微波特點及其應(yīng)用課件

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,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,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,第三級,第四級,第五級,*,微波特點及應(yīng)用,電磁波譜中介于無線電波與紅外線之間的波段。,屬于無線電波中波長最短即頻率最高的波段。,微波的波長遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通無線電波的波長。,通常：,波長,1米1毫米,，頻率,300,MHz,300,GHz,。,(,中國,:1,米,-1,毫米,美國,:30,厘米,-0.3,毫米,),分為：米波、厘米波和毫米波。,有時用一些,特定字母,來代表微波中的某一波段。,微波的基本概念,（a）,波長短，易于實現(xiàn)窄波束定向通信；,主要,特點,C=f,波長短,易于實現(xiàn)定向發(fā)射；,雷 達(dá),利用無線電波的反射測定目標(biāo)的位置；,波束角目標(biāo)的方向。,微波的特點與應(yīng)用,天 線 方 向 圖,雷達(dá)工程,=3cm,D=84cm,=10m,D=280m（,困難！,）,5,波束角（可以相當(dāng)精確定位）,老的,P,波段,=,新的,A/B,波段,老的,L,波段,=,新的,C/D,波段,老的,S,波段,=,新的,E/F,波段,老的,C,波段,=,新的,G/H,波段,老的,X,波段,=,新的,I/J,波段,老的,K,波段,=,新的,K,波段,最早的米波雷達(dá)稱,P-,波段雷達(dá),(,Previous,),；,標(biāo)準(zhǔn)搜索雷達(dá)波長,23cm,，稱,L-,波段,(,Long,，,22,50cm),；,更短波長雷達(dá),(10cm),，稱,S-,波段（,Short,，比標(biāo)準(zhǔn),L,波段短的意思）；,火控雷達(dá)波長,3cm,，稱,X-,波段（生活中,X,通常用來指定和標(biāo)示地點）；,搜索雷達(dá)和火控雷達(dá)的折衷波長的雷達(dá)稱,C-,波段,(,Compromise,是折衷的意思,),；,德國人發(fā)展更短波長的雷達(dá)（,1.5cm,），德國人稱,K,波段雷達(dá),(,Kurtz,，德語“短”,),；,K,波段雷達(dá)在雨天和霧天無法使用，戰(zhàn)后為,Ka(K,above,),和,Ku(K,under,),；,新老雷達(dá)波段代碼,雷達(dá)頻段標(biāo)稱頻率,HF,330MHz,VHF,30300MHz,UHF,3001000MHz,L,12GHz,S,24GHz,C,48GHz,X,812GHz,Ku,1218GHz,K,1827GHz,Ka,2740GHz,V,4075GH,W,75110GHz,mm,110300GHz,（b）,頻率高、頻帶寬、信號容量大；,信道傳遞某種信息所必須的頻帶寬度,人耳能聽到的聲音頻帶范圍約,20-20000Hz,聽懂語言,300-3400Hz,相當(dāng)逼真?zhèn)鬟f語言和音樂,16Hz,15kHz,傳送電視圖象和聲音我國,8MHz,頻帶,多路通訊,信道中心頻率（載波頻率）必須是被傳遞信息頻帶寬度（基帶帶寬）的幾十至上百倍,渡越時間、趨膚效應(yīng)、輻射效應(yīng)。,微波的特點與應(yīng)用,（c）,穿透電離層,（,電離層,距地高約,84,km,）,；,視距傳播傳輸距離依賴于天線高度,長波：沿地球彎曲表面?zhèn)鞑ィ?地波,）,中波過渡到短波，地波衰減增大,短波：,60-300,公里電離層的折射（,天波,）,超短波和微波：視距直線傳播（,空間波,穿透電離層）,限制作用范圍到所需區(qū)域，減少干擾,中繼通信、衛(wèi)星通信、天文觀測、深空探測,微波的特點與應(yīng)用,（d）,量子特性,低功率電平下明顯,（能級躍遷、熱效應(yīng)量子能量范圍：10,-5,10,-2,電子伏,）,超低溫、低電平量子特性成為決定過程本質(zhì)的主要因素,：,一些大分子振動和轉(zhuǎn)動造成的能級超精細(xì)結(jié)構(gòu)，接近絕對零度時每個自由度具有的能量，落在微波量子的能量范圍內(nèi),波粒二象性,h,是普郎克常數(shù)，,f,是頻率。,微波的特點與應(yīng)用,（,a,）,雷達(dá),：軍用、民用（,防撞、測速、氣象,）,（,b,）,電子戰(zhàn),(,EW,),：偵察、欺騙、干擾、摧毀,（,c,）,無線通信,：衛(wèi)星通信與導(dǎo)航、微波中繼通信,（,d,）,微波能,：和平利用,主要應(yīng)用領(lǐng)域,1.3,微波的應(yīng)用,軍事應(yīng)用：,雷達(dá),目標(biāo)跟蹤、導(dǎo)彈制導(dǎo)、火炮瞄準(zhǔn)、測量、預(yù)警,通訊,點對點（保密）,電子對抗,干擾和抗干擾,微波武器,微波炮、微波彈、微波武器平臺,(,集雷達(dá)偵察與火控制導(dǎo)、超強干擾和定向能攻擊于一體的多功能電子對抗平臺,),民用,雷達(dá),氣象、導(dǎo)航、汽車防撞、遙感,通訊,中繼通信、多路通信、衛(wèi)星通信、,廣播電視,微波加熱應(yīng)用食物制作（微波爐）、材料烘干（干燥機）、消毒（牛奶、醫(yī)用）、微波治療（癌癥、前列腺疾病和理療等）,科學(xué)研究：,加速器,核醫(yī)學(xué)、對撞機等,等離子體加熱,核聚變能源,射電天文觀測,微波與物質(zhì)相互作用,材料的微波處理,燒結(jié)、合成、改性,微波化學(xué),加速反應(yīng)過程,微波生物效應(yīng),改變生物成長過程,歷史的腳步,最早的微波傳輸實驗-1931,Hertz,1913,Marconi1901,電真空管,1908,最早的火控雷達(dá),最早的微波集成電路,（64-68，TI公司研制）,GJL-861交通管制雷達(dá),精密跟蹤雷達(dá),J-231中程警戒雷達(dá),具有良好的反隱身能力和抗反 輻射導(dǎo)彈能力；工作可靠性高，集成化和固態(tài)化程度高；自動化程度高，操作簡單，環(huán)境舒適及機動性強；雷達(dá)錄取數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)通訊進(jìn)入雷達(dá)情報網(wǎng)。,技術(shù)指標(biāo),距離探測方位,大于等于,260KM,方位探測距離,0,度,-360,度,連續(xù)工作時間,大于,12,小時,環(huán)境溫度,零下,40,度,-50,度,相對濕度,95-98%(30度）,接收機噪聲系數(shù),小于等于,3dB,接收機中頻帶寬,15050kHz,天線轉(zhuǎn)速,0.5-4r/min,SMART-L is a 3-D,D-Band,fully automatic volume search radar.,LW 08 2D,L-Band Radar for long range air and surface surveillance.,電子戰(zhàn),電子偵察機,美軍EP3白羊座電子情報偵察機,EP-3E乘員24名，典型情況下，EP-3E有3個飛行員（EP-3E長達(dá)12小時的滯空時間需要兩組飛行員換班），1個領(lǐng)航員，3名戰(zhàn)術(shù)評估人員和1個飛行工程師。剩余的人員是電子戰(zhàn)裝備操作員，技術(shù)專家和機械師。EP-3E的電子戰(zhàn)人員由有以下幾部分組成：,電子戰(zhàn)任務(wù)指揮官Electronic Warfare Mission Commander(EWMC),電子戰(zhàn)機長Electronic Warfare Aircraft Commander(EWAC),資深評估員 Senior Electronic Warfare Tactical Evaluator(SEVAL),電子戰(zhàn)操作員Electronic Warfare Operator(EWOP),技術(shù)參數(shù),：,4,臺艾利遜,T56-A-15,渦輪螺旋槳發(fā)動機，每臺功率,3,661Kw,；機長,35.61m,、機高,10.27m,、翼展,30.38m,；最大起飛重量,64,410Kg,；最大時速,701Km/h4,570m,；巡航速度,333Km/h,。,EP-3電子情報偵察機,是在P-3奧立安反潛巡邏機基礎(chǔ)上改進(jìn)的，用于取代洛克希德EC-121星座電子情報偵察機。首批EP-3A白羊座使用P-3A改裝，去掉尾部的磁異常探測針，安裝了一些電子分析裝置和附加的雷達(dá)天線罩，但還沒有安裝機腹下的圓形雷達(dá)。1969年，又使用P-3B改裝了兩架EP-3B，在1975年，在P-3C基礎(chǔ)上又改裝了10架EP-3E白羊座II，原先的兩架EP-3B也升級到EP-3E標(biāo)準(zhǔn)。這12架EP-3E都交付到部署在關(guān)島的VQ-1特種航空偵察中隊和西班牙洛塔航空站的VQ-2特種航空偵察中隊。日本川崎也用P-3C改裝成EP-3裝備日本海上自衛(wèi)隊。EP-3E與原來的P-3C相比，機上的反潛設(shè)備統(tǒng)統(tǒng)拆除，取而代之的是分析雷達(dá)信號的電子設(shè)備安裝在EP-3E飛機上新型電干設(shè)備包括：聯(lián)合技術(shù)實驗室的ALQ-110信號收集系統(tǒng)、ALD-8無線電方向探測器、ALR-52自動頻率測量接收機、ALR-60多路無線電通訊錄音裝置。,在外觀上EP-3E飛機和P-3飛機的不同之處是前機身下有1個圓形雷達(dá)罩，機身上、下各有1個長方形黑色天線罩。這些飛機的任務(wù)是搜集、儲存和分析由雷達(dá)和無線電設(shè)備發(fā)出的信號。,美國海軍VQ-1特種航空偵察中隊的EP-3E經(jīng)常從日本起飛，沿我國海岸線飛行，搜集我國防空雷達(dá)和通訊系統(tǒng)的電磁波頻率、信號特征，獲得這些情報后，便可以利用在識別、干擾、破譯等用途中。,電子戰(zhàn) 空中預(yù)警機,“預(yù)警機”又叫“空中指揮預(yù)警飛機”，被譽為“信息化條件下空軍戰(zhàn)斗力的倍增器”，是一種集指揮、控制、通信和情報功能于一體的高技術(shù)裝備。,在現(xiàn)代條件下，如果沒有預(yù)警機就很難有效地組織大規(guī)模空戰(zhàn)。因此，有人形象地把預(yù)警機稱為信息化條件下作戰(zhàn)的“空中領(lǐng)袖”。,美軍E2C預(yù)警機,美國諾斯羅普公司推出最新型E-2D預(yù)警機,俄羅斯A-50“中堅”預(yù)警機,70年代末開始研制，雷達(dá)探測距離400-600公里），在飛機頭部有空中加油受油管，頭部整流罩內(nèi)有,氣象雷達(dá),，頭錐下后方雷達(dá)罩內(nèi)估計是地形,測繪雷達(dá),，機翼上突起的天線罩內(nèi)為,衛(wèi)星天線,，機身腹部前后兩側(cè)的天線罩內(nèi)為電子對抗監(jiān)視天線。垂尾根部有輔助動力裝置進(jìn)氣口，尾部有天線罩。翼尖有,電子偵察艙,，艙的外側(cè)有大氣采樣口用于監(jiān)測核、生、化污染。,臺灣空軍目前擁有6架E-2C預(yù)警機,中國海上霸王預(yù)警機改型運八雙機編隊,在運八機體上改進(jìn)而成的KJ200預(yù)警機,鷹擊,91,超音速反輻射導(dǎo)彈,（仿俄羅斯,KR1,計劃由SU30K、JH7攜帶。,射程150公里,發(fā)射重量700公斤,彈頭重量110公斤,長度4.7米,直徑0.36米),航天部三院：拳頭產(chǎn)品是,鷹擊系列反艦導(dǎo)彈,和,紅鳥系列巡航導(dǎo)彈,，包攬除上游,系列外所有反艦導(dǎo)彈的研制。,電子戰(zhàn),高能微波摧毀,軍用高功率微波武器,-,HPM,可選擇：,在不殺傷敵人和平民操作者的情況下破壞計算機、軍事設(shè)備以及其它電子設(shè)備，提供了一種新的干擾手段；,徹底摧毀！,寬波束，有效距離較短，近期還不能在天基武器系統(tǒng)中使用。,頻率可高達(dá),100GHz,，能同時具有熱和電子學(xué)的效應(yīng)，是激光武器的很好補充，與各種材料發(fā)生作用時產(chǎn)生不同類型的破壞。,無線通信,衛(wèi)星通信與導(dǎo)航 微波接力通信 移動通信,一般由6個分系統(tǒng)組成：,（1）天線分系統(tǒng)。地面站的天線面向通信衛(wèi)星，其直徑一般是10.3米，由天線本身，饋電部分，跟蹤部分和驅(qū)動部分組成。,（2）發(fā)射分系統(tǒng)。將音頻和視頻信號調(diào)制到工作波段的載波上，經(jīng)大功率放大后，經(jīng)天線發(fā)向衛(wèi)星。,（3）接收分系統(tǒng)。接收來自衛(wèi)星的信號，經(jīng)放大和檢波后，再發(fā)送到終端系統(tǒng)。,（4）終端分系統(tǒng)。由載波電話、電視終端、傳真終端和數(shù)據(jù)終端組成。,（5）通信監(jiān)控分系統(tǒng)。負(fù)責(zé)對地面站內(nèi)的各種設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、控制和定期測試。,（6）電源分系統(tǒng)。為地面站設(shè)備提供電源。,衛(wèi)星通信上行站,散射通信（戰(zhàn)略后備通信系統(tǒng)）,通信衛(wèi)星地面站,衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)是為艦船、車輛、飛機、邊遠(yuǎn)地區(qū)用戶提供通信手段的一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)，對解決大量稀路由通信地區(qū)的通信、客運、貨運、海運、旅游、航空、搶險救災(zāi)、野外勘探、公安偵察、部隊調(diào)動等等移動載體的“動中通”業(yè)務(wù)，甚至個人全球通信業(yè)均具有舉足輕重的作用和靈活獨到的優(yōu)勢。同一般的地面移動通信系統(tǒng)如蜂窩電話、專業(yè)化移動無線電裝置、第二代無繩電話和未來的個人網(wǎng)絡(luò)相比，衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)在覆蓋范圍方面存在著截然不同的特點。行進(jìn)中的移動用戶可能穿越若干個地面蜂窩單元，但它不可能跨出一個衛(wèi)星單元；另外，地面系統(tǒng)非常適合于城市及主要公路沿線的移動系統(tǒng)，而衛(wèi)星移動通信不僅包容了地面系統(tǒng)的有效覆蓋范圍，又把觸角延伸到海陸空的任何地區(qū)。,自從國際海事衛(wèi)星組織開發(fā)衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)以來，經(jīng)過20年的發(fā)展，它與衛(wèi)星通信的其它業(yè)務(wù)相輔相成，已經(jīng)延伸到海洋、陸地和空中的許多地方。,目前，高軌道同步衛(wèi)星在區(qū)域性移動通信中扮演了很好的角色，五花八門的中低軌道衛(wèi)星移