射微波工程介绍
微波工程简介(上)
微波的范围（两种）f=c=3108 m/sec
300MHz 300GHz 1m-1mm
分米波 厘米波 毫米波
300MHz 3000GHz 1m-0.1mm
分米波 厘米波 毫米波
微波的波段代号
亚毫米波
3
《微波工程》
微波的特点（1）
似光性和似声性——
微波的波长很短，比地球上的一般物体的尺寸要小得多， 或在同一量级。使得微波的特点与几何光学相似，即所谓似 光性。因此使用微波工作，能使电路元件尺寸减少；使系统 更加紧凑；可以设计制成体积小、波束很窄、方向性很强、 增益很高的天线系统，接收来自地面或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，分析目标 的特征。
频带宽，高频损耗大，且 在其中制作微波器件困难
➢ 金属波导（TE、TM）——
高功率容量，低损耗， 但体积大，价格高
➢
平面传输线（准TEM、TE、TM、表面波）——
形式多，紧凑，低价格， 易于与有源器件集成
传输线的发展
* 由双导线演变成波导
➢ 1893年，亥维赛考虑过利用波导传输电磁波的可能性
➢ 1897年，瑞利爵士在数学上证明了波在波导中是可以传播的
12
《微波工程》
2.1 传输线的集总元件电路模型
传输线的分布参数
v z, t
i z, t
➢ 分布电阻 R Ω m—电流流过导体时，导体发热产生损耗
➢ 分布电导 G S m—介质有损耗，因而存在漏电流带来的损耗
➢ 分布电感 L H m—电流流过导体在周围将产生磁场，表明导体具有电感
➢ 分布电容 C F m—导体之间的电压在周围产生电场，表明导体之间存在电容 一些常用传输线的分布参数（表2.1）
射频微波(知识点)
一、射频/微波技术及其基础1、射频/微波技术的基础 ✓ 什么是微波技术研究微波的产生、放大、传输、辐射、接收和测量的科学。
射频/微波技术是研究射频/微波信号的产生、调制、混频、驱动放大、功率放大、发射、空间传输、接收、低噪声放大、中频放大、解调、检测、滤波、衰减、移相、开关等各个电路及器件模块的设计和生产的技术，利用不同的电路和器件可以组合成相应的射频/微波设备。
微波技术主要是指通信设备和系统的研究、设计、生产和应用。
✓ 微波技术的基本理论是以麦克斯韦方程为核心的场与波的理论2、射频/微波的基本特性✓ 频率高、穿透性、量子性、分析方法的独特性射频频段为30 ～ 300MHz ，微波频段为300MHz ～ 3000GHz ，相对应波长为1m ～0.1mm ，照射于介质物体时能深入到该物质的内部。
根据量子理论，电磁辐射能量不是连续的，而是由一个个的“光量子”组成，单个量子的能量与其频率的关系为e = h ·f式中,h = 4×10-15电子伏·秒 (eV ·S) 成为普朗克常数3、射频/微波技术在工程里的应用✓ 无线通信的工作方式1、单向通信方式通信双方中的一方只能接收信号，另一方只能发送信号，不能互逆，收信方不能对发信方直接进行信息反馈2、双向单工通信方式3、双向半双工通信方式通信双方中的一方使用双频双工方式，可同时收发；另一方则使用双频单工方式，发信时要按下“送话”开关。
4、双向全双工通信方式通信双方可以通信进行发信和收信，这时收信与发信一般采用不同的工作频率，通过双工器来完成收信和发信的隔离。
二、电磁波频谱1-讲 开关按-讲 按-讲 受话器受话器2、射频/GSM-900系统采用等间隔方式，频道间隔为200KHz，同一信道的收发频率间隔为45MHz,频道序号和频道标称中心频率的关系为F上行（n）= 890.2 +（n-1）×0.2 MHzF下行（n）= F上行（n）+ 45 MHz式中：频道序号 n = 1 ～ 124在我国的GSM900网络中，1～94号载频分配给中国移动使用，96～124号载频分配给中国联通使用，95号载频作为保护隔离，不用于业务。
微波工程基础
– 1.3 微波的应用
军事应用：
雷达目标跟踪、导弹制导、火炮瞄准、 测 量、预警
通讯点对点、保密
电子对抗干扰和抗干扰
微波武器微波炮、微波弹、微波武器平 台(集雷达侦察和火控制导、超强干扰和定 向能攻击于一体多功能电子对抗平台)
民用
雷达气象、导航、汽车防撞、遥感
通讯中继通信、多路通信、卫星通信、 广播电视
• 1.2 微波的特点
波长短易于实现定向发射
雷达利用无线电波的反射测定目标的位置 波束宽度目标的方向 抛物面天线电磁波发射波束角:
D和 分别是抛物面的直径和波长 5波束角(可以相当精确定位) =3cm, D=84cm
=10m,D=280m(困 难)
频率高（绝对带宽大）、信息容量大
信道传递某种信息所必须的频带宽度
微波工程基础
第一章 绪论
• 1.1 微波的基本概念 电磁频谱微波的频率范围
“微波”
介于普通无线电波（长波、中波、短波、超短 波）与红外线之间的电磁波
波长与电路或元器件尺寸可比拟分米、厘米 、毫米 电路电磁场解（集中参数分布参数） 国内外对微波定义的区别：
中国（1米-1毫米） 美国（微波30厘米-0.3毫米)
微波加热应用食物制作（微波炉）、材料 烘干（干燥机）、消毒（牛奶、医用）、微 波治疗（癌症、前列腺疾病和理疗等）
科学研究：
加速器核医学、对撞机等
等离子体加热核聚变能源
射电天文观测（20世纪六十年代天文学 四大发现—类星体、中子星、2.7K背景 辐射(1978年诺贝尔物理学奖）和星际 有机分子都是以微波作为主要观测手段)
透电离层）
限制作用范围到所需区域，减少干扰
中继通信、卫星通信、天文观测
射频微波工程介绍分解课件
射频微波信号具有高频率、短波长和 宽带宽等特点，使得射频微波工程在 通信、雷达、电子对抗、电磁兼容等 领域具有广泛的应用。
射频微波技术的应用范围
通信
射频微波技术是现代通信系统 的核心，包括无线通信、卫星
通信、移动通信等。
雷达
射频微波雷达用于目标检测、 跟踪和定位，在军事和民用领 域均有广泛应用。
电路进行优化。
性能指标
根据电路的功能需求，制定相应的性 能指标，如频率范围、增益、噪声系 数等。
可靠性测试
对优化后的电路进行可靠性测试，以 确保其在实际应用中的稳定性和可靠 性。
03 射频微波材料与器件
射频微波材料的基本特性
电介质材料
这类材料具有高绝缘、低损耗的特性，常用于制 造微波电容、微波天线等。
磁性材料
具有高磁导率、低损耗的特性，常用作制造微波 磁性器件，如变压器、电感器等。
导电材料
具有良好的导电性能，常用于制造微波传输线、 微波电阻等。
射频微波器件的种类与应用
射频微波晶体管
广泛应用于通信、雷达、电子对抗等 领域。
射频微波二极管
常用作混频器、检波器等。
射频微波放大器
用于增强射频信号的功率，提高通信 系统的性能。
05 射频微波工程的挑战与未 来发展
当前射频微波工程面临的挑战
技术更新换代快速
射频微波工程领域涉及的技术不断发展，新旧技术更新换 代迅速，对行业内的工程师和技术人员提出了更高的要求 。
高精度和高稳定性
射频微波工程在通信、雷达、电子对抗等领域的应用需要 高精度和高稳定性的系统，以确保传输和接收的信号质量 。
发展
近年来，随着通信技术的快速发展，射频微波工程在高速数 字信号处理、高精度测量、无线充电等领域的应用不断扩展 。同时，随着5G、物联网等新兴技术的发展，射频微波工程 在未来的应用前景更加广阔。
射频和微波工程实践入门、用HFSS仿真微波传输线和元件
用HFSS仿真微波传输线和元件第一章用HFSS仿真微波传输线和元件 01.1 Ansoft HFSS概述 01.1.1 HFSS简介 01.1.2 HFSS的应用领域 (1)1.2 HFSS软件的求解原理 (1)1.3 HFSS的基本操作介绍 (3)1.3.1 HFSS的操作界面和菜单功能介绍 (3)1.3.2 HFSS仿真分析基本步骤 (4)1.3.3 HFSS的建模操作 (5)1.4 HFSS设计实例1——矩形波导的设计 (10)1.4.1 工程设置 (10)1.4.2 建立矩形波导模型 (11)1.4.3 设置边界条件 (12)1.4.4 设置激励源wave port (14)1.4.5 设置求解频率 (15)1.4.6 计算及后处理 (15)1.4.7 添加电抗膜片 (17)1.5 HFSS设计实例2——E-T型波导的设计 (23)1.5.1 初始设置 (23)1.5.2 建立三维模型 (24)1.5.3 分析设置 (27)1.5.4 保存工程 (27)1.5.5 分析 (27)1.5.6 生成报告 (28)1.6 HFSS设计实例3——H-T型波导的设计 (31)1.6.1 创建工程 (31)1.6.2 创建模型 (32)1.6.3 仿真求解设置 (36)1.6.4 比较结果 (37)1.7 HFSS设计实例4——双T型波导的设计 (39)1.7.1 初始设置 (39)1.7.2 建立三维模型 (40)1.7.3 分析设置 (43)1.7.4 保存工程 (44)1.7.5 分析 (44)1.7.6 生成报告 (45)1.8 HFSS设计实例5——魔T型波导的设计 (47)1.8.1 建立匹配膜片与金属杆 (48)1.8.2 分析设置 (48)1.9 HFSS设计实例6——圆波导的设计 (52)1.9.1 初始设置 (52)1.9.2 建立三维模型 (53)1.9.3 分析设置 (55)1.9.4 保存工程 (56)1.9.5 分析 (56)1.9.6 生成报告 (57)1.10 HFSS设计实例7——同轴线的设计 (64)1.10.1 初始设置 (64)1.10.2 建立三维模型 (65)1.10.3 分析设置 (68)1.10.4 保存工程 (69)1.10.5 分析 (69)1.10.6 生成报告 (70)1.11 HFSS设计实例8——微带线的设计 (77)1.11.1 初始设置 (77)1.11.2 建立三维模型 (78)1.11.3 建立波导端口激励 (79)1.11.4 分析设置 (80)1.11.5 保存工程 (80)1.11.6 分析 (81)1.11.7 生成报告 (82)1.11.8 产生场覆盖图 (82)1.12 HFSS设计实例9——单极子天线的设计 (85)1.12.1 创建工程 (85)1.12.2 创建模型 (85)1.12.3 设置变量 (89)1.12.4 设置模型材料和边界参数 (90)1.12.5 设置求解频率和扫描范围 (93)1.12.6 设置辐射场 (93)1.12.7 确认设置并分析 (93)1.12.8 显示结果 (94)1.13 HFSS设计实例10——方形切角圆极化贴片天线的设计 (98)1.13.1 设计原理及基本公式 (99)1.13.2 创建工程和运行环境设定 (99)1.13.3 创建模型 (99)1.13.4 求解设置 (100)1.13.5 有效性验证和仿真 (100)1.13.6 输出结果 (100)1.13.7 设置变量与参数建模 (102)1.13.8 创建参数分析并求解 (102)1.13.9 优化求解 (104)1.13.10 输出优化后的结果 (105)1.14 参考文献 (108)第一章用HFSS仿真微波传输线和元件1.1 Ansoft HFSS概述1.1.1 HFSS简介Ansoft HFSS （全称High Frequency Structure Simulator, 高频结构仿真器）是Ansoft公司推出的基于电磁场有限元方法（FEM）的分析微波工程问题的三维电磁仿真软件，可以对任意的三维模型进行全波分析求解，先进的材料类型，边界条件及求解技术，使其以无以伦比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，稳定成熟的自适应网格剖分技术使其成为高频结构设计的首选工具和行业标准，已经广泛地应用于航空、航天、电子、半导体、计算机、通信等多个领域，帮助工程师们高效地设计各种高频结构，包括：射频和微波部件、天线和天线阵及天线罩，高速互连结构、电真空器件，研究目标特性和系统/部件的电磁兼容/电磁干扰特性，从而降低设计成本，减少设计周期，增强竞争力。
微波工程 第2章 传输线理论-1 PPT课件
移项，取Δz→0时极限
Microwave Technique
电报方程（传输线方程）
传输线方程（电报方程）
v ( z , t ) i ( z , t ) Ri ( z , t ) L z t 时域形式 i ( z , t ) v ( z , t ) Gv( z , t ) C z t
Microwave Technique
特性阻抗
根据式(2.3a)和(2.6a)可得线上电流：
I( z )
R
V jL
0
e z V0 e z
R jL G jC
(2.7)
定义特性阻抗
Z0
R jL
与传输线上电压、 电流的关系
V0 V0 Z0 I0 I0
量或信号的导行系统。
特点：横向尺寸<< 工作波长λ。 结构:平行双导线 同轴线 带状线 微带线（准TEM模） 广义传输线：各种传输TE模TM模或其混合模的波导都可以认为
是广义传输线。
Microwave Technique
Microwave Technique
常用的传输线
同轴线：由同轴的管状外导体和柱状内导体构成。
Z0
R j L G j C
Microwave Technique
电报方程解的讨论
2、低频大损耗情况（工频传输线）
j
R jLG jC
RG ,
R 0, Z 0 G
L R, C G
传输线上不呈现波动过程，只带来一定衰减，衰减 α为常数。
§ 2 传输线理论
传输线的集总元件电路模型
微波工程基础课件
案例四
总结词
该卫星导航系统在设计与实现过程中， 通过对定位算法和信号处理技术的优化， 提高了定位精度和可靠性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱVS
详细描述
该卫星导航系统在设计与实现过程中，采 用了先进的定位算法和信号处理技术，实 现了高精度、高可靠性的目标定位。同时， 通过对卫星信号接收质量的分析和优化， 提高了系统的抗干扰性能。此外，还通过 采用模块化设计方法，降低了系统复杂度， 提高了可维护性和可扩展性。
宽带宽和短波长的特点。
高增益特性
02 由于微波毫米波系统的传输距离较短，因此需要高定
向性和高增益的天线来提高信号接收效率。
干扰和噪声特性
03
由于微波毫米波系统的频带很宽，因此容易受到各种
干扰和噪声的影响，需要采取有效的措施进行抑制。
微波毫米波系统的应用领域
通信领域
01
利用微波毫米波系统的宽带和高速特性，可以实现大容量、高
介质谐振器参数
描述介质谐振器性能的参数，包括谐 振频率、品质因数、损耗角等。
PART 03
微波电子学基础
电子注与微波电场
电子注
在微波工程中，电子注指的是在强电场作用 下，具有足够动能的电子束。
微波电场
微波电场是一种交变电场，其频率在微波频 段。
电子注的驱动与控制
要点一
电子注驱动
通过在电子注通道中施加适当的高频电场，使电子注得到 加速。
微波工程的应用领域
雷达和通信
雷达是利用微波进行测距、定 位和跟踪的一种装置，而通信 则是利用微波进行信息传输的
一种方式。
导航
在飞机、船舶等交通工具中， 利用微波进行导航定位已经成 为了普遍的应用。
加热和干燥
微波实施方案
5.验收与运营
-工程完成后，组织专业验收，确保工程达标。
-验收合格后，投入运营，提供通信服务。
四、安全保障措施
1.安全管理
-遵守国家通信安全法律法规，加强网络安全管理。
-定期对设备进行检查维护，确保运行安全。
-建立网络安全防护体系，预防网络攻击和非法入侵。
2.合理规划站点选址，减少对生态环境的破坏。
3.选用低功耗、低辐射的微波设备，降低能耗和电磁辐射。
4.加强废物处理，确保固体废物、废液等得到合理处置。
六、项目总结
本项目实施过程中，需定期对项目进度、质量、效益等方面进行总结，为后续项目提供借鉴和改进。
本微波实施方案旨在规范微波通信网络建设，提高通信质量，降低运营成本，为我国微波通信事业的发展贡献力量。希望相关部门和单位严格按照本方案执行，确保项目顺利实施。
第2篇
微波实施方案
一、引言
微波通信作为现代通信网络的重要组成部分，以其独有的优势，如高传输速率、大带宽、强抗干扰能力等，广泛应用于城市、农村、山区等地区。本方案旨在为微波通信网络建设提供详细可行的实施方案，确保网络的稳定、高效、安全运行，同时遵循国家相关法规与环保政策。
二、目标与需求
1.目标
-构建覆盖广泛、性能卓越的微波通信网络。
（2）根据调查结果，结合现有通信资源，制定微波通信网络规划方案，包括站点选址、设备选型、频率规划等内容。
（3）网络规划方案需充分考虑未来业务发展需求，具备一定的扩展性和灵活性。
2.设备选型
（1）选择具有成熟技术、稳定性能、良好口碑的微波设备供应商。
（2）根据网络规划，选型设备需满足以下要求：
a.传输速率：满足业务需求；
微波工程基础(李宗谦)-第二章
单位长度上的串联阻抗 Z1 很小，并联导纳 Y1 也很小。完全可以
忽略分布参数的影响，认为传输线本身没有串联阻抗和并联导纳， 所有阻抗都集中在电感、电容和电阻等元件中。我们把这样的电路
称为集中参数电路。 但是，同样是平行双线，把它用在微波波段时，单位长度上的 串联阻抗 Z1 和并联导纳 Y1 则不能忽略不计。这时就必须考虑传 输线的分布参数效应，也就是说传输线的每一部分都存在着电感、 电容、电阻和漏电导。
2013-8-1
第二章
传输线理论
2
§ 2.1 微波传输线的基本概念
一、微波传输线的用途和种类
表 2.1 微波传输线的种类与用途
类 型 工作波型 名 称 应 用 波 段
TEM 波传输线
TEM 型波
平行双线 同轴线 带状线、微带
米波、分米波低频端 分米波、厘米波 分米波、厘米波
金属波导
TE、TM 型波
2013-8-1
dV I ( R j L) dz dI V (G jC ) dz
第二章 传输线理论
电报方程
13
dV I ( R j L) dz dI V (G jC ) dz
d 2V dI ( R j L) 2 dz dz
d 2V ( R j L)(G jC )V dz 2 d 2I ( R j L)(G jC ) I 2 dz
z＋z ) (t t ) C （
z t C
波长：
2013-8-1
g
f
第二章
2
g
传输线理论
16
2.3 阻抗与驻波
一、反射系数
I ( z)
微波系统工程方案
微波系统工程方案一、项目概述微波系统工程是指利用微波技术进行通信、雷达、导航、遥感等方面的在系统集成、设计和应用。
本方案将针对微波系统工程的设计和建设展开详细的描述和规划。
二、项目背景随着科技的不断进步和社会的快速发展，微波技术在通信、雷达、导航、遥感等领域的应用变得越来越广泛。
而微波系统作为微波技术的集成和应用，对于解决系统的高频通信、高精度定位、高分辨率探测等问题起着至关重要的作用。
因此，微波系统工程的建设和发展对于实现科技创新、提升生产效率、改善人民生活等方面都具有重要意义。
三、项目目标本项目旨在建设和完善微波系统工程，实现对于微波技术的有效集成和应用，提高通信、雷达、导航、遥感等领域的技术水平和应用价值。
具体目标如下：1.设计和建设一套完整的微波系统工程，涵盖通信、雷达、导航、遥感等多个领域的应用需求。
2.提高微波系统的集成度和系统性能，实现多功能、高效率、经济性的设计和应用。
3.加强对于微波技术的研发和创新，推动微波工程技术的向前发展。
4.提升微波系统工程的科技含量和工程质量，实现对于实际应用需求的有效支持和服务。
四、项目内容1. 微波系统设计：包括对于微波器件、射频电路、天线系统、微波集成电路等方面的设计和优化。
2. 微波系统集成：对于微波系统各个模块进行集成和优化，实现系统的整体性能和稳定性。
3. 微波系统应用：将设计和集成的微波系统应用到通信、雷达、导航、遥感等多个领域的实际应用中。
4. 微波系统测试：对设计和集成的微波系统进行性能测试和验证，确保系统能够满足实际需求。
五、工程方案1. 微波系统设计在微波系统设计过程中，需要对器件、电路、系统等多个方面进行设计和优化。
具体工作如下：(1) 微波器件设计：对微波放大器、微波滤波器、微波混频器等器件进行设计和优化，提高器件的性能和可靠性。
(2) 微波电路设计：对微波功率放大器、微波频率合成器、微波混频器、微波调制器等电路进行设计和优化，实现高效、稳定和低损耗的电路设计。
射频与微波工程实践入门-第1章-用HFSS仿真微波传输线和元件
射频与微波⼯程实践⼊门-第1章-⽤HFSS仿真微波传输线和元件第⼀章⽤HFSS仿真微波传输线和元件 01.1 Ansoft HFSS概述 01.1.1 HFSS简介 01.1.2 HFSS的应⽤领域 (1)1.2 HFSS软件的求解原理 (1)1.3 HFSS的基本操作介绍 (3)1.3.1 HFSS的操作界⾯和菜单功能介绍 (3)1.3.2 HFSS仿真分析基本步骤 (4)1.3.3 HFSS的建模操作 (5)1.4 HFSS设计实例1——矩形波导的设计 (10)1.4.1 ⼯程设置 (10)1.4.2 建⽴矩形波导模型 (11)1.4.3 设置边界条件 (12)1.4.4 设置激励源wave port (14)1.4.5 设置求解频率 (15)1.4.6 计算及后处理 (15)1.4.7 添加电抗膜⽚ (17)1.5 HFSS设计实例2——E-T型波导的设计 (23)1.5.1 初始设置 (23)1.5.2 建⽴三维模型 (24)1.5.3 分析设置 (27)1.5.4 保存⼯程 (27)1.5.5 分析 (27)1.5.6 ⽣成报告 (28)1.6 HFSS设计实例3——H-T型波导的设计 (31)1.6.1 创建⼯程 (31)1.6.2 创建模型 (32)1.6.3 仿真求解设置 (35)1.6.4 ⽐较结果 (37)1.7 HFSS设计实例4——双T型波导的设计 (39)1.7.1 初始设置 (39)1.7.2 建⽴三维模型 (40)1.7.3 分析设置 (43)1.7.4 保存⼯程 (44)1.7.5 分析 (44)1.7.6 ⽣成报告 (45)1.8 HFSS设计实例5——魔T型波导的设计 (47) 1.8.1 建⽴匹配膜⽚与⾦属杆 (48)1.8.2 分析设置 (48)1.9 HFSS设计实例6——圆波导的设计 (52)1.9.1 初始设置 (52)1.9.2 建⽴三维模型 (53)1.9.3 分析设置 (55)1.9.4 保存⼯程 (56)1.9.5 分析 (56)1.9.6 ⽣成报告 (57)1.10 HFSS设计实例7——同轴线的设计 (64) 1.10.1 初始设置 (64)1.10.2 建⽴三维模型 (65)1.10.3 分析设置 (68)1.10.4 保存⼯程 (69)1.10.5 分析 (69)1.10.6 ⽣成报告 (70)1.11 HFSS设计实例8——微带线的设计 (77) 1.11.1 初始设置 (77)1.11.2 建⽴三维模型 (78)1.11.3 建⽴波导端⼝激励 (79)1.11.4 分析设置 (80)1.11.5 保存⼯程 (80)1.11.6 分析 (81)1.11.7 ⽣成报告 (82)1.11.8 产⽣场覆盖图 (82)1.12 HFSS设计实例9——单极⼦天线的设计 (85) 1.12.1 创建⼯程 (85)1.12.2 创建模型 (85)1.12.3 设置变量 (89)1.12.4 设置模型材料和边界参数 (90)1.12.5 设置求解频率和扫描范围 (93)1.12.6 设置辐射场 (93)1.12.7 确认设置并分析 (93)1.12.8 显⽰结果 (94)1.13 HFSS设计实例10——⽅形切⾓圆极化贴⽚天线的设计 (98) 1.13.1 设计原理及基本公式 (99)1.13.2 创建⼯程和运⾏环境设定 (99)1.13.3 创建模型 (99)1.13.4 求解设置 (100)1.13.5 有效性验证和仿真 (100)1.13.6 输出结果 (100)1.13.7 设置变量与参数建模 (102)1.13.8 创建参数分析并求解 (102)1.13.9 优化求解 (104)1.13.10 输出优化后的结果 (105)1.14 参考⽂献 (108)第⼀章⽤HFSS仿真微波传输线和元件 01.1 Ansoft HFSS概述 01.1.1 HFSS简介 01.1.2 HFSS的应⽤领域 (1)1.2 HFSS软件的求解原理 (1)1.3 HFSS的基本操作介绍 (3)1.3.1 HFSS的操作界⾯和菜单功能介绍 (3)1.3.2 HFSS仿真分析基本步骤 (4)1.3.3 HFSS的建模操作 (5)1.4 HFSS设计实例1——矩形波导的设计 (10)1.4.1 ⼯程设置 (10)1.4.2 建⽴矩形波导模型 (11)1.4.3 设置边界条件 (12)1.4.4 设置激励源wave port (14)1.4.5 设置求解频率 (15)1.4.6 计算及后处理 (15)1.4.7 添加电抗膜⽚ (17)1.5 HFSS设计实例2——E-T型波导的设计 (23)1.5.1 初始设置 (23)1.5.2 建⽴三维模型 (24)1.5.3 分析设置 (27)1.5.4 保存⼯程 (27)1.5.5 分析 (27)1.5.6 ⽣成报告 (28)1.6 HFSS设计实例3——H-T型波导的设计 (31) 1.6.1 创建⼯程 (31)1.6.2 创建模型 (32)1.6.3 仿真求解设置 (35)1.6.4 ⽐较结果 (37)1.7 HFSS设计实例4——双T型波导的设计 (39) 1.7.1 初始设置 (39)1.7.2 建⽴三维模型 (40)1.7.3 分析设置 (43)1.7.4 保存⼯程 (44)1.7.5 分析 (44)1.7.6 ⽣成报告 (45)1.8 HFSS设计实例5——魔T型波导的设计 (47) 1.8.1 建⽴匹配膜⽚与⾦属杆 (48)1.8.2 分析设置 (48)1.9 HFSS设计实例6——圆波导的设计 (52) 1.9.1 初始设置 (52)1.9.2 建⽴三维模型 (53)1.9.3 分析设置 (55)1.9.4 保存⼯程 (56)1.9.5 分析 (56)1.9.6 ⽣成报告 (57)1.10 HFSS设计实例7——同轴线的设计 (64) 1.10.1 初始设置 (64)1.10.2 建⽴三维模型 (65)1.10.3 分析设置 (68)1.10.4 保存⼯程 (69)1.10.5 分析 (69)1.10.6 ⽣成报告 (70)1.11 HFSS设计实例8——微带线的设计 (77) 1.11.1 初始设置 (77)1.11.2 建⽴三维模型 (78)1.11.3 建⽴波导端⼝激励 (79)1.11.4 分析设置 (80)1.11.5 保存⼯程 (80)1.11.6 分析 (81)1.11.7 ⽣成报告 (82)1.11.8 产⽣场覆盖图 (82)1.12 HFSS设计实例9——单极⼦天线的设计 (85)1.12.1 创建⼯程 (85)1.12.2 创建模型 (85)1.12.3 设置变量 (89)1.12.4 设置模型材料和边界参数 (90)1.12.5 设置求解频率和扫描范围 (93)1.12.6 设置辐射场 (93)1.12.7 确认设置并分析 (93)1.12.8 显⽰结果 (94)1.13 HFSS设计实例10——⽅形切⾓圆极化贴⽚天线的设计 (98)1.13.1 设计原理及基本公式 (99)1.13.2 创建⼯程和运⾏环境设定 (99)1.13.3 创建模型 (99)1.13.4 求解设置 (100)1.13.5 有效性验证和仿真 (100)1.13.6 输出结果 (100)1.13.7 设置变量与参数建模 (102)1.13.8 创建参数分析并求解 (102)1.13.9 优化求解 (104)1.13.10 输出优化后的结果 (105)1.14 参考⽂献 (108)第⼀章⽤HFSS仿真微波传输线和元件1.1 Ansoft HFSS概述1.1.1 HFSS简介Ansoft HFSS （全称High Frequency Structure Simulator, ⾼频结构仿真器）是Ansoft公司推出的基于电磁场有限元⽅法（FEM）的分析微波⼯程问题的三维电磁仿真软件，可以对任意的三维模型进⾏全波分析求解，先进的材料类型，边界条件及求解技术，使其以⽆以伦⽐的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，⽅便易⽤的操作界⾯，稳定成熟的⾃适应⽹格剖分技术使其成为⾼频结构设计的⾸选⼯具和⾏业标准，已经⼴泛地应⽤于航空、航天、电⼦、半导体、计算机、通信等多个领域，帮助⼯程师们⾼效地设计各种⾼频结构，包括：射频和微波部件、天线和天线阵及天线罩，⾼速互连结构、电真空器件，研究⽬标特性和系统/部件的电磁兼容/电磁⼲扰特性，从⽽降低设计成本，减少设计周期，增强竞争⼒。
电子信息工程中的射频与微波技术
电子信息工程中的射频与微波技术射频（Radio Frequency）和微波（Microwave）技术是电子信息工程中不可或缺的两个分支。
这两种技术都涉及到无线传输和通信，尤其是在无线电设备的制造和应用领域，但它们又各具特色，有着各自的应用范围和优劣势。
本文将就射频和微波技术，它们的定义、发展历程、应用领域以及未来的前景进行探讨。
一、射频技术射频技术是指在高频和超高频范围内（约从3kHz到300GHz）传输和处理无线电信号的技术。
射频技术在电视、手机、广播、无线网络、卫星通信、雷达和导航等领域得到广泛应用。
它的来源可追溯到19世纪末，当时马克士威提出了电磁场的统一理论，开启了电磁波研究的新时代。
随着技术的不断发展，射频技术也得到了进一步的提高和完善，目前已经成为现代通信领域的关键技术。
射频技术的应用非常广泛，在无线电器材、导航系统、广告媒体等方面都有广泛的应用。
其中最为重要的莫过于无线电通信了。
我国在无线电通信方面的应用非常广泛，除了现在很多人都能接触到的无线局域网和蜂窝移动通信，还有新兴的物联网、车联网、以及无人机领域都是射频技术的重要应用。
无论是哪个行业，都必须依靠射频技术才能实现远距离通信，这也是射频技术的最大优势。
二、微波技术微波技术是指在高频（3GHz~30GHz）甚至极高频（30GHz~300GHz）范围内传输和处理无线电信号的技术。
微波技术在雷达、卫星通信、无线电和电视广播等领域得到广泛应用。
它的产生时间比较晚，大部分应用都集中在二战以后的60年代左右。
随着技术的不断发展，微波技术也得到了很大的提高和发展，被广泛应用于航空航天、国防军工、通信和广播等领域。
和射频技术相比，微波技术的传输距离更远、频率更高、传输速度更快、噪声更小，因此其实用性更为广泛。
在卫星通信和雷达领域，微波技术的应用尤其重要。
卫星通信可以实现全球通信，让人们无论在哪里都可以通过卫芯地的链接完成信息交流。
而雷达技术，则可以检测和跟踪任何物体的运动，是空军、海军等军事行业的必要设备。
微波电路西电雷振亚老师的课件章射频微波工程介绍 (一)
微波电路西电雷振亚老师的课件章射频微波工程介绍 (一)微波电路是一种特殊的电路，主要用于高速数据通信、无线通讯等，具有广泛的应用前景。
而西安电子科技大学雷振亚教授的课件《射频微波工程介绍》则完整地讲述了微波电路的知识体系，深入浅出地阐述了微波电路的基础理论和应用技术。
1. 引言及基本概念阐述在微波电路的介绍中，首先引入了微波信号与电子学中的常规信号的区别，并为读者介绍了微波器件的特点与优势。
为了让读者掌握领域中的基本概念，对微波电路中的几个核心概念进行了详细的解释。
2. 传输线基础微波电路以传输线为基础，因此在课件中对传输线的类型、特点及其电路模型等问题进行了论述。
此外，在传输线参数及其计算方法方面，雷教授也在课件中具体说明。
3. 微波元器件微波元器件是微波电路的主要组成部分，包括滤波器、放大器、混频器、轻质控制等，这个部分就对微波元器件进行了全面而系统地介绍，详情可参照微波器件的特性及其电路模型、微波非线性元件等方面的讲解。
4. 微波传输线与耦合器与传输线有关的耦合器被广泛应用于微波集成电路等微波电路系统中。
这部分的教学讲解中，雷教授详细介绍了微波传输线的特点、型号和应用，尤其是关于行波耦合器和孔型耦合器两大类产品的具体分析。
5. 微波滤波器及其设计在通讯领域中，微波滤波器的作用日益重要。
此部分涉及到微波滤波器的分类，电路模型等知识内容，并详细讲解了底部耦合滤波器、中心引线基本滤波器、陷波滤波器、微带全波行波滤波器等几种常见的微波滤波器的设计方法。
总的来说，西安电子科技大学雷振亚教授的课件《射频微波工程介绍》可谓是微波电路的一本全面而系统的教学材料。
此课件以生动、详尽的语言，为电子科技专业的学生深入解析了微波电路的理论知识与应用技术，帮助了广大电子工程师快速提高自己的能够设计高效微波电路的能力。
射频微波工程基础介绍课件
不同雷达系统中天线的设计和应用，如阵列天线 、相控阵天线等。
电子对抗系统中的射频微波技术
通信对抗
射频微波技术在通信对抗中的应用，包括通信干扰、通信侦察等 。
雷达对抗
射频微波技术在雷达对抗中的应用，包括雷达干扰、雷达侦察与 反侦察等。
电子支援措施
射频微波技术在电子支援措施中的应用，如电磁频谱监测、信号 分析等。
射频微波工程基础介绍课件
目录
CONTENTS
• 射频微波工程概述 • 射频微波基础知识 • 射频微波工程关键技术 • 射频微波工程应用实例 • 射频微波工程测试与仿真 • 射频微波工程发展趋势与挑战
01 射频微波工程概述
CHAPTER
射频微波工程定义
01
射频微波工程是一门研究射频和 微波频段内电磁波的产生、传输 、控制和应用的学科。
避免频谱冲突是射频微波工程需要解决的重要问题。
射频微波工程未来发展展望
5G/6G移动通信技术
随着5G/6G移动通信技术的不断发展，射频微波工程将在其 中发挥重要作用，如毫米波通信、大规模天线阵列等技术的 研究和应用。
物联网与智能家居
物联网和智能家居的快速发展为射频微波工程提供了新的应 用场景和需求，如无线传感器网络、智能家居控制系统等的 研究和开发。
射频微波在其他领域的应用
医学影像
射频微波技术在医学影像中的应用，如核磁共振成像（MRI）中的 射频脉冲发生器和接收器。
微波炉
射频微波技术在微波炉中的应用，利用微波加热食物。
工业加热与干燥
射频微波技术在工业加热与干燥中的应用，如高频感应加热、微波干 燥等。
05 射频微波工程测试与仿真
CHAPTER
射频微波信号特点与传播
微波理论和工程的基础知识
V SWR
| (z ) | 1 1
Z(z ) 1 j tan (z z) j tan (z z)
U(z )
mzx
U(z )
m in
第1章 微波理论和工程的基础知识
从表1-2-1 (1)三个工作参数的值之间是相互联系的。 (2)无耗传输线上任一点处的反射系数的模值为常数，
等于负载ZL处的反射系数ΓL（尽管线上距离负载电长度
1．1．1 麦克思韦方程组 电磁波的运动规律遵从19世纪给出的麦克思韦方程组，
是英国科学家麦克思韦对法拉第（Faraday）等前人的实 验成果的总结和发展。麦克思韦方程组是描述宏观电磁场 规律的基本方程。微分形式的麦克思韦方程组在空间中的 任何一点都成立，它由以下四个方程组成：
第1章 微波理论和工程的基础知识
第1章 微波理论和工程的基础知识
E jB
（1－1－10）
H jD J （1－1－11）
D
（1－1－12）
B 0
（1-1-13）
【注意】这里的复数量是前文瞬时值的有效值，它们
不再是时间的函数，但仍然是位置的函数。这种选择的理
由是：①在实际工程中,这些物理量通常是用有效值来标明
或测量的；②复数功率和能量的方程能同它们的瞬时值对
第1章 微波理论和工程的基础知识
一个工作在边界Γ包围的区域Ω内的实际工程问题中
(1)第一类边界条件，也称为狄利克莱（Dirichlet） 边界条件。这种边界条件直接给出变量在边界上的值：
U 1 U1
（1-1-16）
式中，Γ1为第一类边界，U1为已知函数，可以为常数或0。
第1章 微波理论和工程的基础知识
应式保持同样的比例因子。
第1章 微波理论和工程的基础知识
微波工程设计
2002-08
技术支撑组
GPDI无线通信设计部
２００２年度培训资料
第一章 微波工程设计基础知识
• 1、微波定义及微波传输常用频段的划分 ? 广义微波频段：300MHz～300GHz ? 常用微波频段：2 GHz～30GHz ? 2 GHz～10GHz频段：长距离（站距15公里以上）大容量（大于34Mb/s） 的微波传输 ? 10 GHz～30GHz频段：短距离(站距15公里以下)中小容量（34Mb/s以 下）的微波传输 ? 微波频段的划分ITU具有严格的规定
４４００－５０００ＭＨｚ频段 波道号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ 频率（ＭＨｚ） ４４３０ ４４７０ ４５１０ ４５５０ ４５９０ ４６３０ ４６７０ 波道号 １＇ ２＇ ３＇ ４＇ ５＇ ６＇ ７＇
（ＩＴＵ－Ｒ ＲＥＣ．２８７）
５９２５－６４２５ＭＨｚ频段 波道号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ 频率（ＭＨｚ） ５９４５．２０ ５９７４．８５ ６００４．５０ ６０３４．１５ ６０６３．８０ ６０９３．４５ ６１２３．１０ ６１５２．７５ 波道号 １＇ ２＇ ３＇ ４＇ ５＇ ６＇ ７＇ ８＇
（ＩＴＵ－Ｒ ＲＥＣ．３８６ ＡＮＮＥＸ１）
频率（ＭＨｚ） ７５９６ ７６２４ ７６５２ ７６８０ ７７０８
频率（ＭＨｚ） ８０５９．０２ ８０８８．６７ ８１１８．３２ ８１４７．９７ ８１７７．６２ ８２０７．２７ ８２３６．９２ ８２６６．５７
１０７００－１１７００ＭＨｚ频段 （ＩＴＵ－Ｒ ＲＥＣ．３８７／３８９ （１／２）） 波道号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２ 频率（ＭＨｚ） １０７１５ １０７５５ １０７９５ １０８３５ １０８７５ １０９１５ １０９５５ １０９９５ １１０３５ １１０７５ １１１１５ １１１５５ 波道号 １＇ ２＇ ３＇ ４＇ ５＇ ６＇ ７＇ ８＇ ９＇ １０＇ １１＇ １２＇ 频率（ＭＨｚ） １１２４５ １１２８５ １１３２５ １１３６５ １１４０５ １１４４５ １１４８５ １１５２５ １１５６５ １１６０５ １１６４５ １１６８５
第1章-射频微波工程基础介绍
第1章 射频/微波工程介绍 表1-1
第1章 射频/微波工程介绍
以上这些波段的划分并不是惟一的,还有其他许多 不同的划分方法,它们分别由不同的学术组织和政府机 构提出,甚至还在相同的名称代号下有不同的范围,因 此波段代号只是大致的频谱范围。其次,以上这些波段 的分界也并不严格,工作于分界线两边临近频率的系统 并没有质和量上的跃变,这些划分完全是人为的,仅是 一种助记符号。
电路,取得一个比较好的折中方案。
第1章 射频/微波工程介绍
1.3 射频/
1.3.1 由于频率、 阻抗和功率是贯穿射频/微波工程的
三大核心指标,故将其称为射频铁三角。它能够形象地 反映射频/微波工程的基本内容。这三方面既有独立特 性,又相互影响。三者的关系可以用图1-2表示。
第1章 射频/微波工程介绍
第1章 射频/微波工程介绍
1.2.2 射频/ 由上述基本特性可归纳出射频/微波与普通无线电相
比有以下优点: (1) 频带宽。可传输的信息量大。 (2) 分辨率高。连续波多普勒雷达的频偏大,成像更
清晰,反应更灵敏。 (3) 尺寸小。电路元件和天线体积小。 (4) 干扰小。不同设备相互干扰小。 (5) 速度快。数字系统的数据传输和信号处理速度
第1章 射频/微波工程介绍
(3) 导航系统： 微波着陆系统（MLS）,GPS,无线信标,防撞系统, 航空、 航海自动驾驶等。 (4) 遥感： 地球监测,污染监测,森林、 农田、 鱼汛监测,矿 藏、 沙漠、 海洋、 水资源监测,风、 雪、 冰、 凌监 测,城市发展和规划等。
第1章 射频/微波工程介绍
4. 射频/微波频带比普通的中波、 短波和超短波的 频带要宽几千倍以上,这就意味着射频/微波可以携带 的信息量要比普通无线电波可能携带的信息量大的多。 因此,现代生活中的移动通信、 多路通信、 图像传输、 卫星通信等设备全都使用射频/微波作为传送手段。 射频/微波信号还可提供相位信息、 极化信息、 多普勒频移信息等。这些特性可以被广泛应用于目标 探测、 目标特征分析、 遥测遥控、 遥感等领域。
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处理好材料、 结构与电路功能的关系。
第1章 射频/微波工程介绍
1.2 射频/微波的重要特性
1.2.1 射频/微波的基本特性 1． 似光性 射频/微波能像光线一样在空气或其他媒体中沿直 线以光速传播,在不同的媒体界面上存在入射和反射现 象。这是因为射频/微波的波长很短,比地球上的一般 物体（如舰船、 飞机、 火箭、 导弹、 汽车、 房屋 等）的几何尺寸小的多或在同一个数量级。 当射频/微波照射到这些物体上时将产生明显的反 射,对于某些物体将会产生镜面反射。
频同相等幅信号,在主路叠加输出。
第1章 射频/微波工程介绍 (3) 耦合器: 定向耦合器是一种特殊的分配器。 通常是耦合一小部分功率到支路,用以检测主路信号的 工作状态是否正常。分支线耦合器和环形桥耦合器可 实现不同相位的功率分配/合成，配合微波二极管,完 成多种功能微波电路,如混频、 变频、 移相等
第1章 射频/微波工程介绍 (2) 频率变换器： 将一个或两个频率的信号变为另 一个所希望的频率信号,如分频器、 变频器、 倍频器、 混频器等。 (3) 频率选择电路： 在复杂的频谱环境中,选择所 关心的频谱范围。经典的频率选择电路是滤波器,如低通 滤波器、 带通滤波器、 高通滤波器和带阻滤波器等。 近年发展起来的高速电子开关由于体积小,在许多方面取 代了滤波器来实现频率选择。在射频/微波工程中,这些 电路可以独立工作,也可以相互组合,还可以与其他电路 组合,构成射频/微波电路子系统。 这些电路的测量仪器有频谱分析仪、 频率计数器、 功率计、 网络分析仪等。
第1章 射频/微波工程介绍
振荡器、压控振荡器、频率合 成器、分频器、变频器、倍频 器、混频器、滤波器等
频率 阻抗测量仪、 网络分析仪
频率计数器/功率计、频谱 分析仪
阻抗变换、 阻抗匹配、天线等
衰减器、功分器、耦合器、 大器、开关等
功 率
阻 抗
标量/矢量 网络分析仪
放
图 1-2 频率、 阻抗和功率的铁三角关系
第1章 射频/微波工程介绍 3. 非电离性 一般情况下,射频/微波的量子能量还不够大,不足
以改变物质分子的内部结构或破坏物质分子的键结构。
由物理学可知,在外加电磁场周期力的作用下,物质内 分子、 原子和原子核会产生多种共振现象,其中,许多
Байду номын сангаас
共振频率就处于射频/微波频段。这就为研究物质内部
结构提供了强有力的实验手段,从而形成了一门独立的 分支学科——微波波谱学。从另一方面考虑,利用物质的
第1章 射频/微波工程介绍 因此,可以制成尺寸、 体积合适的天线,用来传输 信息,实现通信； 可接收物体所引起的回波或其他物 体发射的微弱信号,用来确定物体的方向、 距离和特 征,实现雷达探测。 2. 穿透性
射频/微波照射某些物体时,能够深入物体的内部。 微波（特别是厘米波段）信号能穿透电离层,成为人们 探测外层空间的宇宙窗口； 能够穿透云雾、 植被、 积雪和地表层,具有全天候的工作能力,是遥感技术的 重要手段； 能够穿透生物组织,是医学透热疗法的重 要方法； 能穿透等离子体,是等离子体诊断、 研究的 重要手段。
第1章 射频/微波工程介绍 表1-1 电磁波频谱分段
第1章 射频/微波工程介绍 以上这些波段的划分并不是惟一的,还有其他许多 不同的划分方法,它们分别由不同的学术组织和政府机 构提出,甚至还在相同的名称代号下有不同的范围,因 此波段代号只是大致的频谱范围。其次,以上这些波段 的分界也并不严格,工作于分界线两边临近频率的系统
(4) 放大器： 提高射频/微波信号功率的电路,在
射频/微波工程中地位极为重要。用于接收的是小信号 放大器,该类放大器着重要求低噪声、 高增益。用于
发射的是功率放大器,对于该类放大器,为了满足要求
的输出功率,可以不惜器件和电源成本。用于测试仪器 的放大器,完善和丰富了仪器的功能。
第1章 射频/微波工程介绍 3. 阻抗 阻抗是在特定频率下,描述各种射频/微波电路对微波 信号能量传输的影响的一个参数。 电路的材料和结构对工作频率的响应决定电路阻抗参 数的大小。工程实际中,应设法改进阻抗特性,实现能量的 最大传输。所涉及的射频/微波电路有： (1) 阻抗变换器: 增加合适的元件或结构,实现一个 阻抗向另一个阻抗的过渡。
(3) 大量使用砷化镓器件,而不是通常的硅器件。
(4) 电路中元件损耗大,输出功率小。 (5) 设计工具精度低,成熟技术少。 这些问题都是我们必须面对的,在工程中应合理设计 电路,取得一个比较好的折中方案。
第1章 射频/微波工程介绍
1.3 射频/微波工程中的核心问题
1.3.1 射频铁三角 由于频率、 阻抗和功率是贯穿射频/微波工程的 三大核心指标,故将其称为射频铁三角。它能够形象地 反映射频/微波工程的基本内容。这三方面既有独立特 性,又相互影响。三者的关系可以用图1-2表示。
卫星通信等设备全都使用射频/微波作为传送手段。
射频/微波信号还可提供相位信息、 极化信息、 多普勒频移信息等。这些特性可以被广泛应用于目标 探测、 目标特征分析、 遥测遥控、 遥感等领域。
第1章 射频/微波工程介绍 1.2.2 射频/微波的主要优点 由上述基本特性可归纳出射频/微波与普通无线电相 比有以下优点: (1) 频带宽。可传输的信息量大。 (2) 分辨率高。连续波多普勒雷达的频偏大,成像更
并没有质和量上的跃变,这些划分完全是人为的,仅是
一种助记符号。
第1章 射频/微波工程介绍 对不同频段无线电信号的使用不能随意确定。也 就是说,频谱作为一种资源,各国各级政府都有相应的 机构对无线电设备的工作频率和发射功率进行严格管 理。国际范围内更有详细的频谱用途规定,即CCIR建议 文件,在这个文件中,规定了雷达、 通信、 导航、 工 业应用等军用或民用无线电设备所允许的工作频段。 表1-2是各无线电频段的基本用途。各个用途在相应频 段内只占有很小的一段频谱或点频工作。
方法,应由研究的方便程度来决定。对于射频/微波工
程中的大量问题,采用网络方法和分布参数概念可以得 到满意的工程结果,而不是拘泥于严谨的麦克斯韦方程
组及其数值解法。
第1章 射频/微波工程介绍 在射频/微波频率范围内,模块的几何尺寸与信号的 工作波长可以比拟,分布参数概念始终贯穿于工程技术
的各个方面。而且,同一功能的模块,在不同的工作频段
第1章 射频/微波工程介绍 1.3.2 射频铁三角的内涵 1. 频率
频率是射频/微波工程中最基本的一个参数,对应
于无线系统所工作的频谱范围,也规定了所研究的微波 电路的基本前提,进而决定微波电路的结构形式和器件
材料。直接影响射频/微波信号频率的主要电路有：
(1) 信号产生器： 用来产生特定频率的信号,如 点频振荡器、 机械调谐振荡器、 压控振荡器、 频率 合成器等。
场潜力和飞速的更新步伐,使得这一领域成为全球的一
个支柱产业。表1-3给出了常用移动通信系统频段分布 及其工作方式。 作为工科电子类专业的学生,有必要掌握这方面的 知识。
第1章 射频/微波工程介绍 表1-3 常用移动通信系统频段分布
第1章 射频/微波工程介绍 一般地,射频/微波技术所涉及的无线电频谱是表 1-1 中甚高频(VHF)到毫米波段或者P波段到毫米波段
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；
第1章 射频/微波工程介绍 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,用基尔霍夫定律建立传输线方程,求得 传输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。用这两种方法研究同一个问题,其结 论是相同的。到底是用“场”的方法还是用“路”的
第1章 射频/微波工程介绍
第1章 射频/微波工程介绍
1.1 常用无线电频段 1.2 射频/微波的重要特性
1.3 射频/微波工程中的核心问题
1.4 射频/微波电路的应用 1.5 射频/微波系统举例 1.6 射频/微波工程基础常识
第1章 射频/微波工程介绍
1.1 常用无线电频段
当今社会,技术发展之迅猛,对人们生活影响之重 大,首推无线电技术。射频/微波工程就是这一领域的 核心。过去的100多年来,人们对射频/微波技术的认识 和使用日趋成熟。 从图1-1 所示的无线电技术的发展历史可以看出,
清晰,反应更灵敏。
(3) 尺寸小。电路元件和天线体积小。 (4) 干扰小。不同设备相互干扰小。 (5) 速度快。数字系统的数据传输和信号处理速度 快。
(6) 频谱宽。频谱不拥挤,不易拥堵,军用设备更可靠。
第1章 射频/微波工程介绍 1.2.3 射频/微波的不利因素 由于射频/微波本身的特点,也会带来一些局限性。 主要体现在如下几个方面: (1) 元器件成本高。 (2) 辐射损耗大。
射频/微波共振特性,可以用某些特定的物质研制射频/
微波元器件,完成许多射频/微波系统的建立。
第1章 射频/微波工程介绍 4. 信息性 射频/微波频带比普通的中波、 短波和超短波的
频带要宽几千倍以上,这就意味着射频/微波可以携带
的信息量要比普通无线电波可能携带的信息量大的多。 因此,现代生活中的移动通信、 多路通信、 图像传输、
近年来射频/微波工程的应用已经发展到了近乎极至的
状态。
第1章 射频/微波工程介绍
1900 年 电报
1920
1940
1960
1980
2000
广播 雷达 卫星通信 中继通信 卫星遥感 蜂窝移动通信 直播卫星 全球定位 自动驾驶 个人信系统 图像传输 数据网络
图 1-1 无线电技术的发展历史
第1章 射频/微波工程介绍 对电磁波频谱的划分是美国国防部于第二次世界 大战期间提出的,后由国际电工电子工程协会（IEEE） 推广,被工业界和政府部门广泛接受。具体电磁波频谱 分段见表1-1。在整个电磁波谱中,射频/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大1000倍以上, 可携带的信息量不可想象。一般情况下,射频/微波频 段又可划分为米波（波长10～1 m,频率30～300 MHz）、 分米波（波长10～1 dm,频率300～3000 MHz）、 厘米 波（波长10～1 cm,频率3～30 GHz）和毫米波（波长 10～1 mm,频率30～300 GHz）四个波段。其后是亚毫 米波、 远红外线、 红外线、 可见光。