电磁场与微波技术3篇
电磁场与微波技术
通过调整主电路，在主电容为3kV时，得到的电流脉冲峰值为8.5kA、脉宽为2.5μs、电流上升率为7.2kA/μs。
结果表明，RSD是一种开通快、通流能力强、电流上升率高的大功率半导体开关器件。
图5表1参11TN7822007031097螺旋脉冲形成线实验研究/曹绍云，谭杰，范植开，胡克松，吴勇，侯玺群(中国工程物理研究院应用电子学研究所)//强激光与粒子束.―2006，18（6）.―1046～1048.设计了一种用于长脉冲功率源研究的Blumlein型螺旋脉冲形成线。
该形成线主要是将铜带绕在绝缘衬筒上形成螺旋形结构，以蓖麻油为介质，匝数为3.5匝每m，充电时间为1μs，负载为电子束二极管。
给出了形成线参数的理论计算公式以及实验研究结果。
在300kV脉冲功率源上得到的脉冲延迟为200ns，特征阻抗约100Ω，形成的脉冲半高宽为180ns，前沿15ns，平顶宽度150ns。
实验证明该螺旋脉冲形成线结构能够有效地延长形成脉冲的宽度。
最后分析了开关电感、充电时间以及螺旋形结构对形成线输出脉冲前沿及平顶畸变的影响。
结果表明：较小的主开关电感是形成较陡的脉冲前沿的关键，获得好的脉冲波形应选择适当的充电周期，螺旋形结构容易导致色散产生，需要选取适当的螺旋角。
图3表1参7TN7822007031098 4M V同轴-三平板型水介质自击穿开关设计/夏明鹤，王勐，王玉娟，计策，李洪涛，关永超，杨自祥，谢卫平，丰树平(中国工程物理研究院流体物理研究所)//强激光与粒子束.―2006，18（3）.―496～500.在1MV水介质自击穿开关降压实验的基础上，设计了用于脉冲功率装置的水介质输出开关，设计的最高运行电压为4MV，放电电流600kA.4MW 水介质自击穿开关为同轴-三平板结构，由输入输出电极、预脉冲屏蔽板和连接部件组成。
在结构设计中拟使用电流线圈测量每个通道的放电电流，用开关前后传输线上靠近开关端的D-dot测量开关的输入输出电压。
电磁场与微波技术
准技术的16位电流舵D/A转换器的DNL大于±0.5LSB，达到了真正的16位精度。
图8表2参4TN79+2 2010040994 一种用于ADC减少插值误差的预放大器/ 刘元，徐江，顾川，于奇，许巧丽(电子薄膜与集成器件国家重点实验室)// 微电子学. ―2010，40（1）. ―16～19.在分析折叠内插ADC预放大电路非线性误差的基础上，设计了一种适用于折叠内插ADC的新型预放大器，有利于减少插值非线性。
采用0.35μm CMOS工艺，在3.3V电源电压下进行仿真。
结果表明，在0.85V到2.45V 输入范围内，预放大器过零点对应的输出电压保持在2.6V，0.1％的容差范围内，建立时间为4.2ns，有利于提高插值精度。
图6表0参1111、电磁场与微波技术O441 2010040995 单负材料界面处反射相位特性研究/ 张亚军，林超，韩鹏(华南师范大学物理与电信工程学院)// 光子学报. ―2010，39（1）. ―135～138.根据Maxwell电磁场理论，推导出线偏振单色平面波的普适菲涅尔表达式，得到特异材料反射相移计算公式。
利用反射相移公式研究了线偏振单色平面波从空气入射到单负材料（ε＜0或μ＜0）时分界面处反射相位的特性。
结果表明单负材料界面处反射相位连续变化，与传统材料全反射的相位变化特点相似。
图2表0参13O441 2010040996 半空间复杂目标的高频分析方法/ 李晓峰，谢拥军，陈博韬，樊君(西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室)// 电子与信息学报. ―2010，32（2）. ―449～453.该文研究了半空间内复杂导体目标散射的高频求解方法。
分析半空间电磁波的传播规律，将半空间并矢格林函数引入传统的物理光学方法，等效电磁流法方法中，推导出半空间物理光学算法、半空间等效电磁流算法，同时结合图形电磁学和射线追踪方法，分别对半空间复杂目标的消隐和多重散射进行考虑，与半空间目标面元、棱边散射场相叠加，快速有效地计算了半空间复杂目标的雷达散射截面。
电磁场与微波技术
z r 常数（球面）
常数（圆锥面）
）
er
e
Ｏ
点 P(r , , )
e
y
x
常数（平面）
图1.1.7 球坐标系
Heinrich Rudolph Hertz(1857-1894) 在1886年用实验证明了无线电磁波中电与磁 是相互联系的,在他关于电动力学的学术论文 中他用电场强度代替所有的电位,用这种方法 可以从Maxwell方程组中推倒出欧姆定律，基 尔霍夫定律和库仑定律。 Guglielmo Marconi(无线电之父） 1901年完成从英国的Poldhu到加拿大的NewFoundland的跨越大西洋的无线电传播。
(2).矢量与标量之间可以进行乘法（或除法）运算。矢 量A乘以标量s得矢量B。即:
B sA
矢量B的大小变为矢量A的大小的s倍，其方向则与s的 正负有关。若s>0，则B与A同向；若s<0，则B与A反 向。
(3)点积 两矢量之间的乘积有两种有用的定义，即点积（或标 积）和叉积（或矢积）。两个矢量的点积是一个标 量，其值为两个矢量的大小与它们之间夹角 的余弦 B 之积，表示为：
x cos y sin zz
x y
2
arctan zz
y x
2
２.直角坐标系与球坐标系的坐标变量之间的关系：
x r sin cos y r sin sin z r cos
Coulomb(in1785) 用实验证明了两静电荷之间的作用力符合平 方反比律。 Alesandro Volta (1745-1827) 研究不同金属之间的相互作用，发明了第一 个电池(1800)。 Karl Friedrich Gauss(1777-1855) 发现了关于电荷的散度定理（即高斯定理）
电磁场与微波技术实验
电磁场与微波技术实验 Prepared on 22 November 2020实验三对称天线和天线阵的方向图实验目的：1、熟悉对称天线和天线阵的概念；2、熟悉不同长度对称天线的空间辐射方向图；3、理解天线阵的概念和空间辐射特性。
实验原理：天线阵就是将若干个单元天线按一定方式排列而成的天线系统。
排列方式可以是直线阵、平面阵和立体阵。
实际的天线阵多用相似元组成。
所谓相似元，是指各阵元的类型、尺寸相同，架设方位相同。
天线阵的辐射场是各单元天线辐射场的矢量和。
只要调整好各单元天线辐射场之间的相位差，就可以得到所需要的、更强的方向性方向图乘积定理f(θ,φ)=f1(θ,φ)×fa(θ,φ) 上式表明，天线阵的方向函数可以由两项相乘而得。
第一项f1(θ,φ)称为元因子（Primary Pattern），它与单元天线的结构及架设方位有关；第二项fa(θ,φ)称为阵因子（Array Pattern），取决于天线之间的电流比以及相对位置，与单元天线无关。
方向函数（或方向图）等于单元天线的方向函数（或方向图）与阵因子（或方向图）的乘积，这就是方向图乘积定理。
已知对称振子以波腹电流归算的方向函数为实验步骤：1、对称天线的二维极坐标空间辐射方向图（1）建立对称天线二维极坐标空间辐射方向函数的数学模型（2）利用matlab软件进行仿真（3）观察并分析仿真图中不同长度对称天线的空间辐射特性E面方向函数：2、天线阵—端射阵和边射阵（1）建立端射阵和边射阵空间辐射方向函数的数学模型（2）利用matlab软件进行仿真（3）观察并分析仿真图中两种天线阵的空间辐射特性实验报告要求：（1）抓仿真程序结果图（2）理论分析与讨论1、对称天线方向图 01）clc clearlambda=1;%自由空间的波长L0=1; %改变L0值，得到不同长度对称阵子的方向图L=L0*lambda; %分别令L=λ/4,λ/2,3λ/4,λ,3λ/2,2λ k=2*pi/lambda;%自由空间的相移常数theta0=[::360];theta=theta0*pi/180;for i=1:length(theta0) fe(i)=abs((cos(k*L*cos(theta(i)))-cos(k*L))/sin(theta(i))); endpolar(theta,fe/max(fe)); %画归一化方向图title('L=λ时对称阵子天线的方向图')%L 的长度不同，标题不同 02)clc clearlambda=1;%自由空间的波长L0=1/4; %改变L0值，得到不同长度对称阵子的方向图L=L0*lambda; %分别令L=λ/4,λ/2,3λ/4,λ,3λ/2,2λ k=2*pi/lambda;%自由空间的相移常数theta0=[::360];theta=theta0*pi/180; for i=1:length(theta0)fe(i)=abs((cos(k*L*cos(theta(i)))-cos(k*L))/sin(theta(i))); end902700L=λ时对称阵子天线的方向图2700L=λ时对称阵子天线的方向图title('L=λ时对称阵子天线的方向图')%L 的长度不同，标题不同 3)clc clearlambda=1;%自由空间的波长L0=1/2; %改变L0值，得到不同长度对称阵子的方向图 L=L0*lambda; %分别令L=λ/4,λ/2,3λ/4,λ,3λ/2,2λ k=2*pi/lambda;%自由空间的相移常数theta0=[::360];theta=theta0*pi/180; for i=1:length(theta0)fe(i)=abs((cos(k*L*cos(theta(i)))-cos(k*L))/sin(theta(i))); endpolar(theta,fe/max(fe)); %画归一化方向图title('L=λ时对称阵子天线的方向图')%L 的长度不同，标题不同 4)clc clearlambda=1;%自由空间的波长L0=3/4; %改变L0值，得到不同长度对称阵子的方向图 L=L0*lambda; %分别令L=λ/4,λ/2,3λ/4,λ,3λ/2,2λ k=2*pi/lambda;%自由空间的相移常数theta0=[::360];theta=theta0*pi/180; for i=1:length(theta0)fe(i)=abs((cos(k*L*cos(theta(i)))-cos(k*L))/sin(theta(i))); end902700L=λ时对称阵子天线的方向图902700L=λ时对称阵子天线的方向图title('L=λ时对称阵子天线的方向图')%L 的长度不同，标题不同 5)clc clearlambda=1;%自由空间的波长L0=3/2; %改变L0值，得到不同长度对称阵子的方向图 L=L0*lambda; %分别令L=λ/4,λ/2,3λ/4,λ,3λ/2,2λ k=2*pi/lambda;%自由空间的相移常数theta0=[::360];theta=theta0*pi/180; for i=1:length(theta0)fe(i)=abs((cos(k*L*cos(theta(i)))-cos(k*L))/sin(theta(i))); endpolar(theta,fe/max(fe)); %画归一化方向图title('L=λ时对称阵子天线的方向图')%L 的长度不同，标题不同 6)clc clearlambda=1;%自由空间的波长L0=2; %改变L0值，得到不同长度对称阵子的方向图L=L0*lambda; %分别令L=λ/4,λ/2,3λ/4,λ,3λ/2,2λ k=2*pi/lambda;%自由空间的相移常数theta0=[::360]; theta=theta0*pi/180; for i=1:length(theta0)fe(i)=abs((cos(k*L*cos(theta(i)))-cos(k*L))/sin(theta(i))); end90270L=λ时对称阵子天线的方向图902700L=λ时对称阵子天线的方向图title('L=λ时对称阵子天线的方向图')%L 的长度不同，标题不同 分析对称振子天线的方向图（以上图形）可以看出：①l <λ时，随着振子长度的增加，其方向图波瓣变尖锐，其最大辐射方向在q =90o ，无副瓣；②当l >λ时，开始出现副瓣， 但最大辐射方向仍在q =90o 的方向上；③当l >0.625l λ时，最大辐射方向将偏离q =90o 的方向；（当l >λ，出现反向电流，场为反向叠加）；④当l =l λ时，天线上的反向电流与正向电流相同，故在q =90o 上场将完全抵消，其总场为零，但在q =60o 的方向上，由于场的行程差引起的相位差和电流的相位差互相抵消，从而形成场的最大值。
电磁场与微波技术
电磁场与微波技术080904（一级学科：电子科学与技术）本学科是电子科学与技术一级学科下属的二级学科，是1990年由国务院学位办批准的博士学位授予点，同时承担接收博士后研究人员的任务，2003年被批准为国防科工委委级重点学科点。
本学科专业内容涉及电磁场理论、微波毫米波技术及其应用，主要领域包括电磁波的产生、传播、辐射、散射的理论和技术，微波和毫米波电路系统的理论、分析、仿真、设计及应用，以及环境电磁学、光电子学、电磁兼容等交叉学科内容。
多年来在多种军事和国民经济应用的推动下，本学科在天线理论与技术、电磁散射与逆散射、电磁隐身技术、微波毫米波理论与技术、光电子技术、电磁兼容、计算电磁学与电磁仿真技术、微波毫米波系统工程与集成应用等方面的研究形成了鲜明的特色，取得了显著成果。
其主要研究方向有： 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。
3.电磁波与物质的相互作用：研究电磁散射和逆散射算法，军事装备目标特性测试技术，隐身目标测试技术，目标散射中心三维成像技术；研究轻质、宽频、自适应智能隐身材料。
4.微波/毫米波系统理论与集成应用技术：设计、研究、开发特殊环境下的微波/毫米波系统；研究微波/毫米波测试技术；研究天线设计理论与技术。
一、培养目标掌握坚实的电磁场与微波技术以及相应学科的基础理论，具有系统的专门知识，熟练应用计算机，掌握相应的实验技术，掌握一门外国语，学风端正，具备独立从事科学研究工作和独立担负专门技术工作的能力，能胜任科研、生产单位和高等院校的研究、开发、教学或管理等工作。
工程电磁场实训报告(3篇)
第1篇一、实训目的本次实训旨在通过理论学习和实践操作，使学生深入理解电磁场的基本理论，掌握电磁场问题的分析方法，提高学生在实际工程中的应用能力。
通过实训，学生能够：1. 理解电磁场的基本概念、基本定律和基本分析方法。
2. 掌握电磁场问题的建模、求解和计算方法。
3. 学会使用电磁场分析软件进行仿真分析。
4. 培养学生解决实际工程问题的能力。
二、实训内容1. 电磁场基本理论- 电磁场的基本概念- 电磁场的基本定律（麦克斯韦方程组）- 电磁场的边界条件- 电磁场的分析方法（解析法、数值法）2. 电磁场问题建模- 电磁场问题的几何建模- 电磁场问题的物理建模- 电磁场问题的数学建模3. 电磁场求解方法- 解析法：分离变量法、格林函数法- 数值法：有限元法（FEM）、有限差分法（FDM）4. 电磁场分析软件应用- Ansys Maxwell- COMSOL Multiphysics5. 实际工程案例分析- 微波天线设计- 电磁屏蔽材料分析- 电磁兼容性（EMC）设计三、实训过程1. 理论学习- 首先进行电磁场基本理论的学习，通过课堂讲授、阅读教材和参考资料，使学生掌握电磁场的基本概念、基本定律和基本分析方法。
2. 建模训练- 在教师的指导下，学生进行电磁场问题的建模训练，包括几何建模、物理建模和数学建模。
3. 求解方法学习- 学习电磁场问题的解析法和数值法求解方法，通过案例分析，使学生理解各种方法的适用范围和求解步骤。
4. 软件应用训练- 利用Ansys Maxwell或COMSOL Multiphysics等电磁场分析软件，进行电磁场问题的仿真分析。
5. 实际工程案例分析- 学生分组进行实际工程案例分析，如微波天线设计、电磁屏蔽材料分析等，通过实际案例的解决，提高学生的实际应用能力。
四、实训结果与分析1. 理论学习成果- 学生能够熟练掌握电磁场的基本理论，理解电磁场的基本定律和基本分析方法。
2. 建模能力- 学生能够根据实际问题进行电磁场问题的建模，包括几何建模、物理建模和数学建模。
电磁场与微波技术教学资料微波技术环境保护
电磁场与微波技术教学资料 微波技术 环境保护
微波消解基本原理是直接以 试样和酸的混合物为发热体, 利用微波从内部进行加热, 由于其热量几乎不向外传递, 热效率很高, 试样充分混合, 激烈搅拌, 迅速地进行分解。 微波消解已被用于大气颗粒 物、水、土壤、垃圾、煤飞 灰、淤泥和沉积物等环境样 品。微波消解还能用于金属 化合物的消化测定、生物样 品的分析和水样中的化学需 氧量的测定。
电磁场与微波技术教学资料 微波技术 环境保护
2
微波技术与 污水处理
微波技术与 工业脱硫
微波技术与固 体废弃物处理
微波技术与 环境监测
电磁场与微波技术教学资料 微波技术 环境保护
3
微波技术与 污水处理 微波污水处理技术原理
1.是磁性物质在微波场的作用下, 磁 性组分发生变化, 这种变化的迟滞作 用产生热能; 2.极性分子在外加微波电磁场的作用 下,原来杂乱无章的分子随之快速改变 方向由于电磁场的变化频率极高, 分 子高速的摆动, 使分子间摩擦产生热 能; 3.具有导电性的材料在微波场作用下 会产生电流, 电流的流动产生热能。
原理分析：热能的产生来自于电 磁场能的转化: 在外加微波频率 为2 450 MHz下，溶液中的极性分 子( 诸如H2O，NH3) 逐渐产生极 化现象。
分子间的碰撞加剧，摩擦产生的热量 是相当可观的，这些热量能够使溶液 迅速升温; 微波作用时间越长，分子 热运动越剧烈，温度升高越快Байду номын сангаас从而 增强了相际传输，提高了氨氮的去除 率。
• 在微波辐射作用下,介质的加热效应是内部的整体加热, 介质内部基本上不存在温度梯度, 因此微波可以均匀 地加热介质
电磁场与微波技术实验教程第3章
蓝色圆为匹配圆逆时针旋转90°(即λ/8)后得到的辅助圆)：
ZL ~ (1) 计算归一化负载阻抗值， Z L Z 0 2 j1
， 在圆
图上找到阻抗点A。 由A点沿等反射系数圆旋转180°， 得 到导纳点B。
第3章 微波电路CAD
第3章 微波电路CAD
2) 反射演示
负载分别设为全反射、 匹配以及任意状态时， 观察传 输线上反射电压(U－)、 反射电流(I－)的形成过程， 比较二 者的相位关系； 比较反射波(U－、 I－)与入射波(U+、 I+)之 间的相位关系， 注意观察传输线末端的反射情况。
第3章 微波电路CAD
3) 驻波演示
， 则归一化输入阻
抗为Z in3 0.5 j0.8 ， 在圆图上找到输入阻抗点Zin。 (2) 短路时的 Z in2 j2 ， 圆图上短路点对应的电长度
为0.18， 即输入阻抗点距离终端0.18λ。 (3) 由输入阻抗点Zin沿等反射系数圆逆时针(向负载方向) 旋转0.18电长度， 即得负载阻抗点Z， 为归一化值， 再乘 以Z0即得负载阻抗ZL。
传输线波形演示及圆图应用
一、 实验目的
(1) 了解传输线上各种波形的形成及传输特点。
(2) 掌握圆图的构成及计算应用。
第3章 微波电路CAD
二、 实验设备
本实验采用传输线理论CAI软件进行。 该软件为实验室 自行开发、 设计的计算机辅助教学软件， 分为传输线波形 演示和圆图应用两大部分。 传输线理论CAI软件主界面如图3.1.1所示。
第3章 微波电路CAD
实验2
Microwave Office软件系统介绍及应用
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电磁场与微波技术
第一篇：电磁场概述
电磁场是指由电荷或电流产生的在空间中存在的物理场，也是一种能量形式。
电磁场是三维空间中的矢量场，其中包括电场和磁场两个部分。
电场是指在电荷周围存在的一种力场，具有方向和大小。
电场的强度取决于电荷的大小和距离关系。
在电场中，电荷之间互相作用，这种作用力是通过电场传递的。
磁场是由电流产生的一种力场，也具有方向和大小。
当
电流流过导体时，磁场也会随之而产生。
磁场的强度取决于电流的大小和距离关系。
在磁场中，电流上的电子会受到磁场的力的作用，导致其运动路径发生曲线运动。
电磁场广泛应用于电磁波通信、雷达探测、电磁辐射治
疗等领域。
电磁场还可以分析复杂的电磁问题和设计电子元器件等。
电磁场的形式化描述是由麦克斯韦方程组组成的。
麦克
斯韦方程组由四个方程式组成，涵盖了电场和磁场的所有基本规律和相互关系。
总之，电磁场在现代物理中有着重要的应用和研究价值，对于电子技术和通信技术的发展起到了重要的推动作用。
第二篇：微波技术概述
微波是指一种电磁波，波长在1毫米到1米之间，频率
在300兆赫到300吉赫之间。
微波技术是指利用微波进行通信、雷达探测、天线设计、微波加热等方面的技术手段。
微波技术的优点包括传输速度快、带宽大、穿透力强、
信息保密性和可靠性高等。
常见的微波应用包括移动通信、卫星通信、无线局域网、雷达探测、天线设计和微波加热等领域。
微波技术应用广泛，例如在通信领域，通过无线终端通
过微波信号与基站相连完成通信连接，从而实现了无线通信。
在雷达探测领域，利用微波信号进行距离测量，在航空、军事、气象等领域用于观测地球和增强安全。
微波技术的研究不断发展，利用微波进行数据通信和传
输的技术变得越来越重要。
下一代移动通信和无线网络也在使用微波技术进行传输，这也将进一步推动微波技术的发展。
总之，微波技术是一种应用广泛的技术手段，对于电子
通信、雷达探测、医疗和生产技术等领域有着举足轻重的作用。
未来的研究和发展将在微波技术的应用和底层研究方面继续取得进展。
第三篇：电磁场与微波技术的关系
电磁场和微波技术在很多方面是紧密相关的。
微波是一
种特殊的电磁波，频率范围在300兆赫到300吉赫之间，与电磁场紧密相连。
微波技术使用一系列电磁场理论和技术，在电子工程、通信技术、电磁辐射治疗等领域发挥了重要的作用。
在通信领域中，无线通信是使用微波技术进行的，通过
微波信号实现终端设备与基站之间的通信传输。
在雷达探测中，使用微波信号进行距离测量，微波信号较强的穿透性和高灵敏度的特点使其在助航和空中交通控制等领域拥有广泛的应用。
在医学领域中，电磁场和微波技术被应用于医疗和治疗中。
例如，高频电磁场治疗已被广泛应用于癌症治疗。
这种电磁场在治疗过程中可以对癌细胞进行选择性杀灭，同时对正常
细胞没有明显的伤害。
此外，微波加热技术也被广泛应用于食品加工生产和医疗领域。
总之，电磁场和微波技术在现代科技中具有重要的应用和研究价值。
它们的创新和发展对于推动电子技术和通信技术的发展，以及医疗治疗、食品生产等相关领域的发展都有着积极的推动作用。