微波及其特點(diǎn)ppt課件

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,微波技術(shù)已有幾十年的發(fā)展歷史，現(xiàn)已成為一門(mén)比較成熟的學(xué)科。在雷達(dá)、通信、導(dǎo)航、遙感、電子對(duì)抗以及工農(nóng)業(yè)和科學(xué)研究等方面，微波技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用。微波技術(shù)是無(wú)線電電子學(xué)中一門(mén)相當(dāng)重要的學(xué)科，對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起著重要的作用。,第一章 緒論,微波技術(shù)已有幾十年的發(fā)展歷史，現(xiàn)已成為一門(mén)比較成熟的學(xué)科。在,1,微波是一種頻率非常高的電磁波。把波長(zhǎng)從,1m到0.1mm,范圍內(nèi)的電磁波稱(chēng)為微波。微波波段對(duì)應(yīng)的頻率范圍為:,310,8,Hz310,12,Hz,。如下圖所示。,1-1 微波及其特點(diǎn),一、微波的概念及波段劃分,微波是一種頻率非常高的電磁波。把波長(zhǎng)從1m到0.1mm范圍,2,縱觀“左鄰右舍”它處于,超短波,和,紅外光波,之間。,縱觀“左鄰右舍”它處于超短波和紅外光波之間。,3,波長(zhǎng)范圍,頻率范圍（GHz）,波段名稱(chēng),按波長(zhǎng),按頻率,代號(hào),1m10cm,0.33,分米波,特高頻,UHF,普通無(wú)線電波,與微波的過(guò)渡,10cm1cm,330,厘米波,超高頻,SHF,1cm1mm,30300,毫米波,極高頻,EHF,微波（超高頻）,1mm 0.1mm,3003000,亞毫米波,特高頻,UHF,微波與紅外,的過(guò)渡,微波波段劃分如下:,波長(zhǎng)范圍頻率范圍（GHz）波段名稱(chēng)按波長(zhǎng)按頻率代號(hào)1m10,4,微波波段的代號(hào)及對(duì)應(yīng)的頻率范圍,波段,代號(hào),標(biāo) 稱(chēng),波長(zhǎng)cm,頻率范圍GHz,波段,代號(hào),標(biāo) 稱(chēng),波長(zhǎng)cm,頻率范圍,GHz,L,22,1.121.70,Ka,0.8,26.5040.00,LS,14,1.702.60,Q,0.72,33.0050.00,S,10,2.603.95,U,0.60,40.0060.00,C,5,3.955.85,M,0.48,50.0075.00,XC,4.2,5.858.20,E,0.40,60.0090.00,X,3,8.2012.40,F,0.26,90.00140.0,Ku,2,12.4018.00,G,0.17,140.0220.0,K,1.25,18.0026.50,R,0.11,220.0325.0,微波波段的代號(hào)及對(duì)應(yīng)的頻率范圍 波段標(biāo) 稱(chēng)頻率范圍GHz波段,5,其中：,S、C、X：分別代表10cm、5cm、3cm波段。,U、Ka：68mm為80,s中期用得較多的通信頻段.,W(3mm)：實(shí)際上是,衛(wèi)星通信,的主流頻段。,CK：為早期的微波通信頻段，80s 后較少用。,家用電器、通信頻率相對(duì)較低：KHz3G。,其中：,6,名稱(chēng),頻率范圍,調(diào)幅無(wú)線電,5351605kHz,短波無(wú)線電,330MHz,調(diào)頻無(wú)線電,88108MHz,商用電視,頻率范圍,13頻道,48.572.5MHz,45頻道,7692MHz,612頻道,167223MHz,1324頻道,470566MHz,2568頻道,606968MHz,微波爐,2.45GHz,家,用,電,器,的,頻,段,名稱(chēng)頻率范圍調(diào)幅無(wú)線電5351605kHz短波無(wú)線電33,7,二、微波的特點(diǎn),1.,似光性,（,波長(zhǎng)短,）,微波波長(zhǎng)較短時(shí)：,當(dāng)微波的波長(zhǎng)比地球上的宏觀物體(如飛機(jī)、艦船、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、建筑物等)的幾何尺寸,小得多時(shí),，微波照射到這些物體上時(shí)將產(chǎn)生強(qiáng)烈的,反射,。,此直線傳播的特點(diǎn)與幾何光學(xué)相似，故可以說(shuō)微波具有“,似光性,”。利用這一特殊，可以制成體積小、方向性很強(qiáng)的微波天線，用來(lái)發(fā)射或接收微弱的微波信號(hào)，從而為雷達(dá)、微波中繼通信、衛(wèi)星通信和導(dǎo)彈等提供必要條件。,微波最早的應(yīng)用實(shí)例,雷達(dá)。,二、微波的特點(diǎn)1.似光性（波長(zhǎng)短）微波波長(zhǎng)較短時(shí)：,8,微波波長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)：,當(dāng)微波的波長(zhǎng)與實(shí)驗(yàn)設(shè)備（比如波導(dǎo)、微帶、諧振腔呈其它微波元件）的尺寸相比在同數(shù)量級(jí)時(shí)，使得電磁能量分布于整個(gè)微波電路之中，形成所謂“,分布參數(shù),”系統(tǒng)。,這與低頻電路有原則區(qū)別，因?yàn)榈皖l時(shí)電場(chǎng)和磁場(chǎng)能量是分別集中于所謂“,集總參數(shù),”的各個(gè)元件中。,微波波長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)：,9,因?yàn)槲⒉úǘ蔚恼袷幹芷谠?0,-9,10,-13,s數(shù)量級(jí)，而普通電真空器件中電子的渡越時(shí)間一般為10,-9,s數(shù)量級(jí)，就是說(shuō)二者屬于同一數(shù)量級(jí)。于是，在低頻時(shí)被忽略了的,電子慣性,，亦即電磁波與電子間的相互作用、極間電容和引線電感等的影響就不能再忽視了。普通電子管已不能用做微波振蕩器、放大器或檢波器了，代之而來(lái)的則是建立在新的原理基礎(chǔ)上的,微波電子管,、,微波固體器件,和,量子器件,，同時(shí)伴隨頻率的升高、高頻電流的趨膚效應(yīng)、傳輸系統(tǒng)的輻射效應(yīng)以及電路的延時(shí)效應(yīng)（相位滯后）等明顯地表露出來(lái)。,由于微波頻率極高，它的實(shí)際可用頻帶很寬，可達(dá)10,9,Hz數(shù)量級(jí)，這是低頻無(wú)線電波無(wú)法比擬的。頻帶寬意味著信息容量大，因而微波可作為多路通信的載頻。另外，微波受外界干擾小，且不受電離層變化影響，通信質(zhì)量高于低頻無(wú)線電波。,2.頻率高,因?yàn)槲⒉úǘ蔚恼袷幹芷谠?0-910-13s數(shù)量級(jí)，而普通,10,3.具有穿透性,利用微波本身的高頻振蕩，微波可以穿透電離層。由于微波不能被電離層所反射，所以微波的地面通信只限于天線的視距范圍之內(nèi)，遠(yuǎn)距離微波通信需要用中繼站接力。另一方面，利用微波能穿透電離層，可以利用微波進(jìn)行宇航通信、衛(wèi)星通信和射電天文學(xué)研究等，因此微波開(kāi)辟了電磁波譜中的一個(gè)的“,宇宙窗口,”。,微波還可以穿過(guò)生物體，即能夠深入物質(zhì)（介質(zhì)）內(nèi)部，研究分子和原子核的結(jié)構(gòu)，是近代,微波波譜學(xué),和,量子電子學(xué),所依據(jù)的基本物理基礎(chǔ)。,3.具有穿透性利用微波本身的高頻振蕩，微波可以穿透電離層。,11,宇,宙,窗,口,在微波波段有若干個(gè)可以通過(guò)電離層的“宇宙窗口”，因而微波是獨(dú)特的宇宙通訊手段。,宇 在微波波段有若干個(gè)可以通過(guò)電離層的“宇宙窗口”，,12,4.,量子特性,由于低頻電波的頻率很低，量子能量很小，不足以改變物質(zhì)分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或破壞分子間的鍵，量子特性不明顯。,微波波段的電磁波，單個(gè)量子的能量為10,-6,10,-3,eV。而一般順磁物質(zhì)在外磁場(chǎng)中所產(chǎn)生的能級(jí)間的能量差額介于10,-5,10,-4,eV之間，因而電子在這些能級(jí)間躍遷時(shí)所釋放或吸收的量子的頻率是屬于微波范疇的。因此，微波可用來(lái)研究分子和原子的精細(xì)結(jié)構(gòu)。同樣在超低溫時(shí)物體吸收一個(gè)微波量子也可產(chǎn)生顯著反應(yīng)。,上述兩點(diǎn)對(duì)近代尖端科學(xué)，如微波波譜學(xué)、量子無(wú)線電物理的發(fā)展都起著重要作用。,利用此特性和原理，可研制適用于許多微波波段的,器件,。,4.量子特性,13,微波,似光性,定位天線,頻率高,多路通信,穿透電離層,天文學(xué)研究,量子特性,微波波譜學(xué),微波的特點(diǎn)歸納起來(lái)主要為以下幾方面：,微波似光性定位天線 頻率高 多路通信 穿透電離層 天文學(xué)研究,14,