微波技术 第一章 绪论
微波技术与天线
shz
c.已知电源电动势Eg，内阻Rg及负载阻抗ZL时
的特解：
U ( z)
Eg Z0 Rg Z0
e z L e 2l ez (1 1 Le2l )
I( z)
Eg Rg Z0
e z L e 2l ez (1 1 Le2l )
其中：
1
Rg Rg
Z0 Z0
L
Z L Z L
Z0 Z0
2.向微波电路的小型化，微型化和单片集 成化方向发展；
3.向开辟新的微波应用领域方向发展。
第二章 传输线的基本理论
第一节 传输线的基本概念
一. 传输线的种类:
1. 微波传输线的定义: 2. 传输线的种类:
a. TEM波传输线: b. 金属波导传输线: c. 表面波传输线:
二 分布参数的概念:
1. 长线与短线的概念:
电流)的一般公式:
U (z) U L IL z0 ez U L IL z0 ez
2
2
I( z)
U L IL z0 2z0
e z
U
L
IL 2z0
z0
e z
解的双曲函数形式为：
U (z) U Lchz ILZ0shz
I( z)
U L Z0
shz
ILchz
b. 已知始端电压U1 和电流 I1时的特解：
L0
jC0 (1
j G0
C0
)
j
L0C0 [1
j
1 2
( R0
L0
G0
C0
)]
( R0 C0 G0 2 L0 2
j
L0 ) j
C0
L0C0
R0
2
C0 G0 L0 2
微波技术基础课程学习知识要点
《微波技术基础》课程学习知识要点第一章 学习知识要点1．微波的定义— 把波长从1米到0.1毫米范围内的电磁波称为微波。
微波波段对应的频率范围为: 3×108Hz ～3×1012Hz 。
在整个电磁波谱中，微波处于普通无线电波与红外线之间，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10000倍。
一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个波段。
2．微波具有如下四个主要特点：1) 似光性、2) 频率高、3) 能穿透电离层、4) 量子特性。
3．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。
4．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。
第二章 学习知识要点1. 传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。
微波传输线是一种分布参数电路，线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数，它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。
传输线方程是传输线理论中的基本方程。
2. 均匀无耗传输线方程为()()()()d U z dz U z d I z dzI z 2222220-=-=ββ 其解为 ()()()U z A e A e I z Z A e A e j z j zj z j z=+=---120121ββββ 对于均匀无耗传输线,已知终端电压U 2和电流I 2，则:对于均匀无耗传输线,已知始端电压U 1和电流I 1，则:()()⎪⎭⎪⎬⎫+=+= sin cos sin cos 022022Z z jU z I z I z Z jI z U z U ββββ其参量为 Z L C 000=，βπλ=2p ，v v p r =0ε，λλεp r=03. 终端接的不同性质的负载，均匀无耗传输线有三种工作状态： (1) 当Z Z L =0时，传输线工作于行波状态。
微波技术第一章----绪论last
1.4 微波研究方法
“场”为主；
“场”与“路”相结合
例如波导与电磁谐振腔理论就是典型的场理论，在研究方法上也愈来愈 多地与光学技术相结合，例如应用几何光学理论研究反射面天线，透镜 天线。用迈克尔逊干涉仪作为通振腔等等。
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第 一 章 绪 论
1.5 微波技术研究的主要内容
一、微波传输线理论
它是研究微波在各种传输线（双导 线、同轴线、波导、介质波导、微带线 和带状线）上传播时的特性。 传输线理论(长线理论）； 金属波导 带状线与微带
1.3 微波技术的发展和应用
第 一 章 绪 论 一、微波技术的应用
微波应用
雷达
通信
科学研究
生物医学
微波能
二、微波技术的发展
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
/art/1716/ 返回 20050308/220161_1.html
第 一 章 绪 论
地表传播
对有些电波来说，地球本身就是一个障碍物。当接收天线距 离发射天线较远时，地面就象拱形大桥将两者隔开。那些走直 线的电波就过不去了。只有某些电波能够沿着地球拱起的部分 传播出去，这种沿着地球表面传播的电波就叫地波，也叫表面 波。地面波传播无线电波沿着地球表面的传播方式，称为地面 波传播。其特点是信号比较稳定，但电波频率愈高，地面波随 距离的增加衰减愈快。因此，这种传播方式主要适用于长波和 中波波段。
Ka
Q U M E F G R
26.50～40.00
33.00～50.00 40.00～60.00 50.00～75.00 60.00～90.00 90.00～140.0 140.0～220.0 220.0～325.0
《微波技术》课程教学大纲
《微波技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：08030010课程中文名称：微波技术课程英文名称：microwave technology课程性质：专业指定选修课考核方式：考查开课专业：电子信息工程、通信工程、信息对抗技术开课学期：5总学时：40+16总学分：3.5二、课程目的和任务《微波技术》是研究微波信号的产生、放大、传输、发射、接收和测量的学科。
通过讲述传输线理论、理想导波系统理论、微波网络理论，使学生掌握传输线的工作状态和特性参量、波导的场结构和传输特性，了解常用微波元件的基本结构和工作原理，具有解决微波传输基本问题的能力。
三、教学基本要求（含素质教育与创新能力培养的要求）1．掌握传输线的基本理论和工作状态，具有分析传输线特性参量的基本能力，掌握阻抗圆图和导纳圆图的基本构成和应用，了解阻抗匹配的基本方法和原理。
2．掌握矩形波导的一般理论与传输特性，掌握矩形波导主模的场分布与相应参数，了解圆波导、同轴线、带状线和微带线等传输线的工作原理、结构特点、传输特性和分析方法。
3．掌握微波网络的基本理论，重点包括微波网络参量的基本定义、基本电路单元的参量矩阵、微波网络组合的网络参量、微波网络的工作特性参量，了解二端口微波网络参量的基本性质，具有分析二端口微波网络工作特性参量的基本能力。
4．掌握阻抗变换器、定向耦合器、微带功分器、波导匹配双T的结构特点、工作原理、分析方法及其主要用途，了解电抗元件、连接元件、衰减器和移相器、微波滤波器和微波谐振器等微波元件的结构特点和工作原理。
四、教学内容与学时分配第一章绪论（2学时）微波的概念及其特点，微波技术的发展和应用，微波技术的研究方法和基本内容。
第二章传输线理论（13学时）1．传输线方程及其求解2．传输线的特性参量3．均匀无耗传输线工作状态分析4．阻抗圆图及其应用5．传输线的阻抗匹配第三章微波传输线（9学时）1．理想导波系统的一般理论2．导波系统的传输特性3．矩形波导4．带状线5．微带线第四章微波网络（9学时）1．波导等效为平行双线2．微波元件等效为微波网络3．二端口微波网络4．基本电路单元的参量矩阵5．二端口微波网络的组合及参考面移动的影响6．二端口微波网络的工作特性参量7. 多端口微波网络第五章常用微波元件（7学时）1．阻抗变换器2．定向耦合器3．波导匹配双T4．微波滤波器第六章实验教学（16）五、教学方法及手段（含现代化教学手段）以课堂讲授为主，适当配合课堂讨论，充分使用多媒体教学；以学生自学为辅，学生可以通过网络课堂和微波网站在线学习。
微波课件绪论
表 0.1.2 常用微波分波段代号
波段代号 L S C X Ku K Ka U V W 频率范围(GHz) 频率范围 1~2 2~4 4~8 8~12 12~18 18~27 27~40 40~60 60~80 80~100 波长范围(cm) 波长范围 30~15 15~7.5 7.5~3.75 3.75~2.5 2.5~1.67 1.67~1.11 1.11~0.75 0.75~0.5 0.5~0.375 0.375~0.3 标称波长(cm) 标称波长 22 10 5 3 2 1.25 0.8 0.6 0.4 0.3
在微波波段取而代之的是分布参数电路元件、 在微波波段取而代之的是分布参数电路元件、微波传输线 分布参数电路元件 谐振腔等 和谐振腔等。 不论在结构型式和工作原理上， 不论在结构型式和工作原理上，微波分布参数电路与低频 集中参数电路都将有很大的区别。 集中参数电路都将有很大的区别。 3．穿透性 ． 微波照射于介质物体时，能深入物质内部的特性。 微波照射于介质物体时，能深入物质内部的特性。 微波能穿透电离层，因而成为卫星通信、全球卫星导航及 微波能穿透电离层，因而成为卫星通信、 人类探测外层空间的“宇宙窗口” 人类探测外层空间的“宇宙窗口”； 微波能穿透云雾、 微波能穿透云雾、雨、植被、积雪和地表层，具有全天候 植被、积雪和地表层， 和全天时工作的能力，成为遥感技术的重要波段； 和全天时工作的能力，成为遥感技术的重要波段； 微波能穿透生物体，成为医学透热疗法的重要手段； 微波能穿透生物体，成为医学透热疗法的重要手段；
4．研究方法和测量方法的独特性 ．
(1) 研究参量
低频：电压和电流（仅是时间的函数，与空间位置无关）。 低频：电压和电流（仅是时间的函数，与空间位置无关）。 微波：电场和磁场矢量（是时间和位置的函数）。 微波：电场和磁场矢量（是时间和位置的函数）。
微波技术
超极高频
为了工程应用的方便， 为了工程应用的方便，国际上 又把微波波段 更细地划分并给予相应的表示符号。 更细地划分并给予相应的表示符号。 表1-3 微波波段的代号及对应的频率范围
4. 量子特性
微波具有波粒二重性。 微波具有波粒二重性。 根据量子学理论，电磁辐射的能量不是连续的， 根据量子学理论，电磁辐射的能量不是连续的，而是 由一个个“能量子”组成， 其中, 由一个个“能量子”组成，每个量子的能量 E = h f (其中 其中 f 为频率，普朗克常数 h = 6.626×10-34 J⋅s )。 为频率， × ⋅ 。 微波的频率很高, 其量子能量范围约在10 微波的频率很高 其量子能量范围约在 -5 ~10-2 eV， ， 低功率电平下，微波的量子特性明显地表现出来。 低功率电平下，微波的量子特性明显地表现出来。 一些分子和原子的超精细结构能级落在微波波段， 一些分子和原子的超精细结构能级落在微波波段 ， 顺磁物质在磁场作用下的能级差也落在这一波段。因此， 顺磁物质在磁场作用下的能级差也落在这一波段。因此， 微波可用来研究物质的结构， 从而形成近代尖端科学， 微波可用来研究物质的结构 ， 从而形成近代尖端科学 ， 如“微波波谱学”、“量子无线电物理”等。 微波波谱学” 量子无线电物理”
频率范围(GHz) 波 段 频率范围
UHF L LS S C XC X Ku K 0.30~1.12 1.12~1.70 1.70~2.60 2.60~3.95 3.95~5.85 5.85~8.20 8.20~12.40 12.40~18.00 18.00~26.50
微波技术基础-概述(1)
微波器件——谐振器、功分器、 耦合器等 微波基础理论 传输线理论、史密斯圆图应用 微波网络理论 阻抗变换与阻抗匹配 波导理论(矩形波导、圆波导、同轴线) 器件原理(谐振腔、功分器、耦合器等)
北京邮电大学——《微波技术基础》
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学习内容
传输线理论和阻抗匹配概念，掌握传输线电路模型、端 接任意负载时传输线的特性，史密斯圆图及其在阻抗匹 配方面的应用，宽带匹配理论的设计实现；(第2、5章) 微波传输线、波导理论，矩形、圆柱形波导中的传输特 性和模式理论，单模传输条件，为“光纤通信”类课程 做基础理论准备； (第3章) 微波网络基础和微波网络矩阵分析法； (第4章) 微波基本元器件（微波谐振器、微波无源器件和微波滤 波器）的分析及其基本工作原理，以及在通信设备中的 应用，为“无线通信”类课程作准备。 (第6、7章)
合成橡胶处理 废物处理 核废料 纤维废料
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
从频谱认识微波
我国移动通信所用频谱的划分
北京邮电大学——《微波技术基础》
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学习本课程的作用与意义
北京邮电大学——《微波技术基础》
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学习什么内容？
围绕信号、功率的传输，学习微波 在器件中传输的基本分析方法，学 习微波器件的基本原理 微波传输——传输线、波导
现象是客观存在的，客观存在的事物一定能表现出 来吗?未必。它的表现与观察者及环境有关。地球是一 个圆球(严格地说是似椭圆球)。但直至麦哲伦发现新 大陆才算最后解决，因为人与地球上的尺寸比太微小 了。现在，宇航员在太空中能够清晰地看到地球是圆 形。 同样，波动性是客观存在的。但是，观察波动性却 与主观性、仪器、尺寸、时间等有关。
北京邮电大学——《微波技术基础》
微波概述
第一章 绪论微波技术已有几十年的发展历史，现已成为一门比较成熟的学科。
在雷达、通信、导航、遥感、电子对抗以及工农业和科学研究等方面，微波技术都得到了广泛的应用。
微波技术是无线电电子学门类中一门相当重要的学科，对科学技术的发展起着重要的作用。
§1-1 微波及其特点一、微波的含义1v 微波是超高频率的无线电波。
由于这种电磁波的频率非常高，故微波又称为超高频电磁波。
电磁波的传播速度与其频率、波长f λ有下列固定关系v f =λ (1-1-1)若波是在真空中传播，则速度为m/s 。
8103×==c v 微波的频率范围通常为3×108Hz~3×1012Hz ，对应的波长范围从1m 到0.1mm 左右。
为使人们对微波在电磁波谱中所占的位置有一个全貌的了解，现将整个宇宙中电磁波的波段划分列于表1-1-1中。
从表中可见，微波频率的低端与普通无线电波的“超短波”波段相连接，其高端则与红外线的“远红外”区相衔接。
在使用中，为方便起见，可将微波分为分米波、厘米波、毫米波及亚毫米波等波段。
还可做更详细的划分，如厘米波又可分为10厘米波段、5厘米波段、3厘米波段及1.25厘米波段等等；毫米波亦可细分为8毫米、6毫米、4毫米及2毫米波段等。
表1-1-1 宇宙电磁波谱实际工程中常用拉丁字母代表微波小段的名称。
例如S、C、X分别代表10厘米波段、5厘米波段和3厘米波段；Ka、U、F分别代表8毫米波段、6毫米波段和3毫米波段等等，详见表1-1-2。
表1-1-2 微波频段的划分波段频率范围（GHz）波段频率范围UHF 0.30~1.12 Ka 26.50~40.00L 1.12~1.70 QLS 1.70~2.60S 2.60~3.95 MC 3.95~5.85 E 60.00~90.00XC 5.85~8.20 F 90.00~140.00 X 8.20~12.40 GKu 12.40~18.00 RK 18.00~26.00二、微波的特点属于无线电波的微波，之所以作为一个相对独立的学科来加以研究，是因为它具有下列独特性质：23f f T /11．频率极高 根据电磁振荡周期T 与频率的关系式=可以推知微波波段的振荡周期在10-9~10-13秒（s ）量级，而普通电真空器件中电子的渡越时间一般为10-9秒（s ）量级，就是说二者属于同一数量级。
00微波技术0绪论
绪 论
5、微波检测
微波检测技术是微波应用的一个重要方面，起 始于二十世纪五十年代。作为一种独特有效的检测 手段，微波检测技术在工业检测领域得到了比较广 泛的应用，如无损探伤、测厚、测湿、测温、测速 、测位移等等。 微波检测是基于微波和物质之间的相互作用， 微波与传播媒质之间的相互作用由媒质的介电常数 决定，这是微波检测的基本出发点。其中两个重要 的应用是对多种非金属材料的介电特性和湿度的测 量。
绪 论
微波技术
兰州大学信息科学与工程学院 丁光泽
绪 论
绪论
一、什么是微波？
微波的定义：微波是电磁波谱中介于普 通无线电波(长波、中波、短波、超短波)与 红外线之间的波段。微波是属于无线电波中 波长最短，即频率最高的波段，其频率和波 长的范围分别为： 波长：1m ～0.1mm 频率： 3×108Hz～3×1012Hz 微波在电磁波波段中的位置如下图所示 ：
绪 论
f 微波化学
温度越高，化学反应速度越快，微波可以提 高化学化应的速度和产速，但消耗的能量节约80% ，而且洁净、不污染样品。 国外微波能在化学合成、分析化学、新材料 合成、陶瓷烧结、橡胶工业、造纸生产、皮革产 业、香料萃取、塑料工业等化学领域都得到了广 泛的应用。 国内微波能在化学化工各个领域内的研究应 用参差不齐，有些领域还比较落后。
绪 论
应用：雷达、点对点通信、定向广播、 卫星通信 2、频率高、频带宽、信号容量大 根据目前的技术水平，一条通信线路 （即一套发射机、接收机和传输媒介）一般 只有不超过百分之几的相对带宽（即频带宽 度与中心频率之比）。微波是无线电波中频 率最高的波段，频带最宽。因此，为了有足 够的信息容量，现代多路通信系统包括卫星 通信系统几乎无例外地工作在微波波段。 对于无线电波，每个波段的频带宽度见 下表：
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Why，How and What？
• Why？target？ – The • How？ to learn quickly and fast？ – How • what？result？ – The
45
教材
• 李晓蓉等《微波技术》，科学出版社，2005
46
参考书籍
董金明，林萍实《微波技术》，机械工业出 版社，2005 梁昌红等《简明微波》，高等教育出版社， 2006
遵守波动基本规律 微波波长和一般物体的线性尺寸相当，可 以采用成熟的几何光学方法来设计各种微 波仪器和设备，比如用透镜或反射面来设 计微波天线 设计器件体积小，波束方向性强
13
微波特点
似声性
波长上与实验室的设备（物体）尺寸相当 --------------同量级，使其的特点又与声波 相近。 波导－－－－传声筒 喇叭天线－－声学喇叭
36
微波防护
台式电脑主机
前面0.17μT，但主机操作面板中央辐射略强，距离 0.03米，0.26μT；主机侧面0.29μT，机箱左侧面中央， 距离0.03米，0.23μT；后面0.46μT。 台式电脑电源接线在接通状态下的辐射是0.47μT
37
微波防护
低音炮音箱
操作面板中央，距离0.03米，0.63μT；音箱右侧面中 央，距离0.03米，5.68μT
日本于1993年也公布了无线局域网使用的ISM频段。 在中国，也先后开放2.4G和5.8G作为ISM频段
9
微波波段
1996.8中星5号停播后我国收看的几颗主要卫星
–100.5°E，亚洲2号，1996.5升空，24个C波段转发 器、9个Ku波段转发器
10
微波波段
1996.8中星5号停播后我国收看的几颗主要卫星
39
微波防护
电脑小配件
普通鼠标 普通键盘 无线鼠标 鼠标上方
无线键盘 键盘上方 无线网关 网关上方 打印机 数码相机电源适配器 MP4电源适配器
0.1μT 0.11μT 0.53μT
0.96μT 0.15μT 0.11μT 0.11μT 0.16μT
40
微波防护
什么是安全的？
用电池的直流电电器是最安全的
32
微波防护
等离子电视
正面半米处，开机、观看、换台都是0.11μT，待 机时0.12μT，侧面0.11μT
开机时0.12μT，正常观看时是0.14μT，换台、 待机状态下0.11μT，从测试结果看较之传统电视， 等离子的辐射强度要小一 些
33
微波防护
液晶电视
不论是正面半米还是正面3米的范围内，开机瞬间、正 常观看、换台、待机状态的测试结果都是0.1μT，而侧 面也只有0.11μT，基本上是辐射强度没有变化
穿透地表，作为探地雷达
能穿透生物体，为微波生物医学打下基础
16
微波特内部结构， 分子、原子和原子核呈现出谐振现象。 可以探索物质内部结构
可以研制适用于微波波段的器件
17
微波特点
热效应
微波电磁能量传送到有耗物体内部，会使物 体分子互相碰撞、摩擦，从而使物体发热 可以进行微波加热，用于粮食、茶叶、卷烟、木 材、皮革等各种行业
射频识别系统产生并辐射电磁波，所以这些系统被合 理地归为无线电设备一类，射频识别系统工作时不能 对其他无线电服务造成干扰或削弱。所以只能使用ISM 应用而保留的频率范围
8
微波波段
ISM与无线局域网
八十年代后期，美国联邦通信委员会（FCC） 对使用无线电的计算机通信开放了无须申请就 可以使用的ISM频段，使得无线网络的使用 成为通信领域的一个热点
29
微波防护
辐射级别分类
工频段的单位是μT，如果辐射在0.4μT以上属于较强辐 射，对人体有一定危害，长期接触易患白血病。如果 辐射在0.4μT以下，相对安全。 射频电磁波的单位是μW/㎝2
30
微波防护
手机辐射
SAR值即为生物体(包括人体)每单位公斤允许吸收的辐 射量，这个SAR值代表辐射对人体的影响，是最直接的 测试值，SAR有针对全身的、局部的、四肢的数据。 SAR值越低，辐射被吸收的量越少 SAR必须低于1.6w/kg(motorola 2.0w/kg)
微波加热血浆，解冻冷藏肾脏和进行节育试验
25
微波的应用
计算机
计算机从问世到现在，时域脉冲信号已经高达几GHz，在 如此高频率下为了进一步发展，必须用微波技术 的概念和方法去解决芯片引线之间的脉冲反射和串扰。
26
微波的应用
射电天文学
由于微波工程技术的发展而形成的天文学分支
在地面建立几十米、数百米的大型抛物面天线，再配以高 增益、低噪声、宽频带的微波接收机，可捕捉来自宇宙星 体的微波辐射，利用这些信息研究宇宙的起源和构造
李宗谦等《微波工程基础》，清华大学出版 社，2004
刘学观等《微波技术与天线》，西安电子科 技大学出版社
47
参考书籍
• David M.Pozar, Microwave Engineering,Third Edition,John wiely & Sons, 2005
48
28
微波防护
微波量子与X射线或者γ 射线相比极其微小，不足以使 生物体组织中的分子变成离子，因而不会造成损伤。
人体只对外部加热比较敏感，而微波能使人体内部变 热，在不知不觉中，微波热效应会对人体产生损害， 如果不能及时把局部过多的热量耗散掉，将产生严重 后果。 多数国家认为，最大允许的微波功率密度是10mW/cm2 但是微波的非热效应也可能会对中枢神经和心血管系 统有影响，因此10mW/cm2有可能偏高
31
微波防护
电视（普通）
正面半米：正常开机的瞬间，它所产生的辐射值是0.12μT， 正常观看时的辐射值是0.30μT，换台时为0.27μT，待机状 态则是0.11μT，而侧面在正常观看 的情况下，辐射值是 0.28μT，总体看来接近警戒值
距离三米：开关机、正常观看、换台、待机状态都是 0.12μT；后面辐射强度较大，开机后在半米之内辐射值竟 达4 .8μT，而且隔着玻璃、木板，辐射都没有减小，甚至 隔着10厘米厚的墙辐射值还有0.9μT
–134°E，亚太1A，1996.7升空，8个C波段转发器
11
微波波段
1996.8中星5号停播后我国收看的几颗主要卫星
138°E，亚太1号，1994年升空，24个C波段转发器
12
微波特点
似光性
自由空间中以光速沿直线传播 在不同媒质的分界面上要发生反射和折射
如果分界面的线性尺寸不比波长大很多，会 出现干涉和衍射现象
最好不要穿防护服，人体本身就是一个大导 体，穿上它只能把屏蔽的辐射导入到人体内 部，而且现在没有明确防护服的材质标准， 价格也参差不齐，所以建议你不要轻信防护 服的作用
41
发展简史
现代电磁理论的基础
1873年詹姆斯.克拉克.麦克斯韦(James Clerk Maxwell) 用公式建立
数学复杂性的消除
1885年到1887年奥利弗.亥维赛(Oliver Heaviside)消除 了maxwell理论的数学复杂性，引入矢量形式，并提供 了导波和传输线的实际应用的基础。
42
发展简史
最早的实验
1887年到1891年亨瑞克.赫兹(Heinrich Hertz)作了 一系列实验证实了麦克斯韦的电磁理论
20世纪初
微波技术绪论
Microwave Technology：Introduction
内容提要
微波波段 微波特点 微波的应用 微波防护 发展简史
2
微波波段
微波的概念及波段划分
微波是一种频率非常高的电磁波。把波长从1米到0.1毫米范 围内的电磁波称为微波。微波波段对应的频率范围为: 3×108 Hz～3×1011 Hz 。如下图所示
谐振腔－－－声学共鸣箱
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微波特点
频率高
振荡频率3亿次以上，周期短，10-9~10-12 s
低频电子器件的渡越时间10-8~10-9s 需要考虑完全新颖的微波电子器件
可用频带很宽，在大容量通信场合得到广泛应用， 如卫星通信、多路通信。具有通信容量高、抗干 扰能力强的特性
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微波特点
穿透性
在特定波长穿透电离层，可以卫星通信、宇 宙通信、遥感、定位 穿透云、雾、雨、植被、积雪，并对微波有不同 程度的吸收与反射，可以利用厘米波或这毫米波 雷达来观测它们的存在和流动。气象预报
缺少可靠微波源和其它元件，无线电技术主要发生 在高频(VH)到甚高频(VHF)
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发展简史
20世纪40年代
第二次世界大战，雷达出现，微波技术得到了重视； MIT建立了辐射实验室来发展雷达理论和技术。主要 包括波导元件的理论和实验分析、微波天线、小孔耦 合理论，初期的微波网络理论
微波通信
在雷达出现后不久就开始得到发展,主要得益于为 雷达系统所作的工作
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微波的应用
通信
微波中继通信
微波散射通信：利用对流层的散射特性进行通信
同轴电缆和波导通信 移动通信 卫星通信 宇宙通信
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微波的应用
雷达和导航
目标尺寸和波长之比越大，反射越明显，探测距离越远; 雷达天线口径与波长之比越大，发射波束越细， 反射就越显著，测位精度越高; 利用微波技术可以使用尺寸小、精度高的雷达。
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微波波段
电磁波波段划分
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微波波段
微波波段划分
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微波波段
微波波段的代号及对应的频率范围
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微波波段
典 型 应 用 下 的 频 率
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微波波段
ISM简介
特别为工业、科学和医疗（ISM — Industrial-ScientificMedical）应用而保留的频率范围。这些频率范围在世界 范围内是统一划分的。 射频识别系统