微波技术与天线-第0章-绪论.pptx

课程性质：本课程为考查课;教学参考书 1、《微波技术与天线》第三版 郭辉萍、刘学观编著西安电子科技大学出版社 2、《微波技术基础》 全绍辉编著 高等教育出版社;微波技术与相关课程之间的关系;一、微波及其特点;;根据电磁波频率、波长与速度的关系：f × λ = 3×108 米/秒可知，微波的波长范围在1米至0.1毫米之间。;常用微波波段的划分;为了充分利用微波频谱资源，避免相互干扰，国际上对各射频微波频段的用途都有一些规定。;对于低频电磁波，其波长远大于电路的实际尺寸，主要强调“路”的概念，在实际的设计与应用中，集总参数的使用相对来说占主导地位，分布参数相对来说不是很明显；对于微波，由于频率越高，波长较短，可与电系统的实际尺寸相比拟，实质上是“场”的概念在主导。 由于微波波长的特殊性，它具有以下特点： 1.穿透性 2.似光性 3.热效应特性 4.宽频带特性 5.抗低频干扰特性 6.散射特性 7.视距传播特性 8.电磁兼容与电磁环境污染 9.分布参数的不确定性;1. 穿透性 微波照射到介质时具有穿透性，主要表现在云、雾、雪等对微波传播影响较小，这为全天候微波通信和遥感技术打下了基础；微波能穿透生物体，这为微波生物医学打下基础；另一方面，微波具有穿越电离层的透射特性，实验证明：微波波段的几个分波段如1 ～10GHz、20～30GHz及91GHz附近受电离层的影响较小，可以较为容易地由地面向外层空间传播，从而成为人 类探索外层空间的“无线电窗口”，它为空间通信、卫星通信、卫星遥感和射电天文学的研究提供了难得的无线电通道。;2. 似光性 微波具有类似光一样的特性，主要表现在反射性、直线传播性及集束性等几个方面。由于微波的波长与 地球上的一般物体（如飞机、轮船、汽车等）的尺寸 相比要小得多，或在同一数量级，因此当微波照射到 这些物体时会产生强烈的反射，基于此特性人们发明 了雷达系统； 微波如同光一样在空间直线传播，如同光可聚焦成光束一样，微波也可通过天线装置形成定 向辐射，从而可以定向传输或接收由空间传来的微弱 信号，实现微波通信或探测。;3. 热效应特性 当微波电磁能量传送??有耗物体的内部时，就会 使物体的分子互相碰撞、摩擦，从而使物体发热，这 就是微波的热效应特性。利用微波的热效应特性可以 进行微波加热，由于微波加热具有内外同热、效率高、加热速度快等特点，因而被日益广泛应用于粮食、茶 叶、卷烟、木材、纸张、皮革、食品等各种行业中。 另外，微波对生物体的热效应也是微波生物医学的基 础。;4. 宽频带特性 任何通信系统为了传递一定的信息必须占有一定 的频带，为传输某信息所需的频带宽度叫做带宽。要 传输的信息越多，所用的频带就越宽。通常一个传输 信道的相对带宽（即频带宽度与中心频率之比）不能 超过百分之几，所以为了使多路电视、电话能同时在 一条线路上传送，就必须使信道中心频率比所要传递 的信息总带宽高几十至几百倍。而微波具有较宽的频 带特性，其携带信息的能力远远超过中短波及超短波，因此现代多路无线通信几乎都工作在微波波段。随着 数字技术的发展，单位频带所能携带的信息越来越多，这为微波通信提供了更加广阔的应用前景。;5. 抗低频干扰特性 地球周围充斥着各种各样的噪声和干扰，主要归纳为：由宇宙和大气在传输信道上产生的自然噪声，由各种电气设备工作时产生的人为噪声。由于这些噪声一般在中低频区域，与微波波段的频率成分差别较大，它们在微波滤波器的阻隔下，基本不会影响微波通信的正常进行。这就是微波的抗低频干扰特性。;6. 散射特性 当电磁波入射到某物体上时，会在除入射波方向外的其他方向上产生散射。散射是入射波和该物体相互作用的结果，所以散射波携带了大量关于散射的信息。这个信息就是通过大气或云对阳光的散射作用而传递给人们的。由于微波具有频域信息、相位信息、极化信息、时域信息等多种信息，人们通过对不同物体的散射特性的检测，从中提取目标特性信息，从而进行目标识别，这是实现微波遥感、雷达成像等的基础。另外，还可以利用大气对流层的散射实现远距离微波散射通信。;7. 视距传播特性 各波段的传播特性是不一样的，长波可沿地表传播，短波可利用电离层反射实现天波传播，而超短波和微波只能在视距内沿直线传播，这就是微波的视距传播特性。但由于地球表面的弯曲和障碍物（高山、建筑物等）的阻拦，微波不能直接传播到很远的地方去（一般不超过50km），因此在地面上利用微波进行远距离通信时，必须建立中继接力站，并使站与站之间的距离不超过视距，微波信号就像接力棒一样，一站一站地传递下去。增加了通信的复杂程度。;8.电磁兼容与电磁环境污染 随着无线电技术的不断发展，越来越多的无线设 备在相同的区域同时工作，势必会相互干扰。尤其是 在飞行器、舰船上不同的通信设备之间的距离极小就 会相互干