微波的技术基础.doc

摘要
本文主要介绍了微波的基础知识，在第一章中介绍了微波的概念、基本特点以及微波在民用和军事上的应用，在第二章中介绍了微波传输线理论，主要介绍了型波的理论和传输特性。

Thispaperdescribesthebasicsofmicrowaveinthemicrowavefirstchapterintroducestheconceptofthebasiccharacteristicsandmicrowaveinthecivilianandmilitaryapplications,inthesecondchapterdescribesthemicrowavetransmissionlinetheory,introducesthetheoryandthetypeofwaveTransmissioncharacteristics.

微波技术基础
第一章微波简介
1.1什么是微波
微波是频率非常高的电磁波，就现代微波理论的研究和发展而论，微波是指频率从的电磁波，其相应的波长从1m~0.1mm，这段电磁频谱包括分米波（频率从300~3000），厘米波（频率从3~30），毫米波（频率从30~300）和亚毫米波（频率从300~3000）四个波段。
下图为电磁波谱分布图：

1.2微波的基本特点
1.似光性和似声性
微波波段的波长和无线电设备的线长度及地球上的一般物体的尺寸相当或小的多，当微波辐射到这些物体上时，将产生显著地反射、折射，这和光的反射折射一样。同时微波的传播特性也和几何光学相似，能够像光线一样直线传播和容易集中，即具有似光性。这样利用微波就能获得方向性极好、体积小的天线设备，用于接收地面上或宇宙空间中各种物体发射或反射的微弱信号，从而确定该物体的方向和距离，这就是雷达及导航技术的基础。
微波的波长与无线电波设备尺寸相当的特点，使得微波又表现出与声波相似的特征，即具有似声性。例如：微波波导类似预声学中的传声筒；喇叭天线和缝隙天线类似于声学中的喇叭、萧和笛，微波谐振腔类似于声学中的共鸣腔。
2.分析方法的独特性
由于微波的频率很高，波长很短，使得在低频电路中被忽略了的一些现象和效应（如趋肤效应、辐射效应、相位滞后现象等）在微波波段不可以忽略。这样低频电路常用的集总参数元件电阻、电感、电容已不再适用，电压、电流在微波波段甚至失去了唯一性意义，因此用它们已经无法对微波传输系统进行完全描述，而要求建立一套新的能够描述这些现象的理论分析方法——电磁场理论的场与波传输的分析方法，用新的装置（如传输线、波导、谐振腔等）代替那些我们已经熟悉了的电容、电感、电阻。
3.共度性
电子真空管的度越时间与微波震荡周期相当的这一特点称为共度性。共度性是给予微波电子学巨大影响的非常重要的物理因素。利用这种共度性可以做成各种微波电子真空器件，得到微波振荡源。而这种度越效应在静电控制的电子管中是忽略不计的。
4.穿透性
微波辐射与介质物体时，能深入到该物体内部的特性称为穿透性。如微波是射频波谱中除光波外唯一能穿透电离层的电磁波，因而成为人类探测外层空间的重要手段，微波能穿透云雾、雨、植被、积雪和地表层，具有全天候和全天时工作的能力，成为遥感技术的重要手段；微波能穿透生物体，成为医学热透疗法的重要手段；毫米波还能穿透离子体，是远程导弹末端制导和航天器重返大气层时实现通讯的重要手段。
5.信息性
微波波段可载的信息容量是非常大的，即使是很小的相对带宽，其可用的频带也是非常宽的，可以达到数百甚至上千兆赫。所以现在多路通讯系统，包括卫星通讯系统，几乎都是工作在微波频段。此外微波信号还可以提供相应信息、极化信息、多普勒频率信息，这在目标探测、遥感目标特征分析等应用中是十分重要的。
6.非电离性
微波的量子能量不够大，因而不会改变物质分子的内部结构或破坏分子的化学键，所以微波和物质的作用是非电离的。由物理学可知，分子、原子和原子核在外加周期电磁场的作用下所呈现的共振现象都发生在微波范围，因此微波为探测物体的内部结构和其基本特性提供了有效地研究手段。
1.3微波技术的应用
1.3.1微波技术的发晨
微波技术是近代科学技术发展的重大成就之一，微波技术是在雷达、通信和其他科学等领域等各个方面应用和实际需要促进发展起来的．发展十分迅速，其发展过程可以分为以下阶段：第一阶段：1940年前，是实验早期研究阶段，主要研究微波的产生方法。第二阶段：1940年到1945年，足微波技术迅速发展并应用与实际的阶段，这个阶段正式第二次世界大战期间，在军事应用的迫切需要下，促进了微波技术的迅猛发展，在这一阶段内，大多数微波电子器件都应运而生，并采用了波导和空腔振荡器。第三阶段：1945年至今，是微波技术广泛发展和应用阶段，在这