第12篇 电磁场与微波技术

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电磁场与微波技术 信息与信号处理

电磁场与微波技术 信息与信号处理

电磁场与微波技术信息与信号处理电磁场与微波技术是现代通信领域中不可或缺的重要组成部分,它们在信息与信号处理方面发挥着关键作用。

本文将从电磁场的基本概念、微波技术的应用以及信息与信号处理的相关内容展开阐述。

电磁场是由电荷运动产生的一种物质存在形式。

电磁场具有电场和磁场两个基本特性,它们是相互关联、相互作用的。

电场是由电荷所产生的力场,它与电荷的大小和位置有关;而磁场则是由电流所产生的磁力场,它与电流的大小和方向有关。

电磁场的传播速度是光速,它可以在空间中以波的形式传播,形成电磁波。

电磁波的频率范围很广,其中微波是指频率范围在300MHz至300GHz之间的电磁波。

微波技术是利用微波的特性进行通信和信号处理的一种技术手段。

微波具有高频率、高带宽、较小的衰减等特点,因此在通信领域中得到广泛应用。

微波通信系统包括发射端和接收端两个部分。

发射端通过微波发射器将信息转换成微波信号并发送出去;接收端通过微波接收器接收到微波信号,并将其转换成原始信息。

微波通信系统在军事、航空航天、广播电视等领域都有重要应用。

在信息与信号处理方面,电磁场与微波技术发挥着重要作用。

信息处理是指将原始的信息经过编码、传输、存储等一系列过程处理成可用的形式。

信号处理是指对信号进行采样、滤波、调制、解调等操作,以提取出所需的信息。

电磁场与微波技术在信息与信号处理中起到了传输、调制解调、滤波等关键作用。

在通信中,电磁场与微波技术被广泛应用于无线通信系统。

无线通信系统利用电磁波传输信号,包括无线电、卫星通信、移动通信等。

在这些系统中,电磁场与微波技术负责信号的传输、调制解调、滤波等过程,保证信号的可靠传输和高质量的接收。

此外,电磁场与微波技术还被应用于雷达系统、无线电频谱分析等领域,发挥着重要作用。

电磁场与微波技术还在医学影像、遥感、雷达测距等领域有广泛应用。

在医学影像中,微波技术可以用于乳腺癌、脑卒中等疾病的检测和诊断;在遥感中,微波技术可以用于地表覆盖的监测和测量;在雷达测距中,微波技术可以用于测距、测速等应用。

电磁场与微波技术

电磁场与微波技术

论文题目:无形科学-电磁场与微波技术姓名:陈超专业:电子科学与技术指导教师:葛幸申报日期:2012.10.23摘要电子和信息领域内所有重大技术进展几乎都离不开电磁场与微波技术的突破。

在通信、雷达、激光和光纤、遥感、卫星、微电子、高能技术、生物和医疗等高新技术领域中,电磁场与微波技术都起着关键的作用,它的应用领域蕴含在国民经济、国防建设和人民生活的各个方面。

同时,电磁场和微波技术也随着当代物理、数学、技术学科的不断进步而得到日新月异的发展。

关键字:电磁场,微波技术,应用无形的科学——电磁场与微波技术目录1.前言 (2)2.研究方向 (2)3.基本理论与分析方法 (3)3.1 电磁场理论 (3)3.1.1矢量分析 (3)3.1.2静电场 (3)3.1.3恒定电场 (4)3.1.4静磁场 (4)3.1.5时变电磁场 (5)3.2 微波技术理论 (7)3.2.1传输线理论 (7)3.2.2集成传输系统 (9)3.2.3微波谐凯腔 (9)3.2.4微波网络基础 (9)3.2.5微波无源元件 (11)4.发展前景 (12)1. 前言电子和信息领域内所有重大技术进展几乎都离不开电磁场与微波技术的突破。

在通信、雷达、激光和光纤、遥感、卫星、微电子、高能技术、生物和医疗等高新技术领域中,电磁场与微波技术都起着关键的作用,它的应用领域蕴含在国民经济、国防建设和人民生活的各个方面。

同时,电磁场和微波技术也随着当代物理、数学、技术学科的不断进步而得到日新月异的发展。

2. 研究方向1.计算电磁学及其应用:设计、研究、开发高精度、高效率电磁计算算法;研究高效精确电磁计算算法在目标特性、微波成像及遥感、电磁环境预测、天线分析和设计等方面的应用。

2.微波/毫米波电路设计理论与技术:研究有源元器件与电路模型、与微电子、微机械工艺相关的材料器件等模型的建立及参数提取;研究低相噪频率源技术,微波/毫米波单片集成电路设计,基于微机械(MEMS)的微波/毫米波开关、移相器和滤波器设计。

电磁场微波技术论文

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电磁场微波技术论文电磁场与微波技术,是电子信息类学科的一门非常重要的专业理论课,目的是满足学生以后从事微波天线以及射频类的相关工作需求。

店铺整理了电磁场微波技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!电磁场微波技术论文篇一“电磁场与微波技术”课程的改革与实践摘要:在对“电磁场与微波技术”课程的改革与实践中,分析了目前该课程的教学中存在的主要问题,结合课程特点和“三本院校”学生的实际情况,整合了电磁场与电磁波、微波技术和天线理论三门课程的主要内容,加强了该课程与工程实际的结合,适应了三本学校的应用型人才的目标,并通过教学方式和考核方式等方面的具体改革措施,提高了该课程的教学质量,尤其是提高了学生对该课程的相关知识和技术的实际应用能力。

关键词:电磁场与微波技术;工程实际;考核制度作者简介:张具琴(1980-),女,河南信阳人,黄河科技学院电子信息工程学院,讲师;贾洁(1982-),女,河南安阳人,黄河科技学院电子信息工程学院,助教。

(河南郑州450063)中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)17-0054-02随着信息时代的发展,作为信息主要载体发展方向的高频电磁波—微波,不仅在卫星通信、计算机通信、移动通信、雷达等高科技领域得到了广泛的应用,而且已经深入到了各行各业中,在人们的日常生活也扮演着重要角色。

因此对于电子信息专业的学生来说,电磁场、微波技术与天线类课程在目前及今后都是不可缺少的主干专业课程。

[1,2]但由于该课程的自身特点及对于该课程教学的一些传统认识,使得学生对该课程的知识和技能的学习和掌握不能满足国内对电磁场与微波技术及其相关专业人才的需求。

为提高该课程教学质量和人才培养质量,尤其是针对三本院校的应用型人才培养目标,笔者认真分析了该课程教学中的问题,结合课程特点和“三本院校”学生的实际情况,对该课程进行了一系列的改革和实践探索,并取得了一定的成果。

电磁场与微波技术

电磁场与微波技术

电磁场与微波技术电磁场是指存在于空间中的电荷或电流所产生的物理场。

它是一个基本的物理概念,在生活中随处可见。

电磁场与微波技术的研究和应用,已经在科学和工业领域取得了重要的进展。

这篇文章将介绍电磁场和微波技术的基本概念、应用和未来发展趋势。

一、电磁场的基本概念电磁场最基本的特征是电场和磁场。

电场是指电荷对周围带电或未带电粒子所产生的力的作用。

与之相对的是磁场,它是由电荷所产生的电流产生的力所形成的,用特定的单位表示为韦伯(Wb)。

电磁场的强度和方向是由电荷密度和电流决定的。

电荷密度是指在某一区域单位体积内的电荷数量,通常用库仑/立方米(C/m³)表示。

电流是指单位时间内通过一个导体横截面的电量,通常用安培(A)表示。

电磁场还有一个重要的特征是其频率和波长。

频率是指电磁波每秒钟震荡的次数,用赫兹(Hz)表示。

波长是指电磁波一个震荡周期所覆盖的距离,用米(m)表示。

二、微波技术的基本概念微波技术是指运用微波频段(300MHz-300GHz)的电磁波进行信息传输、测量、加热等方面的技术。

微波技术具有传输速度高、信号质量好、噪声小等优点,因此在通信、雷达、天文学、生命科学等领域得到了广泛应用。

微波技术主要是由微波器件和微波传输系统构成的。

微波器件包括发射器、接收器、功率放大器、射频滤波器、振荡器等。

微波传输系统包括微波波导、微波传输线和微波天线等。

微波技术通过这些器件和传输系统实现了微波信号的调制、放大、传输和接收等功能。

三、电磁场和微波技术的应用1. 通信通信是电磁场和微波技术的重要应用领域之一。

无线通信的基本原理就是利用电磁波进行信息传输。

无线通信技术已经在移动通信、卫星通信、广播电视等方面得到了广泛应用。

2. 雷达雷达是指利用电磁波进行物体探测和测量的技术。

它广泛应用于军事、民用、科学研究等领域。

雷达技术已经变得越来越先进,可以探测到更小的物体,监测更广泛的区域,因此在海上、空中、陆地各种环境下都有广泛的应用。

电磁场与微波技术

电磁场与微波技术

电磁场与微波技术电磁场与微波技术引言电磁场和微波技术是现代科学与技术领域中重要的研究方向。

电磁场是由电磁波构成的物理现象,其在无线通信、电磁隔离、能量传输等方面具有广泛应用。

微波技术作为电磁波的一种,其频率范围在0.3 GHz到300 GHz之间,被广泛应用于通信、雷达、医疗、材料处理等领域。

本文将探讨电磁场的基本概念、特性以及微波技术在不同领域中的应用。

第一部分电磁场的基本概念与特性1. 电磁场的概念电磁场,顾名思义,是由电场和磁场组成的物理现象。

电场是由电荷引起的一种物理现象,磁场则是由电流引起的物理现象。

当电流变化时,会产生磁场。

电磁场可以通过电磁波的方式传播,包括无线电波、微波、可见光等。

2. 电磁场的特性电磁场具有许多特性,包括电磁波的强度、频率、相位等。

电磁波的强度代表了电磁辐射的能量大小,频率代表了电磁波的振动次数,相位则表示了电磁波在空间中的相对位置。

此外,电磁波还具有传导性、辐射性以及相对论效应等特性。

第二部分微波技术的应用领域1. 通信领域微波技术在通信领域中有着重要应用,尤其是无线通信和卫星通信。

无线通信利用微波进行信号传输,实现了人与人之间的远程通信,比如手机通话、无线网络等。

卫星通信则利用微波将信号从地面传输到卫星,再由卫星传输到其他地方,实现了全球通信的覆盖。

2. 医疗领域微波技术在医疗领域中也有广泛应用。

微波能够穿透物体,因此可以用于医学影像学中的透视、断层扫描等技术。

此外,微波技术还可以用于治疗,比如微波物理疗法、微波治疗仪等,可以用于疼痛治疗、肿瘤治疗等。

3. 雷达技术雷达技术是微波技术的重要应用之一。

雷达是利用微波进行距离测量和目标探测的装置。

它通过向目标发射微波信号,并接收其反射信号来实现目标的探测和定位。

雷达在军事、民航、气象等领域中起着重要作用,比如飞机导航、天气预报等。

4. 材料处理微波技术还可以用于材料处理,包括物体加热、干燥、焙烧等。

微波加热可以快速、均匀地加热物体,用于食品加热、橡胶硫化等。

电磁场与微波技术教学资料-微波等离子体ppt课件.pptx

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1989的Andrews D A和King T A研究了微波激励的氨-氖激 光器,采用频率50-1000MHz,用条形线微波电路(横向场激发) 。前苏联自20世纪70年代开始,以超高频电场激发等离子体用于 激光器的研制,如Mikhalevskii和Muller的工作。德国在1991年 已研制成输出功率为8kW的微波激励CO2激光器,激光输出功率 对微波输入功率之比的效率达25%以上,它是脊波导等离子体发 生器,属横向场。国内也有许多单位开始了这方面的研究工作。
• 等离子体可以采用磁约束的方法,约束在设定的空间内,微波结 构和磁路可以兼容。
• 安全可靠。高压源和等离子体发生器相互隔离,这是直流等离子 体所不能实现的,微波泄露容易控制,易达到辐射安全标准。这 是高频感应等离子体难以达到的。
• 微波发生器是稳定的,容易控制,采用三端口环形器保护装置以 后,可以使反射功率顺利地进入负载,振荡管不受负载变化的影 响,输出功率仅决定于工作点的选择。
MPCVD制备金刚石薄膜的优越性
采用 CVD 法制备金刚石膜的工艺, 目前已经开发出很多种, 其中主要 有: 热丝法(HFCVD)、微波法(MPCVD)、直流等离子体炬法(DC Plasmajet CVD)和氧-乙炔燃烧火焰法(Oxy-acetylene CombustionFlame)。
微波法是用电磁波能量来激发反应气体。 由于是无极放电, 等离子体 纯净, 同时微波的放电区集中而不扩展, 能激活产生各种原子基团如原子氢 等, 产生的离子的最大动能低, 不会腐蚀已生成的金刚石。 它与热丝法相 比, 避免了热丝法中因热金属丝蒸发而对金刚石膜的污染以及热金属丝对 强腐蚀性气体如高浓度氧、 卤素气体等十分敏感的缺点, 使得在工艺中能 够使用的反应气体的种类比 HFCVD 中多许多;与直流等离子体炬相比, 微 波功率调节连续平缓, 使得沉积温度可连续稳定变化, 克服了直流电弧法中 因电弧的点火及熄灭而对衬底和金刚石膜的巨大热冲击所造成的在DC plasma-jet CVD 中金刚石膜很容易从基片上脱落 ; 通过对MPCVD 沉积 反应室结构的结构调整, 可以在沉积腔中产生大面积而又稳定的等离子体 球, 有利于大面积、 均匀地沉积金刚石膜, 这一点又是火焰法所难以达到 的。因而微波等离子体法制备金刚石膜的优越性在所有制备法中显得十分 突出。

电磁场与微波技术实验心得(优秀范文五篇)

电磁场与微波技术实验心得(优秀范文五篇)

电磁场与微波技术实验心得(优秀范文五篇)第一篇:电磁场与微波技术实验心得电磁场与微波技术实验报告我们班连续观摩了三个《电磁场与微波技术》课程的实验,通过观看视频,老师讲解和演示,以及自己的一些操作,使我们加深了对这三个实验的一些了解。

实验一、电磁波极化在这个实验我们主要了解电磁波极化、天线极化的概念;了解电磁波的分解与合成原理;了解圆极化波产生的基本原理。

这个实验主要用到的仪器是微波分光仪,里面包含支座、分度转台、喇叭天线、可变衰减器、晶体检波器、视频电缆及微安表、读书机构、栅网组件、三厘米信号源、分光介质板。

实验内容:首先连接好实验仪器,三厘米固态信号源工作在等幅状态,按下电压按键使三位半数字表显示电压的示数,信号源的输出端通过同轴线连接到微波分光仪,此时的电信号通过同轴转波导经过隔离器、可变衰减器到达辐射天线的辐射喇叭(Pr0),辐射喇叭辐射出的波经过栅网组件的反射和吸收到达接收喇叭(Pr3),经由晶体检波器,通过同轴线与微安表相连。

垂直栅网(Pr1)与辐射喇叭在同一条水平线上,通过长铝质支柱固定在基座上;水平栅网(Pr2)正对着辐射喇叭,并与垂直栅网成直角,通过读数机构和短铝质支柱固定在基座上。

接收喇叭与辐射喇叭成45º角。

然后开始实验,打开信号源开关,这时转动接收喇叭Pr3,当Pr3喇叭E面与垂直栅网平行时收到E⊥波,经几次调整辐射喇叭Pr0的转角使Pr3接收到的|E∥|=|E⊥|,实现圆极化的幅度相等要求。

然后接收喇叭Pr3在E∥和E⊥之间转动,将出现任意转角下的|Eα|≤|E∥|(或E⊥)。

这时改变Pr2水平栅网位置,使Pr3接收的波具有|Eα|=|E∥|=|E⊥|,从而实现了E∥和E⊥两个波的相位差为±90º,得到圆极化波。

实验心得:通过老师的细心讲解以及在老师的指导下,我们进行了一些简单的操作,熟悉了实验仪器的名称,以及一些仪器的作用以及工作原理,如三厘米信号源, 它是一种使用体效应管作振荡源的微波信号源,能输出等幅信号及方波调制信号。

电磁场与微波技术(场论)

电磁场与微波技术(场论)

交通管制:监测道 路交通状况,实现 智能交通管理
无线通信:电磁波在空间中传播,实现无线通信 卫星通信:利用卫星转发信号,实现全球通信 雷达系统:利用微波反射原理,实现对目标距离、速度、方位的测量 移动通信:手机、平板等移动设备通过电磁波进行通信
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测量技术中的应用:利用电磁波的传播特性,可以实现对物体位置、速 度、距离等参数的测量,如雷达测距、激光测距等。
通信领域:利用 微波进行无线通 信,包括移动通 信、卫星通信等
雷达探测:利用 微波的反射和散 射特性,探测目 标的位置、速度 和形状等信息
导航定位:利用 微波信号的传播 特性,进行全球 定位系统(GPS) 等导航定位
遥感遥测:利用 微波辐射和散射 特性,进行气象 观测、资源调查 和环境监测等
电磁场与微波技术的起源 20世纪的发展和应用 21世纪的最新进展和趋势 未来展望
纳米技术:利 用纳米尺度的 特性,开发出 更小、更快、 更省能的电子 器件和系统。
生物技术:结合 电磁场与微波技 术,开发出用于 医疗、生物检测 和生物成像等领 域的先进技术和
设备。
电磁场与微波技术与通信技术的结合,实现高速、大容量、低延迟的通信。 电磁场与微波技术与生物医学的交叉,应用于生物医学成像、微波热疗等领域。 电磁场与微波技术与新材料技术的结合,开发新型微波介质材料、超材料等。 电磁场与微波技术与新能源技术的交叉,研究微波在太阳能、风能等新能源领域的应用。
电磁场的基本理论
简介:麦克斯韦方程组是描述电磁场运动和变化的经典方程组,由麦克斯韦在19世纪 提出。
内容:包括四个方程,分别描述电场、磁场、电荷密度和电流密度的关系,以及电 磁场的变化规律。
应用:麦克斯韦方程组在电磁波传播、电磁场与物质相互作用等领域有着广泛的应用。
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第12篇电磁场与微波技术12.1电磁波的概念1)定义从科学的角度来说,电磁波是能量存在的一种形式,凡是能够释出能量的物体,都会释出电磁波。

正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样,人们也看不见无处不在的电磁波。

电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”。

2)电磁波的产生1864年,英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上,建立了完整的电磁波理论。

他预言了电磁波的存在,推导出电磁波与光具有同样的传播速度。

1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。

之后,人们又进行了许多实验,不仅证明光是一种电磁波,而且发现了更多形式的电磁波,它们的性质完全相同,只是波长和频率有很大的差别。

电磁波是电磁场的一种运动形态。

电与磁可以说是一体两面,变化的电会产生磁,变化的磁也会产生电。

变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播则形成了电磁波,电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,也常称为电波。

3)电磁波的性质电磁波频率低时,主要借助有形的导电体才能传递。

原因是在低频的电振荡中,磁电之间的相互变化比较缓慢,其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去;电磁波频率高时既可以在自由空间内传播,也可以束缚在有形的导电体内传递。

电磁波在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中,磁电互变甚快,能量不可能全部返回原振荡电路,于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去,不需要介质也能向外传递能量,这就是一种辐射。

举例来说,太阳与地球之间的距离非常遥远,但在户外时,我们仍然能感受到太阳光的光与热,其实光波也是电磁波。

在空间中电磁波为横波。

电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。

电磁波振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变,其强度与距离的平方成反比,电磁波本身携带动能量,任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。

电磁波的速度等于光速c(3×108米/秒)。

在空间传播的电磁波,其量值最大两点之间的距离,就是电磁波的波长λ,电磁每秒钟变化的次数便是频率f。

三者之间的关系为c=λf。

电磁波通过不同介质时,会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等。

电磁波的传播有多种形式,有沿地面传播的地面波,还有从空中传播的空中波以及天波。

波长越长其衰减越少,且越容易绕过障碍物继续传播。

4)电磁波谱按照波长或频率的顺序把各种电磁波排列起来,就是电磁波谱,如表12.1-1所示。

如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们分别是工频电磁波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。

其中低频无线电的波长相对来说最长,宇宙射线的波长相对来说最短。

传真(电视)用的波长是3~6米;雷达用的波长更短,3米到几厘米,甚至毫米以下。

5)电磁辐射广义的电磁辐射通常是对电磁波的频谱而言的。

狭义的电磁辐射是指电器设备所产生的辐射波,通常是指红外线以下部分。

(1)横电磁波(TEM波);(2)横电波(TE波);(3)横磁波(TM波)。

6)电磁辐射对人体的影响电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和积累效应等。

热效应:人体内70%以上是水,水分子受到电磁波辐射后相互磨擦,引起机体升温,从而影响到身体其他器官的正常工作。

非热效应:人体的器官和组织都存在微弱的电磁场,它们是稳定和有序的,一旦受到外界电磁波的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏,人体正常循环机能会遭受破坏。

累积效应:热效应和非热效应作用于人体后,在人体的伤害尚未来得及自我修复之前再次受到电磁波辐射的话,其伤害程度就会发生累积,久而久之会成为永久性病态,甚至危及生命。

对于长期接触电磁波辐射的群体,即使功率很小,频率很低,也会诱发想不到的病变,应引起警惕!各国科学家经过长期研究证明:长期接受电磁辐射会造成人体免疫力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减退、提前衰老、心率失常、视力下降、血压异常、皮肤产生斑痘、粗糙,甚至导致各类癌症等;男女生殖能力下降、妇女易患月经紊乱、流产、畸胎等症状。

随着人们生活水平的日益提高,电视、电脑、微波炉、电热毯、电冰箱...等家用电器越来越普及,电磁波辐射对人体的伤害越来越严重。

但由于电磁波辐射是看不见,摸不着,感觉不到的,且其伤害是缓慢、隐性的,所以尚未引起人们的广泛注意。

比如电热毯是使用最广与人体接触最近、接触时间最长,且对人体危害最严重的家用电器。

现在人们使用的绝大多数电热毯电磁波辐射强度超过安全值20~100倍,对人体健康的伤害极为严重。

千千万万的电热毯用户仍在遭受着电热毯电磁波的伤害,应引起人们的注意!7)电磁辐射的强度与国家标准(1)电磁辐射的强度通信基站越建越多,手机信号覆盖越来越广,人们疑虑通信基站发射的电磁波对人体有害。

由电磁辐射概念可知,电磁辐射其实是一种能量,它对环境的影响程度主要取决于能量的强弱,用来表征其强度大小的物理量主要有:①功率:辐射功率越大,辐射出来的电、磁场强度越高,反之则小,单位是瓦(W)。

②功率密度:指单位时间、单位面积内所接收或发射的高频电磁能量,单位是瓦/平方米(W/m2),在高频电磁辐射环境评估时功率密度常用MW/cm2表示。

③电场强度:用来表示空间各处电场的强弱和方向的物理量,距离带电体越近的地方电场越强,越远的地方电场越弱。

电场强度的单位是伏/米(V/m),在输电线和高压电器设备附近的工频电场强度通常用kV/m 表示。

④磁场强度:用来表示空间各处磁场的强弱与方向的物理量,单位是安/米(A/m )。

⑤磁感应强度:表示通过单位面积里的磁通量,用于描述磁场能量的强度,单位是特斯拉或高斯(T 或Gs )。

如何衡量电磁辐射对人体作用的大小呢?电磁辐射能量要大到什么程度才会对人体产生伤害呢?我们先来了解一下“SAR”这个名词,SAR 的中文意思是“比吸收率”,SAR 定义为生物体每单位质量所吸收的电磁辐射功率,即吸收计量率,它的单位是W/kg 。

SAR 的测定:SAR 值测量系统由人体模型、测量仪表、探针、机械臂等组成。

测量时,在人体模型内部倒入专用测试液体,液体的电磁性与人体的一致;将发射源紧贴模型放置,设置好发射源的发射功率,由机械臂带动探针在液体内运动,自动测量场强E ,由以下公式可计算出SAR 的值:SAR=E (ε/p ) 12.1-1 其中,E 为场强,ε为介电常数,p 为液体密度。

国际上,FCC 、ICNIRP (国际非电离性照射保护委员会)、IEEE 等机构先后制定了电磁辐射对人体作用的衡量技术标准。

目前通用标准有两个,一个是欧洲使用的2W/kg ,另一个是美国使用的1.6W/kg 。

欧洲采用的测试标准测量单位是10克,美国采用的测试标准测量单位为1克。

现代生活在给我们带来方便的同时也带来了更多的风险,无线网络就是其中一个例子。

8)电磁波是传递信息的有效载体 目前被广泛应用的无线通信、广播、电视等,都是应用电磁波实现信息传递的典型例子,它可使信息的传输可以在瞬间完成,例如电视的直播可以使人们在千里之外观察到事件发生的全过程,可以在几秒中内实现货币的汇兑,声音和图像的发送及自控技术的结合可以实现远距离的会诊和手术,移动通信实现了无处不能的通信,人们再也不需要点燃烽火台来报警,电子信息技术已经在改变并继续改变着人类的生活方式和文明的进程。

12.2 微波的概念及特点1)概念在无线电频谱中,将300MHz---3000GHz 的电磁波称为微波。

即波长为1m —0.1mm 的电磁波称为微波。

无线电电磁波的波谱如表12.2-1所示。

(1)单位转换63912151811011010110110110M H z H zG H z M H z H z TH z H zPH z H z EH z H z(已用,计算机主频)======(2)频率与波长的关系 mm ff c 1)(1038<⨯==λ12.2-1波长变化:m 1<∆λ。

如mm mm GHz f 1.01010103103,30004938==⨯⨯⨯==-λ微波频率变化范围很宽,提供了广泛的应用领域。

微波频宽是普通无线电波(长、中、短波的总和)频率的近一万倍。

倍数n 的计算如下式:100003001030003003000330030030003=⨯=≈--==MMMG HzM M G n 普通无线电波波段微波波段 12.2-2 例如一个电视频道频宽约为8MHz ,用普通无线电波段可传5.378M 300n ==个频道,用微波可传3750008103000830003=⨯==MG n万个频道。

既然微波频段范围这么宽广,而普通无线电波范围的应用又那么拥挤,因此无线电技术发展方向必将是从普通无线电波的应用向微波应用发展,这也是实用电波的频率越来越高的原因。

微波技术是很多新技术的生长点,如宇航、射电天文、波谱学等。

为什么要把m 1<∆λ的无线电波专门加以研究且形成一个独立学科呢?为了更好的研究微波应用领域,以下讨论微波的特点。

中波:频率为300kHz ~3MHz ,波长处于1km ~100km 之间。

短波:频率为3MHz ~30MHz ,波长处于100m ~10m 之间。

超短波:频率为30MHz ~300MHz ,波长处于10m ~1m 之间。

微波:频率为300MHz ~300GHz ,波长处于1m ~1mm 。

2)特点(1)微波的波长很短(m mm 1.01.0至=λ)。

微波波长λ可与地球上的物体尺寸相比(属于同一数量级)或小得多,这一特点是极为难能可贵的,由此可引出微波有如下特性:①似声性。

微波波长λ与物体尺寸可以比拟时,具有似声性(声波波长大于或略大于物体)。

似声性的应用有:a)做为号角天线,相当于声学中的喇叭(广播:声音扩散面大); b)做为波导管,相当于声学中的传声筒(直筒);c)做成谐振腔:相当于声学中的共鸣器(谐振腔与LC 谐振回路像比拟); d)做成开槽天线:相当于声学中的笛或萧(可用于漏泄通信、电磁测量)。

似声性应用举例如表12.2-2所示。

表12.2-2 似声性应用举例似光性主要应用有:a )直线传播:微波中继通信(如电视、通信),无线电定位(GPS )的应用等。

b )折射、反射、绕射。

③聚焦性。

微波具有方向性强的特点,能量集中于某一方向,实现远距离通信,可制作方向性很高的抛物面天线,且具有保密性强、抗干扰能力强等优点;可制作凸透镜、探照灯等;(2)微波的振荡周期短(T 为s 810-至s 1210-由 s fT 12810101---==可知微波振荡周期短。

由于周期短,就必须考虑电子渡越时间T a 。

例如NPN 型晶体管中电子渡越情况如图12.2-1所示。

图12.2-1 NPN 型三极管电子渡越时间是指电子由器件的一个电极(如E 极)传输到另一个电极(如C 极)所需要的时间,记为a T 。

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