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《微波技术基础》课程学习知识要点第一章 学习知识要点1．微波的定义— 把波长从1米到0.1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 ～3×1012Hz 。
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，它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽10000倍。
一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个波段。
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。
第二章 学习知识要点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。
微波传输线是一种分布参数电路，线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数，它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。
传输线方程是传输线理论中的基本方程。
2. 均匀无耗传输线方程为()()()()d U z dz U z d I z dzI z 2222220-=-=ββ 其解为 ()()()U z A e A e I z Z A e A e j z j zj z j z=+=---120121ββββ 对于均匀无耗传输线,已知终端电压U 2和电流I 2，则:对于均匀无耗传输线,已知始端电压U 1和电流I 1，则:()()⎪⎭⎪⎬⎫+=+= sin cos sin cos 022022Z z jU z I z I z Z jI z U z U ββββ其参量为 Z L C 000=，βπλ=2p ，v v p r =0ε，λλεp r=03. 终端接的不同性质的负载，均匀无耗传输线有三种工作状态： (1) 当Z Z L =0时，传输线工作于行波状态。
微波技术基础一、课程说明课程编号：140425Z10课程名称：微波技术基础/ Basic Technology of Microwave课程类别：专业选修课学时/学分：48/3先修课程：线性代数、数学物理方法、信号与系统、电磁场与电磁波适用专业：电子信息科学与技术教材、教学参考书：1、《微波工程基础》，李宗谦等编，清华大学出版社，20042、《微波原理与技术》，赵克玉，许福永编，高等教育出版社，20063、《微波技术基础》，徐锐敏，唐璞编，科学出版社，20094、《微波技术与与微波电路》，范寿康等编，机械工业出版社，2003二、课程设置的目的意义微波技术基础是电子信息科学与技术专业的一门专业课，广泛应用于当前的通信与广播电视等方面。
本课程主要研究微波的产生、变换、放大、传输、辐射、传播、散射、接收、检测、测量等方面的内容，使学生对微波的工程应用有初步的了解，为今后从事微波工程子系统和大系统打下基础，如微波通信、微波遥感、雷达、电子对抗、微波电磁兼容等等。
三、课程的基本要求本课程以路和场相结合的方法系统阐述了微波在各种传输线中的传输规律，包括电磁场理论概述、传输线理论、规则波导理论和平面传输线；在此基础上，介绍微波网络的各种网络参量、微波网络的性质；最后介绍常用微波无源器件及其应用及几个典型的微波系统和微波技术的应用。
课程教学内容组织上注重基础性、系统性和实用性，精炼传统内容，注重基本概念及对工程问题处理方法的讲述。
将“场”和“路”的概念有机地结合起来，使课程在连贯性、系统性和实用性方面更加突出，注重微波技术基本理论的透彻分析以及与实际应用的结合，学生对微波的工程应用有初步的了解，为今后从事微波工程子系统和大系统打下基础，使学生提高分析、判断和解决问题的能力，并将所学知识运用到实践中去，从而开拓他们的创新能力。
四、教学内容、重点难点及教学设计注：实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求本课程安排实验4个，学时数为8，学生通过实验了解一些微波器件的工作原理和使用方法，实验名称及要求如下:1、基本微波测量系统原理及使用方法：熟悉基本微波元件的作用；掌握驻波测量线的正确使用和用驻波测量线校准晶体检波器特性的方法。
微波技术基础课后习题答案1 第一章1.7 终端反射系数0050505050125050501005025L L L Z Z j j j j Z Z j j j ------Γ=====+-+--，12555L j -Γ==; 终端驻波比511355151LL L ρ++Γ+===-Γ-; 000505050tantan 504()5010(2)8tan 250(5050)tan 4L in L j j Z jZ d Z Z j Z jZ d j j j πβλπβ-++====-+++-。
1.11 终端反射系数00250-50011=-=250+50033j L L L Z Z e Z Z π-Γ==+，终端反射系数模值13L Γ=，相角=L φπ。
根据行驻波状态时电压的变化规律可知：=L φπ时，若1n =，则4234L n φλπλλ+=，电压处于波腹点，因此在输入端电压处于波腹点。
max (1)500L L U U V +=+Γ=,所以1500=3754L U V V +=，min (1)250L L U U V +=-Γ=;max 0500(1)1500L L U I A Z +=+Γ==,min250(1)0.5500L L U IA Z +=-Γ==。
由于0L R Z <,负载处为电压波节点；驻波比11+1+3==211-1-3LL ρΓ=Γ，min 250Z R ρ==Ω,max01000R Z ρ==Ω。
1.13 （1）负载1z 处的反射系数122821()0.5pp j j z L L L z e ej j λπλβ-⋅⋅-Γ=Γ=Γ=-Γ=，因此0.5L Γ=-。
任意观察点z 处的反射系数22()0.5j z j z L z e e ββ--Γ=Γ=-；等效阻抗2021()10.5()501()10.5j zj zz e Z z Z z e ββ--+Γ-==-Γ+。
绪论0.1电磁波的频谱图 1 （J. D. Kraus: Electromagnetics）频段划分频率描述应用3-30kHz 超低频（Very low frequency，VLF）导航超长波大于10000米30-300kHz 低频（Low frequency, LF）导航台，导航设备长波：1000-10000米300-3000kHz 中频（Medium frequency, MF）调幅广播，海事无线，中波：100-1000米电，海岸巡逻通信，方向搜索3-30MHz 高频（High frequency，HF）电话，电报，传真，短波：10-100米短波国际广播，业余无线电，民用频段，船—岸和船—空通信30-300MHz 甚高频（Very high frequency, VHF）电视，调频广播，空米波：1-10米中交通控制，警用，出租车移动无线电300-3000MHz 超高频（Ultrahigh frequency UHF）电视，卫星通信，无分米波：1-10分米线电探空仪，监视雷达，导航设备3-30GHz 特高频（Superhigh frequency, SHF）机载雷达，微波传送，厘米波：1-10厘米卫星通信30-300GHz 极高频（Extreme high frequency, EHF）雷达毫米波：1-10毫米300GHz-3000GHz 太赫兹太赫兹技术0.2微波毫米波微波的频率范围不同的书有不同的说法，有将300MHz—30GHz、波长：1cm—1m特指微波；也有称300MHz—300GHz、波长：1mm—1m为微波；还有将300MHz—3000GHz、波长：0.1mm—1m统称为微波。
细分：微波：300MHz—30GHz，波长：1cm—1m毫米波：30GHz—300GHz，波长：1mm—1cm亚毫米波：300GHz—3000GHz，波长：0.1mm—1mm微波频段划分频段标称波长旧波段新波段500-1000MHz VHF C1-2GHz 22cm L D2-3GHz 10cm S E3-4GHz S F4-6GHz 5cm C G6-8GHz C H8-10GHz 3cm X I10-12.4GHz X J12.4-18GHz 2cm Ku J18-20GHz 1.25cm K J20-26.5GHz K K26.5-40GHz 0.8cm Ka K40-60GHz 0.6cm U60-80GHz 0.4cm V80-100GHz 0.3cm W微波毫米波的特点低于1GHz的通信电路通常由集总参数电路元件构成，超过1GHz到100GHz，集总元件被传输线和波导元件取代。
《微波技术基础》课程复习知识要点(2008版)第一章 “微波技术基础引论”知识要点本学期采用自编的精品课程教案。
本章内容是全书的核心，一方面强调了微波技术在现代科技领域里的各类应用，同时也给出了贯穿全书的主线，需要重点阅读。
在背景知识介绍方面虽然已经拓展了非常多，较为详细的给出了微波的工作波段、特点及其应用等传统内容，应用知识大体概括到2008年初。
但在科技迅猛发展的今天，新技术、新应用是非常难在一本书中完整描述的。
建议同学们采用关键词（Key Word ），利用通用搜索引擎，时刻关注微波、射频、微纳技术等最新发展动态，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、遥感遥测等方面的应用，不要局限于本书的描述。
(Microwaves have widespread use inclassical 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在理论方面，本章的在导行波的分类的基础上推导了导行系统传播满足的基本方程，对传输体系做出了分类、分析了特点及应用（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 ）。
{要求重点了解概念、线条性思维，能够用掌握的背景知识回答实际问题，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？遥感如何？宇航技术设计那些微波应用？军事、民用又有哪些？提高微波工作频率的好处及实现方法？微波的工作窗口如何？}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。
橹电场的爲斯足理及徽茨方咨…教案教师所在学院：信息与通信工程学院通信网中心教师姓名：乔耀军课程名称：电磁场与微波技术授课学院：国际学院授课班级：电信工程及管理专业，07B01, 07B02, 07B03班授课题目：静电场的高斯定理及散度方程1.教学目的:1）了解高斯定理及散度方程的推导过程；2）理解高斯定理及散度方程的物理意义；3）掌握利用高斯定理求解具有对称性的场分布问题的方法和技巧。
2.教学内容及过程：1）通过复习在大学物理中学过的库伦定律、叠加原理、和电场强度的内容，使学生能回顾起已经学过的基础知识。
（10分钟）库伦定律：是最基本的试验定律，咯册厲描述真空中2个静止的点电荷之间的作用力，与其距离的平方成反比，与2个电荷的带电量成正比。
电荷1对电荷2的作用力的方向由电荷1指向电荷2。
强调：库伦力的实际方向还要结合两个电荷带电量的代数符号；勺为真空中的介电常数，如果不是真空，就用相应介质的介电常数£来代替爲=s俱“R；库伦定律与万有引力定律4兀匕• R-形式上相同，二者都是自然界中基本的试验定律。
（板书：在黑板的左侧上边写出库伦定律公式）。
叠加原理：实验定律，离散电荷丘连续电荷恥蛊J執库伦定律给出了2个点电荷之间的作用力，描述出一个电荷对置于其周围的另外一个电荷有力的作用。
但是，这个力是如何（Howto ）作用的？（板书：在库伦定律边上写出How to?）引入场的概念，是通过“场”来作用的，场是一种客观存在的物质。
那么一个电荷对置于其周围的另外的带电体有多大（How much ）的作用力？（板书写上How much?）人们定义了一个新的场量：电场强度: Electro - static force F on test charge qTest Charge q（板书：把此公式写到库伦力的下面），电场场强度等于单位电荷受到的电场力。
真空中点电荷周围的电场强度—•-耳。
（板书：把此公式写到电场强度公式的下面）。
课程详情：微波技术基础（64讲）-西安电子科技大学梁昌洪等国家级精品课程“微波技术基础”简介“微波技术基础”课程在西安电子科技大学是早已闻名的精品课程。
60年代初在我校毕德显教授的有力指导和系统策划下，出现了蒋同泽的《长线》和吕海寰的《超高频技术》，这是全国最早的同类教材，对多所高校均有大的影响，只是当时军校的原因，没有正式出版。
文革结束后，廖承恩编写的《微波技术基础》一直是国内多所高校引用和执教的教材。
1988年梁昌洪的《计算微波》获全国优秀教材奖，同时实践的需要也希望把微波集成电路的进展，网络的统一思想，计算机的应用以及CAI的先进手段融入教学。
90年代后期根据上述思想，推出了《简明微波》作为教学改革和课程发展的一次有益尝试。
目前的“微波技术基础”是电子信息专业微波方向学生的骨干课程，其讲授的内容涵盖了微波技术所涉及的各个方面的基础知识，信息量大。
为该课程配套的电子工程学院实验中心微波实验室和国家电工电子基地条件优良，实验设备从传统微波实验的测量线到现代的网络分析仪一应俱全，并建设了微波技术虚拟实验室，学生可以在虚拟实验室中进行有效的工程实际经验的训练。
总的来说，西安电子科技大学的“微波技术基础”在长期教学实践和学科发展中，已经逐步形成了自身的特色。
总结起来主要有：（1）现代性在内容、方法讲述和实施等环节都要体现跟上时代的潮流。
在内容选择上紧密结合通信等学科的发展，引入微波集成电路，光纤、开腔等实践需求的领域和内容；在方法上复频率法，统一传输线理论，特性阻抗的微扰理论等等，都是梁昌洪教授和同事们在教学科研结合上的创新体会；讲述和实施的CAI和虚拟实验使教材的现代性有所增色。
（2）简明性本课程在简明扼要，通俗易懂上狠下功夫，使内容尽量集中于发展主线，脉络清晰，在教学上强调。
统一性传输线和波导的统一；圆波导和矩形波导的统一；网络理论对于微波技术基础的主线统一。
主题性在本课程执教过程中，大胆实施分讲制，每一讲都有一个主题，有一个“戏核”，每5－6讲为一个单元，每个单元都有一个脉络一个系统，整个课程有一条主线，即把网络方法和场论方法的有机结合。
