K）低频段1/f 宇宙噪声微波段低噪声区氧原子辐射噪声水蒸气辐射噪声微波的应用微波的应用1、微波技术的早期发展是和雷达交织、微波技术的早期发展是和雷达交织 在一起的。在一起的。2、微波通信是最有发展前途的三大传、微波通信是最有发展前途的三大传 输手段（微波、卫星、光纤）输手段（微波、卫星、光纤）之一。之一。3、微波能的工农业应用。、微波能的工农业应用。4、微波在其他科学领域有着广泛的应、微波在其他科学领域有着广泛的应 用，形成了许多新的科学分支。用，形成了许多新的科学分支。5、计算机中的应用、计

13、算机中的应用6、微波在移动通信中的应用，、微波在移动通信中的应用，包括无包括无 线网卡、蓝牙技术、无线收费系统线网卡、蓝牙技术、无线收费系统分辨能力高分辨能力高测量精度高测量精度高设备体积小设备体积小 加热、理疗加热、理疗无损测量无损测量新型能源新型能源 射电天文射电天文微波遥感气象微波遥感气象 芯片制造封装芯片制造封装走线与连接走线与连接 接力通信接力通信散射通信散射通信卫星通信卫星通信毫米波保密通信毫米波保密通信 对空搜索雷达波段VHFPLSCXKu频率30-300M 0.3-1 G1-2 G2-4 G4-8 G8-12 G 12-18 G型号数(137)121148531120百分率8.

14、883538.780.70地空导弹雷达波段PLSCXKuK频率0.3-1 G1-2 G2-4 G4-8 G8-12 G 12-18 G 18-27 G型号数(82)0 714 9 31138百分率08.5171137.815.99.8机载预警雷达波段VHFPLSCXKu频率30-300M 0.3-1 G1-2 G2-4 G4-8 G8-12 G 12-18 G型号数(14)0117 032百分率07.17.150021.414.3机载火控雷达波段VHFPLSCXKu频率30-300M 0.3-1 G1-2 G2-4 G4-8 G8-12 G 12-18 G型号数(63)011004714百分率

15、01.61.60074.622.2微波雷达微波雷达The microwave radar sensor is in the nose of the 737.微波应用实例微波应用实例舰载雷达波段VHFPLSCXKuK频率30-300M 0.3-1 G1-2 G2-4 G4-8 G8-12 G 12-18 G 18-27 G型号数(285)121257742083298百分率4.14.119.325.16.828.19.82.7微波雷达微波雷达Microwave Radar At War 1 微波应用实例微波应用实例微波中继站及天线微波中继站及天线微波应用实例微波应用实例微波加热微波加热微波应用实

16、例微波应用实例传送带输送式传送带输送式12KW微波硫化设备（橡胶生产）微波硫化设备（橡胶生产）微波加热设备微波加热设备SK-9701微波综合治疗仪微波综合治疗仪微波加热微波加热微波应用实例微波应用实例微波宇宙探测天线微波宇宙探测天线微波应用实例微波应用实例Torun Centre for Astronomy常用无线通讯系统频段图常用无线通讯系统频段图3MHZ30MHZ100MHZ300MHZ900MHZ1800MHZ2.4GHZAM 广播广播电话、电报电话、电报FM 广播广播TV VHFTV UHFCT2 CT3 IS54 IS95 JDC CDPD GSM900GSM 1800 DECT PHP PACS GPS CDA IMT2000无线接入技术无线接入技术 WLAN5.8GHZISM（HyperLAN）RF/MW Front-end TransceiverRF/MW BPFPreAMPIF BPFRF/MW BPFLNAIF BPFIF AMPDown-MixerRx ANTPower SplitterCouplerTx ANTPAUp-MixerIF AMPBaseProcessorUnit(BPU)GainControllerPADPADPLLVCO两点注意事项v跟上课程节奏v及时完成作业