微波与天线课本总结(优秀)

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微波天线与技术课程报告汇总

微波天线与技术课程报告汇总

微波天线与技术课程报告汇总《微波技术与天线》课程考察报告姓名:专业班级:学号:指导老师:许焱平绪论1.微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科,它的基本理论是经典的电磁场理论,研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。

一种是“场”的分析方法,即从麦克斯韦方程出发,在特定边界条件下解电磁波动方程,求得场量的时空变化规律,分析电磁波沿线的各种传输特性;另一种是“路”的分析方法,即将传输线作为分布参数电路处理,用克希霍夫定律建立传输线方程,求得线上电压和电流的时空变化规律,分析电压和电流的各种传输特性。

2.微波的定义:把波长从1m 到0.1mm 范围内的电磁波称为微波。

微波波段对应的频率范围为: 300MHz ~3000GHz 。

在整个电磁波谱中,微波介于超短波与红外线之间,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宽1000倍。

一般情况下,微波又可划分为分米波、厘米波和毫米波和亚毫米四个波段。

3.微波具有如下主要特点:(1)似光性;(2)穿透性;(3)宽频带特性;(4)热效应特性;(5)散射特性;(6)抗低频干扰特性;(7)视距传输特性;(8)分布参数的不确定性;(9)电磁兼容和电磁环境污染。

4.微波技术的主要应用:(1)在雷达上的应用;(2)在通讯方面的应用;(3)在科学研究方面的应用;(4)在生物医学方面的应用;(5)微波能的应用。

f λ31081051010(m)(Hz)3103231063109-13101210-43101510-73101810-10无线电波宇宙射线射频目录绪论 (1)目录 (2)一、均匀传输线理论 (3)二、规则金属波导 (4)三、微波集成传输线……………………5四、微波网络基础 (5)五、微波元器件 (6)六、天线辐射与接收的基本理论 (7)七、电波传播概论 (8)八、线天线 (9)九、面天线 (10)十、微波应用系统 (11)心得体会 (12)本课程我们共学习了十章,主要学习了均匀传输线理论、规则金属波导、微波集成传输线、微波网络基础、微波元器件、天线辐射与接收理论、电波传播概论、线天线、面天线、微波应用系统。

微波与天线总结

微波与天线总结

对称阵子天线:构成:有两根粗线和长度都相同的导线构成,中间为俩个馈电端原理: 若电线上的电流分布已知,则由电基本阵子的辐射场沿整个导线的积分,便得到对称振子的辐射场。

实际上,西振子天线可看成是开路传输线逐渐张开而成,而其电流分布与无耗开路传输线的完全一致,即按正弦驻波分布。

用途:对称振子分为半波对称振子和全波对称振子,半波对称振子广泛的应用于短波和超短波波段,它既可以作为独立天线使用,也可以作为天线阵的阵元,在微波波段还可以作为抛物面天线的馈源。

特点: 方向性比基本振子的方向性稍强一些,平均特性阻抗Z越低R和X随频率的变化越缓慢,其频率特性越好。

所以,欲展开对称振子的工作频带,常利用加粗振子直径的方法。

当h=λ/4n时,其输入阻抗是一个不大的纯电阻具有很好的频率特性,也有利于同馈线匹配,而在并联谐振点附近是一个高阻抗且输入阻抗随频率变化剧烈,特性阻抗不好。

阵列天线:构成:将若干辐射单元按某种方式排列所构成的系统。

构成天线阵地辐射单元,成为天线原或阵元原理:天线的辐射场是各天线元所产生的矢量叠加,只要各天线元上的电流,振幅和相位分布满足适当的关系,就可以得到所需要的辐射特性特点:天线阵的主瓣宽度和旁瓣电平是即相互依赖又相互对立的一对矛盾,天线阵方向图的主瓣宽度小,则旁瓣电平就高,反之,主瓣宽度大则旁瓣电平就低。

均匀直线阵的主瓣很窄,但旁瓣数目多,电平高,二项式直线振的主瓣很宽旁瓣就消失了,旁瓣分散了天线的辐射能量,增加量接受的信噪比,但旁瓣又起到了压缩主瓣宽度的作用。

直立阵子天线:构成:垂直于地面或导电平面架设的天线称为直立阵子天性原理:单级天线可等效为一对对称振子,对称阵子可等效为一二元阵,但此时等效只是在地面或导体的上半空间成立。

理想导电平面上的单级天线的辐射场可直接应用到自由空间对称振子的公式进行计算。

用途:广泛应用于长,中,短波及超短波段。

特点: 当h《λ时辐射电阻很低。

单级天线效率也很低改善方法是提高辐射电阻降低损耗电阻。

《微波技术与天线》课程教学中理论性与工程应用性的结合探讨

《微波技术与天线》课程教学中理论性与工程应用性的结合探讨

《微波技术与天线》课程教学中理论性与工程应用性的结合探讨摘要:“微波技术与天线”是一门既强调理论性又强调工程性的课程,而传统教学时常常忽略理论性和工程性的结合,通过在教学过程中介绍微波与天线的最新应用,教学实践中应注重培养学生的工程思维和工程意识,将工程观点贯彻于各个教学环节中,提高分析工程问题、解决工程问题的能力。

关键词:教学教改工程思维工程意识随着信息时代的到来,作为信息主要载体的高频电磁波——微波不仅在卫星通信、计算机通信、移动通信、射频识别等领域得到了广泛的应用,而且深入到了各行各业,甚至在人们的日常生活也扮演着角色,因此在教授“微波技术与天线”课程中,不但需要把理论知识传授给学生,还要在教学过程中增强工程应用性。

1 课程有强的理论性和强的工程应用性“微波技术与天线”课程主要涉及微波技术、天线与电波传播和微波应用系统等方面内容,该课程既有强的理论性又有强的工程应用性。

“化场为路”方法分析均匀传输线,它是把传输线等效为分布参数电路,建立传输线方程,求出满足边界条件的电压、电流的分布,分析传输线的阻抗、反射系数及驻波比等传输特性,其结构有平行双线、同轴线、带状线和微带线。

在麦克斯韦方程基础上,求出满足边界条件的波动解,得出空间各点的电场和磁场的表达式,进而分析电磁波传输特性,波导理论介绍矩形波导、圆波导、同轴线等的物理构成及工作原理,它们的场结构在三维空间分布。

天线理论介绍各种线天线、面天线的三维结构、馈电原理、辐射方向图等[1]。

本课程多方面体现与工程应用紧密联系。

如同轴线应用在有线电视、闭路监控系统、电信企业的传输部门等;波导应用在功率较高的场合如雷达、基站等,功率分配器、隔离器、定向耦合器等应用在室内分布系统和基站等,天线的应用有手机天线、蓝牙天线、基站天线等等。

2 教学理论性和工程应用性不能很好结合教材可能由于篇幅所限,或过于陈旧,不能很好地体现微波技术与天线的实际工程应用;教学过程中过于偏重理论教学,实践教学所占比重较小,在有限的课时教学中传统方式仅仅能将基本的、重要的概念、原理、方法教授给学生,而对微波技术的发展前沿问题、最新的工程应用涉及较少;另外缺少学科建设及科研经费,造成实验室先进仪器设备相对匮乏,所开实验不能体现微波与天线的工程应用,也不能提供给学生开放式教学所必需的环境。

微波技术与天线--刘学观-第3.2节

微波技术与天线--刘学观-第3.2节
圆形介质波导中的截止以w=0作为分界,这是因为当 w<0时在介质波导外出现了辐射模。
《微波技术与天线》
第三章 微波集成传输线之•介质波导
要使w=0同时满足(3-2a)或(3-2b),必须有J0(u)=0。
可见圆形介质波导的TE0n和TM0n模在截止时是简并的, 它们的截止频率均为:
fc0n
0nc 2a r 1
《微波技术与天线》
第三章 微波集成传输线之•介质波导
2.介质镜像线(dielectric image line)
对主模HE11来说,由于圆形介质波导的OO平面两侧场分布具有对 称性,因此可以在OO平面放置一金属导电板将不致影响其电磁场分 布,从而可以构成介质镜像线。
圆形介质 镜像线
矩形介质 镜像线
《微波技术与天线》
第三章 微波集成传输线之•介质波导
H形波导中传输的模式取决于介质条带的宽度和金属 平板的间距,合理地选择尺寸可使之工作于LSM模,此 时两金属板上无纵向电流,此模与金属波导的TE0n模有 类似的特性,并且可以通过与波传播方向相正交的方向 开槽来抑制其它模式,而不会对该模式有影响。在H形 波导中,其主模为LSE10e,其场结构完全类似于矩形金 属波导的TE10模,但它的截止频率为零,通过选择两金 属平板的间距可使边缘场衰减到最小,从而消除因辐射 而引起的衰减。
《微波技术与天线》
第三章 微波集成传输线之•介质波导
波导 (waveguide)
用来约束或引导电磁波的结构。通常,波导专指各种形状的空心金属 波导管和表面波波导(介质波导),前者将被传输的电磁波完全限制在 金属管内,又称封闭波导;后者将引导的电磁波约束在波导结构的周 围,又称开波导。 当无线电波频率提高到3000兆赫至 300吉赫的厘米波波段和毫米波波 段时,同轴线的使用受到限制而采用金属波导管或其他导波装置。波 导管的优点是导体损耗和介质损耗小;功率容量大;没有辐射损耗; 结构简单,易于制造。波导管内的电磁场可由麦克斯韦方程组结合波 导的边界条件求解,与普通传输线不同,波导管里不能传输 TEM模, 电磁波在传播中存在严重的色散现象,色散现象说明电磁波的传播速 度与频率有关。表面波波导的特征是在边界外有电磁场存在 。其传播 模式为表面波。

微波技术与天线课程总结

微波技术与天线课程总结

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《天线技术基础》要点
第二章 对称阵子 理解对称振子的概念、辐射场计算方法(叠加原理); 电流分布公式与各种不同长度对称振子的电流分布图象; 方向性函数表达通式与各种不同长度对称振子的方向图、方向性系数和有效 长度; 随振子长度的逐渐增大,其方向性系数、旁瓣电平和半功率宽度如何变化; 熟悉天线的辐射场幅度与辐射功率、方向性系数及距离的关系; 输入阻抗的计算思路和随振子长度的变化曲线。
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《天线技术基础》要点
第三章 阵列天线的方向性 二元阵的方向性函数与方向图(会描点绘图); 方向图相乘定理与应用; 均匀直线阵的方向性函数,会画阵因子的方向图,明确阵因子参数(半功率 宽度、零点位置,旁瓣电平等)的计算思路; 侧射阵、端射阵和斜射阵的实现条件、特性差异与原因; 可见区的概念、栅瓣抑制条件; 掌握地面影响的处理方法(镜像原理处理各种方向放置的单个与多个天线) 。
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并联混和支节)。
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《微波技术基础》要点
第三章 规则波导理论
TE10 模的场结构、管壁电流分布;
波导的单模传输条件、传输特性参数、等效阻抗; 波导中填充介质与否,波导的传输特性参数的计算。
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《微波技术基础》要点
第四章 其它形式的微波传输线 同轴线、带状线、微带的特性阻抗随结构参数的变化规律; 同轴线、带状线:主模(高次模)、横截面场结构; 微带:主模(高次模)、横截面场结构,等效介电常数; 耦合线:等效电路、奇偶模方法、特性阻抗。
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《微波技术基础》要点
第五章 微波谐振腔 为什么微波中不能用 LC 回路作为谐振器? 微波谐振器与 LC 回路的异同点有哪些? 品质因数的概念及公式; 传输线型谐振器,谐振波长的概念与计算。
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《微波技术基础》要点

微波技术与天线总结

微波技术与天线总结

相速Vp :电压、电流入射波(或反射波)的等相位面沿传输方向的传播速度,用Vp 表示。

波长λ:传输线上电压(或电流)波的相位相差2π的两观察点间的距离称为波长,记为λ。

反射系数Γ:传输线上任一点z 处的反射波电压(或电流)和入射波电压(或电流)的比值,记作Γu(z)(或Γi(z)),它和阻抗本身有周期=λ/2,|Γ|与ρ为系统不变量,|Γ|∈[0,1], ρ∈[1,∞)。

驻波系数ρ:传输线上波腹点电压与波节点电压之比,记为ρ。

沿z 向传播的导行波的相速定义为导波的等相位面向前移动的速度,记为Vp 。

群速Vg :指一群具有非常接近的角频率ω和相移常数β的波,在传输过程中表现出来的共同速度,这个速度代表能量的传播速度,用Vg 表示。

无纵向场分量,即Ez=Hz=0。

只有横向电磁场分量,故称为横电磁模(TEM )。

有纵向场分量。

a)Ez ≠0,Hz=0,为横磁模(TM )。

只有电场才有纵向分量,故又称电模(E);b) Ez=0,Hz ≠0,为横电模(TE )。

只有磁场才有纵向分量,故又称磁模(H);c)Ez ≠0,Hz ≠0,为混合模,TE 、TM 线性叠加。

电基本振子:无限小的线性电流单元,即长度L 远小于工作波长λ,线上电流振幅和相位处处相通。

对称振子:由两根粗细和长度都相同的导线构成,中间为两个反馈点。

全波振子:对称振子的臂长为2h=λ的振子。

半波振子:对称振子的臂长为2h=λ/i 的振子。

谐振fo :在导体中,电储能等于磁储能。

谐振波长:光波长整数倍的波长。

方向性系数D :表示天线向某一个方向集中辐射电磁波的程度,即天线在远区最大辐射方向上某点的平均辐射功率密度(Smax)av 与平均辐射功率相同的无方向性天线在同一点的平均辐射功率密度(So)av 之比(Pr 、R 相同)。

增益系数G :天线在远区最大辐射方向上某点的平均功率密度与平均输入功率相同的无方向性天线在同一点的平均功率密度之比(Pin 、R 相同)。

微波技术与天线复习知识要点

微波技术与天线复习知识要点

《微波技术与天线》复习知识要点绪论●微波的定义:微波是电磁波谱介于超短波与红外线之间的波段,它属于无线电波中波长最短的波段。

●微波的频率*围:300MHz~3000GHz ,其对应波长*围是1m~0.1mm●微波的特点(要结合实际应用):似光性,频率高(频带宽),穿透性(卫星通信),量子特性(微波波谱的分析)第一章均匀传输线理论●均匀无耗传输线的输入阻抗(2个特性)定义:传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比称为传输线的输入阻抗注:均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗、工作频率有关。

两个特性:1、λ/2重复性:无耗传输线上任意相距λ/2处的阻抗相同Z in(z)=Z in(z+λ/2)2、λ/4变换性:Z in(z)-Z in(z+λ/4)=Z02证明题:(作业题)●均匀无耗传输线的三种传输状态(要会判断)1.行波状态:无反射的传输状态▪匹配负载:负载阻抗等于传输线的特性阻抗▪沿线电压和电流振幅不变▪电压和电流在任意点上同相2.纯驻波状态:全反射状态▪负载阻抗分为短路、开路、纯电抗状态3.行驻波状态:传输线上任意点输入阻抗为复数●传输线的三类匹配状态(知道概念)▪负载阻抗匹配:是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形,此时只有从信源到负载的入射波,而无反射波。

▪源阻抗匹配:电源的内阻等于传输线的特性阻抗时,电源和传输线是匹配的,这种电源称之为匹配电源。

此时,信号源端无反射。

▪共轭阻抗匹配:对于不匹配电源,当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗为电源内阻抗的共轭值时,即当Z in=Z g﹡时,负载能得到最大功率值。

共轭匹配的目的就是使负载得到最大功率。

●传输线的阻抗匹配(λ/4阻抗变换)(P15和P17)●阻抗圆图的应用(*与实验结合)史密斯圆图是用来分析传输线匹配问题的有效方法。

1.反射系数圆图:Γ(z)=|Γ1|e j(Φ1-2βz)=|Γ1|e jΦΦ1为终端反射系数的幅度,Φ=Φ1-2βz是z处反射系数的幅角。

2023年大学_微波技术与天线(王新稳著)课后答案下载

2023年大学_微波技术与天线(王新稳著)课后答案下载

2023年微波技术与天线(王新稳著)课后答案下载2023年微波技术与天线(王新稳著)课后答案下载绪篇电磁场理论概要第1章电磁场与电磁波的基本概念和规律1.1 电磁场的四个基本矢量1.1.1 电场强度E1.1.2 高斯(Gauss)定律1.1.3 电通量密度D1.1.4 电位函数p1.1.5 磁通密度B1.1.6 磁场强度H1.1.7 磁力线及磁通连续性定理1.1.8 矢量磁位A1.2 电磁场的基本方程1.2.1 全电流定律:麦克斯韦第一方程1.2.2 法拉第一楞次(Faraday-Lenz)定律:麦克斯韦第二方程1.2.3 高斯定律:麦克斯韦第三方程1.2.4 磁通连续性原理:麦克斯韦第四方程1.2.5 电磁场基本方程组的微分形式1.2.6 不同时空条件下的麦克斯韦方程组1.3 电磁场的媒质边界条件1.3.1 电场的边界条件1.3.2 磁场的边界条件1.3.3 理想导体与介质界面上电磁场的边界条件1.3.4 镜像法1.4 电磁场的能量1.4.1 电场与磁场存储的能量1.4.2 坡印廷(Poyllfing)定理1.5 依据电磁场理论形成的电路概念1.5.1 电路是特定条件下对电磁场的简化表示1.5.2 由电磁场方程推导出的电路基本定律1.5.3 电路参量1.6 电磁波的产生——时变场源区域麦克斯韦方程的解 1.6.1 达朗贝尔(DAlembert)方程及其解1.6.2 电流元辐射的电磁波1.7 平面电磁波1.7.1 无源区域的时变电磁场方程1.7.2 理想介质中的均匀平面电磁波1.7.3 导电媒质中的均匀平面电磁波1.8 均匀平面电磁波在不同媒质界面的入射反射和折射 1.8.1 电磁波的极化1.8.2 均匀平面电磁波在不同媒质界面上的垂直入射 1.8.3 均匀平面电磁波在不同媒质界面上的斜入射__小结习题上篇微波传输线与微波元件第2章传输线的基本理论2.1 传输线方程及其解2.1.1 传输线的电路分布参量方程2.1.2 正弦时变条件下传输线方程的解2.1.3 对传输线方程解的讨论2.2 无耗均匀传输线的工作状态2.2.1 电压反射系数2.2.2 传输线的工作状态2.2.3 传输线工作状态的测定2.3 阻抗与导纳厕图及其应用2.3.1 传输线的匹配2.3.2 阻抗圆图的构成原理2.3.3 阻抗圆图上的特殊点和线及点的移动2.3.4 导纳圆图2.3.5 圆图的应用举例2.4 有损耗均匀传输线2.4.1 线上电压、电流、输入阻抗及电压反射系数的'分布特性 2.4.2 有损耗均匀传输线的传播常数2.4.3 有损耗均匀传输线的传输功率和效率__小结习题二第3章微波传输线3.1 平行双线与同轴线3.1.1 平行双线传输线3.1.2 同轴线3.2 微带传输线3.2.1 微带线的传输模式3.2.2 微带线的传输特性3.3 矩形截面金属波导3.3.1 矩形截面波导中场方程的求解3.3.2 对解式的讨论3.3.3 矩形截面波导中的TElo模3.3.4 矩形截面波导的使用3.4 圆截面金属波导3.4.1 圆截面波导中场方程的求解3.4.2 基本结论3.4.3 圆截面波导中的三个重要模式TE11、TM01与TE01 3.4.4 同轴线中的高次模3.5 光波导3.5.1 光纤的结构形式及导光机理3.5.2 单模光纤的标量近似分析__小结习题三第4章微波元件及微波网络理论概要4.1 连接元件4.1.1 波导抗流连接4.1.2 同轴线——波导转接器4.1.3 同轴线——微带线转接器4.1.4 波导——微带线转接器4.1.5 矩形截面波导——圆截面波导转接器4.2 波导分支接头……微波技术与天线(王新稳著):内容简介本书是在作者三十多年教学及科研实践基础上编写而成的,系统讲述电磁场与电磁波、微波技术、天线的基本概念、理论、分析方法和基本技术。

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微波技术与天线(第二版)总结绪论微波频段:300MHz-3000GHz微波波长:—1m (分米波,厘米波,毫米波,亚毫米波)微波的特点:似光性,穿透性,宽频带特性,热效应特性,散射特性,抗低频干扰特性,视距传播特性,分布参数的不确定性,电磁兼容和电磁环境污染。

分析方法:场的分析方法,路的分析方法。

(微波网络)一、均匀传输线理论、均匀传输线方程及其解传输线的分类:双导体传输线,金属波导管,介质传输线。

分析方法: 场分析法,等效电路法。

传输线的工作特性参数(1)特性阻抗—传输线上行波的电压与电流的比值对于均匀无耗传输线特性阻抗:(2)传播常数γ(3)相速υp —传输线上行波等相位面沿传输方向的传播速度(4)传输线的波长、传输线阻抗与状态参量均匀无耗传输线三个重要的物理量(1)输入阻抗—传输线上任意一点处的输入电压和输入电流之比值。

对无耗均匀传输线, 线上各点电压U(z)、 电流I(z)与终端电压Ul 、终端电流的关系如下:(2) 反射系数—传输线上任意一点处的反射波电压(或电流)与入射波电压(或电流)之比。

(3)电压驻波比—传输线上电压最大值与电压最小值之比。

、无耗传输线的状态分析 传输线的三种工作状态 (1)行波状态 沿线电压和电流振幅不变,驻波比等于1 电压和电流在任意点上都同相传输线上各点阻抗均等于传输线特性阻抗(2)纯驻波状态 终端短路 终端开路终端接纯电抗 Z in= ±j X(3)行驻波状态当微波传输线终端接任意复数阻抗负载时, 由信号源入射的电磁波功率一部分被终端负载吸收, 另一部分则被反射, 因此传输线上既有行波又有纯驻波, 构成混合波状态, 故称之为行驻波状态。

无耗传输线两个重要的特性(1)/4 阻抗变换性—无耗传输线上距离为/4的任意两点处输入阻抗的乘积均等于传输线特性阻抗的平方。

(2)/2 重复性—无耗传输线上距离为/2的任意两点处,电压、电流的大小(绝对值);输入阻抗;反射系数的值相等,具有/2 的周期性。

⎪⎭⎪⎬⎫+=+=)sin(j )cos()()sin(j )cos()(011011z Z U z I z I z Z I z U z U ββββ、传输线的传输功率、效率和损耗、阻抗匹配分类:负载阻抗匹配Zl=Z0信号源阻抗匹配Zg=Z0共轭阻抗匹配Zin=Z g*负载阻抗匹配—负载阻抗等于传输线的特性阻抗。

此时传输线上只有从信源到负载的入射波,而无反射波。

源阻抗匹配—电源的内阻等于传输线的特性阻抗。

对匹配源来说,它给传输线的入射功率是不随负载变化的,负载有反射时,反射回来的反射波被电源吸收。

共轭阻抗匹配—对于不匹配电源,当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗等于电源内阻的共轭值时,负载得到最大功率值:阻抗匹配的方法:/4阻抗变换器法;支节调配器法、史密斯圆图及其应用、同轴线的特性阻抗同轴线是一种典型的双导体传输系统, 它由内、外同轴的两导体柱构成。

二、规则金属波导、导波原理场分析方法先由矢量齐次亥姆霍兹方程结合边界条件分离变量求解纵向场分量,然后由麦克斯韦方程组求解横向场分量。

波的传输特性描述波导传输特性的主要参数有:相移常数、截止波数、相速、波导波长、群速、波阻抗及传输功率。

导行波分类:TEM波、TM波、TE波、慢波、矩形波导矩形波导尺寸选择原则(1)波导带宽问题:保证在给定频率范围内的电磁波在波导中都能以单一的模传播,其它高次模都应截止。

(2)波导功率容量问题:在传播所要求的功率时,波导不致于发生击穿。

适当增加b可增加功率容量,故b应尽可能大一些。

(3)波导的衰减问题:通过波导后的信号功率不要损失太大。

增大b也可使衰减变小,故b应尽可能大一些。

、圆形波导圆波导传输特性:波型指数,主模,模式兼并及三种常用模式特性、波导的激励和耦合方法:电激励,磁激励,电流激励总结:矩形波导和圆波导传输线内传输的主模及其截止波长和单模传输条件列表如下:三、微波集成传输线、微带传输线分类:带状线、微带线、耦合微带线、介质波导波导专指各种形状的空心金属波导管和表面波波导(介质波导),前者将被传输的电磁波完全限制在金属管内,又称封闭波导;后者将引导的电磁波约束在波导结构的周围,又称开波导。

光纤光纤分类按组成材料可分为石英玻璃光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层玻璃芯光纤和全塑料光纤。

其中,石英玻璃光纤损耗最小,最适合长距离、大容量通信。

按折射率分布形状可分为阶跃型光纤和渐变型光纤。

按传输模式可分为多模光纤和单模光纤。

光纤损耗单模光纤在μm和μm波长附近损耗较低,且带宽较宽,适合用于远距离光纤通信。

光纤的损耗影响了传输距离,而光纤的色散影响了传输带宽和通信容量。

四、微波网络基础等效传输线微波网络:是在分析场分布的基础上,用路的分析方法将微波元件等效为电抗或电阻等集中元件网络,将实际的导波传输系统等效为传输线,从而将实际的微波系统简化为微波网络。

网络分析: 借助于“路”的分析法,通过分析网络(微波元件)的外部特性,给出系统的一般传输特性。

等效传输线:建立在等效电压、等效电流、和等效特性阻抗基础上的传输线。

单口网络构成:当一段规则传输线端接其它微波元件时,则在连接的端面引起不连续性,产生反射。

若将参考面T选在离不连续面较远的地方,则在参考面T左侧的传输线上只存在主模的入射波和反射波,可用等效传输线来表示,而把参考面T以右部分作为一个微波网络,把传输线作为该网络的输入端面,这样构成了单口网络。

双端口网络的阻抗与转移矩阵双端口网络构成:任意具有两个端口的微波元件均可视之为双口网络。

双端口微波网络的组合方式有:级联方式、串联方式和并联方式,描述双口网络的五个矩阵:描述端口面电压、电流关系的阻抗矩阵,导纳矩阵,转移矩阵。

描述端口入射波和反射波归一化的电压、电流关系的散射矩阵,传输矩阵。

散射矩阵与传输矩阵散射矩阵的重要特性有两条:无耗网络幺正性和参考面移动散射参量具有幅值不变性。

六、天线辐射与接收的基本理论 概论 信道无线电通信系统框图基本阵子的辐射 电基本振子电基本振子又称电流元或者电偶极子,它是指一段载有理想的高频电流的短导线,其长度l 远小于波长λ,其半径a 远小于l,同时这段导线沿线的电流I 处处等幅同相。

用这样的电流元可以构成实际的更复杂的天线,因而电基本振子的辐射特性是研究更复杂天线辐射特性的基础。

天线的电参数(1)天线方向图及其有关参数天线方向图是指在离天线一定距离处, 辐射场的相对场强(归一化模值)随方向变化的曲线图, 通常采用通过天线最大辐射方向上的两个相互垂直的平面方向图来表示。

(2) 天线效率 (3) 增益系数发射机(天线辐射)受信信号信息信号接收机增益系数是综合衡量天线能量转换和方向特性的参数, 它是方向系数与天线效率的乘积, 记为G, 即:G=DηA(4)极化和交叉极化电平极化特性是指天线在最大辐射方向上电场矢量的方向随时间变化的规律。

具体地说,就是在空间某一固定位置上,电场矢量的末端随时间变化所描绘的图形,如果是直线, 就称为线极化;如果是圆就称为圆极化。

(5)输入阻抗与驻波比要使天线辐射效率高, 就必须使天线与馈线良好地匹配, 也就是天线的输入阻抗等于传输线的特性阻抗,才能使天线获得最大功率(6)有效长度有效长度是衡量天线辐射能力的一个重要指标。

接收天线理论接收天线主要考虑以下四个方面:(1)天线接收的物理过程及收发互易性(2)有效接收面积(3)等效噪声温度(4)接收天线的方向性七、电波传播概论电波传播的基本概念无线电波在自由空间的传播及传输媒质对电波传播的影响:(1)传输损耗(信道损耗)(2)衰落现象(3)传输失真(4)电波传播方向的变化几种不同的电波传播根据媒质及不同媒质分界面对电波传播产生的主要影响,可将电波传播分为四种:(1)视距传播(2)天波传播(3)地面波传播(4)不均匀媒质传播概念解释:(1)视距传播:指发射天线和接收天线处于相互能看见的视线距离内的传播方式(2)天波传播:指自发射天线发出的电波在高空被电离层反射后到达接收点的传播方式(3)地面波传播:无线电波沿地球表面传播的传播方式称为地面波传播,当天线低架于地面,且最大辐射方向沿地面时,这时主要是地面波传播。

(4)不均匀媒质的散射传播:电波在低空对流层或高空电离层下缘遇到不均匀的“介质团”时就会发生散射,散射波的一部分到达接收天线处,这种传播方式称为不均匀媒质的散射传播。

八、线天线常见线天线:(1)对称振子天线构成:对称振子天线由两根粗细和长度都相同的导线构成,中间为两个馈电端,是一种应用广泛且结构简单的基本线天线。

(2)阵列天线(3)、直立振子天线:垂直于地面或导电平面架设的天线称为直立振子天线,它广泛地应用于长、中、短波及超短波波段。

水平振子天线(4)、引向天线:又称八木天线,它由一个有源振子及若干个无源振子组成电视发射天线(5)、移动通信基站天线:特点:①为尽可能避免地形、地物的阻挡,天线应架设在很高的地方,这就要求天线有足够的机械强度和稳定性②为使用户在移动状态下使用方便,天线应采用垂直极化③根据组网方式的不同,如果是顶点激励,采用扇形天线;如果是中心激励,采用全向天线④为了节省发射机功率,天线增益应尽可能的高⑤为了提高天线的效率及宽带,天线与馈线应良好地匹配。

(6)、螺旋天线:将导线绕制成螺旋形线圈而构成的天线称为螺旋天线(7)、行波天线:如果天线上电流分布是行波,则此天线称为行波天线。

它是由导线末端接匹配负载来消除反射波而构成的。

(8)、宽频带天线:按工程上的习惯用法,若天线的阻抗、方向图等电特性在一倍或几倍频程范围内无明显变化,就可称为宽频带天线。

(9)、缝隙天线:如果在同轴线、波导管或空腔谐振器的导体壁上开一条或数条窄缝,可使电磁波通过缝隙向外空间辐射而形成一种天线,这种天线就称为缝隙天线。

(10)、微带天线:特点:体积小、重量轻、低剖面,适合大规模生产。

(11)、智能天线:使用智能天线技术的主要优点有:具有较高的接收灵敏度;使空分多址系统(SDMA)成为可能;消除在上下链路中的干扰;抑制多径衰落效应。

九、面天线面天线是指具有初级馈源并由反射面形成次级辐射场的天线。

前馈式抛物面天线,卡塞格伦式和格雷果里式双镜天线等均属面天线,主要应用于微波和毫米波波段。

微波五讲总结一、波波物质有粒子和波两种状态,波距离我们很近又很远,近由于我们自身耳朵接收声波,眼睛接收光波,远由于我们对波的归类很晚,距今只有两百年历史。

电磁波电和磁关于磁,磁早于电,由于地球本身就是一个大磁场,如中国的指南针的出现,英国的吉尔伯特(1544--1623)在1600年发表论磁和地磁。

关于电,富兰克林(1706--1790)发现正电和负电、电荷转移不能创生、电荷守恒,最伟大之处在于1752年他发现了天电与地电的统一。

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