微波技术与天线课件
BPF BPF
信号
电子对抗(电子战)
主动干扰 电子干扰 抗干扰 其它干扰
电子对抗侦察 电子干扰 电子防御
微波成像、遥感
环境应用:沙子潮 湿的测量、海洋表 面的风速、洪水绘 图、大气层温度的 轮廓、雪层/冰层 的测绘等。 军事应用:目标检 测、监视、目标确 认、绘图等
天文学应用:行星绘图、银河星 系射电噪声目标的测绘、太阳辐 射测绘、宇宙黑体辐射的测量等。
通 信
1901年马可尼使用800KHz中波信号进行了从英国到 北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的无线电波 的通信试验 20世纪20年代初 20世纪60年代 20世纪80年后 短波通信 卫星通信 移动通信
通信
蓝牙技术
移动通信 卫星通信 广播电视 中继通信 GPS 国外发达国家的微 波中继通信在长途 通信网中所占的比 例高达50%以上。 网络 WLAN
微波能源
加热 处理 (快速均匀) 消毒 (杀虫灭菌) 微波能量传递 微 波 弹
微波辐射
对人体的损害 致癌、致畸、致突变 超 剂 量
空间微波 辐射
1) 一天8小时,其剂量<38μ W/ cm2 2)一天 总剂量<300μ W· h/cm2; 3) P<1mμ W/cm2。
对设备有干扰 电磁兼容
科学研究
生物医学
微波能
雷 达
对目标进行探测和定位
(1)公共应用:机场监视、海上导航、气象雷达、 测量学、飞机着陆、夜间防盗、 速度测量(警戒雷达)、测绘等。
(2)军事应用:空间和海事导航,飞机、 导弹、空间飞行器的定位、检测和跟 踪,导弹的精确制导,导弹和火炮的 点火控制,武器保险、侦察等。
(3)科学应用:天文学、绘图和成像, 精密距离测量,自然资源遥感等。
生物医学
诊断(仲瘤) 治疗(突发性耳聋、疼痛、类风湿关 节炎、肩周炎、某些癌症等) 微波理疗 组织固定 免疫组织化学和免疫细胞化学研究
•交叉学科
微波物理
微波化学
微波吸收光谱学
微波等离子体化学
v f
为方便起见,还将电磁波按照波段来进行划分
常用无线电波的波段—射频:
频段名称及简写 频率范围 甚低频(VLF) 低频(LF) 中频(MF) 高频(HF) 3~30kHz 30~300kHz 300~3000kHz 3~30MHz 波长名称 万米波(甚长波) 千米波(长波) 百米波(中波 调幅广播) 十米波(短波 无线电)
米波,分米波 厘米波 毫米波 亚毫米波
1m~0.1m 10cm~1cm 10mm~1mm 1mm~0.1mm
300MHz~3GHz 3GHz~30GHz 30GHz~300GHz 300GHz~3000GHz
2.
微波的特点
似光性 卫星通信
频率高
多路通信
微 波
穿透性
天文学研究
量子特性
微波波谱学
2.
教
材:微波技术与天线
王新稳等编
刘学观
参考书:微波技术基础 微波技术与天线 微波工程 射频技术 电波与天线 ……
廖承恩
David M. Pozar
天线 (上、下册 )John D. Kraus
学时安排
共48学时,40学时讲授,8学时实验
考试:期终闭卷考试 70%
平时+实验 30% 答疑时间:周二晚7:30-9:30 周三下午3:00-5:00 答疑地点:2406微波光波教研室
2.
微波的特点
3)具有穿透性 • 穿过电离层,探测宇宙的窗口太空以及深空中通信 • 穿透云雾雨雪植被,气象预报 • 穿过生物体,深入物质(介质)内部,研究分子和原子核 的结构。 --近代微波波谱学和量子电子学。 • 穿透地表,探地雷达。 • 穿透等离子体,远程导弹,航天航空。
4)非电离性
微波的量子能量较小,不能改变物质的内部结 构。可引起共振--探索物质的内部结构。
3. 微波的研究方法
麦克斯韦方程组
求波动方程的特解
场的方法
研 究 方 法
得到场的时空变化规律
路的方法
+
类比低频电路,采用等效 电压、等效阻抗等概念。 在一定的条件下,用“路” 的理论求解。
4. 微波的同轴电缆、微 带传输线等导行系统进行 电磁能量的“束缚”传输
空间传播 通过天线形成波束 在空间进行电磁波 的“自由”传输
无线微波接入
紧急状态下 的通信
信息的载体--通信之基础
对于通信与信息专业:主要研究射频范围 内的无线电波的信息处理的学科(包括产生、 放大、调制、传输、接收、发射和测量等)。
本课程主要是针对微波的导行传输、辐射(即天线)
信号
(4) 低通滤 波器 基带 调制器 带通滤 波器 中频带 带通滤 波器 变频器 放大器 带通滤 波器 射频带 (4) 低通滤 波器 解调器 放大器 变频器 带通滤 波器
甚高频(VHF)
特高频(UHF) 超高频(SHF) 极高频(EHF)
30~300MHz
3~30GHz 30~300GHz
米波(超短波 FM 业余无线电)
300~3000MHz 分米波(微波炉 雷达) 厘米波 (雷达 卫星 微波着陆) 毫米波
300~3000GHz 亚毫米波
1. 微波范围
频率: f =300MHz----3000GHz 波长: = 1m----0. 1mm 波 段 波 长 (人体尺寸) 频 率
微波的特点
1)波长短 与地球上一般物体的尺寸相比在同一数量级或 更小。当微波照射到这些物体时将产生显著的 反射。由其似光性(会聚)和直线传播的特点, 可以确定物体的方位和距离。 2)频率很高 故其使用频带宽,信息容量大;同时可提供相 位信息、极化信息、频率信息。但由于其振荡 周期很短(10-9---10-12s),则趋肤效应、辐射 效应、相位滞后等可在低频忽略的一些现象和 效应,此时则不能忽略。
网上答疑:校园网-教育在线 -BB教学平台- 信息与通信学院类别-微波技术
教学内容: 第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 引论 传输线理论 微波网络 常用微波元件 天线基础 常用天线
第0章
什么是
引论
微波 ?
一段特殊频率的电磁波 f :300MHz---3000GHz
§0.1
微波及其特点
§0.2 微波的应用
发展史: 第一阶段:1940年以前,----实验室早期研究阶段,
主要研究微波产生的方法。
第二阶段:1940年---1945年,应用于雷达 第三阶段:应用于通信,广播,电视
发展方向
工作频段向高频段发展
小型化、宽带化
自动化、智能化
微波技术的传统应用是雷达和通讯。
微波的 应用
雷达
通信
电磁波:原理上频率从0到无穷大。
频率 f
超短波
红外光
电磁波谱段
3Hz 105km 3kHz 102km 3M 30M 102m 10m 300M 1m 3G 30G 300G 3000G 0.1m 1cm 1mm 0.1mm
音
频 视 频 射 (RF)
微
频
波
1mm 0.1mm 10mm 1mm 0.1 mm 10nm 1nm 0.1nm0.01nm0.001nm0.0001nm 红 外 线 可见光 紫外线 x 射 线 g 射线