微波技术与天线第一章完整ppt课件.ppt

本课的基本内容
第一部分 绪论
第二部分 传输线理论
第三部分 微波网络基础
第四部分 常用的微波器件
第五部分 微波技术的实际应用（包括雷达、通讯、遥感、军事上的应用）
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一、微波的概念
究竟什么是微波？这是我们关心的首要问题。
从现象看，如果把电磁波按波长(或频率)划分，则大致可以把300MHz—3000GHz，(对应空气中波长λ是1m —)这一频段的电磁波称之为微波。纵观“左邻右舍”它处于超短波和红外光波之间（微波是电磁波中特殊的一段）。
图 1-1
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一、微波的概念
图1-2 电磁波谱
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作为注记：对于任何波，波长和频率与波速相关

因此，只用一个波长λ(或频率f)不能确定是何种波。例如，我们可以注意到声波也有波长，声速的平均值是340米/秒，所以不能只根据波长来判断波。
(1-1)
一、微波的概念
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,它传播的是震动及能量，要靠介质，在真空中不能传播。电磁波本身就是一种物质，传播不要介质，在真空能传播。
,声波是靠物质的震动产生,而电磁波不是,它是靠电子的震荡产生，其本质是交替变换的电场和磁场 。
3. 声波是纵波，纵波是质点的振动方向与传播方向一致的波；电磁波是横波，质点的振动方向与波的传播方向相互垂直。
声波和电磁波
一、微波的概念
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二、微波的特点
1. 似光性（波粒二象性）
微波的波长很短，当微波照射到尺寸远大于它波长的物体上（如建筑物、飞机、导弹、舰船等）时将产生强烈的反射（粒子性），且微波和光一样能直线传播；而对于相对尺寸小的物体，又显示出波动性，包括干涉、衍射、偏振、周期性等。与其他物质的相互作用过程中，又会产生碰撞、吸收、散射等现象。
微波的两重性说明：微波既是物质又是能量。
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二、微波的特点
2. 四种基本效应
1） 渡越时间效应
渡越时间，是指真空管里的电子从阴极渡越到阳极的时间，一般为10-9ns。在微波波段上，采用全新的微波器件能够合理有效的利用这个时间。
2）辐射效应（也称天线效应）
当一根导线的长度与其上的高频电流的波长相比拟时，它可显著的向外辐射能量，像天线一样。
3）趋肤效应
高频时，电流流动全部集中在导体的表面，使导体呈现的电阻很大。
4）热效应
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二、微波的特点
3. 宇宙“窗口”
地球的外层空间由于日光等繁复的原因形成独特的电离层，它对于短波几乎全反射，这就是短波的天波通讯方式。而在微波波段则有若干个可以通过电离层的“宇宙窗口”。因而微波是独特的宇宙通讯手段，利用这个特点，使卫星通信称为现实。
图1-3 宇宙窗口
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二、微波的特点
4. 雨雪会对微波产生吸收和反射
雨、雪、云、雾对微波有不同程度的吸收和反射，利用这一特点，可用厘米波或毫米波来观测雨、雪、云、雾的存在和流动。气象雷达就是利用这一特性来预报天气变化情况的。
5. 微波的信息容量大
微波的频带比长、中、短波的频带之和还要宽10000倍。因此微波容纳的信息量很大。所以微波通信得到了巨大的发展。
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二、微波的特点
6. 不少物质的能级跃迁频率恰好落在微波的短波段，近年来出现了微波生物医疗和微波催化等前沿课题，也形成了一门独立的分支学科——微波波谱学。
图 1-4 能级跃迁
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