微波技术发展与功分器
微波技术 发展史
微波技术发展史微波技术是一种重要的无线通信技术，也是无线电通信领域的重要组成部分。
其发展历史可以追溯到20世纪初。
以下是微波技术发展史的大致概述：一、早期发展20世纪初，人们开始研究电磁波的性质和应用。
在无线电通信领域，人们发现了与长波、中波和短波不同的一类电磁波，这就是微波。
微波的频率范围一般被定义为300MHz 到300GHz。
在早期，微波技术主要应用于雷达系统和通信系统中。
二、第二次世界大战期间的发展第二次世界大战期间，微波技术得到了迅速的发展。
各国都投入大量资源用于发展雷达系统和通信系统，这推动了微波技术的快速发展。
微波技术在军事领域的应用成为了当时的焦点，不仅促进了技术的突破，也对后来的民用领域产生了影响。
三、民用领域的发展二战结束后，微波技术得到了广泛的民用应用。
无线通信系统、卫星通信系统、微波炉等产品的问世，使微波技术成为了现代通信和生活的重要组成部分。
微波技术的进步也带动了其他领域技术的发展，如微波集成电路、微波天线等新技术的涌现。
四、数字技术的应用随着数字技术的迅速发展，微波技术也得到了极大的推动。
数字通信系统、卫星导航系统、雷达监测系统等都广泛应用了微波技术。
微波技术开始向更高频段扩展，如毫米波通信、太赫兹技术等，为通信系统的容量和速率提供了更多的可能。
五、未来发展趋势未来，随着5G、6G等新一代通信系统的广泛应用，微波技术将继续发挥着重要作用。
人工智能、物联网等新技术的发展也将为微波技术的应用带来新的挑战和机遇。
在宇宙探索、地球监测等领域，微波技术也将继续发挥着重要作用。
微波技术经历了近一个世纪的发展，已经成为了现代通信、雷达、生活电器等领域的重要技术。
它的发展历程充满着技术突破和创新，为人类社会的进步做出了重要贡献。
随着技术的不断进步，微波技术在未来的应用领域将会更加广泛，为人类社会带来更多的便利和可能。
超宽带微波功分器的研制
超宽带微波功分器的研制超宽带微波功分器是一种关键的微波器件，主要用于超宽带信号的分配和传输。
由于超宽带信号具有宽带宽、高速度和低延迟等特点，因此在通信、雷达、电子对抗等领域具有广泛的应用前景。
本文将围绕超宽带微波功分器的研制展开讨论，介绍相关的理论知识和技术，并探讨实验设计和数据分析。
超宽带微波功分器的基本原理和相关技术超宽带微波功分器的主要原理是利用微波传输线、微波元件和波导等元件，将输入的超宽带信号分成多个输出信号，并对输出信号进行相位和振幅的调整，以保证输出信号的质量和稳定性。
超宽带微波功分器的主要技术包括微波理论、功率谱密度分析、计算机辅助设计等。
微波理论是研究超宽带微波功分器的基础，通过对微波传输线、微波元件和波导等元件的电磁场分布和传输特性进行研究，可以更好地了解超宽带微波功分器的性能。
功率谱密度分析技术则可以对超宽带信号的频谱分布进行分析，以便更好地了解信号的特性和进行信号处理。
计算机辅助设计技术可以借助计算机软件对超宽带微波功分器进行设计和优化，提高设计效率和准确性。
超宽带微波功分器的实验设计与数据分析实验设计：确定实验目标：本实验主要目标是研制一款超宽带微波功分器，要求其具有宽带宽、高功率、低损耗等优点，并能够实现多种输出信号形式的灵活转换。
选择实验材料：根据实验目标，选用合适的微波传输线、微波元件和波导等元件，并借助计算机辅助设计软件进行设计和优化。
设计实验方案：根据实验目标，制定详细的实验方案，包括实验步骤、操作流程和数据采集与分析方法等。
同时，对实验过程中可能出现的各种问题进行预测和解决方案的制定。
数据分析：数据处理：对实验过程中采集到的各种数据进行处理和分析，包括数据的清洗、整理、归纳和可视化等，以便更好地了解超宽带微波功分器的性能和特性。
结果分析：根据处理后的数据，对超宽带微波功分器的性能进行评估和分析，包括相位精度、振幅稳定性、频率带宽、插入损耗等方面的评估。
同时，对实验过程中出现的问题进行分析和总结，提出改进措施和方案。
最新12微波技术的发展和应用汇总
▪雷 达 ▪ 电子对抗
① 雷达－微波技术的最初动力
雷达是微波技术应用的典型例子。在第二次世界大战期间， 敌对双方开始了迅速准确地发现敌人的飞机和舰船的踪迹，继 而又为了指引飞机或火炮准确地攻击目标，所以发明了可以进 行探测、导航和定位的装置，这就是雷达。事实上，正是由于 第二次世界大战期间对于雷达的急需，微波技术才迅速发展起 来。雷达的发展经过了几个阶段。为适应各种不同要求，雷达 的种类很多，性能也在不断提高。现代雷达多数是微波雷达。 迄今为止，各种类型的雷达，例如导弹跟踪雷达、炮火瞄准雷 达、导弹制导雷达、地面警戒雷达乃至大型国土管制相控阵雷 达等，仍然代表微波频率的主要应用。这主要是由于这些雷达 要求它所用的天线能象光探照灯那样，把发射机的功率基本上 全部集中于一个窄波束内辐射出去。
空间波的传播有它有利的一面，也有不利的一面。 有利方面是可以把作用范围限制在我们所需要的区域内， 以避免干扰。同时由于微波可以穿透电离层而不像频率较低的 电磁波那样被电离层折返或吸收，因此，地球和宇宙之间的通 信、卫星通信等必须使用微波。 不利一面是明显的，即在地球上它不能直接传播到很远的 地方（一般不超过50km）。因为地球表面是弯曲的球面，一 个高100m的发射天线其作用半径只有约40km。当然，天线越 高作用半径越大，但架设很高的天线是困难的。
为了解决微波传播距离有限这个困难，通常采用以下几种方法： 中继通信(接力通信)：在相距很远的发射台与接收台之间设立若 干中继站(接力站)，站与站之间的距离不超过视距。这样，微波信 号就可以像接力棒一样一站一站地传递过去。古代的烽火台和驿 站传书就是中继通信的应用例子。 散射通信：在距地面上几十千米以内的大气层叫做对流层，可 以利用它对微波的散射作用进行距壁通信。 卫星通信和卫星广播：如前所述，微波天线架设得越高通信距 离越大，广播的服务半径也越大。如果把中继站或发射台及其天 线放到人造卫星上去，那么，这个中继站或发射台的作用距离就 可以大大增加。这就是目前在国际或国内通信及电视转播和广播 中占重要地位的卫星中继通信或卫星电视广播。目前广泛使用的 是在赤道上空距地面约36000km的同步轨道上的卫星。在这个轨 道上卫星公转周期恰好等于地球的自转周期，从地面上看，卫星 是固定不动的，这种卫星称为同步卫星，三颗这样的同步卫星就 可覆盖全球的大部分面积(南北极除外)。
功分器
前言研究的背景与意义人类进入二十世纪以来，随着现代电子和通信技术的飞速发展，信息交流越发频繁，各种各样的电子电汽设备已经大大影响到各个领域企业及家庭。
无论哪个频段工作的电子设备，都需要各种功能的元器件，既有如电容、电感、电阻、功分器等无源器件，以实现信号匹配、分配、滤波等；又有有源器件共同作用。
微波系统不例外地有各种无源、有源器件，它们的功能是对微波信号进行必要的处理或变换。
现代无源器件中，微带功分器从质量及重量上都日显重要。
功分器的产生与发展在微波电路中，为了将功率按一定的比例分成两路或者多路，需要使用功率分配器。
功率分配器反过来使用就是功率合成器，所以通常功率分配/合成器简称为功分器。
在近代微波大功率固态发射源的功率放大器中广泛地使用着功率分配器，而且功率分配器常是成对的使用，先将功率分成若干份，然后分别放大，再合成输出。
1960年，Ernest J. Wilkinson发表了名为An N-way Hybird Power Divede的论文中介绍了一种在所有端口均匹配、低损耗、高隔离度、同相的N端口功分器。
以后的研究人员便称这种类型的功分器为威尔金森功分器。
最初它的原始模型是同轴形式，此后在微带和带状线结构上得到了广泛地应用和发展，工程中大量使用的是微带线形式，大功率情况下也会用到空气带状线或空气同轴线形式。
和其他的微带电路元件一样，功率分配器也有一定的频率特性。
当频带边缘频率之比f1/f2=1.44时，输入驻波比（VSWR）<1.22时，输入驻波比（VSWR）下降到1.42，两端口隔离度只有14.7dB。
威尔金森功分器的狭窄带宽限制了其在宽带系统中的应用。
为了进一步加宽工作带宽，可以用多节的宽频功率分配器，即增加λg/4线段和相应的隔离电阻R的数目。
目前常见的微波功分器是采用微带线或腔体波导等结构的分布参数功分器。
腔体波导功分器插损小、平衡度好，但隔离度较差，制作工艺较复杂，微带功分器制作简单，但相对带宽较小。
微波功分器
用于生成版图的原理图
原理图生成的功分器版图
观察仿真曲线
结论
经过数据分析，发现参数均能ห้องสมุดไป่ตู้足设计要求，性能指
标基本合格，实验比较成功。 通过本次实验，在老师的指导之下，使我们基本了解 了功分器的设计思路，夯实了与功分器有关的专业基 本知识，进一步掌握了ADS软件的仿真及优化方法， 对微波器件的设计及制作有了初步的认识，实现了学 习毕业设计的目的。
功分器实物图：
功分器的技术指标
通带内各端口回波损耗
通带内两输出端口间的隔离度
通带内传输损耗 通带内功分比
功分器电路结构图
功分器的设计
本节内容是介绍使用ADS软件设计功分器的方法：包
括原理图绘制，电路参数的优化、仿真，版图的仿真 等 下面开始按顺序详细介绍对一分二微波功分器的设计 的步骤
功分器的设计
设计指标：通带内频率范围0.9－1.1GHz，通带内各
端口回波损耗小于-20dB ，两输出端口隔离度小于25dB，传输损耗小于3.1dB。 在进行设计时，主要是以功分器的S参数作为优化目 标进行优化仿真。S21、 S31是传输参数，反映传输 损耗；S11、 S22、 S33分别是输入输出端口的回波 损耗。S23反映了两个输出端口之间的隔离度。
专业： 班级： 学号： 指导老师： 学生：
主要内容
功分器概述
功分器的技术指标
功分器的设计 结论
功分器的概述
功率分配器是将输入信 号功率分成相等或不相 等的几路输出的一种多 端口的微波网络，广泛 应用于雷达、多路中继 通信机等大功率器件等 微波射频电路中。功率 分配器又可以逆向使用 作为功率合成器，因此 有时又称为功率分配/合 成器 。
通信电子中的功分器技术
通信电子中的功分器技术随着时代的发展，通信技术得到了极大的发展。
在现代通信中，功分器技术得到了广泛应用。
功分器技术是一种用于分配电功率的技术。
它可以将电路中的电源功率分配到多路分支上，通常用于支持多个天线或发送器-接收器之间的合适的功率分配。
功分器技术主要分为两类：微波功分器和RF功分器。
一、微波功分器微波功分器主要用于毫米波频段的通信，例如5G无线通信。
微波功分器分为三种类型：平面波导、耦合振荡器和平板式。
平面波导功分器是一种在微波传输系统中广泛使用的技术，它采用槽状结构将信号分为不同的输出端口。
平面波导功分器的主要优点是频带宽度大、插入损耗低、分离度好，可以在几百兆赫兹到几千兆赫兹的频率范围内使用。
耦合振荡器功分器是另一种常用的微波功分器，它是一种被动分配器，使用奇偶模式振荡器将能量分配到输出端口。
该功分器优点是体积小、损耗小，可以在1到60吉赫的频率范围内使用。
平板式功分器也被称为二元算子功分器，这是一种被动分配器，通过将输出端口合并为每个输入端口的组合来实现功率分配。
该功分器优点是频带宽度大、分离度好、尺寸小，适用于在几百兆赫兹到几千兆赫兹的频率范围内使用。
二、RF功分器RF功分器主要用于VHF和UHF频段，包括无线电和电视广播。
单向励磁功分器是RF功分器的一种。
它使用金属板，该板的几个口袋使能量在几个输出端口之间平均分配。
单向励磁功分器最大的优点是它的成本低。
它可以使用在1至50兆赫范围内。
双均充功分器是RF功分器的另一种类型，它通过将功率分配到两个不同的截面上实现。
该功分器主要用于VHF和UHF频段中使用。
在实际应用中，功分器技术可以与其他通信技术相结合。
如果需要传输不同的通信协议，将功分器作为信号处理链条的一部分是很有用的。
总之，功分器技术是通信电子领域中不可或缺的一部分。
它能够在系统中实现更加可靠和高效的功率分配，对于各种通信要求都是必不可少的。
功分器的种类繁多，各有优缺点，在实际应用中需要谨慎选择。
微波技术发展与前景展望
微波技术发展与前景展望1、引言微波技术是近一个世纪以来最重要的科学技术之一，从雷达到广播电视、无线电通信再到微波炉，其波长约在１米到１毫米之间,可被进一步细分为分米波，厘米波和毫米波.随着现代微波技术的发展，波长在１毫米以下的亚毫米波也被视为微波的范畴,这相当于把微波的频率范围进一步扩大到更高的频率。
因此，有的文献里也把微波的频率范围定义为300MHZ－3000GHZ.本文介绍了微波技术的发展以及在各个领域中的应用，并对微波技术未来的发展方向进行了讨论。
2、微波技术发展简史从19世纪末德国物理学家赫兹发现并用实验证明了电磁波的存在后,对电磁波的研究便迅速展开。
对微波直到20世纪初期对微波技术的研究又有了一定的进展。
到了20世纪30年代,高频率的超外差接受器和半导体混频器的出现为微波技术的进一步发展提供了条件，使得微波技术的发展取得的一定的进步。
我国开始研究和利用微波技术是在20世纪70年代初期，首先是在连续微波磁控管的研制方面取得重大进展,特别是大功率磁控管的研制成功,为微波技术的应用提供了先决条件.20世纪80年代，我国开始生产微波炉,到目前为止，已经发展有家用微波炉、工业微波炉等系列产品,产品质量接近或达到世界先进水平。
随着科学技术的迅猛发展，微波技术的研究向着更高频段──毫米波段和亚毫米波段发展。
3、微波技术发展现状和未来趋势进入21世纪，微波技术继续在广播、有线电视、电话和无线通信领域发挥着巨大的作用，在其他领域如计算机网络等应用中也崭露头角.在广播电视方面，当前广播电视节目制作逐步走向数字化。
在通信领域,微波与卫星和光缆并列为现代通信传输的三大支柱。
微波通信可作为干线光纤传输的备份及补充，解决城区内铺设有线资源困难的问题。
此外，诸如微波单片集成、全数字化处理、数字专用集成电路等提高可靠性及降低成本的技术也需要进一步的研究。
3。
1 太赫兹波的应用太赫兹时域光谱技术是国际上近年来发展起来的研究技术。
微波技术的发展和应用
电子干扰
主动干扰
抗干扰 其它干扰
③ 微波的其他应用
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。
3. 在微波能方面的应用源
加热
处理（快 速均匀）
消毒（杀 虫灭菌）
微 微波能量传递 波
弹
4. 在生物医学方面的应用 诊断：（磁共振）
热效应：微波理疗、组织固定。 治疗
非热效应：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
5. 在科学研究方面的应用
微波可以作为科学研究的一种重要手段。根据各种物质对 微波吸收的不同，可以用来研究物质的内部结构；利用大气 对微波的吸收和反射特性，来观察气象的变化；在射电天文 学中，利用微波作为一种观测手段，可以发现新的星体。 在 生物医学方面的应用
短波通信就是利用了天波，它可实现远距离通信，但不够 稳定，因为电离层的密度和高度随季节，昼夜以及太阳的活 动而变化。 到了超短波和微波波段，地波的衰减更大，已无法利用。 同时，这个波段的电磁波一般不能被电离层折射返回地面， 它能穿过电离层，因此不能采用天波的传播方式。
超短波和微波只能在视距内沿直线传播，并能穿过电离层 到达外层空间(视距传播)，这种传播称为空间波。
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，从此， 在自由空间中飞翔的电波替代了信鸽。
20世纪20年代初：短波通信
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微波技术与功分器
10电子科学与技术
10205070218
沈培新
微波是指波长在1mm～1000mm、频率在300MHz～300GHz范围之间的电磁波，因为它的波长与长波、中波与短波相比来说，要“微小”得多，所以它也就得名为“微波”了。
微波有着不同于其他波段的重要特点，它自被人类发现以来，就不断地得到发展和应用。
19世纪末，人们已经知道了超高频的许多特性，赫兹用火花振荡得到了微波信号，并对其进行了研究。
但赫兹本人并没有想到将这种电磁波用于通信，他的实验仅证实了麦克斯韦的一个预言──电磁波的存在。
20世纪初期对微波技术的研究又有了一定的进展，1936年4月美国科学家South Worth用直径为12．5cm青铜管将9cm的电磁波传输了260m远，波导传输实验的成功激励了当时的研究者，因为它证实了麦克斯韦的另一个预言──电磁波可以在空心的金属管中传输，因此在第二次世界大战中微波技术的应用就成了一个热门的课题。
战争的需要，促进了微波技术的发展，而电磁波在波导中传输的成功，又提供了一个有效的能量传输设备，微波电真空振荡器及微波器件的发展十分迅速。
在1943年终于制造出了第一台微波雷达，工作波长在10cm。
在第二次世界大战期间，由于迫切需要能够对敌机及舰船进行探测定位的高分辨率雷达，大大促进了微波技术的发展。
第二次世界大战后，微波技术进一步迅速发展，不仅系统研究了微波技术的传输理论，而且向着多方面的应用发展，并且一直在不断地完善。
我国开始研究和利用微波技术是在20世纪70年代初期，首先是在连续微波磁控管的研制方面取得重大进展，特别是大功率磁控管的研制成功，为微波技术的应用提供了先决条件。
20世纪80年代，我国开始生产微波炉，到目前为止，已经发展有家用微波炉、工业微波炉等系列产品，产品质量接近或达到世界先进水平。
随着科学技术的迅猛发展，微波技术的研究向着更高频段──毫米波段和亚毫米波段发展。
一、微波的特性
一是似光性。
微波波长非常小，当微波照射到某些物体上时，将产生显著的反射和折射，就和光线的反、折射一样。
同时微波传播的特性也和几何光学相似，能像光线一样地直线传播和容易集中，即具有似光性。
这样利用微波就可以获得方向性好、体积小的天线设备，用于接收地面上或宇宙空间中各种物体反射回来的微弱信号，从而确定该物体的方位和距离，这就是雷达导航技术的基础。
二是穿透性。
微波照射于介质物体时，能深入该物体内部的特性称为穿透性。
例如微波是射频波谱中惟一能穿透电离层的电磁波（光波除外）。
因而成为人类外层空间的“宇宙窗口”；微波能穿透生物体，成为医学透热疗法的重要手段；毫米波还能穿透等离子体，是远程导弹和航天器重返大气层时实现通信和末端制导的重要手段。
三是信息性。
微波波段的信息容量是非常巨大的，即使是很小的相对带宽，其可用的频带也是很宽的，可达数百甚至上千兆赫。
所以现代多路通信系统，包括卫星通信系统，几乎无例外地都是工作在微波波段。
此外，微波信号还可提供相位信息、极化信息、多普勒频率信息。
这在目标探测、遥感、目标特征分析等应用中是十分重要的。
四是非电离性。
微波的量子能量不够大，因而不会改变物质分子的内部结构或破坏其分子的化学键，所以微波和物体之间的作用是非电离的。
而由物理学可知，分子、原子和原子核在外加电磁场的周期力作用下所呈现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本特性提供了有效的研究手段
二：在生活中的应用：
在工农业上用作加热、干燥；
在化学工业中催使化学反应；
在科研中激发等离子体等。
家用微波炉就是微波能应用的一个典型例子。
越洋电话、电信也是经过卫星送出讯号，所用的都是微波。
现在几乎每个人都在拨打手机，就是微波在帮我们服务。
微波能的医学应用，在世界范围内正迅速发展中，在日本国每年一次全国研讨会，除了在手术中应用外，正在进行粉碎胆石及尿石的探索，针对胆管癌的动物实验已见报导，俄罗斯声称已研制成可应用的微波刀
三：功分器
功分器全称功率分配器，英文名Power divider，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时可也称为合路器。
一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。
功分器按输出通常分为一分二（一个输入两个输出）、一分三（一个输入三个输出）等。
功分器的主要技术参数有功率损耗（包括插入损耗、分配损耗和反射损耗）、各端口的电压驻波比，功率分配端口间的隔离度、幅度平衡度，相位平衡度，功率容量和频带宽度等。
系列：1、400MHz-500MHz频率段二、三功分器，应用于一般无线电通讯、铁路通信以及450MHz无线本地环路系统。
2、800MHz-2500MHz频率段二、三、四微带系列功分器，应用于GSM/CDMA/PHS/WLAN 室内覆盖工程。
3、800MHz-2500MHz频率段二、三、四腔体系列功分器，应用于GSM/CDMA/PHS/WLAN 室内覆盖工程。
4、1700MHz-2500MHz频率段二、三、四腔体系列功分器，应用于PHS/WLAN室内覆盖工程。
5、800MHz-1200MHz/1600MHz-2000MHz频率段小体积设备内使用的微带二、三功分器。
下面对几种常见的微带功分器进行分析与对比：
一、微带分支线定向耦合器
微带分支线定向耦合器的结构如图1所示，它由两根平行导带组成，通过两条分支导带实现耦合，分支导带的长度及其间隔均为四分之一线上波长。
理想情况下端口1输入无反射，输入的功率由2、3端口输出，端口4无输出，即1、4端口相互隔离。
由微波理论中的奇偶模分析法可以计算出，对于功率平分的情况，分支导带的特性阻抗与输入输出线相同，而平行导带的特性阻抗为输入输出线的
1/，S12与S13有π/2的相位差。
微带分支线电桥主要用作微带平衡混频器，
功分器类型性能频带输出隔离同相输出输出损耗结构分支线定向耦合器窄有否大（路径长了）简单
wilkinson功分器宽有是小简单，有集总参数元件
双线二分线宽没有是？简单。