微波技术基础第1次课.ppt

微波技术基础 徐锐敏 教授 电子科技大学电子工程学院 地点：清水河校区科研楼C309 电话 电邮：rmxu@uestc.edu.cn 绪论 定义： 微波——频率为300MHz～3000GHz 的电磁波，对应波长1m～0.1mm。 包括 分米波：300MHz～3GHz， 1m～10cm 厘米波：3GHz～30GHz， 10cm～1cm 毫米波：30GHz～300GHz， 1cm～1mm 亚毫米波：300GHz～3THz，1mm～0.1mm 太赫兹 ： 0.1 ~ 10 THz 狭义为300MHz～300GHz 对应波长1m～1mm 电磁频谱分布 微波技术基础—绪论 微波常用波段代号 微波技术基础—绪论 微波技术基础—绪论 家用电器频段 微波技术基础—绪论 移动通信频段 微波技术基础—绪论 微波的主要特性 似光性和似声性 1.微波的频率高且波长很短，与几何光学相似，即似光性。 2.微波的波长与物体的尺寸具有相同的量级，使得微波的 特点又与声波相近，即似声性。 穿透性 1.微波能穿透电离层； 2.穿透云、雨、植被、积雪和地表层； 3.穿透生物体； 4.穿透等离子体。 这些特性是红外与光波频段的电磁波所不具有的。 微波技术基础—绪论 非电离性 微波的量子能量还不够大，不足以改变物质分子的内部结构或破坏分子间的键。因而： 1.微波为探索物质的内部结构和基本特性提供了有效的 研究手段。 2.利用这一特性和原理，可研制许多适用于微波波段的 器件 信息性 微波的频率很高，所以在不太大的相对带宽下，其可用 的频带很宽，这意味着微波的信息容量大。 →微波技术主要应用之处 补：能量特性 微波传输携带有微波能量，因此可用输能或微波能武器 。 微波技术基础—绪论 微波的大气传播特性 1.氧气和水蒸气对微波频率会产生选择性的吸收和散射， 在毫米波频段尤为突出；→大气层之外衰减很小。 2.氧气分子谐振引起的吸收峰出现在60GHz和120GHz附近， 而由水蒸气谐振引起的吸收峰在22GHz和183GHz附近。 3.四个传播衰减相对较小的“窗口”，其中心频率分别在35、94、140和220GHz，相应波长分别为8.6、3.2、2.1和1.4mm； 4.随着电磁波的工作频率升高，总的衰减呈上升趋势。 微波技术基础—绪论 微波技术基础—绪论 雷达 通信 加热 测量 生物 医学 集成 电路 微波 微波的应用 1、信息的载体 →传统应用→雷达和通信等 2、微 波 能 →微波加热、医学、生物，输能和微波能武器 微波输能和武器 微波技术基础—绪论 雷达（包括导弹制导雷达） 1.目前95％以上的雷达工作在微波频段→微波雷达； 2.微波工作的雷达的优点：可以使用尺寸较小的天线 ，来获得很窄的波束宽度，以获取关于被测目标性 质的更多的信息→幅度、频率、相位、极化、多普勒频率等信息 。 通信 1.微波具有频率高、频带宽、信息量大的特点； 2.应用业务包括：微波多路通信、微波中继通信、散 射通信、移动通信和卫星通信； 微波技术基础—绪论 工农业应用 1.大功率应用是微波加热 –如微波炉；以及输能。 2.小功率应用是用于各种电量和非电量（包括长度、 速度、湿度、温度等）的测量。 生物医学应用 1.利用微波对生物体的热效应，选择性局部加热， 进 行治疗。例如微波治癌机； 2.微波的生物效应还有有害的效应，表现为超剂量的 微波照射有三致作用：致癌、致畸和致突变。 国家标准：300 μW·h/cm2 微波技术基础—绪论 微波与其他学科的交叉 例如：微波频段数字集成电路中，已广泛采用分布参 数方法进行研究和设计。 重要性：是本专业除“电磁场理论”外最重要的基础主干课； 是后续专业课的基础和出发点。 思考题： 微波频段与其它频段的本质区别是什么？ 高频、射频和微波的区别是什么？ 微波科学与技术自身的发展是什么？ 微波还有哪些应用？ 微波技术基础—绪论 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *