(1.4.1)--第0-4讲为什么要学习微波技术(一)

《微波技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：08030010课程中文名称：微波技术课程英文名称：microwave technology课程性质：专业指定选修课考核方式：考查开课专业：电子信息工程、通信工程、信息对抗技术开课学期：5总学时：40+16总学分：3.5二、课程目的和任务《微波技术》是研究微波信号的产生、放大、传输、发射、接收和测量的学科。

通过讲述传输线理论、理想导波系统理论、微波网络理论，使学生掌握传输线的工作状态和特性参量、波导的场结构和传输特性，了解常用微波元件的基本结构和工作原理，具有解决微波传输基本问题的能力。

三、教学基本要求（含素质教育与创新能力培养的要求）1．掌握传输线的基本理论和工作状态，具有分析传输线特性参量的基本能力，掌握阻抗圆图和导纳圆图的基本构成和应用，了解阻抗匹配的基本方法和原理。

2．掌握矩形波导的一般理论与传输特性，掌握矩形波导主模的场分布与相应参数，了解圆波导、同轴线、带状线和微带线等传输线的工作原理、结构特点、传输特性和分析方法。

3．掌握微波网络的基本理论，重点包括微波网络参量的基本定义、基本电路单元的参量矩阵、微波网络组合的网络参量、微波网络的工作特性参量，了解二端口微波网络参量的基本性质，具有分析二端口微波网络工作特性参量的基本能力。

4．掌握阻抗变换器、定向耦合器、微带功分器、波导匹配双T的结构特点、工作原理、分析方法及其主要用途，了解电抗元件、连接元件、衰减器和移相器、微波滤波器和微波谐振器等微波元件的结构特点和工作原理。

四、教学内容与学时分配第一章绪论（2学时）微波的概念及其特点，微波技术的发展和应用，微波技术的研究方法和基本内容。

第二章传输线理论（13学时）1．传输线方程及其求解2．传输线的特性参量3．均匀无耗传输线工作状态分析4．阻抗圆图及其应用5．传输线的阻抗匹配第三章微波传输线（9学时）1．理想导波系统的一般理论2．导波系统的传输特性3．矩形波导4．带状线5．微带线第四章微波网络（9学时）1．波导等效为平行双线2．微波元件等效为微波网络3．二端口微波网络4．基本电路单元的参量矩阵5．二端口微波网络的组合及参考面移动的影响6．二端口微波网络的工作特性参量7. 多端口微波网络第五章常用微波元件（7学时）1．阻抗变换器2．定向耦合器3．波导匹配双T4．微波滤波器第六章实验教学（16）五、教学方法及手段（含现代化教学手段）以课堂讲授为主，适当配合课堂讨论，充分使用多媒体教学；以学生自学为辅，学生可以通过网络课堂和微波网站在线学习。

微波技术的应用原理与应用领域简介微波技术是指利用微波的特殊性质和特定的工作频率来实现各种应用的一种技术。

微波是指频率范围介于0.3GHz到300GHz之间的电磁波，其波长范围在1厘米到1毫米之间。

微波技术在通信、雷达、无线电频谱、医疗设备等领域都有广泛的应用。

应用原理微波技术的应用原理主要包括以下几个方面：1.电磁波传输特性：微波在传输过程中具有直线传播、穿透力强等特性。

微波可以通过大气、云层、建筑物等障碍物传播，因此在通信中得到广泛应用。

2.共振吸收特性：许多物质在特定的频率下对微波具有较强的吸收能力，这种现象被称为共振吸收。

通过利用物质对微波的共振吸收特性，可以实现微波加热、物质检测等应用。

3.多径传播特性：微波在传输中常常会经历多个路径的传播，这种现象被称为多径传播。

通过对多径传播的研究和利用，可以提高通信中的传输质量和可靠性。

4.功率与频率关系：微波功率的传输和控制与频率有密切的关系。

不同频率的微波在功率传输上有不同的特性，因此在应用中需要根据具体需求选择合适的频率。

应用领域微波技术具有广泛的应用领域，以下列举几个常见的应用领域：通信微波技术在通信领域有着重要的应用。

通过利用微波的直线传播特性，可以实现远距离的通信。

微波通信设备通过天线传输微波信号，实现无线通信。

微波通信设备通常用于长距离通信、卫星通信等场合。

雷达雷达是利用微波技术进行探测和测量的装置。

微波雷达通过发射微波信号并接收其回波来实现目标检测和距离测量。

微波雷达具有高精度、强干扰抗性等优点，被广泛应用于军事、气象、航空等领域。

无线电频谱微波技术在无线电频谱管理中发挥着重要的作用。

通过合理利用微波频段的特性，可以实现无线电频谱的高效利用和管理。

微波技术对无线电频谱的分配和规划起到了重要的指导作用。

医疗设备微波技术在医疗设备中有着广泛的应用。

例如，微波加热被广泛应用于肿瘤治疗，通过利用细胞对微波的共振吸收特性，可以实现对肿瘤组织的精确治疗。

微波技术基础第一篇：微波技术基础微波技术是指在微波频段内进行无线电波传输和工作的技术。

微波频段的频率范围为300MHz至300GHz，是一种高频电磁波。

微波技术应用广泛，包括通信、雷达、医疗成像、无线电视、卫星通信等方面。

本篇文章主要介绍微波技术的基础知识。

1、微波的特点微波的特点是波长短、频率高、传输能力强、穿透力强、反射和绕射能力弱。

由于微波波长短，具有高频率和短时间间隔，相应的能量高，因此可以携带大量信息。

微波具有很强的穿透力，可以穿透一些物质。

但它对金属等导电材料的反射和绕射能力非常弱。

2、微波的应用微波技术应用广泛，包括通信、雷达、医疗成像、无线电视、卫星通信等方面。

其中，通信是微波技术应用最广的领域。

无线电视也用到了微波技术，它具有大带宽和高清晰度等优点。

雷达是一种利用微波波段特殊频率特性进行目标侦察和跟踪的技术。

医疗成像是微波技术的另一个应用领域，例如计算机断层扫描，实现肿瘤发现和诊断。

3、微波的发射方式微波发射方式包括波束走向和波束展宽两类。

波束走向是指将微波束对准目标以达到传送信息的目的。

波束展宽是指通过微波辐射，以实现信息的传输。

微波发射方式的选择应根据不同的应用场景来确定，例如在通信中应选择波束走向，而在雷达中应选择波束展宽。

4、微波的传输损耗微波在传输过程中会发生一定的损耗。

导致这种损耗的原因主要包括传输路径的衰减、反射和绕射效应、电磁波散射等。

传输路径的衰减是微波传输损耗最主要的原因。

它可以通过加强发射功率、缩短传输距离、采用大口径天线等措施来降低影响。

5、微波天线天线是微波技术的重要组成部分，它能将高频率的电磁波转换成物理信号，实现信息的传输。

微波天线种类繁多，包括Horn天线、微带天线、反射天线、缝隙天线等。

微波天线的使用应根据具体应用需求来选择。

例如，在雷达中，反射天线和缝隙天线可以实现高精度的指向和定位，而微带天线则可以被制成很小的尺寸，方便安装和使用。

6、微波放大器微波放大器的作用是放大微波信号，以便在传输中降低信号衰减。

《微波技术基础》课程复习知识要点(2007版)第一章 “微波技术基础引论”知识要点廖承恩主编的《微波技术与基础》是国内较为经典的优秀教材之一，引论部分较为详细的介绍了微波的工作波段、特点及其应用，大部分应用背景取材于微波通讯占主导地位的上世纪80’s / 90’s 年代。

在科技迅猛发展的今天，建议同学们关注本网站相关联接给出的最新发展动态，真正做到学以致用，拓展自己的知识面，特别是看看微波在现代无线和移动通信、射频电路设计（含RFID ）、卫星定位、宇航技术、探测技术等方面的应用，不要局限于本书的描述。

(Microwaves have widespread use in classical communication technologies, from long-distance broadcasts to short-distance signals within a computer chip. Like all forms of light, microwaves, even those guided by the wires of an integrated circuit, consist of discrete photons ….. NATURE| Vol 449|20 September 2007)1本章的理论核心是在对导行波的分类的基础上推导了导行系统传播满足的微波的波段分类、特点与应用（TE 、TM 、TEM ）和基本求解方法，给出了导行系统、导行波、导波场满足的方程；（Halmholtz Eq 、横纵关系）、本征值---纵向场法、非本征值---标量位函数法（TEM ）。

{重点了解概念、回答实际问题，比如考虑一下如按如下的份类，RFID 涉及那些应用？全球定位系统GPS 呢？提高微波工作频率的好处及实现方法？}1．微波的定义 把波长从1米到1毫米范围内的电磁波称为微波。

微波波段对应的频率范围为: 3×108Hz ～3×1011Hz 。

一：微波技术知识要点综述：主要介绍了微波的波段、特点及其应用，在科技迅猛发展的今天，我们要关注最新发展动态，真正做到学以致用，拓展自己的知识面，为后续课程打好基础。

核心是在对导行波的分类的基础上推导了导行系统传播满足的微波的波段分类、特点与应用（TE 、TM 、TEM ）和基本求解方法，给出了导行系统、导行波、导波场满足的方程；本征值---纵向场法、非本征值---标量位函数法（TEM ）。

1．微波的定义— 把波长从1米到1毫米范围内的电磁波称为微波。

在整个电磁波谱中，微波处于普通无线电波与红外线之间，是频率最高的无线电波，一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波和毫米波三个波段。

2．微波具有如下四个主要特点：1) 似光性、2) 频率高、3) 能穿透电离层、4) 量子特性。

3．微波技术的主要应用：1) 在雷达上的应用、2) 在通讯方面的应用、3) 在科学研究方面的应用、4) 在生物医学方面的应用、5) 微波能的应用。

4．微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科，它的基本理论是经典的电磁场理论，研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。

一种是“场”的分析方法，即从麦克斯韦方程出发，在特定边界条件下解电磁波动方程，求得场量的时空变化规律，分析电磁波沿线的各种传输特性；另一种是“路”的分析方法，即将传输线作为分布参数电路处理，用克希霍夫定律建立传输线方程，求得线上电压和电流的时空变化规律，分析电压和电流的各种传输特性。

二：传输线理论知识要点：本章主要研究了均匀传输线的一般理论传输线的计算方法等问题。

传输线理论本质上属于以为分布参数电路理论。

传输线即可以作为传输媒介，也可以用来制作各种类型的器件，如谐振电路、滤波器、阻抗匹配电路、脉冲形成网络等等，求解本章问题可以采用前半部分的理论推导方式，也可采用本章后半部分介绍的圆图方法，简便的得出问题的答案。

关键概念：传输线、基本方程、传波常数、分布参数阻抗、反射系数、驻波系数、无耗工作状态（特例）、有耗工作状态、电压驻波比、史密斯圆图（工具）、阻抗匹配1. 传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。

微波技术与天线课程是电子工程专业中重要的一门课程，它涉及到电磁场理论、电磁波传播、微波器件与天线设计等内容，对于培养学生的电磁场理论基础、微波技术应用能力具有重要意义。

本文将从以下几个方面来探讨微波技术与天线课程的理解：一、微波技术的基本概念微波是指波长在1mm至1m范围内的电磁波，它具有高频高速传输、小型化、高效率等特点，广泛应用于通信、雷达、无线电频率识别等领域。

微波技术是指对微波进行产生、传输、接收和应用的技术的总称，它是电子工程领域的一个重要分支。

二、微波技术的原理与应用微波技术的原理主要包括微波的产生与调制、微波的传输与损耗、微波的接收与检测等内容，其应用涵盖无线通信、卫星通信、雷达系统、微波加热和医学影像等领域。

学习微波技术课程，可以使学生了解微波的基本特性、传输特性和应用特性，培养学生分析和解决实际工程问题的能力。

三、天线的基本原理与设计方法天线是一种能够发射或接收电磁波的装置，它在微波通信、卫星通信、雷达系统等领域起着至关重要的作用。

天线的基本原理包括辐射机制、辐射特性和阵列天线设计等内容，学习天线课程可以使学生掌握天线的工作原理和设计方法，培养学生进行天线工程设计与研发的能力。

四、微波技术与天线课程在电子工程中的重要性微波技术与天线课程作为电子工程专业的核心课程之一，对于培养学生的电磁场理论基础、微波技术应用能力、天线工程设计能力具有重要意义。

通过学习微波技术与天线课程，可以使学生全面了解微波技术与天线工程领域的最新发展动态，为学生将来从事相关领域的工作打下坚实的理论基础。

微波技术与天线课程在电子工程专业中具有重要地位，通过系统地学习与研究，可以培养学生对微波技术与天线工程领域的深刻理解和应用能力，为学生的专业发展和工程实践提供有力支持。

希望学生们能够重视微波技术与天线课程的学习，积极参与课程实践与科研创新，提高自身的专业素养和未来的就业竞争力。

微波技术与天线课程在电子工程专业中的地位不容忽视。

微波技术的原理与应用原理简介微波技术是利用高频电磁波在物质中传播和互作用的一种技术。

它的频率范围通常在300 MHz到300 GHz之间，对应的波长约为1 mm到1 m。

微波技术广泛应用于通信、雷达、物联网、无线电频谱感测等领域。

原理工作微波技术的工作原理是基于微波电磁波与物质的相互作用。

当微波电磁波通过物质时，根据物质的特性，微波电磁波可以被反射、折射、透射、吸收等。

这些相互作用使得微波技术可以用于检测、识别、测量物质的性质和变化。

应用领域微波技术在多个领域有着广泛的应用。

以下是几个常见的应用领域：1.通信：微波技术在无线通信中扮演着重要角色。

它被用于手机信号传输、卫星通信、微波通信塔等。

微波的高频特性可以提供较高的信号传输速率和较低的信号损耗，适用于长距离通信和高速数据传输。

2.雷达：雷达系统使用微波技术来探测目标物体的位置和速度。

微波脉冲被发射并反射回接收器，在时间和空间上分析反射信号，可以确定目标物体的位置和运动状态。

雷达广泛应用于航空、导航、气象等领域。

3.物联网：物联网中的传感器和设备可以利用微波技术进行通信和感测。

微波传感器可以探测物体的运动、人体的存在、液体的浓度等。

通过无线传输数据，物联网系统可以实现远程监测和控制。

4.无线电频谱感测：微波技术可以用来感测无线电频谱的使用情况。

无线电频谱感测可以帮助监测和管理无线电通信的频谱资源，防止频段冲突和干扰。

微波技术对信号的散射和吸收特性可以用来实现频谱的感测和分析。

优势和挑战微波技术具有以下优势和挑战：优势•高频特性：微波技术可以提供较高的信号传输速率和较低的信号损耗。

•广泛应用：微波技术在通信、雷达、物联网等领域有着广泛的应用。

•非接触性：微波技术可以实现对物质的监测和测量，而无需接触物体。

•快速响应：微波技术可以实时监测物体的变化，具有快速响应的特性。

挑战•技术成本：微波技术的设备和系统通常具有较高的技术成本。

•处理复杂性：微波技术涉及到信号的传输、处理和分析，需要复杂的硬件和软件系统。

微波技术原理
微波技术是一种利用微波作为信号传输和处理的技术。

微波是指频率范围在1 GHz（10^9 Hz）到300 GHz（3×10^11 Hz）
之间的电磁波。

微波技术在通信、雷达、无线电频段的传输和导航系统中得到广泛应用。

微波技术的原理基于电磁波的特性。

电磁波是由电场和磁场的相互作用而产生的一种能量的传播形式。

微波的频率高于射频，因此在传输中能够提供更高的数据传输速率。

微波技术的原理主要包括以下几个方面：
1. 发射器：微波信号的产生是通过射频发射器实现的。

发射器会产生一个特定频率和幅度的微波信号，并将其传输到天线或波导中。

2. 传输介质：微波信号的传输需要通过特定的介质，例如天线或波导。

传输介质的选择取决于微波信号的频率和应用需求。

3. 接收器：接收器用于接收从传输介质中传输过来的微波信号。

接收器将接收到的微波信号转换为电信号，并进行相应的处理和分析。

4. 微波器件：微波技术还包括一系列微波器件，如滤波器、功率放大器、调制器等。

这些器件用于对微波信号进行进一步的调整和处理，以满足具体的应用需求。

微波技术的应用十分广泛。

在通信领域，微波技术被用于无线电通信、卫星通信和移动通信系统等。

在雷达系统中，微波技术被用于目标检测和跟踪。

此外，微波技术还广泛应用于医学设备、天文观测、食品加热和烹饪等领域。

总而言之，微波技术利用微波作为信号进行传输和处理，通过发射器、传输介质、接收器和微波器件等部分的配合运作，实现对微波信号的产生、传输和处理。

微波原理概述1、微波技术原理微波技术是一门需要高度实验技能的专业技术知识，微波技术的理论基础是经典的电磁场理论，其目标是解决微波应用工程中的实际问题。

微波是一门理论与实践密切结合的一门知识，微波技术理论的出发点是麦克斯维方程组，麦克斯维方程组本身就是从实践中归纳、总结出来的。

大多数微波实际应用的工程问题都不能通过理论计算得到精确的解析解。

在研究微波工程问题时，为了避开一些复杂的数学运算和无解析解的问题，常需要根据具体情况和一些基本的物理概念对所研究的问题做简化、等效或近似处理，因此，通过实践来修正理论分析结果是每个微波工程技术人员具备的基本技能。

2、微波定义微波是一种频率非常高的电磁波。

微波包括的波长范围没有明确的界限，一般是指分米波、厘米波和毫米波三个波段，也就是波长从1mm 到1m 左右的电磁波。

由于微波的频率很高，所以也叫超高频电磁波。

为了进行比较，这里将微波、工业用电和无线电中波广播的频率与波长范围列于表中。

因为微波的应用极为广泛，为了避免相互的干扰，供工业、科学及医学使用的微波频段是不同的，现将其列于表中不同工作频率的微波系统具有不同的技术特性、生产成本和用途，微波系统的工作频率越高。

其结构尺寸就越小；微波通讯系统的工作频率越高，其信息容量越大；微波雷达系统的工作频率越高，雷达信号的方向性和系统的分辨率就越高。

微波的频率越高，其大气传输和传输线传输的损耗就越大。

目前国内只有915MHz 和2450MHz 被广泛使用。

在较高的两个频率段还没有合适的大功率工业设备。

3、微波的特殊性质微波是电磁波，它具有电磁波的诸如反射、透射干涉、衍射、偏振以及伴随着电磁波能量传输等波动特性，这就决定了微波的产生、传输、放大、辐射等问题都不同于普通的无线电、交流电。

在微波系统中，组件的电性质不能认为是集总的，微波系统没有导线式电路，交、直流电的传输特性参数以及电容和电感等概念亦失去了其确切的意义。

在微波领域中，通常应用所谓“场”的概念来分析系统内电磁波的结构，并采用功率、频率、阻抗、驻波等作为微波测量的基本量。

微波知识点总结微波是一种电磁辐射波，其频率范围通常被定义为30GHz到300GHz之间。

微波技术在通信、雷达、天文学、材料处理和烹饪等领域有着广泛的应用。

本文将介绍微波的基本原理、特性、应用和安全注意事项。

一、微波的基本原理微波是一种电磁波，其频率高于无线电波和低于红外线波段。

微波的波长通常在1mm到1m之间，因此它们的波长比可见光长得多，而比无线电波短得多。

微波的产生主要有两种方式，一种是通过天线接收自然界中产生的微波，另一种是通过电子设备产生微波。

在接收自然界中产生的微波时，需要用到微波接收天线和微波接收机。

而在电子设备中产生微波时，则需要用到微波发射器。

微波的传播主要有两种方式，即自由空间传播和波导传播。

自由空间传播是微波通过空间传播，而波导传播则是微波通过波导进行传播。

自由空间传播适用于空间通信和雷达系统，而波导传播适用于微波通信和微波设备中的微波传输。

二、微波的特性1. 与电磁波的相互作用微波的传播特性主要受其频率和波长的影响。

由于微波的波长较短，它们可以更好地适应高频信号的传输，因此在通信和雷达系统中有着重要的应用。

2. 高频率微波的频率通常在30GHz到300GHz之间，因此它们具有较高的穿透能力和分辨率，可以用于无线通信、雷达探测和医学诊断等领域。

3. 衰减特性微波在大气中的传播会受到吸收、散射和折射等因素的影响，因此它们的传播距离比较有限。

此外，微波在大气中的传播过程中还会受到气候条件和大气层的影响，因此在无线通信和雷达系统中需要对其进行信号处理和校正。

4. 穿透性微波在一些特定的材料中具有较强的穿透能力，如玻璃、陶瓷和塑料等材料，因此它们可以被用于材料处理和医学成像中。

5. 辐射微波可以被用于辐射加热和干燥，其能量可以迅速转化为热能，因此在食品加热和化工生产中有着广泛的应用。

三、微波的应用1. 通信微波通信是一种通过微波进行传输的无线通信技术，其传输距离较远且传输速度快，因此在移动通信和卫星通信中有着广泛的应用。

微波技术的应用【摘要】微波技术早在二战结束不久就已经在工业上得到应用，但真正得到重视确实在上世纪七八十年代，经过了多年的发展已逐步形成了一系列的交叉技术，在不同的领域都发挥着其独有的优势和特殊作用，本文就目前世界上微波技术在不同领域的应用及其前景做一简单的分析，并就微波技术在应用中的一些需要我们共同关注的问题试图做一些思考。

【关键词】微波技术，应用价值，影响思考一、微波研究的意义及现状微波技术起源于20世纪30年代，最初用于通信领域。

随着社会的进步和科学技术的发展，微波技术也得到了长足的进展，尤其是建国以来，我国的微波技术也得到了可喜的成效。

目前已成功推广至木材干燥、食品加工、生活污水处理、调味品加工等领域。

尤其是其所具有的环保无污染能力，一直受到人们的青睐。

经有关学者表明，微波技术在同样的能源使用量上，能够发挥出最大的效果和作用，包括加热、通信等方面。

可以说，微波技术在未来的应用中也具有不可替代的作用。

目前来说，微波技术在生活中的应用，除了用于通信领域以外，更多的则是进行干燥应用。

载入在食品工业中，经常在稻谷的种子干燥处理中进行应用，用于降低其爆腰率并提高发芽率。

除此之外，姜黄、龙眼等干燥也需要为保级数的支持。

另外，在化工、医药、矿产、陶瓷等方面都有所涉及。

另外，微波技术除了得到广泛的应用，还在实验室分析等方面占据重要位置，可以说，微波是一个不断发展和前进的技术。

未来，微波技术将更将广泛的涉及到国民经济、政治及军事等重要部门，而用于支持微波技术的机器设备也将更加精密、先进。

本文将列举具体的微波应用，用以强调其所具有的意义。

二、微波的特性一是似光性。

微波波长非常小，当微波照射到某些物体上时，将产生显著的反射和折射，就和光线的反、折射一样。

同时微波传播的特性也和几何光学相似，能像光线一样地直线传播和容易集中，即具有似光性。

这样利用微波就可以获得方向性好、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反射回来的微弱信号，从而确定该物体的方位和距离，这就是雷达导航技术的基础。