微波工程基础(李宗谦)-绪论
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微波工程基础第5章
第五章 谐振腔
§5.3 矩形腔
一段长度为 l 的矩形波导两端用金属 片封闭起来就构成了矩形腔，以TE波 为例，Hz分量可写成
m H z jkc2 D cos a n jkz z m x cos ye D cos b a n jkz z x cos y e b
第五章 谐振腔
§5.2 谐振腔的基本参数
谐振腔的Q值
1 Q0 2
H H ds
S
H H dv
E E dv
'
0 E E dv
' V0
V0
1 1 tan 2 H H dv Q0 s Q0 v
场解法:
(5.12)
一个模式对应一个频率
c c m n p f0 k 2 2 a b l
2
2
2
(5.13)
中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science
在 z 0和 z l 处， H z 是法向分量，因此必须有：
H z z 0 0， H z z l 0 D D D H mn / (- jkc2 )， e jkz l e jkz l 0
p sin k z l 0 k z l
p 1, 2,3,
第五章 谐振腔
§5.2 谐振腔的基本参数
谐振频率0 1、集中参数法：电场和磁场相对集中， 先算L和C，f 0 1/ LC 2、电纳法：先求等效电路， B( f 0 ) 0
微波技术与天线第三版绪论
•例：抛物面天线的发射电磁波波束角：
•其中，D为天线口面直径， 为工作波长。
•若要获得
，当
（短波）时，D=280m
•
当
（微波）时，D=84cm
2、频率高，频带宽，信号容量大
•3 •4 •5 •6 •7
五、本课程体系结构
●电路分析法 • ●光学分析法 • ●场分析法
六、分析方法
七、微波技术应用
实验内容安排（8学时）
课程性质与考核方式
• 专业选修课 • 学分：3.5
• 闭卷
• 比例： • 平时成绩 20分
• 卷面成绩 80 分
•第0章 绪论
一、本课程与其他课程的关系
二、通信系统分类
■有线通信
■有线通信
有线通信特点
●优点：抗干扰性好，节省费用、使用方便
●缺点：损耗大，不使用转发放大器的通信 距离是由指数规律决定的！
微波技术与天线第三版绪论
历史教材
教学参考书
1、《微波技术》顾茂章、张克潜编著， 清华大学出版社
2、《微波技术与天线》王新稳等编，电子 工业出版社
3、《微波工程基础》李宗谦 佘京兆等编 清华大学出版社
4、《天线》上、下册 [美] John D.Kraus著 章文勋译 电子工业出版社
课程学时安排（48学时）
■无线通信
◇无线通信框图
• ◇无线通信损耗
其中 为无线电波频率， 为接收距离
无线通信特点
三、微波技术及特点
•■微波频率范围
•波长：1m~0.1mm
频率：300M~3000GHz
■微波波段划分
•比如：微波炉的频率为2.45GHz左右, 属于LS波段
四、微波特点
1、波长短，易于实现窄波束定向辐射 ——微波遥感、雷达成像、卫星通信基础
•其中，D为天线口面直径， 为工作波长。
•若要获得
，当
（短波）时，D=280m
•
当
（微波）时，D=84cm
2、频率高，频带宽，信号容量大
•3 •4 •5 •6 •7
五、本课程体系结构
●电路分析法 • ●光学分析法 • ●场分析法
六、分析方法
七、微波技术应用
实验内容安排（8学时）
课程性质与考核方式
• 专业选修课 • 学分：3.5
• 闭卷
• 比例： • 平时成绩 20分
• 卷面成绩 80 分
•第0章 绪论
一、本课程与其他课程的关系
二、通信系统分类
■有线通信
■有线通信
有线通信特点
●优点：抗干扰性好，节省费用、使用方便
●缺点：损耗大，不使用转发放大器的通信 距离是由指数规律决定的！
微波技术与天线第三版绪论
历史教材
教学参考书
1、《微波技术》顾茂章、张克潜编著， 清华大学出版社
2、《微波技术与天线》王新稳等编，电子 工业出版社
3、《微波工程基础》李宗谦 佘京兆等编 清华大学出版社
4、《天线》上、下册 [美] John D.Kraus著 章文勋译 电子工业出版社
课程学时安排（48学时）
■无线通信
◇无线通信框图
• ◇无线通信损耗
其中 为无线电波频率， 为接收距离
无线通信特点
三、微波技术及特点
•■微波频率范围
•波长：1m~0.1mm
频率：300M~3000GHz
■微波波段划分
•比如：微波炉的频率为2.45GHz左右, 属于LS波段
四、微波特点
1、波长短，易于实现窄波束定向辐射 ——微波遥感、雷达成像、卫星通信基础
微波技术第一章----绪论last
1.4 微波研究方法
“场”为主；
“场”与“路”相结合
例如波导与电磁谐振腔理论就是典型的场理论，在研究方法上也愈来愈 多地与光学技术相结合，例如应用几何光学理论研究反射面天线，透镜 天线。用迈克尔逊干涉仪作为通振腔等等。
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第 一 章 绪 论
1.5 微波技术研究的主要内容
一、微波传输线理论
它是研究微波在各种传输线（双导 线、同轴线、波导、介质波导、微带线 和带状线）上传播时的特性。 传输线理论(长线理论）； 金属波导 带状线与微带
1.3 微波技术的发展和应用
第 一 章 绪 论 一、微波技术的应用
微波应用
雷达
通信
科学研究
生物医学
微波能
二、微波技术的发展
发展方向
工作频段向高频段发展
小型化、宽带化
自动化、智能化
/art/1716/ 返回 20050308/220161_1.html
第 一 章 绪 论
地表传播
对有些电波来说，地球本身就是一个障碍物。当接收天线距 离发射天线较远时，地面就象拱形大桥将两者隔开。那些走直 线的电波就过不去了。只有某些电波能够沿着地球拱起的部分 传播出去，这种沿着地球表面传播的电波就叫地波，也叫表面 波。地面波传播无线电波沿着地球表面的传播方式，称为地面 波传播。其特点是信号比较稳定，但电波频率愈高，地面波随 距离的增加衰减愈快。因此，这种传播方式主要适用于长波和 中波波段。
Ka
Q U M E F G R
26.50～40.00
33.00～50.00 40.00～60.00 50.00～75.00 60.00～90.00 90.00～140.0 140.0～220.0 220.0～325.0
微波工程基础
微波工程基础
微波工程基础是指在微波频段（300 MHz至300 GHz）上进行设计、分析和应用微波电子器件和系统的基本知识和
技能。
微波工程基础涵盖了微波电磁场理论、微波传输线
理论、微波电路设计、微波毫米波器件、微波天线设计、
微波无线通信系统等方面的知识。
微波频段的特点是具有较高的频率和较短的波长，电磁波
在这个频段上具有独特的传输和传播特性。
微波工程基础
研究这些特性，并利用它们设计和开发微波电子器件和系统，如微波集成电路、微波天线和雷达系统等。
微波工程基础需要掌握微波电磁场理论、微波传输线理论、微波电路设计和微波器件的工作原理和设计方法。
此外，
还需要了解微波天线设计的原理和方法，以及微波无线通
信系统的原理和架构。
微波工程基础是电子工程、通信工程和无线电工程等专业中的重要内容，对于从事相关技术和产业研究的人员来说是必备的知识和技能。
微波工程基础第3章
(3.12-3.13)
中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences
横电磁波TEM(续前页） (3.16) E (T ) T (T ) H (T ) T (T ), T E T H 0
(3.3)
(3.4)
k k
2 2
2 c
k k
Z ( z ) Z1e j z Z 2e j z e j ( z t )
(3.5)
中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences
中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences
（1）TEM或准TEM传输线；（2）金属波导；（3）表面波导
中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences
中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences
§3.1 导波分类
导波：沿传输系统限定方向传输的电磁波能量的 传输受传输系统导体或介质边界的约束 导波模式：受导波传输系统边界的限制，能够在 系统中独立存在且传输的特殊电磁场分布结构 一般传输系统：单根或多根互相平行的空心或实 心柱状导体或介质组成。电磁波沿柱的纵向方向 传播（z轴），垂直z轴方向为横向 均匀传输系统：传输系统的横截面形状、尺寸、 材料性质不随z轴变化
§3.1.1导波特性(续前页) 是导波的纵向传播常数, (3.3)中 kc 是微分方程在
中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences
横电磁波TEM(续前页） (3.16) E (T ) T (T ) H (T ) T (T ), T E T H 0
(3.3)
(3.4)
k k
2 2
2 c
k k
Z ( z ) Z1e j z Z 2e j z e j ( z t )
(3.5)
中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences
中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences
（1）TEM或准TEM传输线；（2）金属波导；（3）表面波导
中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences
中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences
§3.1 导波分类
导波：沿传输系统限定方向传输的电磁波能量的 传输受传输系统导体或介质边界的约束 导波模式：受导波传输系统边界的限制，能够在 系统中独立存在且传输的特殊电磁场分布结构 一般传输系统：单根或多根互相平行的空心或实 心柱状导体或介质组成。电磁波沿柱的纵向方向 传播（z轴），垂直z轴方向为横向 均匀传输系统：传输系统的横截面形状、尺寸、 材料性质不随z轴变化
§3.1.1导波特性(续前页) 是导波的纵向传播常数, (3.3)中 kc 是微分方程在
微波工程基础(李宗谦)-第一章
第一章 电磁场概述
10
B
1.5 坡印亭定理
1.5.2 谐变场坡印亭定理
坡印亭矢量的时间平均值
复数形式的坡印亭矢量
2012-6-13
第一章 电磁场概述
11
1.5 坡印亭定理
1.5.2 谐变场坡印亭定理
微分形式的复数坡印亭定理
2012-6-13
第一章 电磁场概述
12
1.5 坡印亭定理
1.5.2 谐变场坡印亭定理
2012-6-13
第一章 电磁场概述
19
1. 9 波动方程
E ( E ) E
2
2 2 ˆ 2 ˆ 2 ˆ E x E x y E y z E z
E j H
H j E J
E j H = E j J
J e1 , J m 1 E 1 , H 1
J e2 , J m 2 E 2 , H 2
2012-6-13
第一章 电磁场概述
23
1.11 反作用和互易定理
互易定理的微分形式
2012-6-13
第一章 电磁场概述
24
1.11 反作用和互易定理
场2对源1的反作用 场1对源2的反作用 互易定理的积分形式 同频的两组源及其产生的电磁场之间应该满足的关系。如 果已知一组源及其产生的电磁场，那么利用互易原理即可获知 另一组源及其产生的电磁场之间的关系。 互易原理中涉及的两组源的频率必须相同。
1 1 1
ˆ n
E1
H1 H2
E1
2 2 2
2012-6-13
第一章 电磁场概述
7
1. 4 边界条件
10
B
1.5 坡印亭定理
1.5.2 谐变场坡印亭定理
坡印亭矢量的时间平均值
复数形式的坡印亭矢量
2012-6-13
第一章 电磁场概述
11
1.5 坡印亭定理
1.5.2 谐变场坡印亭定理
微分形式的复数坡印亭定理
2012-6-13
第一章 电磁场概述
12
1.5 坡印亭定理
1.5.2 谐变场坡印亭定理
2012-6-13
第一章 电磁场概述
19
1. 9 波动方程
E ( E ) E
2
2 2 ˆ 2 ˆ 2 ˆ E x E x y E y z E z
E j H
H j E J
E j H = E j J
J e1 , J m 1 E 1 , H 1
J e2 , J m 2 E 2 , H 2
2012-6-13
第一章 电磁场概述
23
1.11 反作用和互易定理
互易定理的微分形式
2012-6-13
第一章 电磁场概述
24
1.11 反作用和互易定理
场2对源1的反作用 场1对源2的反作用 互易定理的积分形式 同频的两组源及其产生的电磁场之间应该满足的关系。如 果已知一组源及其产生的电磁场，那么利用互易原理即可获知 另一组源及其产生的电磁场之间的关系。 互易原理中涉及的两组源的频率必须相同。
1 1 1
ˆ n
E1
H1 H2
E1
2 2 2
2012-6-13
第一章 电磁场概述
7
1. 4 边界条件
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)
微波工程基础(李宗谦)-第五章1
N型接头 发展于1942年，以贝尔实验室P.Neil命名，插座的外直径大约0.625in (1in＝2.54cm)，使用的频率上限范围为11－18GHz，取决于同轴线尺寸 大小，结构结实但体积较大。
2012-6-13
第五章
无源微波电路
6
(2) 同轴接头
SMA接头(SubMiniature version A )
截止衰减器通常有20～30dB的起始衰减， 最大衰减量可达120dB～160dB。频带宽， 量程大，精度高是其优点。
无源微波电路
14
2012-6-13
第五章
3.旋转极化式衰减器 模片I：固定极化作用 模片II：衰减作用
E 1 E co s
模片III：衰减、固定极化作用
E 1 E 1 co s E co s
1 1 2
2 2 0
由 s s
H
s 2 s 2 s 11 12 13 2 1 2 s13 1 * * s1 1 s1 3 s1 2 s1 3 0
2
1
1 s11 s12 2 1 s 13 2
5.1 引言
无论在哪个频段工作的电子设备, 都需要各种功能的元 器件, 既有如电容、电感、电阻、滤波器、分配器、谐振回 路等无源元器件, 以实现信号匹配、 衰减、隔离、分路、 吸收、反射、 滤波等; 又有晶体管等有源元器件, 以实现 信号产生、放大、调制、变频等。 微波系统由馈线、无源微波电路、有源微波电路以及天 线组成。各种无源、有源元器件的功能是对微波信号进行必 要的处理或变换, 它们是微波系统的重要组成部分，需要研 究其功能，结构和特性。对微波元件共同考虑的问题是：工 作频带、驻波系数、功率容量、体积和成本等。
微波工程基础(李宗谦)-第三章1
ˆ T Ez z Ez
横向场量与纵向场量关系：
(k 2 k z2 ) HT j z T Ez jk z T H z
同理可得：
(k 2 k z2 ) ET j z T H z jk z T Ez
其中：k
2013-8-1
第三章
导波与波导
6
沿正z方向传播的波：Ez ( x, y, z ) zEz ( x, y)e jkz z
表示推导
亥姆霍兹方程
2 E k E 0 2 2 H k H 0
2
纵向分量方程
2 Ez k 2 Ez 0 2 H z k 2 H z 0
a≥ / 2
4
2013-8-1
4
2
第三章
导波与波导
3.2 规则金属波导的一般理论
y z
3.2.1 直接法求解： （1）时空分离
x o
E ( x, y, z; t ) E ( x, y, z )e jt
（2）纵横分离
ˆ E ( x, y, z ) ET ( x, y, z ) zEz ( x, y, z )
j z T E z 2 2 k kz jk z ET 2 T E z 2 k kz HT
TM 波的波阻抗：TM E k T z HT
HT
kz
z ET
z ET
HT
TM
ET TM z H T
横向电场、横向磁场和传播方向满足右手螺旋关系。 TM波Ez分量满足的边界条件： Ez
z HT
E T HT kz
ET TE z HT
微波工程基础第2章-1
缓变问题：扩散方程
有源扩散方程 E 1 J 2 E t t H 2 H J t
(2.15)
无源扩散方程
E 2 E 0 t H 2 H 0 t
(2.16)
B dl 0 I B 0 J
L
(安培环路定理） (2.4)
( B) 0 J 0
中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science
J dS V t dV J t S （稳恒电流无源） J 0 J 0 (J J D ) 0 (2.5) t B 0 ( J J D ) J D ( E ) t 0 E E JD 0 B 0 ( J 0 ) (2.6) t t d d B dl 0 I 0 0 dt E dS H dl I dt D dS L S
B ∇ E t
(2.2)
中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science
磁力线封闭磁场无源 B dS 0
S
B 0
(2.3)
安培环路定理和位移电流假说（电产生磁） 0 Idl r dF I1dl1 B, B r 3 (毕奥 萨伐尔定律） 4 0 0 J r I i dli ri B r 3 B 4 r 3 dV 4 i i
微波工程基础(李宗谦)-第四章
2014-8-5
第四章
微波网络
6
归一化等效电压和归一化等效电流
V '( z ) kV ( z ), eT '( x, y )
1 I '( z ) I ( z ), k
1 eT ( x, y ), hT '( x, y ) khT ( x, y ) k
满足归一化条件和功率 关系，但等效电压和等 效电流仍不确定。
色散波无法定义单值的V、I和Zc ，V、I 没有明确的物理意义，具有不确定性。
2014-8-5
第四章
微波网络
4
微波技术中功率具有确定的意义，可直接测量，通过功率关系引 入等效电压和等效电流。
ET eT ( x, y )V ( z ) e : 模式横向电场，h : 模式横向磁场 H T hT ( x, y ) I ( z )
若构成网络的媒质(、、 )是线性的，即与场强的大小无关， 不随场强的变化而改变，该网络为线性网络； 微波网络使信号频率发生改变时为非线性网络。
2. 互易与非互易网络
若构成网络的媒质与场的传输方向无关，该网络为互易网络。
3. 对称与非对称网络
网络结构具有对称性。
4. 无耗与有耗网络 ：Pl =0，不包含有损耗的器件。 5. 有源与无源：直流能量转为微波能量；微波信号频率转化；包含
Z ij Vi Ij
Vi Z ii Ii
I k 0, k i
Zii为除i端口外，其余端口电流为零（开 路）时，第i端口的电压与电流之比，即 其他端口开路时，第i端口的输入阻抗 （自阻抗）。
同理：
I k 0, k j
Zij为除j端口外，其余端口电流为零（开路）时，第i端口的电压 与第j端口电流之比，即除第j端口外，其余端口开路时，第j端口 到第i端口的转移阻抗（互阻抗）。 Yii为除i端口外，其余端口电压为零（短路）时，第i端口的电流与 电压之比，即其他端口短路时，第i端口的输入导纳（自导纳）。 Yij为除j端口外，其余端口电压为零（短路）时，第i端口的电流 与第j端口电压之比，即除第j端口外，其余端口短路时，第j端口 到第i端口的转移导纳（互导纳）。 第四章 微波网络
第四章
微波网络
6
归一化等效电压和归一化等效电流
V '( z ) kV ( z ), eT '( x, y )
1 I '( z ) I ( z ), k
1 eT ( x, y ), hT '( x, y ) khT ( x, y ) k
满足归一化条件和功率 关系，但等效电压和等 效电流仍不确定。
色散波无法定义单值的V、I和Zc ，V、I 没有明确的物理意义，具有不确定性。
2014-8-5
第四章
微波网络
4
微波技术中功率具有确定的意义，可直接测量，通过功率关系引 入等效电压和等效电流。
ET eT ( x, y )V ( z ) e : 模式横向电场，h : 模式横向磁场 H T hT ( x, y ) I ( z )
若构成网络的媒质(、、 )是线性的，即与场强的大小无关， 不随场强的变化而改变，该网络为线性网络； 微波网络使信号频率发生改变时为非线性网络。
2. 互易与非互易网络
若构成网络的媒质与场的传输方向无关，该网络为互易网络。
3. 对称与非对称网络
网络结构具有对称性。
4. 无耗与有耗网络 ：Pl =0，不包含有损耗的器件。 5. 有源与无源：直流能量转为微波能量；微波信号频率转化；包含
Z ij Vi Ij
Vi Z ii Ii
I k 0, k i
Zii为除i端口外，其余端口电流为零（开 路）时，第i端口的电压与电流之比，即 其他端口开路时，第i端口的输入阻抗 （自阻抗）。
同理：
I k 0, k j
Zij为除j端口外，其余端口电流为零（开路）时，第i端口的电压 与第j端口电流之比，即除第j端口外，其余端口开路时，第j端口 到第i端口的转移阻抗（互阻抗）。 Yii为除i端口外，其余端口电压为零（短路）时，第i端口的电流与 电压之比，即其他端口短路时，第i端口的输入导纳（自导纳）。 Yij为除j端口外，其余端口电压为零（短路）时，第i端口的电流 与第j端口电压之比，即除第j端口外，其余端口短路时，第j端口 到第i端口的转移导纳（互导纳）。 第四章 微波网络
微波技术基础——绪论
无线电频段的划分 频段 甚低频 低 中 高 频 频 频 VLF—Very Low Frequency LF—Low Frequency MF—Medium Frequency HF—High Frequency VHF—ery High Frequency UHF—Ultra High Frequency SHF—Super High Frequency EHF—Extreme High Frequency SEHF—Super Extreme High 超极高频 Frequency 300GHz-3THz 0.1-1mm 频率 10KHz-30KHz 30KHz-300KHz 300KHz-3MHz 3MHz-30MHz 30MHz-300MHz 300MHz-3GHz 3GHz-30GHz 30-300GHz 波长 10-100Km 1-10Km 100m-1Km 10-100m 1-10m 10cm-1m 1cm-10cm 1mm-1cm
——微波技术基础的先修课程包括：
高等数学、线性代数、复变函数、矢量分析、电子线路、电磁场与电磁波等。
——微波技术基础课程内容包括：
第 0 章绪论 0.1 电磁波谱及微波；0.2 微波的特点及其应用；0.3 微波技术的发展；0.4 微波技术的研究方 法和基本内容 第 1 章传输线理论 1.1 引言；1.2 传输线波动方程及其解；1.3 均匀无耗传输线的特性参量；1.4 均匀无耗传输线 的工作状态；1.5 阻抗圆图和导纳圆图；1.6 阻抗匹配。 第 2 章规则波导 2.1 规则波导传输的一般理论；2.2 矩形波导；2.3 圆形波导；2.4 同轴线及其高次模；2.5 特殊 波导简介。 第 3 章平面传输线
察到了驻波并证实与实验设备尺寸有关。 1933 年 Southworth 和他的同事们在 AT&T 通过 6m 长的波 导发射并接收到了电报信号。 其后，在微波技术领域的另一个重要进展是在 1937 年研制出了产生连续微波的源，称为速调 管（Klystron） 。这种微波真空管是由 Sperry Gyroscop Company 资助，在 Stanford 由 Russell，Sigurd Varian 和 William Hansen 发明的。 它们的目的是希望研制出用于飞机在恶劣天气情况下的着陆设备。 同时，一些公司（如 AT&T，ITT，Marconi）则资助用于通信系统的微波研究。 由于这些在二战前的研究，无线电探测与定位－雷达（radar）激励人们对微波研究迅速增加。 大多数现在使用的微波器件都是在二战期间在英国、 美国和战争实验室里研制的。 关于这段时间微 波技术的发展历史，在由 MIT Radiation Laboratory 成员所撰写的 28 卷文件中有详细的叙述。
中科院 微波工程基础第五章解析
中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences
半功率点 I I I U IZ (5.1) 1 C 2 2 G jC ( ) G j ( 0 ) G j 2C LC 1 1 1 L ' j0C 0 0 , 0 0 L j0 L LC 0C C 1 CUU 0 0 0C 2 We Wm 2 (5.2) Q 1 2 G T Pd GUU 2 品质因数就是在谐振频率时回路总储能和一周期内损耗能量的 比值的2倍。对并联谐振，当0时，电场储能大于磁场储 能；当0时，磁场储能大于电场储能。对串联谐振则相反。
L 1 C R 1 f0 , ,Q 或Q （R ） C G L G 2 LC L (5.3) C 三个导出参量0,Q,和 0，对谐振腔仍然有效.而L,C,G 却只能是一种等效参数
&#; L ，C ，R Q （或 G ） 0 ' ' 2 f0 2 f0 0 Q 0
第五章 谐振腔
谐振腔的Q值
§5.2 谐振腔的基本参数
W0 2We
0
E E dv 2W 2
V0
m
0
2
1 1 ' P0 Rs H H ds E E dv 2 S 2 V0
V0
H H dv
Rs
Q0
2
0， ' ''
第五章 谐振腔
§5.2 谐振腔的基本参数
谐振腔的Q值 有载品质因素QL定义为:
中国科学院电子学研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences
微波工程基础(李宗谦)-绪论
整个微波频段又可以划分为几段，它们是：
0.1 什么是微波
对于微波频段的划分和命名，国内外有多种方法，下列表格给 出了在雷达和制导技术领域划分微波频段的方法及其频段代号：
不同工作频率的微波系统具有不同的技术特性、生产成本和用 途。一般说来，微波系统的工作频率越高，其结构尺寸就越小、生 产成本也越高；微波通信系统的工作频率越高，其信息容量越大； 微波雷达系统的工作频率越高，微波大气传输的方向性和系统分辨 力就可能提高。另外，微波的频率越高，其大气传输和传输线传输 的损耗就越大。
0.1 什么是微波
根据电磁波频率、波长与速度的关系：f 3108 米/秒可知， 微波的波长范围在 1 米至 0.1 毫米之间。可以采用如下的等式进行 微波波长和频率之间的换算： 波长 (米) 频率 (MHz) = 300 (106米/秒)
波长 (毫米) 频率 (GHz) =300 (106米/秒)
学时安排48总计8实验2第六章天线及微波工程子系统简介8第五章无源微波电路8第四章微波网络理论10第三章导波与波导10第二章传输线理论2第一章电磁场理论概述学时数内容0
微波技术基础
课程概况
课程目的
本课程是电子信息科学与技术类专业的专业基 础课。微波技术广泛应用于当前的通信与广播电视 等方面，如微波通信、微波遥感、雷达、电子对抗、 微波电磁兼容等。课程主要研究微波的产生、变换、 放大、传输、辐射、传播、散射、供 最基本的入门知识。
0.1 什么是微波
为了充分利用微波频谱资源，避免相互干扰，国际上对各微波频段 的用途都有一些规定。例如： 微波炉中磁控管的工作频率为 2.45 GHz； C 波段通讯卫星的工作频率：下行频率为 3.700 ~ 4.200 GHz，上 行频率为 5.925 ~ 6.425 GHz。 Ku 波段通讯卫星的工作频率：下行频率为 11.7 ~ 12.2 GHz，上行 频率为 14.0 ~ 14.5 GHz。
0.1 什么是微波
对于微波频段的划分和命名，国内外有多种方法，下列表格给 出了在雷达和制导技术领域划分微波频段的方法及其频段代号：
不同工作频率的微波系统具有不同的技术特性、生产成本和用 途。一般说来，微波系统的工作频率越高，其结构尺寸就越小、生 产成本也越高；微波通信系统的工作频率越高，其信息容量越大； 微波雷达系统的工作频率越高，微波大气传输的方向性和系统分辨 力就可能提高。另外，微波的频率越高，其大气传输和传输线传输 的损耗就越大。
0.1 什么是微波
根据电磁波频率、波长与速度的关系：f 3108 米/秒可知， 微波的波长范围在 1 米至 0.1 毫米之间。可以采用如下的等式进行 微波波长和频率之间的换算： 波长 (米) 频率 (MHz) = 300 (106米/秒)
波长 (毫米) 频率 (GHz) =300 (106米/秒)
学时安排48总计8实验2第六章天线及微波工程子系统简介8第五章无源微波电路8第四章微波网络理论10第三章导波与波导10第二章传输线理论2第一章电磁场理论概述学时数内容0
微波技术基础
课程概况
课程目的
本课程是电子信息科学与技术类专业的专业基 础课。微波技术广泛应用于当前的通信与广播电视 等方面，如微波通信、微波遥感、雷达、电子对抗、 微波电磁兼容等。课程主要研究微波的产生、变换、 放大、传输、辐射、传播、散射、供 最基本的入门知识。
0.1 什么是微波
为了充分利用微波频谱资源，避免相互干扰，国际上对各微波频段 的用途都有一些规定。例如： 微波炉中磁控管的工作频率为 2.45 GHz； C 波段通讯卫星的工作频率：下行频率为 3.700 ~ 4.200 GHz，上 行频率为 5.925 ~ 6.425 GHz。 Ku 波段通讯卫星的工作频率：下行频率为 11.7 ~ 12.2 GHz，上行 频率为 14.0 ~ 14.5 GHz。
微波工程基础李宗谦-第章(1)
微波工程基础李宗谦-第章(1)
《微波工程基础李宗谦-第章》小节研读
一、引言
本文重点关注李宗谦所著《微波工程基础》的第一章小节，该章节主
要讲述了微波的基本概念以及与其他波长的联系。
二、微波的基本概念
微波波长在1mm至1m之间，频率在300MHz至300GHz之间。
微波的传
播速度与光速十分接近，且具有高频、高速、大功率等特点。
微波不
仅可以传输数据，还可以进行无线通讯、雷达探测、电磁干扰、物体
热处理等应用。
三、微波的分类
- 根据波长分类：短微波、中微波、长微波。
- 根据频率分类：甚高频微波、超高频微波、高频微波、低频微波。
四、微波与其他波长的联系
根据麦克斯韦方程组，电磁波分为电场和磁场两部分。
当电磁波的波
长变短、频率变高时，其电场和磁场的振动会变得比较强烈，从而形
成微波。
与其他波长相比，微波在穿透金属、水、冰等材料时的衰减
相对较小，因此微波在军事、通讯、医疗等领域具有比较广泛的应用。
五、总结
通过对《微波工程基础》第一章小节的研读，我们对微波的基本概念、分类以及与其他波长的联系有了更加深入的了解，从而对后续微波应
用的研究和开发具有重要意义。
第一章 绪论
微波技术基础
重庆大学通信工程学院
参考文献：
国内： 微波技术、微波技术基础 国外： 1. Microwave Engineering by David M. Pozar
§1 引 论
§1.1 微波的定义及频段的划分
ISM频段，ISM(Industrial Scientific Medical) Band， 此频段( 2.4~2.4835GHz)主要是开放给工业， 科学、医 学，三个主要机构使用，分为工业（902-928MHz）,科学 研究（2.4-2.484GHz）和医疗（5.725-5.850GHz）由美 国联邦通信委员会(FCC)分配的不必许可证的无线电频段 （功率不能超过1W）。
应用：卫星通信系统，多路通信(MIMO，OFDM)。另外， 微波信号还可提供相位、极化信息，多普勒频率信息，可 以用于目标探测、遥感、目标特征分析。应用：合成孔径 以及逆合成孔径雷达，相控阵雷达等等。
太赫兹（Terahrtzห้องสมุดไป่ตู้简称THz）波在电磁波谱中占有一个很特殊 的位置，其频率范围大致为0.1-10THz(THz=1012Hz)。太赫兹 （THz）波是介于微波和红外之间的一种相干电磁辐射，是人 类目前尚未完全开发的电磁波谱“空隙区”。由于其频率范围 处于电子学和光子学的交叉区域，太赫兹波的理论研究处在经 典理论和量子跃迁理论的过渡区，其性质表现出一系列不同于 其他电磁辐射的特殊性，从而具有许多方面不同的应用。主要 应用在光谱、成像和通信领域。
通信：由于微波具有频率高的特点，因此其分数带宽包含的绝
对带宽大，作为载体具有信息量大的特点。 微波多路通信、
THz image of a semiconductor integrated circuit
Visible image THz image
重庆大学通信工程学院
参考文献：
国内： 微波技术、微波技术基础 国外： 1. Microwave Engineering by David M. Pozar
§1 引 论
§1.1 微波的定义及频段的划分
ISM频段，ISM(Industrial Scientific Medical) Band， 此频段( 2.4~2.4835GHz)主要是开放给工业， 科学、医 学，三个主要机构使用，分为工业（902-928MHz）,科学 研究（2.4-2.484GHz）和医疗（5.725-5.850GHz）由美 国联邦通信委员会(FCC)分配的不必许可证的无线电频段 （功率不能超过1W）。
应用：卫星通信系统，多路通信(MIMO，OFDM)。另外， 微波信号还可提供相位、极化信息，多普勒频率信息，可 以用于目标探测、遥感、目标特征分析。应用：合成孔径 以及逆合成孔径雷达，相控阵雷达等等。
太赫兹（Terahrtzห้องสมุดไป่ตู้简称THz）波在电磁波谱中占有一个很特殊 的位置，其频率范围大致为0.1-10THz(THz=1012Hz)。太赫兹 （THz）波是介于微波和红外之间的一种相干电磁辐射，是人 类目前尚未完全开发的电磁波谱“空隙区”。由于其频率范围 处于电子学和光子学的交叉区域，太赫兹波的理论研究处在经 典理论和量子跃迁理论的过渡区，其性质表现出一系列不同于 其他电磁辐射的特殊性，从而具有许多方面不同的应用。主要 应用在光谱、成像和通信领域。
通信：由于微波具有频率高的特点，因此其分数带宽包含的绝
对带宽大，作为载体具有信息量大的特点。 微波多路通信、
THz image of a semiconductor integrated circuit
Visible image THz image
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基本要求
• 用场和路相结合的方法分析微波工程 应用及技术 • 将模型、数值仿真和实验测量分析的 方法相结合起来，对场变量进行分析 和研究
• 第5章：无源微波电路。讨论了从一端口到六端口 的各种无源微波器件与电路，以及谐振腔、非互 易器件，最后简单介绍微波滤波器。 • 第6章：天线及微波工程子系统简介。简单介绍了 各种应用的天线，如对称振子、阵列、抛物面天 线，还介绍了简单微波工程子系统的构成及其工 作原理，从而对整个微波技术基础的学习有一个 更全面的了解。 • 实验要求: • 本课程安排实验2个,学时数为8,学生通过实验了解 一些微波器件的工作原理和使用方法，实验名称 如下: 1）微波参数实验系统的构成及其工件原理； 2）电压驻波系数、微波波长、频率的测量；匹配 技术。
整个微波频段又可以划分为几段，它们是：
0.1 什么是微波
对于微波频段的划分和命名，国内外有多种方法，下列表格给 出了在雷达和制导技术领域划分微波频段的方法及其频段代号：
不同工作频率的微波系统具有不同的技术特性、生产成本和用 途。一般说来，微波系统的工作频率越高，其结构尺寸就越小、生 产成本也越高；微波通信系统的工作频率越高，其信息容量越大； 微波雷达系统的工作频率越高，微波大气传输的方向性和系统分辨 力就可能提高。另外，微波的频率越高，其大气传输和传输线传输 的损耗就越大。
微波技术基础
课程概况
课程目的
本课程是电子信息科学与技术类专业的专业基 础课。微波技术广泛应用于当前的通信与广播电视 等方面，如微波通信、微波遥感、雷达、电子对抗、 微波电磁兼容等。课程主要研究微波的产生、变换、 放大、传输、辐射、传播、散射、接收、检测、测 量等方面的内容，为从事这一领域研究的学生提供 最基本的入门知识。
寻呼机的工作频率为 300 MHz 左右；
蜂窝移动电话的工作频率为 450 MHz、900 MHz 和 1.8 GHz。 40 ~ 60 GHz 为保密通信频段；26.5 ~ 40 GHz 和 75 ~110 GHz 为 雷达、制导系统频段等等。
0.1 什么是微波
根据电磁波频率、波长与速度的关系：f 3108 米/秒可知， 微波的波长范围在 1 米至 0.1 毫米之间。可以采用如下的等式进行 微波波长和频率之间的换算： 波长 (米) 频率 (MHz) = 300 (106米/秒)
波长 (毫米) 频率 (GHz) =300 (106米/秒)
0.1 什么是微波
为了充分利用微波频谱资源，避免相互干扰，国际上对各微波频段 的用途都有一些规定。例如： 微波炉中磁控管的工作频率为 2.45 GHz； C 波段通讯卫星的工作频率：下行频率为 3.700 ~ 4.200 GHz，上 行频率为 5.925 ~ 6.425 GHz。 Ku 波段通讯卫星的工作频率：下行频率为 11.7 ~ 12.2 GHz，上行 频率为 14.0 ~ 14.5 GHz。
学时安排
内 容 第一章 电磁场理论概述 第二章 传输线理论 第三章 导波与波导 第四章 微波网络理论 第五章 无源微波电路 第六章 天线及微波工程子系统简介 实验 总计 学时数 2 10 10 8 8 2 8 48
0.1 什么是微波
通常，我们将频率为 300 MHz 至 30 GHz 的电磁波称作微波， 将 30 GHz 至 300 GHz 的电磁波称作毫米波，相应的电磁波频段称 作微波、毫米波频段。将频率在 300 GHz 至 3000 GHz 的电磁波称 为亚毫米波。