微波应用技术常识
微波的特性及应用
微波的特性及应用微波是一种电磁波，具有一些独特的特性和广泛的应用。
微波波长范围从1mm 到1m，相应的频率范围从300GHz到300MHz。
微波具有以下特性：1. 高频率和短波长：相比于无线电波和红外线，微波的频率更高，波长更短。
这使得微波具有穿透性和方向性。
2. 低能量和非电离辐射：微波的能量较低，不足以给物质带来明显的电离效应。
因此，微波可以用于无害的传输和检测。
3. 反射和折射：微波在与物体、界面或介质接触时会发生反射和折射。
这些现象使得微波在雷达、通信和无线电技术中得以应用。
4. 相位、频率稳定性和窄带宽：微波信号通常具有非常准确的相位和频率稳定性，并且可以实现窄带宽的传输。
这使得微波用于高精度测量、信号传输和通信系统。
5. 穿透能力和吸收特性：微波在透明材料中的传播丧失很小，因此可以穿透封闭的容器、塑料、绝缘材料等。
但是在一些物质中（如水、食物等）微波会被吸收，产生热量。
基于这一特性，微波被应用于加热和烹饪。
微波广泛应用于以下领域：1. 通信技术：微波天线和微波电路被用于卫星通信、移动通信、无线网络和雷达系统中。
微波通信具有高带宽、远距离传输的特点，被广泛用于长距离通信和数据传输。
2. 雷达技术：雷达系统利用微波的反射特性来检测、追踪和测量目标。
雷达广泛应用于军事、气象、航空、导航、探测和监测领域。
微波雷达可以提供高精度测距、速度和方位信息。
3. 医疗应用：微波被应用于医疗领域，如医学诊断和治疗。
微波成像技术可以用于乳腺癌、皮肤病和脑部疾病等的检测。
微波的加热效果可以用于治疗肿瘤和疾病。
4. 加热和烹饪：微波加热已成为现代生活中常见的一种方式。
微波炉利用微波的吸收特性，通过激活水分子的振动来迅速加热食物。
这种加热方式快速、节能，并能保持食物的营养成分。
5. 太阳能利用：太阳能微波发电技术利用微波的穿透能力，将太阳能转换为电能。
微波将太阳能转化为微波能，然后通过微波天线传输到地面，再转换为电能。
微波的在生活中应用及原理
微波的在生活中应用及原理1. 应用领域广泛•烹饪领域：微波炉是最常见的微波应用之一。
通过向食物中施加微波辐射，可以迅速加热食物，节省烹饪时间。
此外，微波炉还可以解冻食物，蒸汽蔬菜和煮熟坚果。
•通信领域：微波技术在通信领域得到广泛应用。
微波信号能够在大气层的某些频率范围内进行传输，被用于卫星通信、无线通信、卫星广播等领域。
•医疗领域：医学领域使用微波技术进行诊断和治疗。
例如，通过使用微波成像技术，可以检测和诊断肿瘤。
此外，微波还用于物理治疗，例如通过热疗治疗肿瘤。
•雷达技术：雷达是一种使用微波辐射并接收其反射信号来探测目标的技术。
雷达的应用范围广泛，包括气象预报、空中和海上监视、导航系统等。
2. 微波的原理微波是一种电磁波，其频率范围在300 MHz到300 GHz之间，波长约为1 mm 到1 m之间。
微波具有以下特点：•高频率：相比于无线电波、可见光和红外线等其他类型的电磁波，微波波长较短，频率较高。
这种高频率使得微波在传输和处理信息时更加高效。
•穿透力强：微波可以穿透许多以及不导电材料，例如塑料、玻璃、陶瓷等。
这使得微波在烹饪和通信领域的应用更为方便和广泛。
•与水分子相互作用：微波与水分子之间存在相互作用。
水分子具有极性，在外加微波辐射下，水分子会不断地定向旋转。
这种运动导致了水分子之间的摩擦和碰撞，转化为热能。
这正是微波炉加热食物的原理。
3. 微波炉的工作原理微波炉利用微波与水分子相互作用的原理来加热食物。
其工作原理如下：1.微波炉内部有一个称为磁控管的装置，该装置产生微波的电磁场。
2.微波在磁控管中产生，并通过一个称为波导的管道传输到微波炉的内腔。
3.微波炉的内腔由金属材料制成，可以反射和保持微波。
4.当微波通过食物时，微波与水分子相互作用，导致水分子的定向旋转和摩擦。
这种运动将能量转化为热能，使食物加热。
5.微波在金属内壁上反射，确保微波被完全吸收和利用，而不会逃离微波炉。
6.微波炉内部还配备了一个旋转的托盘，以确保食物均匀加热。
微波的原理及其应用
微波的原理及其应用
微波是指频率范围在300MHz（兆赫兹）到300GHz（千兆赫兹）之间的电磁波。
微波的原理是通过产生高频的电磁场来激发物质内部的分子振荡，从而使物质产生加热效应。
微波原理的基础是电磁波与介质之间的相互作用。
微波的应用非常广泛，以下是一些常见的应用：
1. 加热和烹饪：微波炉是最常见的微波应用之一。
微波通过与食物分子的振动相互作用，将电磁能转化为热能，从而迅速加热食物。
2. 通信：微波通信广泛应用于无线电广播、卫星通信和移动通信。
微波信号具有较高的传输容量和可靠性，可以传输大量的信息。
3. 雷达：雷达系统利用微波的反射原理来探测目标的距离、位置和速度。
雷达广泛用于航空导航、气象预报和军事侦察等领域。
4. 医疗诊断：微波医疗设备（如微波射频治疗仪）可以用于治疗肿瘤和各种皮肤病，通过微波能量的吸收和转化来达到治疗目的。
5. 非破坏性测试：微波可以用于检测材料中的缺陷、腐蚀和结构问题，例如在工程材料、建筑物和汽车制造等领域中的质量检测。
6. 火力控制：微波武器利用高功率的微波辐射来扰乱或破坏敌方电子设备，例如干扰雷达、导弹制导系统和无线通信。
总之，微波的原理主要是通过与物质相互作用来产生加热效应，其应用范围非常广泛，涵盖了食品加热、通信、雷达、医疗、测试和军事等领域。
微波技术的应用
微波治疗仪
• 适用范围
• 微波多功能治疗仪适用于妇科、泌尿科、肛肠科、耳鼻喉科、外科、皮肤科 等科室，治疗各种疾病。
• 1 泌尿科：膀胱肿瘤、前列腺肥大、前列腺炎 • 2 腔科：唇炎、舌炎、息肉、牙周病、溃疡、根尖周炎、肿瘤 • 3 消化内科：消化道出血、息肉灼除、溃疡凝固、食道狭窄扩张、胃癌食道
微波疗法
• 治疗作用
1.微波辐射使组织温度升高，血管扩张，局部血流加速，血管壁渗透 性增高，增强代谢，改善营养，促使组织再生和渗出液吸收等作用。 2.有镇痛、解痉、消炎作用，对肌肉、肌腱、韧带、关节等组织及周 围神经和某些内脏器官炎症损伤和非化脓性炎症效果显著，并主治亚 急性炎症，弱剂量对某些急性炎症（如浸润性乳腺炎等）亦有效。 3.眼睛及睾丸对微波特别敏感，治疗时应防护，对血循环差和富于水 分的组织应避免过量引起病情恶化。
1.半球形辐射器：直径17厘米，适用于一般部位的治疗。 2.圆柱形辐射器：圆形截面管状，有大小不同规格，常用 的直径为8厘米，适于较小部位的治疗。 3.长形或矩形辐射器：虽外形稍有不同，但其开口处都呈 长方形。这种辐射器适于脊柱、肢体部位的治疗。
微波治疗仪
• 微波治疗仪是一种利用微波对各种疾病进行治疗的新型医 疗仪器。它除具有深表加热的特点外，还具有操作方便， 定位准确，安全性高以及造价低，仪器结构紧凑，适应性 广泛等优点。通过配备不同的附件设备，可对多种疾病进 行治疗。微波治疗仪其是在微波技术，传感器、自动控制 、计算机软件和硬件等高科技术的综合体，是一种既安全 、方便、良好的手术治疗方法，无需麻醉，可在门诊直接 完成。该治疗仪在治疗前列腺病患（前列腺增生（BPH） 、前列腺炎）和女性非淋菌性阴道炎、宫颈炎具有很好的 疗效。WB-3100微波治疗仪正在成为泌尿外科和妇科的一 种主要设备，正在被中国各大医院、专科门诊、计划生育 指导站所认识、熟悉和使用。
精选微波技术基础知识
1、第三章、微波集成传输线常用集成传输线的种类和主要特点2、第四章介质波导和光波导
1、传播条件和波型2、特性阻抗3、波长，相速4、功率容量5、衰减
了解
微波集成传输线
微波集成传输线的最大特点是 平面化
五种重要的传输线：带状线（Stripline）微带线（Microstrip line）槽线（Slotline）鳍线（Finline）共面线（Coplanar line）
式中
微波集成传输线－带状线
带状线—优缺点和应用
1、改变线宽一个参数就改变电路参数（特性阻抗）。2、在馈线、功分器，耦合器，滤波器，混频器，开关的设计中，体积小，重量轻，大批量生产的重复性好。3、立体电路的设计，适用于多层微波电路，LTCC等，辐射小。4、封闭的电路，调试难。5、电路需要同轴或波导馈入，引入不连续性，需要在设计时补偿。6、在多层电路设计中，存在不同节点常数的介质之间的连接，介质与金属导体的连接，分析方法非常复杂，尤其对3D电路，尚缺少各种不连续性的模型和相关设计公式，采用全波分析法或者准静态场分析。
毫米波鳍线混频器
介质波导和光波导
当毫米波波段→亚毫米波段→太赫兹波段时普通的微带线将出现一系列新问题1）高次模的出现使微带的设计和使用复杂2）金属波导的单模工作条件限制了其横向尺寸不能超过大约一个波长的范围。这在厘米波段和毫米波低频段不成问题。但到毫米波高频段，单模波导的尺寸就显得太小，不仅制造工艺困难，而且随着工作频率的提高，功率容量越来越小，壁上损耗越来越大，衰减大到不能容忍的地步。因此，对毫米波段的高端及来说，封闭的金属波导已不再适用。于是，适合于毫米波高频段、亚毫米波的传输线 —— 介质波导等非封闭式的传输线（或称开波导）便应运而生
微波集成传输线－微带线
微波技术的应用原理与应用领域
微波技术的应用原理与应用领域简介微波技术是指利用微波的特殊性质和特定的工作频率来实现各种应用的一种技术。
微波是指频率范围介于0.3GHz到300GHz之间的电磁波，其波长范围在1厘米到1毫米之间。
微波技术在通信、雷达、无线电频谱、医疗设备等领域都有广泛的应用。
应用原理微波技术的应用原理主要包括以下几个方面：1.电磁波传输特性：微波在传输过程中具有直线传播、穿透力强等特性。
微波可以通过大气、云层、建筑物等障碍物传播，因此在通信中得到广泛应用。
2.共振吸收特性：许多物质在特定的频率下对微波具有较强的吸收能力，这种现象被称为共振吸收。
通过利用物质对微波的共振吸收特性，可以实现微波加热、物质检测等应用。
3.多径传播特性：微波在传输中常常会经历多个路径的传播，这种现象被称为多径传播。
通过对多径传播的研究和利用，可以提高通信中的传输质量和可靠性。
4.功率与频率关系：微波功率的传输和控制与频率有密切的关系。
不同频率的微波在功率传输上有不同的特性，因此在应用中需要根据具体需求选择合适的频率。
应用领域微波技术具有广泛的应用领域，以下列举几个常见的应用领域：通信微波技术在通信领域有着重要的应用。
通过利用微波的直线传播特性，可以实现远距离的通信。
微波通信设备通过天线传输微波信号，实现无线通信。
微波通信设备通常用于长距离通信、卫星通信等场合。
雷达雷达是利用微波技术进行探测和测量的装置。
微波雷达通过发射微波信号并接收其回波来实现目标检测和距离测量。
微波雷达具有高精度、强干扰抗性等优点，被广泛应用于军事、气象、航空等领域。
无线电频谱微波技术在无线电频谱管理中发挥着重要的作用。
通过合理利用微波频段的特性，可以实现无线电频谱的高效利用和管理。
微波技术对无线电频谱的分配和规划起到了重要的指导作用。
医疗设备微波技术在医疗设备中有着广泛的应用。
例如，微波加热被广泛应用于肿瘤治疗，通过利用细胞对微波的共振吸收特性，可以实现对肿瘤组织的精确治疗。
微波应用
微波应用微波的主要特点是它的似光性、穿透性和非电离性。
微波的最重要的应用是雷达和通信。
此外，在工农业生产、科学研究、医学、生物学以及人民生活等方面都有广泛的应用。
一微波测量它属于弱功率应用，利用微波可以测量包括温度、湿度、厚度、速度、长度等各种非电量，其特点是测量设备不需要与被测量的对象接触(非接触式测量)，特别适宜在生产流水线上连续监测并进行实时自动控制。
其应用有。
（1）钢铁工业中用微波测量炉温、料面深度、钢板厚度，以及测量并控制吹氧炼钢中氧枪与钢水液面之间的距离等。
（2）在石油工业中测定石油的微小含水量；（3）在造纸和纺织业中测量和控制纸张或织物中的水分；（4）在机械铸造业中测定和控制型砂中的含水量等。
（5）专门制造的微波水分仪可用于测量谷物、土壤、木材、烟草、药品和墙砖等各种介质材料的含水量。
（6）利用微波的法拉第效应，可以测量几十万伏超高压输电线上的电流。
二微波加热属于强功率应用，其应用如下。
可以产生微波等离子体，在大规模集成电路中刻蚀亚微米级的精细结构和制造光通信所需要的高纯度光纤；可使包装好的食品进行消毒或使冷藏食物解冻；可对高分子化合物进行热定形；可用于干燥食品、木材、纸张及电影胶片等涂膜材料等。
微波炉。
很多家庭用它加热食品；工业和医药应用中亦使用微波加热。
食品行业：盒饭微波加热杀菌。
瓜子、核桃、花生微波干燥杀菌。
食品微波干燥杀菌。
化工行业：化工粉料微波干燥。
皮革微波干燥。
化肥微波干燥。
橡胶行业：橡胶微波硫化。
硅胶硫化。
制药行业：中药材、药丸微波干燥。
三微波遥感配合可见光遥感和红外遥感是探测大地、普查地球资源、测绘地形地物、监视农作物的生长，以及侦察军事目标等的主要手段。
与可见光和红外遥感相比，微波遥感的特点是能够全天候工作，但所得图像的空间分辨率较低。
四微波通信使用波长在0.1毫米至1米之间的电磁波。
微波通信不需要固体介质，当两点间直线距离内无障碍时就可以使用微波传送。
利用微波进行通信具有容量大、质量好并可传至很远的距离。
微波技术在通信领域中的应用
微波技术在通信领域中的应用微波技术是当前广泛应用于通信领域的一种射频技术，是将电能转换为电磁波的一种方法，具有高速和高频的特点，可广泛应用于无线通信、卫星通信、雷达测量等领域。
下面将从微波技术的基础原理、应用领域以及未来发展趋势等方面进行详细分析。
一、微波技术的基础原理微波技术是利用高频电磁波的传递和反射特性，实现信息的传输和处理。
其基础结构包括一对分立或单管射频放大器、高频调制器、混频器及频率合成器，以及微波处理模块等。
微波信号的传输距离取决于发射和接收器之间的距离，其传输距离一般在50公里以内，能够在一定范围内实现稳定、高速的传输，适用于点对点通信和广域网通信等多种应用场景。
二、微波技术在通信领域的应用领域1. 无线通信微波技术在无线通信中应用非常广泛。
无线通信中，微波承载着通信信息进行传输，它的传输距离可以非常远，速度也能够达到非常快。
微波通信的优点在于其传输距离远，传输速度快，抗干扰能力强，同时也能满足加密传输等高级需求。
微波通信是当前广泛使用的通信方式，比如说电话、网络、卫星等通信系统。
2. 卫星通信微波技术在卫星通信领域也有着广泛的应用。
卫星通信中的微波数据传输是在太空中进行的，传输距离可以达到数万公里或数百万公里。
微波技术能够有效地解决这种长距离传输时信息信号衰减的问题，同时还能够保证信息传输的质量。
微波技术可以实现卫星通信的数据传输和定位功能，特别是在重载荷传输和频段分配上，微波技术优势更为明显。
3. 雷达测量雷达测量是利用微波技术来测量目标的距离、方位和高度等信息的一种技术。
雷达测量中，微波信号通过目标反射后再回到雷达探测器进行接收，测量出目标的距离、方位等信息。
雷达测量的应用范围广泛，可在气象、海洋、航空等领域中实现目标检测、监测等功能。
三、微波技术在通信领域的未来发展趋势随着科技的不断发展，微波技术在通信领域中的应用也在不断拓展。
未来，微波技术将进一步提升通信传输速度和传输质量，同时也将加强与其他技术的融合，如与光通信技术的融合，将实现更高速、更低延迟的通信。
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微波能应用技术常识解答
地点:微朗科技微波实验室
单位:株洲市微朗科技有限公司
时间:2011-12-23
声明:本研究成果归株洲市微朗科技有限公司所有,仿冒必究.
问题1：微波是什么？
答：微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波，微波是指频率为300MHz-300KMHz 的电磁波，即波长在1米到1毫米之间的电磁波。
微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。
问题2：微波是怎样产生的？
答：微波能通常由直流或50MHz交流电通过一特殊的器件来获得。
可以产生微波的器件有许多种，但主要分为两大类：半导体器件和电真空器件。
电真空器件是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件，或称之为电子管。
在电真空器件中能产生大功率微波能量的有磁控管，多腔速调管，微波三、四极管，行波管等。
在目前微波加热领域特别是工业应用中使用的主要是磁控管及速调管。
问题3：微波应用的频率有那些？
答：因为微波应用极为广泛，特别是通信领域，为了避免相互间的干扰，国际无线电管理委员会对频率的划分作了具体规定。
分给工业、科学和医学用的频率有433
兆赫、915兆赫、2450兆赫、5800兆赫、22125兆赫，与通信频率分开使用。
目前国内用于工业加热的常用频率为915兆赫和2450兆赫。
微波频率与功率的选择可根据被加热材料的形状、材质、含水率的不同而定。
问题4：微波加热的原理是什么？
答：介质材料由极性分子和非极性分子组成，在电磁场作用下，这些极性分子从原来的随机分布状态转向依照电场的极性排列取向。
而在高频电磁场作用下，这些取向按交变电磁的频率不断变化，这一过程造成分子的运动和相互摩擦从而产生热量。
此时交变电场的场能转化为介质内的热能，使介质温度不断升高，这就是对微波加热最通俗的解释。
问题5：微波杀菌的机理是什么？
答：微波灭菌的机理在于，细菌、成虫与任何生物细胞一样，是由水、蛋白质、核酸、碳水化合物、脂肪和无机物等复杂化合物构成的一种凝聚态介质。
其中水是生物细胞的主要成分，含量在75～85％，因为细菌的各种生理活动都必须有水参与才能进行，而细菌的生长繁殖过程，对各种营养物的吸收是通过细胞膜质的扩散、渗透和吸附作用来完成的。
在一定强度微波场的作用下，物料中的虫类和菌体也会因分子极化驰豫，同时吸收微波能升温。
由于它们是凝聚态物质，分子间的作用力加剧了微波能向热能的能态转化。
从而使体内蛋白质同时受到无极性热运动和极性转动两方面的作用，使其空间结构变化或破坏，而使蛋白质变性。
蛋白质变性后，其溶解度、粘度、膨胀性、渗透性、稳定性都会发生明显的变化，而失去生物活性。
另一方面，微波能的非热效应在灭菌中起到了常规物理灭菌所没有的特殊作用。
也是造成细菌死亡的原因之一。
问题6：微波的穿透能力如何？
答：穿透能力就是电磁波穿入到介质内部的本领，电磁波从介质的表面进入并在其内部传播时，由于能量不断被吸收并转化为热能，它所携带的能量就随着深入介质表面的距离，以指
数形式衰减。
透射深度被定义为：材料内部功率密度为表面能量密度的1/e 或36.8% 算起的深度D,微波的加热深度比红外加热大得多，因为微波的波长是红外波长的近千倍。
红外加热只是表面加热，微波是深入内部加热。
问题7：什么叫微波的选择性加热？
答：不同性质的物料对微波的吸收损耗不同，即选择性加热的特点，这对干燥过程有利。
因为水分子对微波的吸收损耗最大，所以含水量高的部位，吸收微波功率多于含水量较低的部位，从而干燥速率趋一致。
问题8：微波加热为什么称之为内部加热方式？
答：常规加热（如火焰、热风、电热、蒸汽等）都是利用热传导、对流、热辐射将热量首先传递给被加热物的表面，再通过热传导逐步使中心温度升高（即常称的外部加热)。
它要使中心部位达到所需的温度，需要一定的热传导时间，而对热传导率差的物体所需的时间就更长。
微波加热则属于内部加热方式，电磁能直接作用于介质分子转换成热，且透射性能使物料内外介质同时受热，不需要热传导，而内部缺乏散热条件，造成内部温度高于外部的温度梯度分布，形成驱动内部水分向表面渗透的蒸汽压差，加速了水份的迁移蒸发速度。
特别是对含水量在30%以下的食品，速度可数百倍的缩短，在短时间内达到均匀干燥。
问题9：各种物质对微波的吸收能力如何？
答：微波加热是介质材料自身损耗电场能量而发热。
而不同介质材料的介质常数εr和介质损耗角正切值tgδ是不同的，故微波电磁场作用下的热效应也不一样。
由极性分子所组成的物质，能较好地吸收微波能。
水分子呈极强的极性，是吸收微波的最好介质，所以凡含水分子的物质必定吸收微波。
另一类由非极性分子组成，它们基本上不吸收或很少吸收微波，这类物质有聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚砜等、塑料制品和玻璃、陶瓷等，它们能透过微波，而不吸收微波。
这类材料可作为微波加热用的容器或支承物，或做密封材料。
在微波
场电中，介质吸收微波功率的大小P正比于频率f、电场强度E的平方、介电常数εr 和介质损耗正切值tgδ。
即：P = 2πf•E2•εr•V•tgδ
问题10：微波的脱水效率如何？
答：理论上每千瓦小时微波电能可使1.39公斤的水汽化，由于线路损耗及腔体效率等因素，实际效果为0.8--1.1公斤/千瓦小时。
用户可根据待处理材料初始与最终含水量之差及产量的要求来估算所需的微波功率。