微波技术与天线复习知识要点
绪论
微波的定义： 微波是电磁波谱介于超短波与红外线之间的波段,它属于无线电波中波长最短的波段;
微波的频率范围：300MHz~3000GHz ,其对应波长范围是1m~
微波的特点 要结合实际应用 ：似光性,频率高频带宽,穿透性卫星通信,量子特性微波波谱的分析
第一章 均匀传输线理论
均匀无耗传输线的输入阻抗2个特性
定义：传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比称为传输线的输入阻抗
注：均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗、工作频率有关;
两个特性：
1、λ／2重复性：无耗传输线上任意相距λ／2处的阻抗相同Zinz= Zinz+λ／2
2、λ／4变换性: Zinz- Zinz+λ／4=Z02
证明题：作业题
均匀无耗传输线的三种传输状态 要会判断
参数 行波 驻波 行驻波
|Γ| 0 1 0＜|Γ|＜1
ρ 1 ∞ 1＜ρ＜∞
Z1 匹配 短路、开路、纯电抗 任意负载
能量 电磁能量全部被负载吸收 电磁能量在原地震荡
1. 行波状态：无反射的传输状态
▪ 匹配负载：负载阻抗等于传输线的特性阻抗
▪ 沿线电压和电流振幅不变
▪ 电压和电流在任意点上同相
2. 纯驻波状态：全反射状态
▪ 负载阻抗分为短路、开路、纯电抗状态
3. 行驻波状态：传输线上任意点输入阻抗为复数
传输线的三类匹配状态知道概念
▪ 负载阻抗匹配：是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形,此时只有从信源到负载的入射波,而无反射波; ▪ 源阻抗匹配：电源的内阻等于传输线的特性阻抗时,电源和传输线是匹配的,这种电源称之为匹配电源;此时,信号源端无反射;
▪ 共轭阻抗匹配：对于不匹配电源,当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗为电源内阻抗的共轭值时,即当Zin=Zg﹡时,负载能得到最大功率值;
微波技术基础 讲授：王均宏
1 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 微波技术基础 讲授：王均宏
2 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
电子测量仪器的微波技术基础考核试卷
考生姓名： 答题日期： 得分： 判卷人：
本次考核旨在考察学生对电子测量仪器微波技术基础知识的掌握程度，包括微波基本概念、微波传输线、微波元件、微波测量技术等内容。
一、单项选择题（本题共30小题，每小题0.5分，共15分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1. 微波是指频率在______Hz以上的电磁波。（ ）
A. 300kHz
B. 3MHz
C. 3GHz
D. 30GHz
2. 微波在自由空间中的传播速度是______m/s。（ ）
A. 3×10^5
B. 3×10^6
C. 3×10^7
D. 3×10^8
3. 下列哪种微波元件用于改变信号的相位？（ ）
A. 衰减器
B. 开关
C. 放大器
D. 相移器
4. 微波传输线的特性阻抗为______Ω时，传输效率最高。（ ）
A. 50
B. 75
C. 100
D. 200
5. 微波测量的基本原理是利用______的原理。（ ）
A. 电磁感应
B. 光的干涉
C. 超声波反射
D. 电磁波的传播
6. 下列哪个参数与微波衰减器的主要功能无关？（ ）
A. 信号强度
B. 信号带宽
C. 信号频率
D. 信号相位
7. 微波开关通常由______和______两部分组成。（ ）
A. 驱动电路和控制电路
B. 放大电路和滤波电路
C. 控制电路和输出电路
D. 驱动电路和输出电路
8. 微波放大器的线性度主要受______的影响。（ ）
A. 放大器增益 B. 放大器带宽
C. 放大器温度
D. 放大器偏置
9. 下列哪个微波元件主要用于匹配传输线与负载？（ ）
A. 衰减器
B. 开关
C. 匹配器
D. 放大器
10. 微波测量中常用的波长单位是______。（ ）
A. 米（m）
B. 毫米（mm）
C. 微米（μm）
实验七 微波的传输特性和基本测量
微 波通 常是 指波 长 为 1mm 至 1m ，即 频率 范围 为 300GH Z 至 300MHz 的 电磁波。其下端与无线电通讯的短波段相连接，上端与远红外光相邻近。根据波长差异还可以将微波分为米波，分米波,厘米波和毫米波。不同范围的电磁波既有其相同的特性，又有各自不同的特点。下面对微波的特点作简要介绍。
1．微波波长很短，比建筑物、飞机、船舶等地球上一般物体的几何尺寸小得多，微波的衍射效应可以忽略，故，微波与几何光学中光的传输很接近，具有直线传播性质，利用该特点可制成方向性极强的天线、雷达等。
2．微波频率很高，其电磁振荡周期为 10-9—10-12 秒，与电子管中电子在电极间渡越所经历的时间可以相比拟。因此，普通的电子管已不能用作微波振荡器、放大器和检波器，必须采用微波电子管（速调管、磁控管、行波管等）来代替。其次，微波传输线、微波元器件和微波测量设备的线度与微波波长有相近的数量级，因此，分立的电阻器、电容器、电感器等全不同的微波元器件。
3．微波段在研究方法上不象低频无线电那样去研究电路中的电压和电流，而是研究微波系统中的电磁场。以波长、功率、驻波系数等作为基本测量参量。
4．许多原子、分子能级间跃迁辐射或吸收的电磁波的波长处在微波波段，利用这一特点研究原子、原子核和分子的结构，发展了微波波谱学、量子无线电物理等尖端学科，以及研究低嘈声的量子放大器和极为准确的原子、分子频率标准。
5．某些波段的微波能畅通无阻地穿过地球上空的电离层，因此微波为宇宙通讯、导航、定位以及射电天文学的研究和发展提供了广阔的前景。
由此可见，在微波波段，不论处理问题时所用的概念、方法，还是微波系统的原理结构，都与普通无线电不同。微波实验是近代物理实验的重要实验之一 。
微波技术的应用十分广泛，深入到国防军事（雷达、导弹、导航），国民经济（移动通讯、卫星通信、微波遥感、工业干燥、酒老化），科学研究（射电天文学、微波波谱学、量子电子学、微波气象学），医疗卫生（肿瘤微波热疗、微波手术刀），以及家庭生活（微波炉）等各个领域。
