微波技術(shù)與天線課程報告

1、微波技術(shù)與天線課程報告 姓 名： 學 號： 專業(yè)班級： 指導老師： 許 焱 平課程內(nèi)容總結(jié)：第一章 均勻傳輸線理論 雙導體傳輸線1.微波傳輸線大致可分為三種類型 均勻填充介質(zhì)的金屬波導管 介質(zhì)傳輸線2.建立傳輸線方程 3.導出傳輸線方程的解4.引入傳輸線的重要參量（1）輸入阻抗 ：傳輸線上任意一點的電壓與電流之比稱為傳輸線在該點的阻抗，它與導波系統(tǒng)的狀態(tài)特想有關(guān) （2）反射系數(shù)：傳輸線上任意一點的z處的反射波電壓（或電流）與入射波電壓（或電流）之比為電壓（或電流）反射系數(shù)。（3）駐波比（VSWR）：傳輸線上波腹點電壓振幅與波節(jié)點電壓振幅之比為電壓駐波比，用表示，即：  &#

2、160;    5.分析無耗傳輸線的特性 ：對于無耗傳輸線，負載阻抗不同則波的反射也不同；反射波不同則合成波不同；合成波不同意味著傳輸線有不同的工作狀態(tài)。歸納起來，無耗傳輸線有三種不同的工作狀態(tài)（1）行波狀態(tài)(無反射的傳輸狀態(tài))（2）純駐波狀態(tài)（全反射狀態(tài)）（3）行駐波狀態(tài)（混合波狀態(tài)）6.史密斯圓圖及其應用 7.了解同軸線的特性阻抗 同軸線是一種典型的雙導體傳輸系統(tǒng), 它由內(nèi)、 外同軸的兩導體柱構(gòu)成。第二章 規(guī)則金屬波導2.1導波原理1. 規(guī)則金屬管內(nèi)電磁波2. 傳輸特性1) 相移常數(shù)和截止波數(shù)： 。2) 相速p與波導波長g。電磁波在波導中傳播, 其等

3、相位面移動速率稱為相速, 于是有： 。3) 波阻抗。定義即： 。 4) 傳輸功率:2.2 矩形波導1. 矩形波導中的場2.矩形波導尺寸選擇原則2.3 圓形波導1. 圓波導中的場與矩形波導一樣, 圓波導也只能傳輸TE和TM波型。2. 圓波導的傳輸特性1) 截止波長。 2) 簡并模。在圓波導中有兩種簡并模, 它們是E-H簡并和極化簡并。 3. 幾種常用模式1) 主模TE11模2) 圓對稱TM01模TM01模是圓波導的第一個高次模3) 低損耗的TE01模TE01模是圓波導的高次模式 2.4 波導的激勵與耦合：1. 電激勵2. 磁激勵3. 電流激勵第三章 微波集成傳輸線3.1 微帶傳輸器對微波集成傳輸

4、元件的基本要求之一就是它必須具有平面型結(jié)構(gòu), 這樣可以通過調(diào)整單一平面尺寸來控制其傳輸特性, 從而實現(xiàn)微波電路的集成化。共分三種： 1.微帶線 2. 微帶線3. 耦合微帶線3.2介質(zhì)波導介質(zhì)波導可分為兩大類：一類是開放式介質(zhì)波導，主要包括圓形介質(zhì)波導和介質(zhì)鏡像線等；另一類是半開放介質(zhì)波導，主要包括H形波導、G形波導等。3.3 光纖光纖又名光導纖維, 它是在圓形介質(zhì)波導的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的導光傳輸系統(tǒng)。光纖按組成材料可分為石英玻璃光纖、多組分玻璃光纖、 塑料包層玻璃芯光纖和全塑料光纖。 第四章 微波網(wǎng)絡基礎(chǔ)4.1 等效傳輸線1.等效電壓和等效電流2.模式等效傳輸線4.2 單口網(wǎng)絡1.單口網(wǎng)絡的傳輸

5、特性令參考面T處的電壓反射系數(shù)為l, 由均勻傳輸線理論可知, 等效傳輸線上任意點的反射系數(shù)為：2. 歸一化電壓和電流由于微波網(wǎng)絡比較復雜, 因此在分析時通常采用歸一化阻抗, 即將電路中各個阻抗用特性阻抗歸一, 與此同時電壓和電流也要歸一。 4.3 雙端口網(wǎng)絡的阻抗與轉(zhuǎn)移矩陣在各種微波網(wǎng)絡中, 雙端口網(wǎng)絡是最基本的, 任意具有兩個端口的微波元件均可視之為雙端口網(wǎng)絡。第五章 微波元器件5.1 連接匹配元件1. (1) 短路負載(2) 匹配負載(3) 失配負載2. 微波連接元件微波連接元件是二端口互易元件, 主要包括: 波導接頭、 衰減器、相移器、轉(zhuǎn)換接頭。 3. 阻抗匹配元件 (1) 螺釘調(diào)配器(

6、2) 多階梯阻抗變換器(3) 漸變型阻抗變換器5.2 功率分配元器件 1. 定向耦合器 2. 功率分配器 (1) 兩路微帶功率分配器 (2) 微帶環(huán)形電橋 微帶環(huán)形電橋是在波導環(huán)形電橋基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種功率分配元件。 3. 波導分支器將微波能量從主波導中分路接出的元件稱為波導分支器, 它是微波功率分配器件的一種, 常用的波導分支器有E面T型分支、H面T型分支和匹配雙T。 (1) E-T分支(2)H-T分支(3) 匹配雙T5. 3 微波諧振器件在低頻電路中, 諧振回路是一種基本元件, 它是由電感和電容串聯(lián)或并聯(lián)而成, 在振蕩器中作為振蕩回路，用以控制振蕩器的頻率; 在放大器中用作諧振回路; 在

7、帶通或帶阻濾波器中作為選頻元件等。5.4 微波鐵氧體器件1. 隔離器1) 諧振式隔離器2) 場移式隔離器3) 隔離器的性能指標2. 鐵氧體環(huán)行器 第六章 天線輻射與接收的基本理論6.1 通信的目的是傳遞信息, 根據(jù)傳遞信息的途徑不同, 可將通信系統(tǒng)大致分為兩大類:有線通信,無線通信。 6.2 基本振子的輻射1. 電基本振子電基本振子是一段長度l遠小于波長, 電流I振幅均勻分布、 相位相同的直線電流元, 它是線天線的基本組成部分, 任意線天線均可看成是由一系列電基本振子構(gòu)成的。 2. 磁基本振子的場 6.3 天線的電參數(shù)1. 天線方向圖及其有關(guān)參數(shù)2. 天線效率天線效率定義為天線輻射功率與輸入功

8、率之比 3. 增益系數(shù)增益系數(shù)是綜合衡量天線能量轉(zhuǎn)換和方向特性的參數(shù), 它是方向系數(shù)與天線效率的乘積, 記為G, 即： G=D·A 4. 極化和交叉極化電平5. 頻帶寬度天線的電參數(shù)都與頻率有關(guān), 也就是說, 上述電參數(shù)都是針對某一工作頻率設(shè)計的。當工作頻率偏離設(shè)計頻率時, 往往要引起天線各個參數(shù)的變化,6. 輸入阻抗與駐波比7. 有效長度有效長度是衡量天線輻射能力的又一個重要指標。 6.4 接收天線理論接收天線主要考慮以下四個方面：1. 天線接收的物理過程及收發(fā)互易性2. 有效接收面積3. 等效噪聲溫度4. 接收天線的方向性第七章 電波傳播概論1、了解無線電波在自由空間的傳播及傳輸

9、媒質(zhì)對電波傳播的影響：傳輸損耗（信道損耗）衰落現(xiàn)象 傳輸失真 電波傳播方向的變化2、根據(jù)媒質(zhì)及不同媒質(zhì)分界面對電波傳播產(chǎn)生的主要影響，可將電波傳播分為四種：（1）視距傳播（2）天波傳播（3）地面波傳播（4）不均勻媒質(zhì)傳播（1）視距傳播：指發(fā)射天線和接收天線處于相互能看見的視線距離內(nèi)的傳播方式（2）天波傳播：指自發(fā)射天線發(fā)出的電波在高空被電離層反射后到達接收點的傳播方式 （3）地面波傳播：無線電波沿地球表面?zhèn)鞑サ膫鞑シ绞椒Q為地面波傳播，當天線低架于地面，且最大輻射方向沿地面時，這時主要是地面波傳播。 （4）不均勻媒質(zhì)的散射傳播：電波在低空對流層或高空電離層下緣遇到不均勻的“介質(zhì)團”時就會發(fā)生散射

10、，散射波的一部分到達接收天線處，這種傳播方式稱為不均勻媒質(zhì)的散射傳播第八章 線天線1、認識對稱振子天線2、陣列天線3、直立振子天線：垂直于地面或?qū)щ娖矫婕茉O(shè)的天線稱為直立振子天線，它廣泛地應用于長、中、短波及超短波波段。 水平振子天線4、引向天線：又稱八木天線，它由一個有源振子及若干個無源振子組成 電視發(fā)射天線5、 移動通信基站天線6、 螺旋天線：將導線繞制成螺旋形線圈而構(gòu)成的天線稱為螺旋天線 7、行波天線：如果天線上電流分布是行波，則此天線稱為行波天線。它是由導線末端接匹配負載來消除反射波而構(gòu)成的。 8、寬頻帶天線：按工程上的習慣用法，若天線的阻抗、方向圖等電特性在一倍或幾倍頻程范圍內(nèi)無明顯

11、變化，就可稱為寬頻帶天線。 9、縫隙天線：如果在同軸線、波導管或空腔諧振器的導體壁上開一條或數(shù)條窄縫，可使電磁波通過縫隙向外空間輻射而形成一種天線，這種天線稱為縫隙天線。 10、微帶天線：特點：體積小、重量輕、低剖面，適合大規(guī)模生產(chǎn)。 11、智能天線：使用智能天線技術(shù)的主要優(yōu)點有:具有較高的接收靈敏度;使空分多址系統(tǒng)成為可能;消除在上下鏈路中的干擾;抑制多徑衰落效應。 參考文獻:劉學觀 微波技術(shù)與天線 廖承恩 微波技術(shù)基礎(chǔ)劉克成 天線原理王元坤 電波傳播概論心得體會：許老師連續(xù)兩學期帶我們的兩門比較重要的課程，也是比較難學的兩門課程，在兩個學期的學習生活中，許老師總是努力的為我們講解各種學習中

12、的難題和其他關(guān)于通信行業(yè)的知識。雖然老師講得很認真了，但我還是有一些課本難題沒搞懂，我感覺這是知識的難度和我的理解能力造成的，也可能是因為以前的相關(guān)知識就沒學好，老師講解的很到位的。這一學期我們跟著許老師學習微波技術(shù)與天線，受益匪淺。在面對復雜的數(shù)學公式計算與推導，老師另辟蹊徑，以結(jié)論出發(fā)，反觀初始條件，得到期許的驗證，避免成為冗雜乏味的數(shù)學公式講解，而失去應有的物理意義。這對我這這門課程乃至今后的學習都有很大的啟發(fā)。與此同時，有通過日常可見的天線等與微波天線有關(guān)的設(shè)備來進一步加深對這門課程的學習與理解，激發(fā)學習的積極性與興趣。而微波天線作為移動通信的先修課程，更是對迅速發(fā)展的通信行業(yè)認識的基礎(chǔ)。許老師還會給我們講聯(lián)通3G，講小靈通退市的原因，講家里小區(qū)新架設(shè)的路燈型天線，將這些大家喜聞樂見由于我們的學習很近的東西，既豐富了可能枯燥的課程，又讓大家懂得了知識。就是希望老師以后可以繼續(xù)給同學們講解這些知識，我覺得這是大家最喜歡的接受知識的一種方式了吧。最好可以在講課之余更增加一些這樣的知識，在下課給同學們講一些您所了解的當前通信行業(yè)的一些東西，以及行業(yè)就業(yè)情況，漲漲同學們的見識。 許老師讓我