微波射频网[微波系统基础知识共44页
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微波技术原理 第4章 微波网络基础
若已知归一化阻抗矩阵，就可求出散射矩阵。 反之，若知道散射矩阵，也可求出归一化阻抗矩阵。
7. 互易网络和无损网络的散射矩阵的性质
根据广义散射矩阵的定义得到：
(1) 互易网络的 [z]为对称矩阵，即 [z ]=[z ]T 。 可见，互易网络的散射矩阵是对称矩阵 [S]=[S]T 。
(2) 无损网络各端口的总输入能量等于总输出能量。
第4章 微波网络基础
微波系统中除了传输线外，还有各种各样的微波 元件或接头等非均匀区域。因为这些非均匀区域的形 状不规则，在其中的微波传输规律很复杂。因此，要 想通过求解麦克斯韦方程组得出其中的传输规律是不 可能的。
实际上，我们并不需要知道微波在其中的传输规 律，而只需知道这些非均匀区与外电路连接的端口特 性。所以通常将其等效为一个网络，称为微波网络。
微波网络的端口及其参考面举例
对于单模传输系统，微波网络的端口数 = 被等效区 域与外电路的接口数目 = 参考面的数目。
§4.3 微波网络的端口特性参量
1. 阻抗矩阵和导纳矩阵
V
2
I-2
V+2 I+2
I-3 V-3 I+3 V+3
I+1
V+1
I-1
V-1
I-N
I+N
V-N
V+N
2. 微波网络的互易性
从无耗网络的各个端口输入的总能量为 0。
互易网络的阻抗矩阵是对称的，因此，既互易又
无耗的网络满足：
（实部为0）
这说明，互易无耗网络的阻抗矩阵元为纯电抗。
例1 求下图的两端口网络的Z参量
ZA
ZB
端口1，V1
ZC
V2，端口2
根据定义：
7. 互易网络和无损网络的散射矩阵的性质
根据广义散射矩阵的定义得到：
(1) 互易网络的 [z]为对称矩阵，即 [z ]=[z ]T 。 可见，互易网络的散射矩阵是对称矩阵 [S]=[S]T 。
(2) 无损网络各端口的总输入能量等于总输出能量。
第4章 微波网络基础
微波系统中除了传输线外，还有各种各样的微波 元件或接头等非均匀区域。因为这些非均匀区域的形 状不规则，在其中的微波传输规律很复杂。因此，要 想通过求解麦克斯韦方程组得出其中的传输规律是不 可能的。
实际上，我们并不需要知道微波在其中的传输规 律，而只需知道这些非均匀区与外电路连接的端口特 性。所以通常将其等效为一个网络，称为微波网络。
微波网络的端口及其参考面举例
对于单模传输系统，微波网络的端口数 = 被等效区 域与外电路的接口数目 = 参考面的数目。
§4.3 微波网络的端口特性参量
1. 阻抗矩阵和导纳矩阵
V
2
I-2
V+2 I+2
I-3 V-3 I+3 V+3
I+1
V+1
I-1
V-1
I-N
I+N
V-N
V+N
2. 微波网络的互易性
从无耗网络的各个端口输入的总能量为 0。
互易网络的阻抗矩阵是对称的，因此，既互易又
无耗的网络满足：
（实部为0）
这说明，互易无耗网络的阻抗矩阵元为纯电抗。
例1 求下图的两端口网络的Z参量
ZA
ZB
端口1，V1
ZC
V2，端口2
根据定义：
射频与微波基础知识
¾ 回波损耗(Return Loss) ：传输线上任一点入射功率和反射功率之比
RL( dB
)
= 10 lg⎜⎜⎝⎛
Pi Po
⎟⎟⎠⎞
=
10
lg
⎜⎛ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ⎜
⎝
1 Γ2
⎟⎞ ⎟ ⎠
=
−20 lg
Γ
第二章
Z. Q. LI
16
传输线阻抗变换
¾ 基本原理－传输线对阻抗的改变
第二章
Z. Q. LI
17
传输线阻抗变换
= − d V(x) dx
) = − d I( x ) dx
⎧ ⎪⎪ ⎨ ⎪ ⎪⎩
jωLI( x ) jωCV ( x
= +
− V ( x + Δx ) −V ( x ) Δx
Δx ) = − I( x + Δx ) − Δx
I(
x
)
⎧ ⎪⎪ ⎨ ⎪ ⎪⎩
d2 dx2 d2 dx2
V (x) + I(x) +
传输线无损耗 γ = α + jβ = jβ
(( )) (( )) Z(d) =
Zin (− d ) =
Z0
1 + ΓLe−2γd 1 − ΓLe−2γd
= Z0
1 + ΓLe−2 jβd 1 − ΓLe−2 jβd
=
Z0
(Z L (Z0
+ +
jZ 0 jZ L
tan tan
βd βd
) )
¾ (电压)驻波比
I ( x)
R1
L1
I (x + Δx)
V (x) R2
x
微波网络理论
02
月球探测与火星探 测
微波网络用于月球和火星探测中 的信号传输，确保科学数据和图 像的准确获取和传输。
03
天文观测与射电望 远镜
微波网络用于射电望远镜的数据 传输，实现天文观测数据的快速 处理和分析。
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感谢您的观看
差错控制技术
通过采用差错控制编码、自 动重传等技术降低数据传输 过程中的误码率，提高数据
传输的可靠性。
动态路由选择
根据网络状态动态选择最佳 路由，避免因某一条线路故 障导致整个通信链路中断的 情况发生。
05
微波网络的发展趋势与 挑战
微波网络的发展趋势
5G及未来通信技术
随着5G和未来通信技术的快速发展，微波网络将面临更高的频谱 需求和更复杂的环境挑战。
云计算和大数据应用
云计算和大数据技术的广泛应用将推动微波网络在数据传输和处理 方面的性能提升。
智能化和自动化
微波网络的智能化和自动化技术将进一步提高网络的运行效率和可 靠性。
微波网络面临的挑战
高频谱资源紧张
随着通信技术的发展，微波频谱资源变得越来越紧张，如 何高效利用频谱资源是微波网络面临的重要挑战。
网状组网
节点之间相互连接，形成网状拓扑结构。这种组网方式具有较高的灵活性和可扩展性，适 用于节点数量较多、通信需求量较大的场景。
环型组网
节点按照一定的方向连接成环型拓扑结构。这种组网方式具有较高的可靠性和稳定性，适 用于对通信可靠性要求较高的场景。
微波网络的调制解调技术
调频（FM）调制
通过改变载波的频率来传递信息。调频调制具有抗干扰能力强、能够传输数字信号等优 点，但带宽利用率较低。
气象观测与预报
第四章-微波网络基础
其它几种网络参量的互易特性为
A11 A22 A12 A21 1
~~ ~~ A11 A22 A12 A21 1
S12 S21
T11T22 T12T21 1
S1，1 ，S22
第四章 微波网络基础
(二) 对称网络 一个对称网络具有下列特性
Z11 Z22 Y11 Y22
，
其它几种网络参量的对称性为
T12 T21
A11 A22
Z01 Z02
由此可见，一个对称二端口网络的两个参考面上的输 入阻抗、输入导纳以及电压反射系数等参量一一对应 相等
第四章 微波网络基础
(三) 无耗网络
利用复功率定理和矩阵运算可以证明，一个无耗网络的散射矩 阵一定满足“么正性”，即
[S]T [S * ] [1]
按微波元件的功能来分
1.阻抗匹配网络 2.功率分配网络 3.滤波网络 4.波型变换网络
第四章 微波网络基础
(二) 微波网络的性质
(1) 对于无耗网络，网络的全部阻抗参量和导纳参量均为纯虚数，
即有
Zij jX ij
Yij jBij i, j 1,2,,n
(2) 对于可逆网络，则有下列互易特性
Zij Z ji
Z 01 Z 02
第四章 微波网络基础
2. 导纳参量
用T1和T2两个参考面上的电压表示两个参考面上的电流，其网 络方程为
I1
I
2
Y11 Y21
各导纳参量元素定义如下
Y12 U1
Y22
U
2
Y11
I1 U1
U2 0
Y22
I2 U2
U1 0
Y12
I1 U2
U1 0
Y21
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)
第4章微波网络基础
A1 a
h10(x)E A110ZZTe1e0sin ax
由式（4- 1- 5）可推得
E120 A12
Ze ZTE1 0
ab 2
1
A1
b 2
E10
于是唯一确定了矩形波导TE10模的等效电压和等效电流,
即
U(Z) b2E10ejz
I(Z) a E10 ejz 2 ZTE10
此时波导任意点处的传输功率为
路法测量, 故也称为开路阻抗参数, 而且由于参考面选择不同,
相应的阻抗参数也不同。
对于互易网络有
Z12=Z21
(4 -3 - 3)
对于对称网络则有Z11=Z22 若将各端口的电压和电流分别对自身特性阻抗归一化, 则有
u1
U1 Ze1
,i1
I1
Ze1
u2
U2 Ze2
,i2 I2
Ze2
代入式(4 3 2)后整理可得
I 1
Y 11 Y 12
I2
Y 21 Y 22
U1 U2
简写为
［Z］=［Y］［I］
(4 -3 -9b)
其中, ［Y］是双端口网络的导纳矩阵, 各参数的物理意
Y11
I1 U1
|U2 0
Y12
I1 U2
|U1 0
Y21
I2 U1
|U2 0
表示T2面短路时, 端口“1” 表示T1面短路时, 端口“2”至端口“1”的转移导 纳 表示T2面短路时, 端口“1”至端口“2”的转移导纳
1. 等效电压和等效电流
为定义任意传输系统某一参考面上的电压和电流, 作以下规 定:
① 电压U(z)和电流I(z)分别与Et和Ht成正比; ② 电压U(z)和电流I(z)共轭乘积的实部应等于平均传输功率; ③ 电压和电流之比应等于对应的等效特性阻抗值。
h10(x)E A110ZZTe1e0sin ax
由式（4- 1- 5）可推得
E120 A12
Ze ZTE1 0
ab 2
1
A1
b 2
E10
于是唯一确定了矩形波导TE10模的等效电压和等效电流,
即
U(Z) b2E10ejz
I(Z) a E10 ejz 2 ZTE10
此时波导任意点处的传输功率为
路法测量, 故也称为开路阻抗参数, 而且由于参考面选择不同,
相应的阻抗参数也不同。
对于互易网络有
Z12=Z21
(4 -3 - 3)
对于对称网络则有Z11=Z22 若将各端口的电压和电流分别对自身特性阻抗归一化, 则有
u1
U1 Ze1
,i1
I1
Ze1
u2
U2 Ze2
,i2 I2
Ze2
代入式(4 3 2)后整理可得
I 1
Y 11 Y 12
I2
Y 21 Y 22
U1 U2
简写为
［Z］=［Y］［I］
(4 -3 -9b)
其中, ［Y］是双端口网络的导纳矩阵, 各参数的物理意
Y11
I1 U1
|U2 0
Y12
I1 U2
|U1 0
Y21
I2 U1
|U2 0
表示T2面短路时, 端口“1” 表示T1面短路时, 端口“2”至端口“1”的转移导 纳 表示T2面短路时, 端口“1”至端口“2”的转移导纳
1. 等效电压和等效电流
为定义任意传输系统某一参考面上的电压和电流, 作以下规 定:
① 电压U(z)和电流I(z)分别与Et和Ht成正比; ② 电压U(z)和电流I(z)共轭乘积的实部应等于平均传输功率; ③ 电压和电流之比应等于对应的等效特性阻抗值。
《微波网络基础》课件
移动通信中的微波网络需要解 决信号干扰和多径衰落等问题 ，以保证通信质量和稳定性。
物联网中的微波网络
1
物联网中的微波网络主要用于实现物体之间的信 息交换和远程控制，具有广泛的应用前景。
2
物联网中的微波网络通常采用低功耗、低成本的 微波模块，以实现无线数据传输和控制。
3
物联网中的微波网络需要解决信号传输过程中的 能量效率和可靠性等问题，以保证物体之间的有 效通信。
高效性原则
优化微波网络系统的性能参数，提高数据传 输效率。
扩展性原则
设计时应考虑未来发展需求，方便系统升级 和扩容。
经济性原则
在满足性能要求的前提下，尽可能降低建设 和运营成本。
微波网络的系统组成
发射机
负责将信号从微波网络发送出去。
馈线
连接发射机和接收机的传输线。
接收机
负责接收微波网络传送的信号。
3
集成工艺
将多个微波元件集成在一个芯片上，实现微波系 统的微型化。
微波网络的测试技术
测试设备
包括信号源、频谱分析仪、功率计、网络分析仪等，用于测试微波元件的性能 参数。
测试方法
根据不同的元件和性能参数，选择合适的测试方法，如电压驻波比测试、插入 损耗测试等。
05
微波网络的应用实 例
卫星通信中的微波网络
微波网络的应用领域
广播电视传输
微波网络广泛应用于广播电视节目的传输，如卫 星电视、地面无线电视等。
电信通信
微波网络在电信通信领域中用于构建移动通信网 络、宽带接入网络等。
军事通信
由于微波网络具有较好的抗干扰能力和保密性， 因此在军事通信领域中也有广泛应用。
微波网络的发展趋势
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-讲 开关按-讲 按-讲 受话器受话器二、电磁波频谱12、射频/✓GSM900系统的频道配置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。
微波专业理论基础知识
Pfd +sd
=
Pfd I sd
=
Pmf I fd ⋅ Isd
30
•
【例1】现有一数字微波通信系统，某中继段
d=50km，处在C型端面，f=5GHz，自由空间收信电平
Pr0 = -43.6dBm，接收机实际门限电平Pr门= 74.8dBm(BER≤10-3),实际门限载噪比（C实/N固） =23.1dB，系统采用6：1波道备份和二重空间分集接收
4
技术表现 ¾抗干扰能力弱(雨水、温度、电磁等) ¾易受自然灾害影响 ¾容量受限 ¾设备便宜易组网 ¾建设速度快 ¾是光纤网络的补充
5
光纤、微波传输方式比较
传输媒介
光纤 光纤
微波 自由空间
抗自然灾害能力
弱
强
灵活性
较低
高
建设费用
高
低
建设周期 传输速率
长 频带宽、速率高
短 频带窄、速率低
6
微波通信的应用场合
根据查表（6-4）可知 C 型端面的 KQ=2.88×10-5, C=2.2， 并且 B=1，那么由式（6-9）可以计算出：
Pmf
=
2.88×10−5
×5×502.2
−31.2
×10 10
=
0.6×10-3
Pms=
2.88×10−5
×5×502.2
−33
×10 10
=
0
.4×10-3
32
因为采用了二重空间分集接收技术，如果两接 收系统的收信电平相等的话，平衰落储备应比Mf增 加3dB，对应的 0.3×10（-3），那么该中继段的衰 落概率为：
47
组网及监控-监控 9信道利用：微波传输系统专用监控 及公务信道或占用主用信道 9功能：主要完成信道切换、使用状 态报警等功能 9独立性：微波系统的监控可以自成 系统
射频微波基础知识：基本概念和术语
射频微波基础知识：基本概念和术语•波器技术第一群（新5G群）全面开放十天射频微波基础知识射频基础知识1、功率/电平（dBm）：放大器的输出能力，一般单位为w、mw、dBm注：dBm是取1mw作基准值，以分贝表示的绝对功率电平。
换算公式：电平（dBm）=10lgw5W → 10lg5000=37dBm10W → 10lg10000=40dBm20W → 10lg20000=43dBm从上不难看出，功率每增加一倍，电平值增加3dBm2、增益（dB）：即放大倍数，单位可表示为分贝（dB）。
即：dB=10lgA（A为功率放大倍数）3、插损：当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减，单位用dB表示。
4、选择性：衡量工作频带内的增益及带外辐射的抑制能力。
-3dB带宽即增益下降3dB时的带宽，-40dB、-60dB同理。
5、驻波比（回波损耗）：行驻波状态时，波腹电压与波节电压之比（VSWR）附：驻波比——回波损耗对照表：SWR 1.2 1.25 1.30 1.35 1.40 1.50回波损耗（dB） 21 19 17.6 16.6 15.6 14.06、三阶交调：若存在两个正弦信号ω1和ω2 由于非线性作用将产生许多互调分量，其中的2ω1-ω2和2ω2-ω1两个频率分量称为三阶交调分量，其功率P3和信号ω1或ω2的功率之比称三阶交调系数M3。
即M3 =10lg P3/P1 （dBc）7、噪声系数：一般定义为输出信噪比与输入信噪比的比值，实际使用中化为分贝来计算。
单位用dB。
8、耦合度：耦合端口与输入端口的功率比, 单位用dB。
9、隔离度：本振或信号泄露到其他端口的功率与原有功率之比，单位dB。
10、天线增益（dB）：指天线将发射功率往某一指定方向集中辐射的能力。
一般把天线的最大辐射方向上的场强E与理想各向同性天线均匀辐射场场强E0相比，以功率密度增加的倍数定义为增益。
Ga=E2/ E0211、天线方向图：是天线辐射出的电磁波在自由空间存在的范围。
射频技术基础：第4章 微波网络基础
图 4.1-1 微波系统及其等效电路
在 V1、V2 中它们可以表示为多种传输模式的某种叠加， 但是由于在均匀传输线中通常只允许单模传输，而所有其他 高次模都将被截止，从而在远离不均匀区的传输线远区(W1、 W2)中就只剩有单一工作模式的传输波。 把微波系统化为微波网络的基本步骤是：
1．选定微波系统与外界相连接的参考面，它应是单模 均匀传输的横截面(在远区) 。
为定义任意传输系统某一参考面上的电压和电流, 作以下 规定:
① 电压U(z)和电流I(z)分别与Et和Ht成正比; ②电压U(z)和电流I(z)共轭乘积的实部应等于平均传输功率; ③ 电压和电流之比应等于对应的等效特性阻抗值。
由波印亭定理可知，通过微波传输线的复功率为
P 1 2
E H ds 1
有耗网络 无耗网络 对称网络 非对称网络
第 4 章 微波网络基础
§4.2 微波传输线和平行双线的等效
一、微波传输线中的等效电压和等效电流 二、等效电压、等效电流和阻抗的归一化
一、微波传输线中的等效电压和等效电流
在平行双线传输线(TEM波传输线，如同轴线、微带线、 带状线）中，基本参量是电压和电流，它们具有明确的物 理意义，而且可进行直接测量。
图 4 – 1 多模传输线的等效
在离开不均匀处远一些的地方, 高次模式的场就衰减到可 以忽略的地步, 因此在那里只有工作模式的入射波和反射波。 通常把参考面选在这些地方, 从而将不均匀性问题化为等效网 络来处理。如图 4-2 所示是导波系统中插入了一个不均匀体及 其等效微波网络。
建立在等效电压、 等效电流和等效特性阻抗基础上的传 输线称为等效传输线, 而将传输系统中不均匀性引起的传输特 性的变化归结为等效微波网络, 这样均匀传输线中的许多分析 方法均可用于等效传输线的分析。
在 V1、V2 中它们可以表示为多种传输模式的某种叠加， 但是由于在均匀传输线中通常只允许单模传输，而所有其他 高次模都将被截止，从而在远离不均匀区的传输线远区(W1、 W2)中就只剩有单一工作模式的传输波。 把微波系统化为微波网络的基本步骤是：
1．选定微波系统与外界相连接的参考面，它应是单模 均匀传输的横截面(在远区) 。
为定义任意传输系统某一参考面上的电压和电流, 作以下 规定:
① 电压U(z)和电流I(z)分别与Et和Ht成正比; ②电压U(z)和电流I(z)共轭乘积的实部应等于平均传输功率; ③ 电压和电流之比应等于对应的等效特性阻抗值。
由波印亭定理可知，通过微波传输线的复功率为
P 1 2
E H ds 1
有耗网络 无耗网络 对称网络 非对称网络
第 4 章 微波网络基础
§4.2 微波传输线和平行双线的等效
一、微波传输线中的等效电压和等效电流 二、等效电压、等效电流和阻抗的归一化
一、微波传输线中的等效电压和等效电流
在平行双线传输线(TEM波传输线，如同轴线、微带线、 带状线）中，基本参量是电压和电流，它们具有明确的物 理意义，而且可进行直接测量。
图 4 – 1 多模传输线的等效
在离开不均匀处远一些的地方, 高次模式的场就衰减到可 以忽略的地步, 因此在那里只有工作模式的入射波和反射波。 通常把参考面选在这些地方, 从而将不均匀性问题化为等效网 络来处理。如图 4-2 所示是导波系统中插入了一个不均匀体及 其等效微波网络。
建立在等效电压、 等效电流和等效特性阻抗基础上的传 输线称为等效传输线, 而将传输系统中不均匀性引起的传输特 性的变化归结为等效微波网络, 这样均匀传输线中的许多分析 方法均可用于等效传输线的分析。
射频微波工程基础介绍课件
雷达天线
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
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
微波基础知识
14dB
2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3
9.542425094 8.999380174 8.519374645 8.091411751 7.707017627 7.359535706 7.043650362 6.755056054 6.49022183 6.246220121 6.020599913
f0
Smith圆图
Smith圆图是什么：
在微波工程应用中，最基本的是运算工作参数Γ、Zin、S之间 的关系，通过计算结果可以得之该系统的传输情况。这些计算是 在已知Z0、β、L的基础上进行。Smith圆图就是把这些参数集中 到一起，采用图解法解决的专用圆图。 从30年代诞生以来一直广泛运用到今天 简单 方便 直观
传输线的工作状态
行波状态：
行波状态是指当传输线的终端负载阻抗与传输线的特性阻抗 相等，线上无反射的工作状态。 此时对应的工作参量取值为 Γ=0 S=1 行波状态可以说是传输线系统工作状态里最好（也是理想） 的一种工作状态。此时，称之为完全匹配。线上无反射波的存在， 对于无耗传输线而言即传输线所传输的能量全部传输出去或被负 载完全吸收。
微波传输线
微波的传输（微波传输线的概念）：
不论什么电路（低频或高频），在工程应用中都十分关注能 量的传输问题
低频电路：电流均匀的分布在导线里，能量集中在一根导线 （另一根做回路）中传播。传输线本身带来的衰减很小。
微波频段：电荷和电流主要集中于导体的表面（趋肤效应）， 导体本身损耗大（引入分布参数）。此时，要是运用低频传输的 方式，导线将非常大。 一个f=10G的信号，要想和直流传输的效果（损耗）一样， 传输线直径约6m左右。 微波频段，实际传输时功率大部分在传输线周围空间传播。 我们称微波传输线为波导——传输线只起到引导的作用，实际的 传输是传输线周围的空间。
05微波技术第五章微波网络基础全
微 单端口微波网络的R、L、C串联等效电路：
波
网
络
基
础 若将式 (5.1.22) 两端均除以
，则单端
口微波结也可以等效为一个如下图所示的由
电导G 、电感L 和电容C 相并联的集总参数
电路：
微
在微波网络的计算中，常把网络端口处的
波 电压、电流和阻抗都对某个参考阻抗进行归一
网 化，以使得在运算过程中的计算数据比较简单
微 2、互易（可逆）微波网络
波 网 络 基 础
互易或可逆媒质：如果媒质ε 、μ 、σ的值与 电磁波的传播方向无关，即不论对入射波还 是反射波，媒质参量不变，这类媒质称为互 易或可逆媒质。反之，称为非互易或不可逆
媒质
互易（可逆）微波元件：填充互易媒质（例 如各向同性媒质）的微波元件，则称为互易 或可逆微波元件，否则为非互易微波元件。 全部由互易微波元件构成的网络，称为互易 （可逆）微波网络，否则为非互易网络
源、无耗（无损）微波元件，简称无耗元件。
微
波
全部由无耗微波元件组成的网络，
网 称为无耗微波网络。在无耗微波网络
络 中，输入微波网络的功率必定全部从
基 网络输出，网络本身没有功率损耗，
础 否则为有耗微波网络。在有耗微波网
络的等效电路中除了电抗或电纳外，
还将出现电阻或电导。
微
5.2 微波网络的电路参量
络 (1)微波网络有确定的单一工作模式，一般为
基 主模式。
础
微波传输线可传输无限多个模式，每一个
模式对应于一对等效平行双根传输线。微波
网络及其参量是对于单一工作模式而言的，
不同的模式有不同的等效网络结构和参量。
如不特别指明，微波网络及其参量都是针对
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