微波ch0
微波定向耦合器工作原理
微波定向耦合器工作原理引言：微波定向耦合器是一种常见的无源微波器件，广泛应用于微波通信、卫星通信、雷达系统等领域。
它能够实现微波信号的能量分配和定向耦合，具有较高的传输效率和较低的插损。
本文将从微波定向耦合器的工作原理、结构以及应用等方面进行介绍。
一、工作原理微波定向耦合器通过特殊的设计和制造工艺，实现了微波信号的能量分配和定向耦合。
其工作原理主要基于两个重要的物理现象：电磁波的传输特性和微波传输线的耦合机制。
1. 电磁波的传输特性微波定向耦合器中的微波信号是以电磁波的形式传输的。
电磁波在传输过程中，具有幅度、相位和频率等特性。
幅度决定了电磁波的强弱，相位决定了电磁波的相对位置，频率决定了电磁波的振动次数。
2. 微波传输线的耦合机制微波传输线是微波定向耦合器中的重要组成部分。
它通常由金属导体制成，并具有特定的传输特性。
微波传输线中的电磁波会沿着导体表面传播，并在传输过程中与其他导体发生相互作用。
这种相互作用会引起电磁波的能量分布和传输方向的改变。
二、结构和工作方式微波定向耦合器通常由输入端口、输出端口和耦合结构组成。
其中，输入端口用于接收输入信号，输出端口用于输出耦合后的信号，耦合结构用于实现输入信号到输出信号的能量分配和定向耦合。
1. 能量分配微波定向耦合器的能量分配是指将输入信号的能量按照一定比例分配到不同的输出端口。
这种能量分配通常通过合理设计的耦合结构实现。
耦合结构中的导体、介质和空气等介质的特性会影响能量分配的效果。
2. 定向耦合微波定向耦合器的定向耦合是指将输入信号的能量按照一定的方向耦合到输出端口。
这种定向耦合可以通过合理设计的导体形状和布局实现。
导体的形状和布局会影响电磁波在耦合结构中的传输路径和传输方向。
三、应用微波定向耦合器在各种微波系统中具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 微波通信系统微波定向耦合器可以用于微波通信系统中的信号分配和耦合。
它可以将输入信号的能量按照一定的比例分配到不同的输出端口，实现信号的多路复用和分配。
微波毫米波技术基本知识
微波毫米波技术基本知识目录一、内容概要 (2)1. 微波毫米波技术的定义 (2)2. 微波毫米波技术的历史与发展 (3)二、微波毫米波的基本特性 (4)1. 微波毫米波的频率范围 (5)2. 微波毫米波的传播特性 (6)3. 微波毫米波的波形与调制方式 (7)三、微波毫米波的传输与辐射 (8)1. 微波毫米波的传输介质 (10)2. 微波毫米波的辐射方式 (10)3. 微波毫米波的天线与馈电系统 (11)四、微波毫米波的探测与测量 (12)1. 微波毫米波的探测原理 (13)2. 微波毫米波的测量方法 (14)3. 微波毫米波的检测器件 (15)五、微波毫米波的应用 (16)1. 通信领域 (18)2. 雷达与导航 (19)3. 医疗与生物技术 (20)4. 材料科学 (21)六、微波毫米波系统的设计 (22)1. 系统架构与设计原则 (24)2. 混频器与中继器 (25)3. 功率放大器与低噪声放大器 (26)4. 检测与控制电路 (27)七、微波毫米波技术的未来发展趋势 (29)1. 新材料与新结构的研究 (30)2. 高速与高集成度的发展 (31)3. 智能化与自动化的应用 (32)八、结论 (34)1. 微波毫米波技术的贡献与影响 (35)2. 对未来发展的展望 (36)一、内容概要本文档旨在介绍微波毫米波技术的基本知识，包括其定义、原理、应用领域以及发展趋势等方面。
微波毫米波技术是一种利用微波和毫米波进行通信、雷达、导航等系统的关键技术。
通过对这一技术的深入了解，可以帮助读者更好地掌握微波毫米波技术的相关知识，为在相关领域的研究和应用提供参考。
我们将对微波毫米波技术的概念、特点和发展历程进行简要介绍。
我们将详细阐述微波毫米波技术的工作原理，包括传输方式、调制解调技术等方面。
我们还将介绍微波毫米波技术在通信、雷达、导航等领域的应用，以及这些领域中的主要技术和设备。
在介绍完微波毫米波技术的基本概念和应用后，我们将对其发展趋势进行分析，包括技术创新、市场前景等方面。
微波的概念及其应用
243
微波的本质是电磁波，它同样具有 包括透射、反射、干涉、偏振、衍射及 伴随着电磁波存在能量传输等的波动特 性，这些特性使得微波的产生、放大、 辐射和传输等相关问题都与普通的交流 电和无线电不同。在微波系统当中，元 件的电性能不能被当作是集总的，由于 微波系统不存在导线式电路，直流电、 交流电的传输特性参数还有电感、电容 等的概念也就没有了它们确切的意义。 在微波领域当中，一般应用“场”的概 念来研究系统内的电磁波结构；同时， 使用频率、功率、驻波、阻抗等作为测 量微波的基本量。 ３ 微波的特点、应用及发展 ３．１ 微波特点 似光性和似声性、穿透性（有些物 体不能穿透）、非电离性、信息性（应 用主要方向）、分布参数特性等。 ３．２ 微波传输线 同轴线；带状线；微带线，微带线 可以做集成电路，因而应用极其广泛； 波导（传输大功率）有方形、矩形、圆 柱体，按一定模式规则分布。 ３．３ 微波应用 构成雷达。通信领域：卫星电视等， 移动通信 900 MHz 或 1 800 MHz。导航应 用、GPS 全球定位系统。干扰和抗干扰 及微波探测。微波测速。微波理疗。微 波加热。微波能量武器。微波能量传输。 微波标签、天文的应用。 ３．４ 微波的发展方向 工作频段不断向高频段扩展。微波 元器件及整机设备不断向小型化、宽频 带发展。微波系统不断向自动化、智能 化和多功能化方向发展。 作者简介：赵雪（1965-），男，山 西忻州人，工程师，研究方向：广播技 术发射工作。
和 2 450 MHz 这两个被广泛使用。当前， 还没有大功率工业设备适合较高的两个 频段。 ２ 微波电路的分析 对于现代广播发射技术而言，微波 有着很主要的作用，在信号传输方面， 微波信号和卫星信号都是微波。纵观“左 邻右舍”它处于超短波和红外光波之间， 因而研究它我们必须有计算机、路的概 念、波的知识和分析方法。 微波技术的基础研究理论是十分经 典的电磁场理论，电磁波特性的分析主 要包括两种方法。 其中第一种是基于 “场” 的研究方法，也就是由麦克斯韦方程作 为出发点，在特定的边界条件下求解电 磁波动方程，得出场量的时空变化规律， 研究电磁波沿线的多种传输特性；第二 种是基于“路”的研究方法，也就是把 传输线当作分布参数电路进行处理，利 用基尔霍夫定律建立起传输线方程，求 解得出线上电流以及电压的时空变化规 律，研究电流和电压的多种传输特性。 实际上，这两种研究分析方法是紧密相 关的，很多方面两者相互补充。因为在 微波领域中所有的电磁现象都是随时间 和空间而变化物理过程，有的易用“路” 的方法处理，因此电路理论中的许多概 念和方法在这里同样具有重要的地位。 另一些电磁现象确易用“场”的方法。 有时对同一电磁现象既可用 “路” 的方法， 也可用“场”的方法，两种方法只是分 析同一问题的不同途径。在微波电路中 用到计算机辅助分析与优化设计的知识， 常用的微波仿真软件为 HFSS。 微波波段在人体尺寸的范围内表现出 强烈的波动性，1.5 ～ 2.0 m 是人体的特征 尺寸；0.1 mm 约一根半头发丝的粗细，是 人体尺寸特征的下限，所以我们在微波波 段要用麦克斯韦方程波动力学加以解决。
微波知识简介
Microwave Solution
微波传输基本知识 微波知识简介
数字微波信道机介绍
1、数字微波信道机的功能模块
信号处理单元
射频处理单元 网管监控系统 勤务单元
2、数字微波信道机的结构
Microwave Solution
微波传输基本知识 微波知识简介
2、数字微波信道机的结构
全室内单元型数字微波信道机 室内室外型数字微波信道机
Microwave Solution
微波知识简介 室外单元 （Outdoor Units）
Antenna Unit
Microwave Solution
微波知识简介
0.3m antenna Integrated or Separate mounting
0.6m antenna Integrated or Separate mounting
紧凑的无线模块与天线 Compact Radio and Antenna
Microwave Solution
微波知识简介 无线单元（Radio Unit）
RAU1
Radio Alarm (LED)
Power (LED)
Radio Cable Connection
Earthing AGC connection Connection (0.5-2.5V)
耗就称为自由空间损耗。
Microwave Solution
微波知识简介 自由空间传输损耗 (Free Space Basic Transmission Loss )
GTX
Power Level
GRX
P = 发射功率(TX Power)
G = 天线增益(Antenna Gain) A0 = 自由空间损耗(Free Space Loss) M = 衰落储备(Fading Margin)
微波原理
微波干燥/烘干原理及特点微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电磁波。
被加热介质物料中的水分子是极性分子，它在快迅变化的高频电磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化，造成分子的运动和相互摩擦效应。
此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化一系列物化过程而达到微波加热干燥的目的。
微波加热特点：1、加热速度快。
微波加热与传统加热方式完全不同。
它是使被加热物料本身成为发热体，不需要热传导的过程。
因此，尽管是热传导性较差的物料，也可在极短的时间内达到加热温度。
2、节能高效。
由于含有水分的物质容易吸收微波而发热，因此除少量的传输损耗外，几乎无其它损耗，故热效率高、节能。
3、加热均匀。
无论物体各部位形状如何，微波加热均可使物体表里同时均匀渗透电磁波而产生热能。
所以加热均匀性好，不会出现外焦内生现象。
4、防霉、杀菌、保鲜。
微波加热具有热力和生物效应，能在较低温度下灭菌和防霉。
由于加热速度快、时间短，能最大限度地保存物料的活性和食品中的维生素、原有的色泽和营养成份。
5、工艺先进、易控制。
微波加热只需有水、电的基本条件，只要控制微波功率即可实现立即加热或终止，应用微波机可进行加热过程和加热工艺规范的自动化控制。
6、占地面积少，安全无害。
由于微波能是控制在金属制成的加热室内和波导管中工作，所以微波泄漏极少，没有放射线危害及有害气体排放，不产生余热和粉尘污染；既不污染食物，也不污染环境。
从经济效益来分析，微波干燥也常较传统方法为优，如与远红外干燥相比，通常节能1/3以上。
在实际工作中，微波干燥主要用在低水分物料的干燥（含水率30%以下）中。
此时，传统的干燥方法（热风、电烘炉）干燥速率低、耗能大，而隧道式微波干燥设备从进料到出料中需3-5分钟时间即可完成干燥。
传统方法配套设备多，占地面积大，用人多，常有污染，消防等问题。
【工作原理】(1)炉腔。
炉腔是一个微波谐振腔，是把微波能变为热能对食品进行加热的空间。
微波技术实验
微波技术实验微波技术是近代发展起来的一门尖端技术,以其高效、均匀、节能、环保等诸多优点受到普遍关注,在科学研究中也是一种重要的观测手段,并广泛应用于国防军事、科学研究、医疗卫生等领域。
随着社会向信息化、数字化的迈进,作为无线传输信息的主要手段,微波技术将发挥更为重要的作用。
本实验旨在通过观测微波的产生和传播的特性,使同学们了解微波的基本知识,掌握常用微波元器件的原理和使用方法,学习若干种微波测量方法,并理解微波通信的基本原理,为从事与微波有关的工作打下基础。
一、微波的性质微波是无线电波中波长最短的电磁波,其波长在1mm~1m范围,频率范围处于光波和广播电视所采用的无线电波之间,为300MHz~300GHz。
微波又分为分米波、厘米波和毫米波。
微波具有电磁波的一切特性,但因其波长的特殊性,微波在产生、传输、接收和应用等方面跟其他波段很不相同,具有下述几个独特的性质,主要表现在:(1波长短。
其波长比地球上一般物体的几何尺寸小得多或在同一数量级上,具有直线传播的特性。
利用这个特点能在微波波段制成方向性极强的无线系统,也可以接收到地面和宇宙空间各种物体发射回来的微弱回波,从而确定物体的方位和距离,广泛用于通信、雷达、导航等领域。
(2频率高。
微波的频率很高,电磁振荡周期(10-9~10-12s很短,与电子在电真空器件中的渡越时间相似。
因此,低频的电子器件在微波阶段都不能使用,而必须采用原理上完全不同的微波电子管、微波固体器件和量子器件来代替。
在不太大的相对带宽下可用带宽很宽,所以信息容量大。
此外,作为能量,可用于微波加热、微波武器等。
(3量子特性。
在微波波段,电磁波每个量子的能量范围大约是10-6~10-3eV,能被很多的原子分子吸收或发射,成为研究物质结构的重要手段,发展了微波波谱学和量子电子学等尖端学科,并研制了低噪音的量子放大器和极为准确的分子钟与原子钟。
(4似光性,微波介于一般无线电波与光波之间,它不仅具有无线电波的性质,还具有光波的性质,以光速直线传播,有反射、衍射、干涉等现象。
微波技术基础PPT课件第三部分 带线与微带Ch24介质格林函数
2020/4/15
11
簡答題 24.1
• (i)，(b)。因為兩板間沒有導體存在，因此 沒有傳導電流。因為兩板上的電量減少， 電通量隨時間改變表現出位移電流，因此 有一個隨時間改變的電場。(ii)，(c)。因為 兩板上的電量減少，因此有一個隨時間改 變的電場。此隨時間改變的電場又產生出 磁場。
2020/4/15
• 我們假設電磁波中的電場和磁場向量有一 種特定的時-空關係
• 設有一電磁波沿 x 軸 前進，其電場沿 y 軸 方向，磁場沿 z 軸方向
2020/4/15
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平面電磁波
• x 方向稱為波傳遞的方向 • 在前述的電磁波中，電場與磁場方向被限
制在一組相互垂直的方向上，具有這種性 質的波，稱為線性偏極波 • 同時我們也假設在空間中任何一點，電場 F 與磁場 B 的大小僅隨 x 和 t 改變
安培定律一般式－實例
• 通過 S2 面上的電通量為 EA
– S2 為右圖灰色圖形面積 – A 為電容平行板的面積 – E 為二塊平行板間的電場
• 若 q 為平行板上的電量，那麼 Id dq/ dt
• 此項位移電流 Id 與穿過 S1 面上的傳導電流 I 相同
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簡答題 24.1
• 愛因斯坦後來也證實這些方程式與特殊相 對論所討論的結果吻合
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馬克士威方程式
• 在他的電磁學理論下，馬克士威證實，電 磁波事實上是下述四個基本定律所呈現的 自然現象
ur
Ñ E d
ur
ur A ur
q
0
Ñ BdA0
Ñ Eur dsr
dB dt
Ñ B urdrs0I00dd tE
西电微波技术基础Ch
(1-5)
02
03
04
在Maxwell方程中还存在另一对矛盾对抗，即
和 构成一对矛盾，在时域中
方程(1-2)右边两项，而方程(1-3)右边一项，这就构成了Maxwell方程本质的不对称性。尽管为了找其对称性而一直在探索磁流 的存在，但到目前为止始终未果。
(1-6)
05
Maxwell方程组的物理意义
［例4］两种半无限大媒质的反射情况
场的方法向路的方法转化
(1-9)
利用z=0的边界条件，电场切向分量和磁场切向分量必须连续，有 (1-8)
采用 时谐因子
也即
补充：已经知道电场通解的表达形式 代入 得到
令 ，或 称为波阻抗，即
壹
贰
三、场的方法向路的方法转化
1
写出Maxwell方程组 上面这两个方程也称为均匀平面波的传播方程。
2
三、场的方法向路的方法转化
其中， 正好是光速，这也是光的电磁学说的重要依据。
再次求导
三、场的方法向路的方法转化
采用时谐形式， 即设的时间因子，可得
思考问题：在式(1-7)中哪一项表示向z方向的入射波？哪一项表示向-z方向的反射波？
(1-2)
(1-3)
这里，首先让我们来探讨一下上面方程内含的哲学思想:
这两个方程左边物理量为磁(或电)，而右边物理量则为电(或磁)。这中间的等号深刻揭示了电与磁的相互转化，相互依赖，相互对立，共存于统一的电磁波中。正是由于电不断转换为磁，而磁又不断转成为电，才会发生能量交换和贮存。
图 1-2
1
三、场的方法向路的方法转化
图 1-10 均匀平面波传播
三、场的方法向路的方法转化
微波实验指导书
微波实验微波技术是近代发展起来的一门尖端科学技术，它不仅在通讯、原子能技术、空间技术、量子电子学以及农业生产等方面有着广泛的应用，在科学研究中也是一种重要的观测手段，微波的研究方法和测试设备都与无线电波的不同。
从图1可以看出，微波的频率范围是处于光波和广播电视所采用的无线电波之间，因此它兼有两者的性质，却又区别于两者。
与无线电波相比，微波有下述几个主要特点图1 电磁波的分类1．波长短(1m —1mm)：具有直线传播的特性，利用这个特点，就能在微波波段制成方向性极好的天线系统，也可以收到地面和宇宙空间各种物体反射回来的微弱信号，从而确定物体的方位和距离，为雷达定位、导航等领域提供了广阔的应用。
2．频率高：微波的电磁振荡周期(10-9一10-12s)很短，已经和电子管中电子在电极间的飞越时间(约10-9s)可以比拟，甚至还小，因此普通电子管不能再用作微波器件(振荡器、放大器和检波器)中，而必须采用原理完全不同的微波电子管(速调管、磁控管和行波管等)、微波固体器件和量子器件来代替。
另外，微波传输线、微波元件和微波测量设备的线度与波长具有相近的数量级，在导体中传播时趋肤效应和辐射变得十分严重，一般无线电元件如电阻，电容，电感等元件都不再适用，也必须用原理完全不同的微波元件(波导管、波导元件、谐振腔等)来代替。
3．微波在研究方法上不像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．量子特性：在微波波段，电磁波每个量子的能量范围大约是10-6～10-3eV，而许多原子和分子发射和吸收的电磁波的波长也正好处在微波波段内。
人们利用这一特点来研究分子和原子的结构，发展了微波波谱学和量子电子学等尖端学科，并研制了低噪音的量子放大器和准确的分子钟，原子钟。
(北京大华无线电仪器厂)5．能穿透电离层：微波可以畅通无阻地穿越地球上空的电离层，为卫星通讯，宇宙通讯和射电天文学的研究和发展提供了广阔的前途。
微波技术总结知识点
微波技术总结知识点微波技术的基本原理微波是电磁波的一种，波长短于毫米级的电磁波称为微波。
微波技术利用微波进行通信和处理信号，主要包括微波通信技术、微波信号处理技术以及微波器件技术。
微波通信技术是指利用微波进行通信的技术，通常采用微波天线和微波谐振器等设备来传送和接收信号。
微波通信技术在军事和民用领域都有着广泛的应用，可以实现远距离、高速率和大容量的数据传输。
微波信号处理技术是指利用微波对信号进行处理的技术，包括微波滤波器、微波放大器、微波混频器等器件。
这些器件可以对信号进行放大、滤波、混频等操作，以满足不同的通信需求。
微波器件技术是指用于处理微波信号的器件技术，主要包括微波天线、微波电路、微波集成电路等。
这些器件可以完成微波信号的发送、接收和处理，是微波技术的重要组成部分。
微波技术的应用领域微波技术已经广泛应用于通信、雷达、医疗、无线电视、卫星通信等领域，使得这些领域的设备更加高效、精密和方便。
下面将分别介绍微波技术在这些领域的应用。
在通信领域，微波技术主要应用于微波通信系统、微波网络和微波设备中。
微波通信系统利用微波进行信号传输，可以实现高速率和大容量的数据传输，适用于长距离通信。
微波网络是指采用微波进行连接的通信网络，可以覆盖大范围的区域，适用于城市和农村的通信需求。
微波设备包括微波发射器、微波接收器和微波天线等设备，可以实现对微波信号的发送、接收和处理。
在雷达领域，微波技术主要应用于雷达系统、雷达信号处理和雷达器件中。
雷达系统利用微波进行目标检测和跟踪，可以实现对目标的远程监测和控制。
雷达信号处理是指对雷达信号进行处理和分析，以获得目标的位置、速度等信息，是雷达系统中的重要环节。
雷达器件包括雷达天线、雷达电路和雷达传感器等器件，可以实现对雷达信号的发送、接收和处理。
在医疗领域，微波技术主要应用于医疗设备、医疗通信和医疗图像处理中。
医疗设备利用微波进行医疗诊断和治疗，可以实现对人体的无损检测和治疗。
微波化学和微波合成的基本原理和优势
微波化学和微波合成的基本原理和优势在化学领域中，有许多重要的反应和实验需要高温、高压或长时间的反应过程，这也导致了许多化学反应的困难和不可行性。
近年来，微波技术的不断进步，为化学研究和工业生产提供了强有力的工具和解决方案。
微波化学和微波合成已发展成为一种新兴的化学技术，具有独特的反应机理和优势。
一、微波化学的基本原理微波化学是利用微波辐射的选择性、高效性和加热性质促进化学反应的一种新型工具。
微波辐射属于电磁波的范畴，它主要包括微波电磁波、射频电磁波、红外辐射等。
微波辐射是由变化的磁场和电场形成的交变电磁场引起的，与传统加热方式不同，微波加热是通过分子内部的自由旋转、摩擦和偶极翻转等作用来提供反应所需的能量。
微波化学的基本原理包括以下几点：1. 高效性微波能快速、均匀地加热反应体系，提高反应速率，缩短反应时间，降低反应能量和废气的排放量。
2. 选择性微波能量可以有选择地作用于分子的特定部位或反应物分子中的特定键，使配体、基团或反应物分子更容易发生反应。
3. 均匀性由于微波辐射能促进反应体系的快速加热和均匀混合，使反应体系达到一定的混合均质度，从而提高反应效率二、微波化学的应用优势微波化学有以下几方面的优势：1. 提高反应速率和产率微波加热是一种高效、均匀的能量传递方式，能够在短时间内快速加热反应体系，使反应速率快速提高，反应产率也因此提高。
2. 降低反应温度和废气排放微波加热是一种低温、低压的反应方式，能够使许多高温反应在低温条件下顺利进行。
与传统的加热方式相比，微波加热能耗更低，废气排放量也更少。
3. 改善反应选择性和产物纯度微波辐射可以有选择地作用于反应物分子中特定的键，使其更容易发生反应，提高反应选择性；同时，微波加热过程中不会产生焦炭等有害物质，产物纯度也更高。
4. 简化实验操作和缩小反应规模微波化学可以缩短反应时间，同时也可以使用小容量的反应器进行反应，降低实验成本和简化反应操作。
5. 可开发多种反应类型微波化学不仅可以用于有机合成反应，还可用于配合物化学、材料科学、生物化学和环境化学等领域的研究和应用。
微波无机合成
微波在整个电磁波谱中的位置如图1所示，通常指 波长为1m到0.1mm范围内的电磁波，其相应的频率 范围是300 MHz~3000 GHz。 1~25cm波长范围用于雷达，其它的波长范围用于 无线电通讯，为了不干扰上述这些用途．国际无线 电通讯协会(CCIP)规定家用或工业用微波加热设备 的微波频率是2450MHz(波长12.2cm)和915MHz(波 长32.8cm)。 家用微波炉使用的频率都是2450MHz。915MHz的 频率主要用于工业加热。
一、微波加热技术原理
一、微波加热技术原理
一、微波加热技术原理
根据材料对微波的反射和吸收的情况不同可将其分成四 种情况，即良导体、绝缘体、微波介质和磁性化合物四种材 料。 1．良导体 金属为良导体，它们能反射微波，因此可用做微波 屏蔽，也可以用于传播微波的能量，常见的波导管一般由黄 铜或铝制成。 2．绝缘体 可被微波穿透，正常时它所吸收的微波功率极小， 可忽略不计。玻璃、云母和部分陶瓷属于此类。 3．微波介质 性能介于金属和绝缘体之间，能不同程度吸收微 波能而被加热，特别是含水和脂肪的物质，吸能升温效果明 显。 4．磁性化合物 一般类似于介质，对微波产生反射、穿透和吸 收的效果。
2 沸石分子筛的离子交换
微波加热进行沸石离子交换具有方便、快速、交换度高， 可交换常规方法不易进入位置的离子，尤其适用于实验室 制备小批量离子交换型沸石分子筛样品。若能制造较大加 热室的微波炉并加装回流冷凝装置和连续加料一出料系统， 也可用于制备较大批量的样品。当然关于交换机理、热力 学、动力学和交换度、交换率以及与常规方法制备的样品 在离子占位、配位环境和理化性能等方面比较工作都有待 于进一步的研究，仅就目前的结果看，微波加热法是很有 研究意义的课题，将会引起沸石分子筛化学界的研究兴趣。
西安电子科技大学微波技术Ch 传输线方程
Ohm定律解决即可;无须用电磁理论&不论导线怎样弯曲;能流都在导体内部和表面附近&这是因为场的平方反比定律&
图 2-1 低频传输线
一、低频传输线和微波传输线
例1计算半径r0=2mm=2×10-3m的铜导线单位长度的直流线耗R0 计及
一、低频传输线和微波传输线
代入铜材料
一、低频传输线和微波传输线
计及在微波波段中， 是一阶小量，对于 及以上量完全可以忽略。则
一、低频传输线和微波传输线
而
和直流的同样情况比较
从直流到1010Hz;损耗要增加1500倍&
一、低频传输线和微波传输线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图2-2 直线电流均匀分布 图2-3 微波集肤效应
一、低频传输线和微波传输线
这时;使我们更加明确了Guide Line的含义;导线只是起到引导的作用;而实际上传输的是周围空间Space但是;没有Guide Line又不行&D和d是特征尺寸;对于传输线性质十分重要&
图 2-4 双导线
一、低频传输线和微波传输线
二、传输线方程
传输线方程也称电报方程&在沟通大西洋电缆海底电缆时;开尔芬首先发现了长线效应：电报信号的反射、传输都与低频有很大的不同&经过仔细研究;才知道当线长与波长可比拟或超过波长时;我们必须计及其波动性;这时传输线也称长线& 为了研究无限长传输线的支配方程;定义电压u和电流i均是距离和时间的函数;即 2-1
二、传输线方程
2-5
三、无耗传输线方程
无耗传输线是我们所研究的最重要条件之一;可表示为：R=0;G=0这时方程写出
二次求导的结果
2-7
2-6
微波的原理及微波有机化学的应用-有机化学论文-化学论文
微波的原理及微波有机化学的应用-有机化学论文-化学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——早在五六十年前，国外就有相关科研人员报道了对于微波加热的应用过程，人们经过实验发现，微波可以对化学反应的速率进行有效控制，随着微波化学的发展，时至今日，微波化学已经在相关产业中得到了广泛的应用，比起传统加热手段，微波加热能够在同样的时间里获得更高的反应收率，或者说，同样的反应收率，微波加热所需的反应时间更短。
微波技术之所以被誉为是绿色化学，就是因为它具有能源消耗低、污染少、产量高等性质，所以，微波技术的发展前景，极其的开阔。
1 微波的原理微波技术可以对化学反应的方式和速度进行改变和控制。
微波是通过微波热效应和微波非热效应这两种方式产生的辐射来对化学反应的速度进行控制的。
微波照射在反应物上，根据其特有的物理性质，对反应物的分子产生作用，使其运动的速度加快，从而使得反应物分子的动力势能得到了增加，分子的运动速度加快，那么彼此的碰撞也就更加的频繁，分子的活性就更高，反应的速度自然就得到了改变。
而这一流程，即微波照射--温度升高--分子加速，从而导致反应变快的现象，就是所谓的微波热效应。
而一些分子活性异常增加，却不是因为温度升高所导致的异常现象，则被称为微波的非热效应[1]。
1.1 微波的定义微波是属于无线电波的范畴，是一种特定频率的电磁波，它的频率要求不得超过300 GHz，同时也不能低于0.3 GHz，而它的波长则处于0.1 mm 到1 m 之间。
比起普通的无线电波频率，微波的频率要高出很多，所以微波通常也被称为是超高频电磁波。
微波具有波动性和粒子性的双重性质，即微波能以一种特定的形式传播，也具有粒子诸如质量、电荷等特性。
微波在传播过程中，具有穿透、吸收和反射三种运行状态。
当微波照射在诸如玻璃、陶瓷和塑料等材质上时，微波的运行，往往是直接穿透而过，几乎不会被吸收能量。
当微波照射在水、动植物、食物等上面，微波的能量将会被材质吸收掉，从而引起材质的热量升高。
微波简介
微波微波是指频率为0.3GHz~300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在0.1毫米~1米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。
微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。
微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。
微波的基本性质通常呈现为秔透、反射、吸收三个特性。
对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是秔越而不被吸收。
对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。
而对金属类东西，则会反射微波。
目录1词语概念▪基本信息▪基本解释▪引证解释2微波波长3微波性质▪秔透性▪选择性加热▪热惯性小▪似光性和似声性▪非电离性▪信息性4微波产生5微波萃取原理6热效应7非热效应8加热原理9杀菌机理10其它应用1词语概念编辑基本信息词目：微波拼音：wēibō注音：ㄨㄟㄅㄛ反义词：巨浪基本解释1、[ripple]∶微小的波纹；2、[microwave]∶指波长在0.1mm~1m之间无线电波。
引证解释1. 微小的波浪。
汉刘向《新序·杂事二》：“引纤缴，扬微波，折清风而殒。
” 唐许浑《泛五云溪》诗：“急濑鸣车轴，微波漾钓筒。
” 宋朱熹《喜晴》诗：“冲颷动高柳，渌水澹微波。
”峻青《秓色赋·海娘娘》：“每当晴朗的早晨或是静谧的月夜，海上风平浪静，微波不兴。
”2. 犹余波。
汉司马相如《封禅文》：“俾万世得激清流，扬微波，蜚英声，腾茂实。
” 南朝梁锺嵘《诗品》卷上：“ 永嘉时，贵黄老，稍尚虚谈。
于时篇什，理过其辞，淡乎寡味，爰及江表，微波尚传。
” 卷盦《<蔽庐丛志>序》：“景丛志而仰止，羗寄意於微波。
”3. 指女子的眼波。
三国魏曹植《洛神赋》：“无良媒以接懽兮，托微波而通辞。
” 清黄遵宪《都踊歌》：“中有人兮通微波，荷荷！贻我钗鸾兮餽我翠螺，荷荷！”高旭《赠沉孝则》诗：“惆怅佳人留片影，愿将心事托微波。
”4. 物理学名词。
指波长较短的电磁波。
如：无线电通信中指波长在1毫米至十米之间的电磁波。
微波氧化技术
微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸 收三个特性。 对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而 不被吸收。 对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。 而对金属类东西，则会反射微波。 从电子学和物理学观点来看，微波这段电磁 频谱具有不同于其他波段的如下重要特点： 穿透性 选择性加热
热惯性小
6.3 微波杀菌的机理 微波杀菌是利用了电磁场的热效应和生物效 应的共同作用的结果。微波对细菌的热效应是 使蛋白质变化，使细菌失去营养，繁殖和生存 的条件而死亡。微波对细菌的生物效应是微波 电场改变细胞膜断面的电位分布，影响细胞膜 周围电子和离子浓度，从而改变细胞膜的通透 性能，细菌因此营养不良，不能正常新陈代谢， 细胞结构功能紊乱，生长发育受到抑制而死亡。 此外，微波能使细菌正常生长和稳定遗传繁殖 的核酸[RNA]和脱氧核糖核酸[DNA]，是由若干 氢键松弛，断裂和重组，从而诱发遗传基因突 变，或染色体畸变甚至断裂。
微波氧化技术
0 概述 传统的生化处理方法工艺成熟但运行稳定性 差。 微波是一种电磁能，通过离子迁移和偶极子 转动引起分子运动，但不引起分子结构改变和非 离子化的辐射能。 微波加热与传统加热相比，微波加热没有热 传递过程的热损失，热效率比传统加热法高。 微波技术现已成功地用于废气、废水、固体 废物的处理及环境监测等方面。
（2）微波传播时是直线传播，遇到金属表面将 发生反射，其反射方向符合光的反射规 （3）微波的频率很高，其辐射效应更为明显。 （4）当入射波与反射波相遇叠加时能形成波 的干涉现象，其中包括驻波现象。 （5）微波能量的空间分布同一般电磁场能量一 样，具有空间分布性质。
另外，电磁波是以光的速度传播的，在微波 频段转换时间快于千万分之一秒。这就是微波 可构成内外同时快速加热的原理。
驻波单模微波技术
驻波单模微波技术
驻波单模微波技术是一种采用单通道单向耦合的方法。
驻波微波的谐振腔体积受到波长和反射角的限制，因此其体积无法改变和扩展。
单模截面直径仅为2.5cm，因此30mL的腔体只能放入10\~15mL的容器。
如果容器大于20mL，可能会导致耦合位置排斥，从而影响单模反应的一致性。
此外，单模调节精度为±3\~9w，并且会随着功率的提高而迅速降低。
因此，这种技术只能使用小功率磁控管。
由于高密度和小体积，该技术可能会产生瞬间的强量热破坏性耦合，这可能会导致研究失败。
同时，小腔体也无法进行扩大反应、加气反应等。
以上信息仅供参考，如需了解更多关于驻波单模微波技术的信息，建议咨询专业人士或查阅相关文献资料。
微波有机合成
15s后的温度/℃ 11 10 19 24 29 38 45 51 56 41
沸点/℃ 101 156 141 62 77 118 158 137 117 80
介电常数 2.2 2.4 3.3 4.8 6.0 6.2 13.3 13.9 17.8 18.5
11
介电性质（3）
微波在传输过程中遇到不同物料时，会产生反射、吸收和穿透现象， 这主要取决于物料的介电常数ε′、介电损耗ε″、比热和形状等； 一定厚度以上的导体，如铜、银、铝 等金属能够反射微波，基本上不吸收； 绝缘体可透过微波，并且它吸收的微波
溶 剂
氯仿 乙腈 乙酸乙酯 丙酮 四氢呋喃 二氯甲烷 甲烷 己烷
tanδ
0.091 0.062 0.059 0.054 0.047 0.042 0.040 0.020
10
介电性质（2）
在微波炉内（560W，敞口容器） 加热0.5mol有机液体的温度上升情况
有机物 1,4-二氧己烷 三丁基胺 丙酸 氯仿 乙酸乙酯 乙酸 1-己醇 1-戊醇 1-丁醇 2-丁酮
6
微波介电加热（1）
微波
(a)偶极极化机理； 电磁场中电场的加热机理
电场成分与底物的相互作用称为偶极极化机理，能够在微波照射下 产生热的物质必须具有偶极矩。
当收到微波照射时，样品的偶极在所施加的电场作用下进行排列。
当施加电场发生震荡时，偶极场试图在交流电场中进行重排，在这 一过程中产生，由于分子间的摩擦和介电损失，能量以热的形式被
17
微波操作技术：无溶剂反应
反应物被预吸附到基本上微波可透过的（二氧化硅、氧化铝或粘 土）或者强吸收的（石墨）无机载体上，它又可以掺杂催化剂或 者试剂。
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教材：《微波工程基础》 李宗谦，佘 京兆，高葆薪，清华大学出版社。
参考书目
1. 2. 3.
4.
D.M.Pozar，张肇仪等译，微波工程，电子 工业出版社，2006. 范寿康等，微波技术与微波电路，机械工业 出版社，2005. 李绪益，微波技术与微波电路，华南理工大 学出版社，2007. 水启刚， 微波与光波导技术， 浙江大学出 版社，1993. 等等……
12.4-18.0 18.0-26.5 26.5-40 2cm 1.4cm 9.5mm
0.2 微波的基本特点
为什么微波波段的电磁波要专门研究？
1、波长短，易实现窄波束定向辐射
•传播特点：与物体尺寸可比拟，甚至小的多 ，因而微波具有直线传播、 反射、折射等的似光性。 •发射接收：效率高，特性好，天线的尺寸小。若雷达要精确定位， 须使电磁波定向辐射。例抛物面天线的主波束角：
0.1 微波的范围
0.1.1 微波的定义 f=300MHz—300GHz c=f =1m—1mm的电磁波 （分米波，厘米波和毫米波）
0.1 微波的范围
0.1.2 微波波段的划分
波长
1-10m 1-0.1m 1-10cm 1-10mm
频率
30-300MHz 0.3-3GHz 3-30GHz 30-300GHz
代号
VHF UHF SHF EHF
名称
甚高频 特高频 超高频 极高频 微波 （超高频） 普通RF到MW的过渡
0.1-1mm
0.3-3THz
亚毫米波
MW到红外的过渡
有时用特定的字母来代表微波中的某一波段，这些字母代 号起源于早期雷达研究保密的需要
字母 频率 波段 字母 频率 波段 UHF 0.3-1.12 m Ku L 1.12-1.7 23cm K Ls 1.7-2.6 15cm Ka S 2.6-3.95 10cm U 40-60 6.2mm C 3.955.85 6.5cm E 60-90 4.2mm Xc 5.85-8.2 4.5cm F 90-140 2.7mm X 8.2-12.4 3cm G、R 140-325 1.5mm
卫星通信地球站天线系统
极轨卫星跟踪接收天线
0.4 微波问题的分析方法
低频电路只研究电压、电流信号随时间的变化，认为信 号是同时建立的；系统用集中参数表征；可用基尔霍夫定律 分析。 微波系统研究电磁场随时间、空间的变化（相位滞后）； 系统用分布参数表征（能量分布在整个空间）；用Maxwell’s 方程+边界条件分析；用功率、频率、驻波参数作为微波测 量的基本量。若只关心微波系统的端口特性，也可用“路” 的方法描述（微波网络、测量或近似得到）。
3. 穿透性强
微波可传透电离层（卫星通信、射电天文）遥感、全天候雷达
0.3 微波的应用
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雷达：远程警戒雷达 、火控雷达；导航雷达、气象雷 达、汽车防撞雷达、遥感雷达。 通信：有线电视；微波中继、卫星通信；移动通信 大规模、高密度、高速数字集成电路的发展，芯片内 部和集成电路的互联线的互耦串音、电磁兼容研究属 于微波领域。 其他：微波加热（微波高频介质损耗）, 微波炉、微波 理疗仪等。
1400 D为抛物面直径 D/ 0 10m D 280m 5 3cm D 0.84m
2. 频率高、信号容量大
为传输信息，通信系统必定占用一定的频带。纯单频谐波不携带任何信息。
信道品质因数：Q f / f 0
相同的Q值，微波波段的ƒ要大的多，传输的信息量大（信道 多）
0.5 本课程学习内容
第一章：电磁场概述（2学时） 第二章：传输线理论——路的角度（10学时） 第三章：导波与波导——场的角度（12学时） 第四章：微波网络——网络的角度（8学时） 第五章：无源微波电路（16学时）
第六章：有源微波电路
第七章：天线——波辐射问题
第八章：电波传播——波在开放空间传播问-Mixer Tx ANT PA
Coupler
IF BPF Base Processor Unit (BPU)
IF AMP
RF BPF
PreAMP
Gain Controller
Power Splitter VCO IF BPF RF BPF LNA
IF AMP
Rx ANT
Down-Mixer