微波技术基础课件—第1次课
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微波技术基础-微波网络分析(1).pdf
第二章）
第四章 关心的是一组端口上 的电压和电流 如何通过对器件的场 分布的描述，建立其电 路参数的概念？
11
北京邮电大学——《微波技术基础》
概
述
为什么需要引入低频电路分析方法？
电路分析方法能够简化问题处理
很多情况下只关心一组端口上的电压和电流、通过器 件的功率流等（场分析能得到空间上各点的精确结 果——给出的信息过多） 灵活的扩展，求多个元件组合的响应，不必详细分析 每个元件——简化分析与求解
北京邮电大学——《微波技术基础》
15
阻抗和等效电压与电流
TEM模等效电压与等效电流
TEM模具有静态场性质，能够得到唯一的电压、 电流、阻抗定义
＋
V = ∫ E ⋅ dl
+
−
I=
－
∫
与路径无关！
C
+
H ⋅ dl
可得到唯一的电 压V和电流I！
16
E
H
V Z0 = I
北京邮电大学——《微波技术基础》
阻抗和等效电压与电流
e ( x, y ) + − jβ z (V e + V − e jβ z ) C1 C2
H t ( x, y , z ) = h ( x, y )( A+ e − jβ z − A− e jβ z ) = h ( x, y ) ( I + e − jβ z − I − e jβ z )
比例系数
V+ V− C1 = + = − A A
微 波 技 术 基 础
北京邮电大学无线电与电磁兼容实验室 刘凯明 副教授
（明光楼718室，62281300）
Buptlkm@
2011
第四章 关心的是一组端口上 的电压和电流 如何通过对器件的场 分布的描述，建立其电 路参数的概念？
11
北京邮电大学——《微波技术基础》
概
述
为什么需要引入低频电路分析方法？
电路分析方法能够简化问题处理
很多情况下只关心一组端口上的电压和电流、通过器 件的功率流等（场分析能得到空间上各点的精确结 果——给出的信息过多） 灵活的扩展，求多个元件组合的响应，不必详细分析 每个元件——简化分析与求解
北京邮电大学——《微波技术基础》
15
阻抗和等效电压与电流
TEM模等效电压与等效电流
TEM模具有静态场性质，能够得到唯一的电压、 电流、阻抗定义
＋
V = ∫ E ⋅ dl
+
−
I=
－
∫
与路径无关！
C
+
H ⋅ dl
可得到唯一的电 压V和电流I！
16
E
H
V Z0 = I
北京邮电大学——《微波技术基础》
阻抗和等效电压与电流
e ( x, y ) + − jβ z (V e + V − e jβ z ) C1 C2
H t ( x, y , z ) = h ( x, y )( A+ e − jβ z − A− e jβ z ) = h ( x, y ) ( I + e − jβ z − I − e jβ z )
比例系数
V+ V− C1 = + = − A A
微 波 技 术 基 础
北京邮电大学无线电与电磁兼容实验室 刘凯明 副教授
（明光楼718室，62281300）
Buptlkm@
2011
微波课件第1.1节)
A1 ez cos(t z) A2 ez cos(t z)
结论
传输线上任意点上的电压和电流都由二部分组成，在任一点处电压或
电流均由沿-z方向传播的入射波和沿+z方向传播的反射波叠加而成。
不管是入射波还是反射波，它们都是行波。
行波在传播过程中其幅度按ez 衰减，称 为衰减常数。而相位随z 连续滞后z ，故称 为相位常数。
《微波技术与天线》
第一章 均匀传输线理论之•均匀传输线方程及其解
第二类是均匀填充介质的金属波导管，因电磁波在管内 传播，故称为波导，主要包括矩形波导、圆波导、脊形波 导和椭圆波导等。
第三类是介质传输线，因电磁波沿传输线表面传播， 故称为表面波波导，主要包括介质波导、镜像线和单 根表面波传输线等。
《微波技术与天线》
第一章 均匀传输线理论之•均匀传输线方程及其解
2. 均匀传输线方程
当高频电流通过传输线时，在传输线上有：
导线将产生热耗，这表明导线具有分布电阻； 在周围产生磁场，即导线存在分布电感； 由于导线间绝缘不完善而存在漏电流，表明沿线各处有分布电导； 两导线间存在电压，其间有电场，导线间存在分布电容。
通解为
U z A1ez A2ez
I z A1ez A2ez Z0
Z0 (R jL) /(G jC)称为传输线的特性阻抗。 A1 , A2 为积分常数，由边界条件决定。
《微波技术与天线》
第一章 均匀传输线理论之•均匀传输线方程及其解
传输线的边界条件通常有以下三种
已知始端电压和始端电流Ui、Ii 已知终端电压和终端电流Ul、Il
《微波技术与天线》
第一章 均匀传输线理论之•均匀传输线方程及其解
5. 传输线的工作特性参数
微波工程基础课件
案例四
总结词
该卫星导航系统在设计与实现过程中， 通过对定位算法和信号处理技术的优化， 提高了定位精度和可靠性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱVS
详细描述
该卫星导航系统在设计与实现过程中，采 用了先进的定位算法和信号处理技术，实 现了高精度、高可靠性的目标定位。同时， 通过对卫星信号接收质量的分析和优化， 提高了系统的抗干扰性能。此外，还通过 采用模块化设计方法，降低了系统复杂度， 提高了可维护性和可扩展性。
宽带宽和短波长的特点。
高增益特性
02 由于微波毫米波系统的传输距离较短，因此需要高定
向性和高增益的天线来提高信号接收效率。
干扰和噪声特性
03
由于微波毫米波系统的频带很宽，因此容易受到各种
干扰和噪声的影响，需要采取有效的措施进行抑制。
微波毫米波系统的应用领域
通信领域
01
利用微波毫米波系统的宽带和高速特性，可以实现大容量、高
介质谐振器参数
描述介质谐振器性能的参数，包括谐 振频率、品质因数、损耗角等。
PART 03
微波电子学基础
电子注与微波电场
电子注
在微波工程中，电子注指的是在强电场作用 下，具有足够动能的电子束。
微波电场
微波电场是一种交变电场，其频率在微波频 段。
电子注的驱动与控制
要点一
电子注驱动
通过在电子注通道中施加适当的高频电场，使电子注得到 加速。
微波工程的应用领域
雷达和通信
雷达是利用微波进行测距、定 位和跟踪的一种装置，而通信 则是利用微波进行信息传输的
一种方式。
导航
在飞机、船舶等交通工具中， 利用微波进行导航定位已经成 为了普遍的应用。
加热和干燥
微波技术课件-绪论
微波的產生（微波諧振器），傳輸（傳輸線），
加工變換，發射接收（天線） 以及測量（微波技術反射係數） 。
微波技術、天線以及電波傳輸構成了無線電技術的重要組成部分
2、微波的特點及其應用
微波具有波粒二象性 微波的兩重性指的是對於尺寸大的物體，如建築物、
導彈它顯示出粒子的特點——即似光性或直線性 而對於相對尺寸小的物體，又顯示出——波動性。
光學顯微鏡和電子顯微鏡
（1）似光性 應用：雷達（radar電子眼）
（2）穿透性（穿透雲霧和電離層） 應用：空間通信、衛星通信、衛星遙感和射電天文學（哈雷彗星）
（3）寬頻帶性（相對於中短波和超短波） 便於攜帶更多的資訊 應用：聲音圖像的傳輸
（4）微波能量-量子性（ E hv 熱效應性，
應用：微波爐，微生物催化等
10 ～10 eV ） -5
-2
很多物質的能級落在這個波段
（5）散射性（攜帶了散射體的資訊—頻域資訊、時域資訊） 應用：微波遙感、雷達成像的基礎
（6）抗低頻干擾特性
• 發展方向：
• 高頻方向發展 • 微波器件小型化，整型化，寬頻化發展 • 微波系統向智能化，自動化發展（+computer）
微波的應用是相當的廣泛的 通信(雷達，廣播，電子測速)、 科研、 日常生活（微波爐不破壞營養） 生物醫藥， 以及軍事上（微波炸彈）。 微波的危害： 人體輻射
緒論
1、微波的概念
微波是電磁波（介於超短波與紅外線之間）
頻率：300MHz-3000GHz 波長：0.1mm-1m. 細分為：分米波、釐米波、毫米波、亞毫米波
微波
超長波
中波
米波
釐米波
亞毫米波
長波
短波
分米波 毫米波
加工變換，發射接收（天線） 以及測量（微波技術反射係數） 。
微波技術、天線以及電波傳輸構成了無線電技術的重要組成部分
2、微波的特點及其應用
微波具有波粒二象性 微波的兩重性指的是對於尺寸大的物體，如建築物、
導彈它顯示出粒子的特點——即似光性或直線性 而對於相對尺寸小的物體，又顯示出——波動性。
光學顯微鏡和電子顯微鏡
（1）似光性 應用：雷達（radar電子眼）
（2）穿透性（穿透雲霧和電離層） 應用：空間通信、衛星通信、衛星遙感和射電天文學（哈雷彗星）
（3）寬頻帶性（相對於中短波和超短波） 便於攜帶更多的資訊 應用：聲音圖像的傳輸
（4）微波能量-量子性（ E hv 熱效應性，
應用：微波爐，微生物催化等
10 ～10 eV ） -5
-2
很多物質的能級落在這個波段
（5）散射性（攜帶了散射體的資訊—頻域資訊、時域資訊） 應用：微波遙感、雷達成像的基礎
（6）抗低頻干擾特性
• 發展方向：
• 高頻方向發展 • 微波器件小型化，整型化，寬頻化發展 • 微波系統向智能化，自動化發展（+computer）
微波的應用是相當的廣泛的 通信(雷達，廣播，電子測速)、 科研、 日常生活（微波爐不破壞營養） 生物醫藥， 以及軍事上（微波炸彈）。 微波的危害： 人體輻射
緒論
1、微波的概念
微波是電磁波（介於超短波與紅外線之間）
頻率：300MHz-3000GHz 波長：0.1mm-1m. 細分為：分米波、釐米波、毫米波、亞毫米波
微波
超長波
中波
米波
釐米波
亞毫米波
長波
短波
分米波 毫米波
微波技术
第一节 微波技术一、微波技术概论1、微波概念微波是指波长在1m m ～1m 范围的电磁波。
工业上，科学，医疗常用微波进行加热。
常用微波频率有433MHz 、915MHz 、2375MHz 、2450MHz 。
食品加工中多用915MHz 。
家用微波炉多选用2450MHz 。
前者微波穿透深度大。
2、微波加热特点：加热速度快 微波加热是利用被加热物体本身作为发热体而进行内部加热，不靠热传导的作用，因此可以物体内部温度迅速提高，所需加热时间短。
一般只需常规方法的十分之一到百分之一的时间就可完成整个加热过程加热均匀性好 微波加热是内部加热，而且往往具有自动平衡的性能，所以与外部加热相比较，容易达到均匀加热的目的，避免了表面硬化及不均匀等现象的发生。
加热易于瞬时控制 微波加热的热惯性小，可以立即发热和升温，易于控制，有利于配备自动化流水线。
选择性吸收 某些成分非常容易吸收微波，另一些成分则不易吸收微波，这种微波加热的选择性有利于产品质量的提高加热效率高 微波加热设备虽然在电源部分及电子本身要消耗一部分能量，但由于加热作用始自加工物料本身，基本上不辐射散热，所以热效率可高达80%。
3、微波加热原理微波加热不同于其它加热方法，一般加热由表及里，微波直接加热物体内部，被加热介质为偶极子（一端带正电，一端带负电分子）组成。
无电场作用时，这些偶极子介质作无规则运动。
有电场时，介质中偶极子呈有序排列。
直流电场中，偶极子带正电一侧朝向负极。
有电场时，偶极子排列规则，即外加电场给予介质中偶极子以一定“位能”，介质分子的极化越剧烈，介质常数越大，介质中贮存能量越多。
频繁改变电场方向，偶极子亦做迅速摆动。
由于分子的热运动和相邻分子间相互作用，偶极子摆动便受到干扰和阻碍，产生类似磨擦的作用，使分子获得能量，并以热形式表现出来，表现为介质温度升高。
物料在微波场中产生热量的多少与外加电场及物质种类特性有关。
外加电场变化越快，产生热量越多，外加电场越强，产生热量也越多。
微波技术基础学习课件精品共68页
பைடு நூலகம்
微波技术基础学习课件精品
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
微波技术
超高频(UHF) 超高频 UltraHigh Frequency 特高频(SHF) 特高频 super 极高频(EHF) 极高频 extra
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
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》
31
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》
29
学习本课程的作用与意义
北京邮电大学——《微波技术基础》
30
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》