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=+。
微波专业理论基础知识
长途
误码秒 ES
本地
严重误码秒 SES
残余误码 率
RBER
误码秒 ES
严重误码 秒
SES
残余误码率 RBER
2.2×10-6
1.1×10-7
4.125×10-6 1.1×10-7
1.1×10-8 1.1×10-8
2.4×10-5 4.5×10-5
1.2×10-6 1.2×10-7 1.2×10-6 1.2×10-7
＞55~160 ＞160~3500
6000~20000 15000~30000
8.8×10-6 待定
1.1×10-7 1.0×10-7
1.1×10-8 5.5×10-9
9.6×10-5 待定
1.2×10-6 1.2×10-7 1.2×10-6 6.0×10-8
23
衰落概率指标分配: 数字微波传输信道是以高误码率作为设计指标的，所
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
=0.3×10（-3）+ 0 .4×10（-3） =0 .7×10（-3）
33
（3）求 6：1 波道备份后的衰落概率
若波道间隔 Δf =40MHz，工作频率 f=5000MHz，
Mfc=31.2dB，取 G= 0.4，先利用公司式计算 6：1 波道备份后的等效频率间隔：
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
《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
U － UL 其中 +＝ L ，IL ＝IL Z0 Z0
两个行波之和不一定是行波！
§1.3 长线的参量
一. 特性参量
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）
特性阻抗Z0
传播常数γ
相速Vp与波长λ
§1.3 长线的参量
1. 特性阻抗Z0
将传输线上行波电压与行波电流之比定义为传输线的 特性阻抗,亦即入射波电压与电流复量之比或反射波电 压与电流复量之比的负值，用 Z 来表示, 其倒数称为 0 特性导纳, 用 Y0 来表示。根据定义有:
第一章 传输线的基本理论
在微波技术的研究中，传输线理论具有基础性和 极大的重要性。传输线是能量和信息的载体及传 播工具，而且是构成各种微波元件和电路的基础。
低频下，电路尺寸远小于波长，因此可认为稳定状态的电 压和电流是在电路各处同时建立起来的，元件参量既不依 赖于时间、也不依赖于空间——“集总”电路分析观点。 基尔霍夫定律能圆满的解决实际问题。 微波电路的特点是波长短，与电路尺寸在同一量级，这意 味着电路一点到另一点电效应的传播时间与微波信号的振 荡周期可比拟，元件的性质也不再认为是集总的，必须该 用与器件有关的电场与磁场来进行分析。
三. 分析方法
1.场的方法：以E、H为研究对象，从麦克斯韦尔方程出发, 解满足边界条件的波动方程, 得出传输线上电场和磁场 的解, 进而研究传输特性的横向分布及纵向传输特性。 该方法较为严格, 但数学上比较繁琐。
2. 路的方法：在一定的条件下，以U、I为对象，从传输线 方程出发, 求出满足边界条件的电压、 电流波动方程的 解, 分析电压波和电流波随时间和空间的变化规律,即用 电路理论来研究纵向传输特性。本质上是化场为路。该 方法有足够的精度, 数学上较为简便, 因此被广泛采用。 长线理论就是研究TEM波传输线的分布参数的电路理论。
微波技术基础复习大纲分析
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 R j L LZ I I G j C Cωω+-+-+==-=≈+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LC β=(P13)，因此p v LC= 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。
微波工程基础第1章
波动方程的形式
波动方程的一般形式为▽²E + ₀²c²²E
= 0，其中E是电场强度，₀是真空中的
电常数，c是光速。
02
03
波动方程的解
对于特定的边界条件和初始条件，可
以通过求解波动方程得到电磁波的传
播特性。
微波的导波系统
导波系统的定义
导波系统是指能够引导电
磁波在其中传播的系统，
微波新器件的研发
总结词
详细描述
新型微纳加工技术的发展，新型微波器件如
的应用领域，提升微波系统的性能。
平面天线、集成电路、微波传感器等不断涌
现。这些新器件具有体积小、重量轻、功耗
低等优点，可广泛应用于通信、雷达、导航
、电子战等领域，提升系统的整体性能。
微波系统的集成化与小型化
微波工程基础第1章
目录
• 引言
• 微波基础知识
• 微波器件与电路
• 微波系统与应用
• 微波工程展望
01
引言
微波的定义与特性
微波是指频率在300MHz到300GHz
之间的电磁波，具有波长短、频率高
的特点。
微波具有穿透性、反射性、吸收性和
散射性等特性，这些特性使得微波在
通信、雷达、加热等领域具有广泛的
微波的传输线理论
传输线的定义
传输线是指用来传输电磁波的媒介，如同轴线、波导
等。
传输线的分类
根据结构和工作原理，传输线可分为均匀传输线和非
均匀传输线。
传输线的等效电路
传输线可以用等效电路来表示，其中电导和电感代表
能量损失，电容和电感代表波动效应。
微波的波动方程
波动方程的定义
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。
微波技术基础(微波技术与天线)第2章
Z(z)Aez
（2-9）
A+为待定常数，对无耗波导 j ，而为相移常数。
《微波技术与天线》
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6
第二章 规则金属波导之•导波原理
（4） 设Eoz(x,y)=A+Ez(x,y)，则纵向电场可表达为：
E z(x,y,z)E o(z x,y)e jz
（2-10a)
同样纵向磁场也可表达为
H z(x ,y ,z) H o(z x ,y)e jz
利用分离变量法，令 H 0z(x,y)X (x)Y(y)
可得
X1 (x)d2 d X2 (x x)Y(1 y)d2 d Y y(2y)kc 2
则有下列方程
d
2X (x) dx2
k
2 x
X
(x)
0
d
2Y ( y ) dy 2
k
2 y
Y
(
y)
0
k
2 x
k
2 y
k
2 c
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23
而E0z和H0z满足下列方程 t2E0z(x,y)kc2E0z(x,y)0 t2H0z(x,y)kc2H0z(x,y)0
其中， kc2 k22
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20
第二章 规则金属波导之•导波原理
将它们满足的麦克斯韦方程在直角坐标系中展开，
得波导中各横向电、磁场的表达式为：
E
x
j
k
2 c
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17
第二章 规则金属波导之•导波原理
(3)
k
2 c
0
这时 k2kc2 k ，而相速
微波技术与天线复习要点
微波技术与天线复习要点微波技术与天线是电子工程中非常重要的两个领域。
微波技术涉及了微波器件、微波电路和微波系统等方面的知识，而天线则涉及到电磁波传输和接收的技术。
下面将从微波技术和天线的基本原理、设计和应用等方面进行复习要点的总结。
一、微波技术的复习要点：1.微波的概念：微波是指频率在0.3GHz到300GHz之间的电磁波。
其特点是波长短、能量集中、穿透能力强。
2.微波器件：包括微波管、微波集成电路和微波半导体器件等。
微波管是一种用于产生、放大、调制和检波微波信号的器件。
微波集成电路是将微波器件集成在一块微波板上，实现微波信号的处理功能。
3.微波电路：包括微波传输线、微波滤波器和微波功率分配器等。
微波传输线用于在电路中传输微波信号，常用的微波传输线有阻抗线、共面波导和同轴线等。
微波滤波器用于选择性地通过或阻断特定频率范围内的微波信号。
微波功率分配器用于将微波信号分配到不同的传输线或输出端口。
4.微波系统：包括微波通信系统、微波雷达系统和微波遥感系统等。
微波通信系统是利用微波信号进行通信的系统，其特点是高速率、抗干扰性强。
微波雷达系统是利用微波信号检测目标的系统，其特点是高分辨率、远距离探测。
微波遥感系统是利用微波信号获取地球表面信息的系统，其特点是穿透云雾、对地物覆盖情况敏感。
二、天线的复习要点：1.天线的基本原理：天线是用于辐射电磁波或接收电磁波的装置。
其基本原理是由电流产生的电场和磁场辐射出去形成电磁波。
根据发射和接收的方式不同，天线分为发射天线和接收天线。
2.天线的参数：包括增益、方向性、波束宽度和极化等。
增益是指天线辐射能量的能力，方向性是指天线在不同方向上的辐射强度不同，波束宽度是指天线辐射的主瓣宽度，极化是指电场矢量的方向。
3.天线的设计：包括天线的结构设计和参数设计。
结构设计涉及到天线的形状和尺寸，参数设计涉及到天线的频率和阻抗匹配。
4.天线的应用：包括通信系统、雷达系统和无线电广播等。
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。
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
微波技术基础-概述(1)
微波器件——谐振器、功分器、 耦合器等 微波基础理论 传输线理论、史密斯圆图应用 微波网络理论 阻抗变换与阻抗匹配 波导理论(矩形波导、圆波导、同轴线) 器件原理(谐振腔、功分器、耦合器等)
北京邮电大学——《微波技术基础》
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学习内容
传输线理论和阻抗匹配概念，掌握传输线电路模型、端 接任意负载时传输线的特性，史密斯圆图及其在阻抗匹 配方面的应用，宽带匹配理论的设计实现；(第2、5章) 微波传输线、波导理论，矩形、圆柱形波导中的传输特 性和模式理论，单模传输条件，为“光纤通信”类课程 做基础理论准备； (第3章) 微波网络基础和微波网络矩阵分析法； (第4章) 微波基本元器件（微波谐振器、微波无源器件和微波滤 波器）的分析及其基本工作原理，以及在通信设备中的 应用，为“无线通信”类课程作准备。 (第6、7章)
合成橡胶处理 废物处理 核废料 纤维废料
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
从频谱认识微波
我国移动通信所用频谱的划分
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学习本课程的作用与意义
北京邮电大学——《微波技术基础》
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学习什么内容？
围绕信号、功率的传输，学习微波 在器件中传输的基本分析方法，学 习微波器件的基本原理 微波传输——传输线、波导
现象是客观存在的，客观存在的事物一定能表现出 来吗?未必。它的表现与观察者及环境有关。地球是一 个圆球(严格地说是似椭圆球)。但直至麦哲伦发现新 大陆才算最后解决，因为人与地球上的尺寸比太微小 了。现在，宇航员在太空中能够清晰地看到地球是圆 形。 同样，波动性是客观存在的。但是，观察波动性却 与主观性、仪器、尺寸、时间等有关。
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微波技术基础复习提纲
微波技术基础复习提纲复习提纲第二章1．传输线方程及其解。
2．特性阻抗，传播常数的定义。
3．任一点的输入阻抗的定义及性质。
4．反射参量定义表达式。
5．反射参量与输入阻抗的关系。
6．驻波比和行波比的定义。
7．阻抗与驻波比的关系。
8．无耗线的三种工作状态特点。
9．史密斯圆图的依据关系式。
10．圆图上的三个圆的表达式。
11．圆图上三个特殊点，两个特殊线，两个旋转方向。
12．阻抗匹配的几种情况。
/4 波长匹配器的计算，单双枝节匹配会用圆图求解。
第三章1．什么是规则金属波导，能传播的波的模式。
2．矩形波导，圆波导各自的主模。
3 在矩形波导和圆波导中m n TM m n TE 模的场结构如何描述，即下标m ，n 的含义。
4．矩形波导的传输特性。
传播常数，截止波长，截止频率，传播条件，相速度，群速度，波导波长，波阻抗（m n TM m n TE 模不同）。
5. 矩形波导，圆波导的截面尺寸选择。
6．矩形波导中的波形简并，圆形波导中的两种不同简并形式，解释其区别。
7. 圆波导中截止波长，截止频率和传播常数的计算公式。
8．同轴线主要传输的模式。
9．保证传输线只传输主模的条件。
第四章微带线和带状线1．带状线的结构2．带状线的工作模式，传输TEM波。
3．微带线的结构。
4．微带线中场的结构。
混合的TE－TM模式，准TEM模第五章介质波导和介质谐振器1. 介质板波导的场分析，截止条件。
2. 圆形介质波导中的模式。
3. 光纤中数值孔径NA的含义。
4. 介质谐振器实例分析。
5. 圆形介质谐振器中的模式，和波形指数的含义。
第六章微波网络基础1．转移矩阵，散射矩阵的各元素的定义及含义。
2.转移矩阵和散射矩阵以及传输散射矩阵之间的转化关系。
3.常用二端口网络的转移矩阵和散射矩阵的计算。
4.插入损耗和插入相移的计算第七章微波谐振器1．谐振器的含义。
2．谐振器的基本参数和定义式。
3．谐振器的最大电能储能和最大磁能储能表达式和关系。
4．串联和并联谐振电路的品质因数表达式及它们分别与R的关系。
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《微波技术基础》课程复习知识要点(2007版)第一章 “微波技术基础引论”知识要点廖承恩主编的《微波技术与基础》是国内较为经典的优秀教材之一，引论部分较为详细的介绍了微波的工作波段、特点及其应用，大部分应用背景取材于微波通讯占主导地位的上世纪80’s / 90’s 年代。
在科技迅猛发展的今天，建议同学们关注本网站相关联接给出的最新发展动态，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、探测技术等方面的应用，不要局限于本书的描述。
(Microwaves have widespread use in classical 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本章的理论核心是在对导行波的分类的基础上推导了导行系统传播满足的微波的波段分类、特点与应用（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 ）。
{重点了解概念、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？提高微波工作频率的好处及实现方法？}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。
微波波段对应的频率范围为: 3×108Hz ～3×1011Hz 。
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1000倍。
一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波和毫米波三个波段。
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。
需要重点记忆的公式：表1-2（要求会用）； 理解纵横关系、导行系统及分类（图1.4-1） f λ31081051010(m)(Hz)3103231063109-13101210-43101510-73101810-10无线电波光波宇宙射线视频射频第二章 “传输线理论”学习知识要点本章主要研究了均匀传输线的一般理论传输线的计算方法等问题。
传输线理论本质上属于以为分布参数电路理论。
传输线即可以作为传输媒介，也可以用来制作各种类型的器件，如谐振电路、滤波器、阻抗匹配电路、脉冲形成网络等等，现代天线也与传输线密切相关，相关内容将在后续课程中介绍。
原则上讲求解本章问题可以采用前半部分的理论推导方式，这也是相关现代软件编程设计的基础，也可采用本章后半部分介绍的圆图方法，简便的得出问题的答案。
传输线基本方程、传输下分布参数阻抗、无耗工作状态（特例）、有耗工作状态、史密斯圆图（工具）、阻抗匹配问题；理解圆图的构成方法，会用它求解基本题（传输线的特性参数求解）及单枝节匹配、双枝节匹配问题。
深刻领会“你站在哪里？想往哪里走？准备走多远？”的意义。
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（结构图如何？要会由结构图推导他们满足的方程），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()()()()d U z dz U z d I z dzI z 2222220-=-=ββ 其解为 ()()()U z A e A e I z Z A e A e j z j zj z j z=+=---120121ββββ 其参量为 Z L C 000=，βπλ=2p ，v v p r =0ε，λλεp r =03. 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：（掌握推导方法）(1) 当Z Z L =0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Z L =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；没有电磁能量的传输，只有电磁能量的交换。
(3) 当Z R jX L L L =+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，波节不为零；电压波腹点的阻抗为最大的纯电阻R Z max =ρ0，电压波节点的阻抗为最小的纯电阻R Z min =0ρ；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Γ，驻波比ρ和行波系数K 。
它们之间的关系为 ρ==+-111K ΓΓ其数值大小和工作状态的关系如下表所示。
5.传输线阻抗匹配方法常用λ4阻抗变换器和分支匹配器(单分支、双分支和三分支，重点掌握辅助园的画法，为什么要在那个位置)。
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。
这部分主要是搞清楚圆图的组成原理，通过练习加深理解。
（习题2-32、2-33都要练习一下）第三章 “规则金属波导”知识要点规则金属箔到基本理论在上世纪中叶传播模式及激励测量方法论著发表后一直得到广泛应用，发展日趋完善。
上世纪90年代前为主流的通信系统，在光通信的崛起的今天，基于金属波导的微波通信仍然一起大功率、结构简单、易于制造等优点，广泛应用于3G 到300G 的通信、雷达、遥感、电子对抗和测量系统中。
本章以矩形金属波导的求解为引线，探讨了场解的基本规律，介绍了相关的公式及概念。
随后给出了圆形波导、同轴线等结构，进行了类比讨论，最后探讨了波导中激励模式的产生及分析基础。
Key Link矩形波导、圆形波导、同轴线、波导正规模、波导的激励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λλ<c 或f f c >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。
（要求会画基本场图、会根据场图判定模式）4. 本章主要讨论了矩形波导、圆波导、同轴线、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；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：要会基本模式估算、方圆转换(主要习题3-1、3-7、3-10、3-23)；了解波导正规模的特性。
会寻找一定频率下的单模工作条件。
第四章学习知识要点带状线和微带线等常用的微波传输线。
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。
会采用各类图表求解本章的特性阻抗、结构尺寸等餐数、会利用奇偶模理论分析耦合微带线问题。
第六章 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：Z Z 1221=，Y Y 1221=，A A A A 112212211-=S S 1221=，T T T T 112212211-=对称网络：Z Z 1122=，Y Y 1122=，A A 1122=，S S 1122=，T T 1221=-无耗网络：Z jX ij ij =， Y jB ij ij = ()i j ,,=12，[][][]*S S T =14. 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： 电压传输系数：T S A A A A ==+++21111221222~~~~ 插入衰减： A T S ==112212()L A S ==10101212log log dB插入相移： θϕ===a r ga r g T S 2121 输入驻波比： ρ=+-111111S S6. 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：S S 1122=，S S 121121=-，()ϕϕϕπ12112212=+±；若网络的一个端口匹配，另一个端口一定自动匹配，即若S 110=(或S 220=)，则S 220=(或S 110=)；若网络完全匹配，则网络一定完全传输，即若S S 11220==，则S S 12211==。