微波技术基础课程学习知识要点
微波技术基础复习大纲.
微波技术基础1 绪论1、微波的频率(P1)，微波的波段(P2)2 传输线理论2.1 传输线方程的解1、长线理论和相关概念2、长线方程（或传输线方程）的导出3、解长线方程得到电压波和电流波的表达式，三种边界条件会得到不同的表达形式 2.2 长线的参量1、长线的特性参数（特性参数指由长线的结构、尺寸、填充的媒质及工作频率决定的参量，和负载无关的参数）1）特性阻抗0Z (P15)：0U U Z I I +-+-==-=≈2）传播常数γ(P13)：j γαβ=+，通常情况下衰减常数0α=，则j γβ=。
3）相速度p v 和相波长p λ(P14)：通常2p p v fπλλβ===根据相速度的定义2p f v ωπββ==，而β=(P13)，因此p v = 在这里出现了波的色散特性的描述。
2、长线的工作参数1）输入阻抗in Z ：()()()()000tan tan L in L U z Z jZ z Z Z I z Z jZ z ββ+==+这个公式有多种变形： ① ()()()000tan tan Z z jZ dZ z d Z Z jZ z dββ++=+当2d n λ=*时，()()Z z d Z z +=，均匀无耗线具有2λ的周期性。
当24d n λλ=*-时，()()20Z z d Z z Z +*=，均匀无耗线具有4λ的阻抗变换特性。
（感性↔容性，开路↔短路，大于0Z ↔小于0Z ） 当终端0L Z Z =时，任意位置的输入阻抗都为0Z 。
② 输入导纳()()()()000tan 1tan L in L inI z Y jY z Y Y U z Y jY z Z ββ+===+，其中001Y Z =，1L L Y Z =(P20) 2）反射系数()z Γ（这里反射系统通常指电压反射系数）：()()()200j zL L U z Z Z z eU z Z Z β--+-Γ==+（反射系数是一个复数） （电流反射系数()()()()200j zL i L I z Z Z z e z I z Z Z β--+-Γ===-Γ+）由于0L j L L L L Z Z e Z Z φ-Γ==Γ+，因此()()2L j z L z e βφ--Γ=Γ(P21)输入阻抗和反射系数之间的关系：()()()011z Z z Z z +Γ=-Γ，()()()0Z z Z z Z z Z -Γ=+。
微波技术基础
史密斯圆图的应用
读出数字，去归一化
Yin1
Yin1Y01
Yin1 Z01
Yin2
Yin2Y02
Yin2 Z02
④
Yin3
1 Zin3
Yin1 Yin2
归一化
Yin3 Yin3Z03
并在圆图上找到Yin3作原点的对称点E，即为Zin3，
史密斯圆图的应用
重复①可得F点，F点为Zin，并读出数字，最后得 Zin ZinZ03
将阻抗圆图视为导纳圆图 ，找出对应的点B，再将 Y
倒换为 Z得 B，'即 Z0.12j0.34
最后，在阻抗圆图（实际又将导纳圆图视为阻抗圆图）
上找出Z 对应的点 B，' 以 为O半B'径作等Γ圆与Vmax线
相交。从交点的 R值读出 S为3
S3 10
C). 求 S和 lmin
将 B沿' 等Γ圆顺时针旋转 到l 3 得B, '' ZB'' 1.1j2.9
进行小损耗线的计算
例3.一小损耗传输线的特性阻抗 Z070，j每0 波长
的衰减为 0.0，6N负p载端的驻波系数
，SL 3.5
lmin，0.设05线g长
，l试求0.（8１g ）负载阻
抗 Z；L（２）输入端驻波系数 ；S（l３）输入
端阻抗 Z。l
有耗线的工作参量与传输线特性参量和负载条件 的相关公式联立求解——计算繁琐
Z1 ' 0.15 j0.71
Z1'Z1'Z017.5j35.5
Z 2 ' 0.95 j1.15 去归一化 Z2'Z2'Z0266.5j80.5
使用导纳计算 Z 和1 ' 并Z 2 联' 后的值。这里用圆图进行倒
精选微波技术基础知识
1、第三章、微波集成传输线常用集成传输线的种类和主要特点2、第四章介质波导和光波导
1、传播条件和波型2、特性阻抗3、波长，相速4、功率容量5、衰减
了解
微波集成传输线
微波集成传输线的最大特点是 平面化
五种重要的传输线：带状线（Stripline）微带线（Microstrip line）槽线（Slotline）鳍线（Finline）共面线（Coplanar line）
式中
微波集成传输线－带状线
带状线—优缺点和应用
1、改变线宽一个参数就改变电路参数（特性阻抗）。2、在馈线、功分器，耦合器，滤波器，混频器，开关的设计中，体积小，重量轻，大批量生产的重复性好。3、立体电路的设计，适用于多层微波电路，LTCC等，辐射小。4、封闭的电路，调试难。5、电路需要同轴或波导馈入，引入不连续性，需要在设计时补偿。6、在多层电路设计中，存在不同节点常数的介质之间的连接，介质与金属导体的连接，分析方法非常复杂，尤其对3D电路，尚缺少各种不连续性的模型和相关设计公式，采用全波分析法或者准静态场分析。
毫米波鳍线混频器
介质波导和光波导
当毫米波波段→亚毫米波段→太赫兹波段时普通的微带线将出现一系列新问题1）高次模的出现使微带的设计和使用复杂2）金属波导的单模工作条件限制了其横向尺寸不能超过大约一个波长的范围。这在厘米波段和毫米波低频段不成问题。但到毫米波高频段，单模波导的尺寸就显得太小，不仅制造工艺困难，而且随着工作频率的提高，功率容量越来越小，壁上损耗越来越大，衰减大到不能容忍的地步。因此，对毫米波段的高端及来说，封闭的金属波导已不再适用。于是，适合于毫米波高频段、亚毫米波的传输线 —— 介质波导等非封闭式的传输线（或称开波导）便应运而生
微波集成传输线－微带线
微波技术基础第一章
G
140.0～220.0
Ku
12.40～18.00R220.0～325.0
K
18.00～26.50
某些波段习惯上的称谓：
S 波段 — 10 cm 波段， C 波段 — 5 cm 波段， X 波段 — 3 cm 波段， Ku波段 — 2 cm 波段， K 波段 — cm波段， Ka波段 — 8 mm 波段， U 波段 — 6 mm 波段， F 波段 — 3 mm 波段等等。
❖ 微波的波长范围大约从1米到毫米左右。
❖ 微波波段对应的频率范围为: 3×108Hz～ 3×1012Hz，是频率非常高的电磁波，所以又 称为超高频。
第
普通无线电波频段划分 如下:
一 章
波段名称
波长范围
频率范围
绪 超长波 论
长波
105~104m 3KHz~30KHz 104~103m 30KHz~300KHz
U 波段 — 6 mm 波段， 微波可作为一种能源，用于加热和烘干。 用微波进行疾病诊断和治疗，如用微波理疗仪对病灶进行局部 微波可作为一种能源，用于加热和烘干。 某些波段习惯上的称谓：
300KHz~3MHz 如利用微波与水分子相互作用产生热效应，用大功率微波辐射， S 波段 — 10 cm 波段， §1-1 什么是微波 一、什么是微波 Ka波段 — 8 mm 波段， 普通无线电波频段划分 如下: 如利用微波与水分子相互作用产生热效应，用大功率微波辐射， 图2-4 我国对空警戒引导雷达REL-1 微波也是无线电波，但它是一个比普通无线电波段的波长更短(频率更高)的波段，故名微波 。 二、微波技术的应用 和速度, 从而对运动目标实现定位、跟踪和识别。 卫星，就能实现全球通信和电视实况转播。 卫星，就能实现全球通信和电视实况转播。 普通无线电波频段划分 如下:
微波技术基础
《微波技术基础》复习要求第一章引言1.微波的工作频段2.微波的主要特点第二章微波传输线理论1.微波传输线与低频传输线的对比2.均匀传输线的电报方程（时域形式、频域形式）和波动方程3.已知负载的解型（无损形式）4.传输特性参数：特性阻抗、传播常数、相速、波长5.输入阻抗和反射系数：定义、公式和关系第二章微波传输线理论（续）6.无损传输线的工作状态分析7.传输功率（重点），功率容量和效率（一般）8.掌握阻抗圆图和导纳圆图的基本构成原理、圆图的主要特性（圆图作题不要求）9.阻抗匹配：三种阻抗匹配问题（重点）、阻抗匹配方法及其特点（一般）10.时域分析方法：时空图解法第三章金属规则波导1.规则波导的纵向场法公式（TE和TM）、波动方程和边界条件、波型分类等。
2.矩形波导：场的求解过程、下标含义和范围、场结构简易绘制方法的原理、传输特性（三种波长、截止条件、简并概念、主模、相速和群速、波阻抗等）3.圆波导：纵向场的求解形式、下标含义和范围，三种主要模式的基本特点第三章金属规则波导（续）4.同轴线：主模的特性、设计原则5.激励与耦合的主要方法和举例6.损耗问题：导体损耗（微扰思想）、介质损耗和消失波衰减第四章微波集成传输线1.增量电感法：基本思想和物理解释、解题方法2.对称耦合传输线的奇偶模分析：对称耦合传输线的奇偶模分解（场特性）奇偶模分析的主要特点奇偶模分析的主要结果（偶模阻抗、奇模阻抗、K等参数的关系）第五章介质波导1.介质波导的工作原理：H平面波和E平面波以及独立方程组；两种平面波的反射系数；全反射、全折射的形成条件及其证明；两种基本波型（表面波和辐射模）。
2.圆形介质波导：主要工作模式和主模、截止条件和含义相速度特性第五章介质波导（续）3.平板介质波导：TE和TM的色散方程、基本模式的对称场分布、路的求解方法4.矩形介质波导：EDC方法与马氏方法的主要区别EDC方法的求解（分区、拉伸方向、电场与介质交界面的关系、波阻抗、横向谐振条件、有效介电常数等）第六章微波谐振器1.微波谐振器的基本特性：三个特性；基本参数（谐振波长和品质因数，p值的选取范围）2.金属波导谐振器：矩形谐振腔（波动方程和边界条件、纵向场法公式、下标的含义和范围、主模等）圆形谐振腔（下标的含义和范围、主模、模式图、虚假模式及其定义等）第六章微波谐振器（续）3.传输线谐振腔：横向谐振条件4.非传输线谐振腔（一般）5.谐振腔的微扰理论：基本公式介质微扰（重点是有损情况）腔壁微扰（谐振频率与储能变化的关系）第七章微波网络基础1.微波网络与低频网络的主要不同2.网络阻抗和反射系数与损耗、储能的关系3.[Z]和[Y]的定义、元素含义和主要性质4.[S]的定义、元素含义和主要性质5.[A]和[T]的定义、元素含义和主要性质。
微波技术基础-传输线理论(1)
电长度—传输线几何长度l 与工作波长λ的比值 l / λ
“长线”——几何长度大于信号波长或可以比拟（一般l > 0.1λ）
结论：微波频率很高，波长很短，需要用传输线理论（即 长线理论）进行分析。
11
传输线概述
➢传输线理论——“分布参数理论”
分布参数效应
需要考虑
➢传输线本身的：串联电阻/电感，并联 导纳/电容
dU (z) dz
(R
jL)I (z)
ZI (z)
dI
(z)
dz
(G
jC)U
(z)
YU
(z)
18
传输线上的波传播
➢传输线上电压与电流的波动方程
d
2U ( dz 2
z)
2U
(
z)
0
d
2I (z) dz 2
2
I
(z)
0
d 2U (z) dz 2
(R
j L)
dI (z) dz
代入
dI (z) (G jC)U (z)
G0——分布电导，两导体单位长度的并联 电导，单位为S/m
C0——分布电容，两导体单位长度的并联电 容，单位为F/m
16
传输线方程
利用Kirchhoff（基尔霍夫） 定律，有
u( z
z,
t)
u(z,
t
)
Ri(
z,
t)
L
i(z,
t
t
)
z
i(
z
z,
t
)
i(z,
t
)
Gu(
z,
t)
C
u(
z,t) t
dz
j (R jL)(G jC) ——复传播常数
微波技术基础复习重点
第一章引论微波是指频率从300MHz到3000GHz范围内的电磁波，相应的波长从1m到0.1mm。
包括分米波（300MHz到3000MHz）、厘米波（3G到30G）、毫米波（30G 到300G）和亚毫米波（300G到3000G）。
微波这段电磁谱具有以下重要特点：似光性和似声性、穿透性、信息性和非电离性。
微波的传统应用是雷达和通信。
这是作为信息载体的应用。
微波具有频率高、频带宽和信息量大等特点。
强功率—微波加热弱功率—各种电量和非电量的测量导行系统：用以约束或者引导电磁波能量定向传输的结构导行系统的种类可以按传输的导行波划分为：(1)TEM(transversal Electromagnetic,横电磁波)或准TEM传输线(2)封闭金属波导(矩形或圆形，甚至椭圆或加脊波导)(3)表面波波导(或称开波导)导行波：沿导行系统定向传输的电磁波，简称导波微带、带状线，同轴线传输的导行波的电磁能量约束或限制在导体之间沿轴向传播。
是横电磁波(TEM)或准TEM波即电场或磁场沿即传播方向具有纵向电磁场分量。
开波导将电磁能量约束在波导结构的周围(波导内和波导表面附近)沿轴向传播，其导波为表面波。
导模(guided mode ):即导波的模式，又称为传输模或正规模，是能够沿导行系统独立存在的场型。
特点：(1)在导行系统横截面上的电磁场呈驻波分布，且是完全确定的，与频率以及导行系统上横截面的位置无关。
(2)模是离散的，当工作频率一定时，每个导模具有唯一的传播常数。
(3)导模之间相互正交，互不耦合。
(4)具有截止频率，截止频率和截止波长因导行系统和模式而异。
无纵向磁场的导波(即只有横向截面有磁场分量)，称为横磁(TM)波或E波。
无纵向电场的导波(即只有横向截面有电场分量)，称为横电(TE)波或H波。
TEM波的电场和磁场均分布在与导波传播方向垂直的横截面内。
第二章传输线理论传输线是以TEM模为导模的方式传递电磁能量或信号的导行系统，其特点是横向尺寸远小于其电磁波的工作波长。
简明微波知识点总结
简明微波知识点总结一、微波的产生微波是电磁波的一种，其频率范围通常定义为300MHz至300GHz。
微波的产生主要有以下几种方式：1. 电子运动产生的微波：当高速电子在磁场或者电场中运动时，会产生微波辐射。
这种产生微波的方式叫做“同步辐射”，是一种重要的微波源。
2. 电子射频振荡器产生的微波：电子射频振荡器是一种专门用来产生微波的设备，其工作原理是通过调谐某些特定的谐振频率，使得电子在强电场中振荡产生微波。
3. 微波管放大器：微波管放大器是一种设备，通过将微波信号输入到管中，然后通过电磁场的作用来放大微波信号。
4. 光学激光器产生的微波：激光器可以通过频率加倍或者调制的方式产生微波。
二、微波的特点微波具有一些独特的特性，使得它在很多领域有着广泛的应用：1. 穿透性强：微波在穿透物质时，能力比可见光和红外线更强。
这使得微波可以穿透一些通常不透明的物质，如水、塑料、衣物等。
2. 热效应：微波在物质中的能量损耗主要表现为产生热效应，这种热效应可以被应用于微波加热、烤箱等领域。
3. 反射和折射：微波在遇到边界时，会发生反射和折射现象。
这种特性被广泛应用于雷达、卫星通信等领域。
4. 定向传播：微波可以通过定向天线进行传播，这使得微波通信有着更多的灵活性和可靠性。
三、微波的应用由于微波具有穿透性强、热效应明显、定向传播等特点，使得它在很多领域有着广泛的应用：1. 通信领域：微波被广泛应用于通信领域，如无线电、卫星通信、雷达等。
通过微波通信技术，可以实现远距离、高速、高效率的信息传输。
2. 医疗领域：微波被应用于医学诊断和治疗领域。
如微波成像技术、微波治疗设备等，已经成为现代医疗的重要技术手段。
3. 加热领域：微波加热技术被广泛应用于食品加热、工业加热等领域。
由于微波在物质中的能量损耗主要表现为产生热效应，因此可以实现快速、均匀的加热效果。
4. 安全检测领域：微波成像技术被应用于安全检测领域，如机场安检、建筑结构探测等。
微波技术基础
3、微波的主要特性
• 微波和低频的无线电波、可见的和不可见的光波、 X 射线、γ 射线一样，本质上都是随时间和空间变 化的、呈波动状态的电磁波。尽管它们的表现各 不相同，例如可见光可以被人眼所感觉而其他波 段则不能；X 射线、γ 射线具有穿透导体的能力而 其他波段则不具有这种能力；无线电波可以穿又 透浓又厚的云雾而光波则不能等，但它们都是电 磁波。之所以出现这么多不同的表现，归根结底 是因为它们的频率不同即波长不同。
Garage door openers, alarms
Cordless analog phones Baby monitors
~40 MHz
40-50 MHz 49 MHz
System Frequency range Radio controlled airplanes ~72 MHz Radio controlled cars ~75 MHz Remote keyless entry (RKE) systems, 315 or 433 MHz tire pressure monitoring systems (TPMS) RFID UHF 433 MHz UHF television (channels 14-83) 470 to 890 MHz Wildlife tracking collars, bank money dye packs not a frequency you want 215 to 220 MHz to transmit... Personal Locator Beacons and other 406 MHz emergency beacons. 864 to 868 MHz Cordless phones 944 to 948 MHz Industrial, medical & scientific (ISM) 866-870MHz band Europe including RFID Cell phones (GSM) 824 to 960 MHz
微波术基础课程复习要点2008版
《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。
射频微波(知识点)-推荐下载
发信时要按下“送话”开关。 送话器
受话器
4、双向全双工通信方式
A
f1 T
双工器
R f2
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。
送话器
受话器
A
f1 T
双工器
R f2
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置各试时类卷，管调需路控要习试在题验最到；大位对限。设度在备内管进来路行确敷调保设整机过使组程其高1在中正资，常料要工试加况卷强下安看与全22过，22度并22工且22作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
微波基础知识学习
-50
-55
-60
-65
-70
-75
-80
-85
-90
表2. ODU BNC口的电压与接收电平对照表
天线与ODU的连接
NEC的ODU与天线的连接方式有两种： a:直接连接的方式（如图）：适用于口径为0.3m和0.6m的天线，采用这种连接方式，节省 了成本（软波导），且减少了因使用软波导带来的插入损耗。安装时必须保证ODU的极化 方向与天线的极化方向一致。
44.7
46.0
46.9
1.8m
40.3
45.0
46.0
48.0
49.4
-
表1. 天线的频段、口径及其增益对应表
方向图:它显示出天线在不同方向辐射的相 对大小。
VRSSI (V)
1.15
1.05
0.95
0.85
0.75
0.65
0.55
0.45
0.35
0.25
0.15
PRx (dBm )
-40
-45
-30C 至+50
ODU单元 ：ODU均可与不同类型（速率）的IDU构成系统，提供8,16或34Mbps的
WAN数据速率 各个频段的ODU均被分作两个子段：LA和HA，LB和HB。L表示ODU的发信频率小于收信频 率，安装该ODU的站型为高站；H表示ODU的发信频率大于收信频率，安装有该ODU的站型 为低站。通过一个站的收发信频率，就可知道该站的站型，知道收发间隔和波道带宽，就可 计算出对站的工作频率和相邻波道的工作频率。以下为各频段ODU的子段分配，及不同波道 带宽时的频率分配。
HOGH BER ALM（No.1/No.2） （alarm：-/-） 高误码告警 LOW BERALM（No.1/No.2） （alarm：-/-） 低误码告警 BER ALM（No.1/No.2） （alarm：-/-） 误码告警 MOD ALM(No.1/No.2) （alarm：-/-） 调制告警 DEM ALM(No.1/No.2) （alarm：-/-） 解调告警 ACL ALM（No.1/No.2 （alarm：-/-） 告警控制逻辑告警 OPR ALM（No.1/No.2） （alarm：-/-） 工作告警 MDP CPU ALM（No.1/No.2） （alarm：-/-） MDP单元CPU告警 Miss Match（No.1/No.2） （alarm：-/-） 失配 Software Version （Ver：1.00/1.70） 软件版本 Press any key to continue---
微波技术常考知识点
微波技术常考知识点一、知识概述《微波技术常考知识点》①基本定义：微波就是频率在300MHz - 300GHz之间的电磁波。
简单说吧，就像咱们手机通信或者微波炉加热用的那种电磁波，不过它的频率范围是特定的这么一段。
②重要程度：在电子信息工程之类的学科里可是相当重要的。
它是现代通信、雷达等多种技术的基础。
就好比盖房子，微波技术就是那些很关键的砖头。
如果不懂这个，好多关于无线技术的东西就理解不了。
③前置知识：你得先掌握基本的电磁学知识，像电场、磁场是咋回事，麦克斯韦方程组（虽然不用精通到能推导，但是大概原理要知道）。
还有就是简单的电路知识，毕竟微波也涉及到能量传输啥的。
④应用价值：实际应用太多了。
微波炉就是很常见的例子，微波在炉子里不断来回反射，让食物的水分子跟着它振动，就把食物加热了。
还有通信方面，像4G、5G网络很多频段都是微波频段，能把咱们手机的信息快速传出去传回来。
二、知识体系①知识图谱：微波技术在整个电子通信相关学科里像是一个枢纽。
它连接着各种无线通信、雷达探测，一边连着基础的电磁理论，一边又关联着很多复杂的系统工程。
②关联知识：和电磁场理论关联可紧密了，很多公式都是从电磁场那些理论推导来的。
还有和电路知识也有关，像微波电路就涉及到传统电路理论的一些延伸。
跟通信原理更是离不开，因为微波就是通信的一种传输载体。
③重难点分析：掌握难度就在于它concept（概念）不容易理解得透彻。
像波导（一个特殊的能让微波传输的部件），概念理解起来有点抽象。
关键点就是要弄清楚微波在各种传输部件中的特性。
④考点分析：在考试里可以说非常重要。
考查方式么，很多都是考微波的特性、传输参数，有时候还会出一些关于微波电路设计的小题目。
比如出个微波某部件的传输损耗相关题目。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析：比如微波的波长这个概念。
微波波长很短，在毫米到分米这个量级。
它决定了很多微波的特性，像在小尺寸的天线里，短波长的微波就能方便地让天线实现小型化。
微波技术基础知识
传输媒质为空气和介质的非均匀媒质，微带线的电磁场存 在纵向分量，不能传播纯TEM波。
但是，主模的纵向场分量远小于横向场分量。因此， 主模具有纯TEM相似的特性； 纯TEM的分析方法也对微带线适用。 ———准TEM近似法
D. D. Grieg and H. F. Englemann, “Microstrip—A New Transmission Technique for the Kilomegacycle Range,” Proc. IRE, Vol. 40, pp. 1644– 1650, Dec. 1952.
微波集成传输线－微带线
最后，抑制波导模和表面波，保证单模传输为
min
r (2W 0.8h) 4 r 1h
微带线设计中，金属屏蔽盒高度取H ≥（5 ~ 6）h， 接地板宽度取L≥（5 ~ 6）W
微波集成传输线－微带线
有效相对介电常数→准TEM波引入的
H. A. Wheeler, Transmission-line properties of parallel wide strips by a conformal mapping approximation, IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 12:280–289 (May 1964).
五种重要的传输线：
指元器件、传输线导带等 在同一平面
带状线（Stripline）
注意耦合线结构
微带线（Microstrip line）
槽线（Slotline） 鳍线（Finline） 共面线（Coplanar line）
微波知识点总结
微波知识点总结微波是一种电磁辐射波，其频率范围通常被定义为30GHz到300GHz之间。
微波技术在通信、雷达、天文学、材料处理和烹饪等领域有着广泛的应用。
本文将介绍微波的基本原理、特性、应用和安全注意事项。
一、微波的基本原理微波是一种电磁波，其频率高于无线电波和低于红外线波段。
微波的波长通常在1mm到1m之间，因此它们的波长比可见光长得多，而比无线电波短得多。
微波的产生主要有两种方式，一种是通过天线接收自然界中产生的微波，另一种是通过电子设备产生微波。
在接收自然界中产生的微波时，需要用到微波接收天线和微波接收机。
而在电子设备中产生微波时，则需要用到微波发射器。
微波的传播主要有两种方式，即自由空间传播和波导传播。
自由空间传播是微波通过空间传播，而波导传播则是微波通过波导进行传播。
自由空间传播适用于空间通信和雷达系统，而波导传播适用于微波通信和微波设备中的微波传输。
二、微波的特性1. 与电磁波的相互作用微波的传播特性主要受其频率和波长的影响。
由于微波的波长较短，它们可以更好地适应高频信号的传输，因此在通信和雷达系统中有着重要的应用。
2. 高频率微波的频率通常在30GHz到300GHz之间，因此它们具有较高的穿透能力和分辨率，可以用于无线通信、雷达探测和医学诊断等领域。
3. 衰减特性微波在大气中的传播会受到吸收、散射和折射等因素的影响，因此它们的传播距离比较有限。
此外，微波在大气中的传播过程中还会受到气候条件和大气层的影响，因此在无线通信和雷达系统中需要对其进行信号处理和校正。
4. 穿透性微波在一些特定的材料中具有较强的穿透能力，如玻璃、陶瓷和塑料等材料，因此它们可以被用于材料处理和医学成像中。
5. 辐射微波可以被用于辐射加热和干燥，其能量可以迅速转化为热能，因此在食品加热和化工生产中有着广泛的应用。
三、微波的应用1. 通信微波通信是一种通过微波进行传输的无线通信技术，其传输距离较远且传输速度快，因此在移动通信和卫星通信中有着广泛的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
微波技术基础课程学习知识要点《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*****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d2U z2dzd2I z 2U z 0dz其解为2 2I z 0U z A1e j z A2ej z1I z A1e j z A2ej zZ0对于均匀无耗传输线,已知终端电压U2和电流I2，则:U z U2cos z jI2Z0sin z I z I2cos z jU2sin z 0对于均匀无耗传输线,已知始端电压U1和电流I1，则:Z0 U z U1cos z jI1Z0sin z I z I1cos z jU1sin z 0 pr其参量为，，，3. 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ZL Z0时，传输线工作于行波状态。
线上只有入射波存在，电压电流振幅不变，相位沿传播方向滞后；沿线的阻抗均等于特性阻抗；电磁能量全部被负载吸收。
(2) 当ZL 0、和jX时，传输线工作于驻波状态。
线上入射波和反射波的振幅相等，驻波的波腹为入射波的两倍，波节为零；电压波腹点的阻抗为无限大，电压波节点的阻抗为零，沿线其余各点的阻抗均为纯电抗；电压（电流）波腹点和电压（电流）波节点每隔交替出现，每隔2重复出现；没有电磁能量的传输，只有电磁能量的交换。
(3) 当ZL RL jXL时，传输线工作于行驻波状态。
行驻波的波腹小于两倍入射波，波节不为L0C0 2 vp v0 p 0 r零；电压波腹点的阻抗为最大的纯电阻Rmax Z0，电压波节点的阻抗为最小的纯电阻Rmin Z0 ；电压（电流）波腹点和电压（电流）波节点每隔交替出现，每隔2重复出现；电磁能量一部分被负载吸收，另一部分被负载反射回去。
4. 表征传输线上反射波的大小的参量有反射系数，驻波比和行波系数K。
它们之间的关系及相关表达式为：其数值大小和工作状态的关系如下表所示。
11 K1 z Zin z Z0Zinz Z0 maxmin IImaxmin5. 传输线阻抗匹配方法常用4阻抗变换器和分支匹配器(单分支、双分支和三分支)。
6. 阻抗圆图和导纳圆图是传输线进行阻抗计算和阻抗匹配的重要工具。
第三章学习知识要点1. 微波传输线是引导电磁波沿一定方向传输的系统，故又称作导波系统。
被传输的电磁波又称作导行波。
导行波一方面要满足麦克斯韦方程，另一方面又要满足导体或介质的边界条件；也就是说，麦克斯韦方程和边界条件决定了导行波在导波系统中的电磁场分布规律和传播特性。
2. 导波系统中的电磁波按纵向场分量的有无，可分为TE波、TM波和TEM波三种类型。
前两种是色散波，一般只在金属波导管中传输；后一种是非色散波，一般在双导体系统中传输。
只有当电磁波的波长或频率满足条件c或f fc时，才能在导波系统中传输，否则被截止。
3. 导波系统中场结构必须满足下列规则：电力线一定与磁力线相互垂直，两者与传播方向满足右手螺旋法则；在导波系统的金属壁上只有电场的法向分量和磁场的切向分量；电力线一定是封闭曲线。
4. 本章主要讨论了矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微带线等常用的微波传输线。
其中矩形波导、圆波导和同轴线易采用场解法来分析其场分布和传输特性；带状线利用传输线理论分析其传输特性；而微带线则采用准静态分析法来分析其传输特性。
5. 各类传输线内传输的主模及其截止波长和单模传输条件列表如下：第四章学习知识要点1、微波系统包括均匀传输线和微波元件两大部分。
均匀传输线可等效为平行双线；微波元件可等效为网络。
然后利用微波网络理论，可对任何一个复杂微波系统进行研究。
2、根据网络外接传输线的路数，来定义微波网络端口的个数。
微波网络按端口个数一般分为：二端口网络和多端口网络(如三端口网络、四端口网络等)。
本章以二端口网络为重点，介绍了二端口网络的五种网络参量：阻抗参量、导纳参量、转移参量、散射参量和传输参量，以及基本电路单元的网络参量。
3、二端口网络参量的性质有：可逆网络：Z12 Z21，Y12 Y21，A11A22 A12A21 1S12 S21，T11T22 T12T21 1对称网络：Z11 Z22，Y11 Y22，A11 A22，S11 S22，T12 T21无耗网络：Zij jXij ，Yij jBiji,j 1,2 [S]T[S*] ，4、二端口微波网络的组合方式有：级联方式、串联方式和并联方式，可分别用转移矩阵、阻抗矩阵和导纳矩阵来分析；二端口网络参考面的移动对网络参量的影响，可利用转移矩阵和散射矩阵来分析。
5、微波元件的性能可用网络的工作特性参量来描述，网络的工作特性参量和网络参量之间有密切的关系，可以相互转换。
其工作特性参量与网络参量的关系为：2T S21 A11 A12 A21 A22A 1T26、电压传输系数：1S2127、插入衰减：1S212L 10logA 10log dB8、插入相移：argT argS21 211 S119、输入驻波比：10、可逆无耗二端口网络的基本特性有：S参量只有三个独立参量，它们的相互关系为：S11 S22 1 S11，S12 S112，12 2 11 22 ；若网络的一个端口匹配，另一个端口一定自动匹配，即若S11 0(或S22 0)，则S22 0(或S11 0)；若网络完全匹配，则网络一定完全传输，即若S11 S22 0，则S12 S21 1。
第五章学习知识要点1、本章采用网络方法对一些常用的微波元件进行了分析和综合。
主要讨论了下列内容：微波系统中的电抗元件，连接元件、转接元件和终端负载，衰减器和移相器，阻抗变换器，定向耦合器，波导匹配双T，微波滤波器，微波谐振器，微波铁氧体元件以及微波集成电路。
2、对各种连接元件和短路活塞要求有良好的电接触，以保证不产生反射，常采用抗流结构。
匹配负载和短路负载是两种常用的终端元件，它们均属于一端口网络。
衰减器和移相器均属于二端口网络，但两者具有不同的功能。
衰减器的作用是对通过它的微波能量产生衰减；而移相器的作用是对通过它的微波信号产生一定的相移，微波能量可无衰减地通过。
3、阻抗变换器是微波系统中一种常用的阻抗匹配元件，它主要包括单节阻抗变换器、多节阶梯阻抗变换器和渐变线阻抗变换器，其阻抗匹配原理是将原来较大的反射波分成许多振幅较小而相位又能互相抵消的反射波，只要合理选择节数和各段阻抗值，就能得到满意的结果。
4、定向耦合器是络元件，它具有定向传输的特点。
它的主要指标是耦合度和隔离度(或方向性)。
定向耦合器的种类很多，本章仅讨论了波导双孔耦合的定向耦合器，平行耦合线定向耦合器，分支定向耦合器。
对于波导孔耦合的定向耦合器一般采用耦合波理论进行分析；对于后几种定向耦合器，由于它们结构上都具有对称平面，故易采用奇、偶模参量法进行分析。
无论是哪一种定向耦合器，至少有两种以上的耦合波相互干涉，才能产生定向性。
参加干涉的耦合波个数愈多愈能改善定向耦合器定向性的频率特性，从而增宽频带。
另外还介绍了两种常用微波元件：微带功分器和波导匹配双T (魔T)，它们也可看成是一类定向耦合器。
5、##微波滤波器主要功能是分隔频率。
表征滤波器的主要特性是衰减特性。
根据衰减特性分为低通、高通、带通和带阻滤波器，对滤波器的要求是通带内衰减尽可能小，阻带内衰减尽可能大，通带与阻带的过渡区尽可能小，即愈陡愈好。
这些要求是相互矛盾的，解决这些矛盾的最经济和合理的方法是采用网络综合法进行设计。
微波滤波器设计与低频滤波器的设计基本相同，唯一的差别是用分布参数元件代替集中参数元件。
微波滤波器常采用高低阻抗线来构成。
6、微波谐振器是一种储能和选频元件，其作用相当于低频电路中的谐振回路。
本章主要讨论了谐振器的分析方法、基本参量、基本特性及其等效电路。
7、微波谐振器与低频集中参数LC谐振回路的外特性是相同的，因此可以用等效电路来分析，尤其带有耦合装置的谐振器更适宜用等效电路法进行分析。
8、对于传输线型谐振器的场分布的分析，采用使原有传输线的场分布满足两端面的边界条件，即可得到由该传输线组成的谐振器中的场分布。
谐振器中的场分布是呈驻波分布的。
9、各种形式传输线，只要满足谐振条件都可用来构成谐振器。
对于由两端短路或开路的传输线构成的谐振器，其谐振条件为l = n 0/2；对于由一端短路，另一端开路的传输线构成的谐振器，其谐振条件为l = (2n-1) 0/4；对于由一端短路，另一端为容性电纳负载的传输线构成的谐振器，其谐振条件为l 0 arcctg Z0 0C 。
式中为构成谐振器的传输线中电磁波的相波长。
10、矩形谐振腔中的主模为TE101。
圆柱谐振腔中，当l2.1R时，主模为TM010，当l2.1R时，主模为TE111。
同轴谐振腔中主模为TEM模。
圆柱谐振腔中TE011谐振模具有很高的Q值，可用作自动频率微调的标准腔、高频率稳定度的谐振腔和高精度波长计的工作模式。
11、##有耦合的谐振腔用场解法难以得到工程设计所需结果，故常采用网络分析方法，即将有耦合的谐振腔分成耦合结构和谐振腔两个部分，然后分别找出它们各自的等效电路。
12、##微波铁氧体元件是根据微波铁氧体的两个重要特性做成的微波元件。
铁氧体在恒定磁场和交变磁场共同作用下，它的导磁率为张量；而在恒定磁场和圆极化波磁场共同作用下，它的导磁率为标量，且有下列特性：和具有谐铁磁谐振：当微波频率等于铁氧体分子进动频率0= H 时，圆极化波的振特性，此时铁氧体对微波能量具有强烈的吸收，这种现象称为铁氧体谐振现象。