微波技术是关于微的波产生、放大、发射、接受、传输、控制、测量以及应用的技术。微波技术是高温超导材料近期内可能得到重要应用的领域。近几年我国开展了多种超导微波器件的研究,制成的超导滤波器、超导天线、迟延线、振荡器、超导结型混频器等器件都具有国际先进水平。如为适应航天通讯需要研制的4、5GHz的YBCO超导体圆极化微带天线,在77K温度下,匹配良好,都达到航天部超导磁窗项目要求。2010年2月由机械工业出版社出版的图书《微波技术》出版发行。该书以场路结合的方法系统地论述了微波技术的基本概念、基本理论和基
微波原理与技术
微波的波段、特点及其应用,在科技迅猛发展的今天,我们要关注最新发展动态,真正做到学以致用,拓展自己的知识面,为后续课程打好基础。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;本征值---纵向场法、非本征值---标量位函数法(TEM)。
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。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,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。
<微波技术>是什么?
利用波长约1毫米至1米的微波进行遥感,可不受天气的制约而进行全天候观测,这是因为利用了可见光及红外遥感的优点。
微波遥感有两种成象方式,一种是主动成象方式,即利用传感器向地面发射微波,然后接受其散射波的成象方式,如合成孔径雷达、微波散射计、雷达高度计等。另一种是被动成象方式,即观测地表目标的辐射方式,如微波辐射计等。
接收微波雷达形成的后向散射波,从还原的图象特征中测定目标的性质是微波遥感的主要目的。典型的目标物包括起伏的陆地地形、表层地质、海面波浪等。了解目标物的性质及其对微波特性后向散射的影响,对于解译雷达图象的特征非常重要。
微波特性包括频率(波长)特性和极化特性。在雷达遥感中,广泛应用L波段、C波段、X波段,有时也用P波段。对波长而言,表面光滑时,反射多,后向散射少,图象较暗;表面粗糙时,后向散射成分较大,图象较亮。故据波长的不同可测量表面的粗糙度。
微波散射计是对有起伏的物体表面发射电波,并测量从其表面散射回来的接收功率的仪器。微波散射计发射的电波是连续波。
构成地球表面的物质通过热辐射会辐射出电波。测量电波中的地球热辐射的绝对量,观测地表或大气的遥感器是微波辐射计。微波辐射计也用于其它遥感器的大气修正。
什么是微波通信技术?
微波通讯是在无线电通讯的基础上发展起来的一种新的通讯技术。它具有容量大、质量高,可以长距离传送电视、电话、电报、照片、数据等各种通讯信号。还有投资省、建设快等多方面的优点,因此,它已成为现代化通讯的一个重要组成部分。
说到微波通信,大家也许说不清是怎么回事,可要说到雷达、卫星转播电视节目,大家一定不会陌生。实际上,雷达和通信卫星都是利用微波来发现目标、进行远距离通信的。
那么,为什么让微波担当远距离通信的重任呢?实际上,微波属于电磁波,它和长波、中波、短波都是电磁波家族的成员。由于微波波长很短,它的频率就非常高。普通短波电台频率约为几兆赫,而微波频率,往往有几千兆赫,甚至几万兆赫。这样高的频率,不但不会受到雷电、电焊,或电气火车等的干扰,通讯中杂音很小,质量很好,而且由于频率高,频带也就宽,所以一个微波机可以传送数百乃至上千个电话以及远距离传送彩色电视节目。由于电视图像信号占用很宽的频带,因此,传输电视信号非它莫属。此外,微波波束很窄,方向性很强,使用较低的功率就可将信号传得很远,而且,方向性强的好处还在于可以减弱通信中互相干扰的现象。由于微波通信具有频带宽、携带信息量大、受外界干扰小、建站快、投资较少等优点,人们早就想以微波作为通信的传输手段。
微波电路的建设不受地形的限制,对于湖泊、大江、高山都可选择合理地形穿越而过,实现通讯。它也不受冰凌、大雪、暴雨等恶劣气候的影响。
因此,微波通讯可以适应各种现代化通讯的需要,因而得到广泛发展。
但是,微波波长很短,只有1毫米至1米。在传输信号的长途旅行中,它既不像长波那样,遇到障碍物时可以迈开“长腿”,翻山越岭;也不像短波那样,可以利用空中的电离层来回反射电磁波,实现远距离通信。微波具有近似光波的特性,像光线一样,传输路线是径直向前的,而且,它的反跳能力极强,一遇到阻挡物,就被反射回来。因此,微波只能在空中传播。大家知道,地球是圆形的,而微波只能视距传播,不能顺着地球的圆弧传播。也就是说,微波的传输距离只能限制在可以互相看得见的两点这样一个范围内。即使将发射天线架设在40米高的山上,微波也被地球的“大肚子”所阻挡,传输距离只有50多千米。
科学家们想到了“接力赛跑”的办法。参加过运动会的同学都很熟悉接力赛跑吧。在竞争激烈的接力赛跑中,小小接力棒在运动员手中传递着,每个人以最快的速度,跑完各自的路程,接力棒被用最快的速度传到终点。为了将信号传送到远方,微波通信也采用了接力赛跑的方式。人们每隔四五十千米,就建立一个微波中继站;一连串的“微波中继站”,就像古代的烽火台一样,每个中继站都有高耸的天线,把上一个中继站的信号接收下来,加以放大,再传送给下一个中继站。就这样,一站接一站地传送下去,实现了远距离的通信。
关于微波技术
微波是一种高频率、短波长的无线电波,与一般电视和收音机接收到的电磁波和紫外光灯发射的紫外光波相近,微波本身并不生热,然而当微波使食物中的水、油脂、糖及蛋白质等极性分子互相摩擦的时候,便会产生热量;正如我们快速地摩擦自己双手的时候,也会发热一样。
电磁波是什么?
从科学的角度来说,电磁波是能量的一种,凡是能够释出能量的物体,都会释出电磁波。电与磁可说是一体两面, 变动的电会产生磁,变动的磁则会产生电。电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,而 其每秒钟变动的次数便是频率。