微波技術(shù)與天線課程報(bào)告

1、微波技術(shù)與天線課程報(bào)告 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)管 介質(zhì)傳輸線2.建立傳輸線方程 3.導(dǎo)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(diǎn)的電壓與電流之比稱為傳輸線在該點(diǎn)的阻抗，它與導(dǎo)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(diǎn)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(diǎn)電壓振幅與波節(jié)點(diǎn)電壓振幅之比為電壓駐波比，用表示，即：  &#

2、160;    5.分析無(wú)耗傳輸線的特性 ：對(duì)于無(wú)耗傳輸線，負(fù)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(lái)，無(wú)耗傳輸線有三種不同的工作狀態(tài)（1）行波狀態(tài)(無(wú)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(yīng)用 7.了解同軸線的特性阻抗 同軸線是一種典型的雙導(dǎo)體傳輸系統(tǒng), 它由內(nèi)、 外同軸的兩導(dǎo)體柱構(gòu)成。第二章 規(guī)則金屬波導(dǎo)2.1導(dǎo)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(dǎo)波長(zhǎng)g。電磁波在波導(dǎo)中傳播, 其等

3、相位面移動(dòng)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(dǎo)1. 矩形波導(dǎo)中的場(chǎng)2.矩形波導(dǎo)尺寸選擇原則2.3 圓形波導(dǎo)1. 圓波導(dǎo)中的場(chǎng)與矩形波導(dǎo)一樣, 圓波導(dǎo)也只能傳輸TE和TM波型。2. 圓波導(dǎo)的傳輸特性1) 截止波長(zhǎng)。 2) 簡(jiǎn)并模。在圓波導(dǎo)中有兩種簡(jiǎn)并模, 它們是E-H簡(jiǎn)并和極化簡(jiǎn)并。 3. 幾種常用模式1) 主模TE11模2) 圓對(duì)稱TM01模TM01模是圓波導(dǎo)的第一個(gè)高次模3) 低損耗的TE01模TE01模是圓波導(dǎo)的高次模式 2.4 波導(dǎo)的激勵(lì)與耦合：1. 電激勵(lì)2. 磁激勵(lì)3. 電流激勵(lì)第三章 微波集成傳輸線3.1 微帶傳輸器對(duì)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(guò)調(diào)整單一平面尺寸來(lái)控制其傳輸特性, 從而實(shí)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(dǎo)介質(zhì)波導(dǎo)可分為兩大類：一類是開放式介質(zhì)波導(dǎo)，主要包括圓形介質(zhì)波導(dǎo)和介質(zhì)鏡像線等；另一類是半開放介質(zhì)波導(dǎo)，主要包括H形波導(dǎo)、G形波導(dǎo)等。3.3 光纖光纖又名光導(dǎo)纖維, 它是在圓形介質(zhì)波導(dǎo)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的導(dǎo)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(luò)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(luò)1.單口網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)的反射系數(shù)為：2. 歸一化電壓和電流由于微波網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜, 因此在分析時(shí)通常采用歸一化阻抗, 即將電路中各個(gè)阻抗用特性阻抗歸一, 與此同時(shí)電壓和電流也要?dú)w一。 4.3 雙端口網(wǎng)絡(luò)的阻抗與轉(zhuǎn)移矩陣在各種微波網(wǎng)絡(luò)中, 雙端口網(wǎng)絡(luò)是最基本的, 任意具有兩個(gè)端口的微波元件均可視之為雙端口網(wǎng)絡(luò)。第五章 微波元器件5.1 連接匹配元件1. (1) 短路負(fù)載(2) 匹配負(fù)載(3) 失配負(fù)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(dǎo)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(dǎo)環(huán)形電橋基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種功率分配元件。 3. 波導(dǎo)分支器將微波能量從主波導(dǎo)中分路接出的元件稱為波導(dǎo)分支器, 它是微波功率分配器件的一種, 常用的波導(dǎo)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(chǎng)移式隔離器3) 隔離器的性能指標(biāo)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(wú)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(zhǎng)度l遠(yuǎn)小于波長(zhǎng), 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(chǎng) 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(shuō), 上述電參數(shù)都是針對(duì)某一工作頻率設(shè)計(jì)的。當(dāng)工作頻率偏離設(shè)計(jì)頻率時(shí), 往往要引起天線各個(gè)參數(shù)的變化,6. 輸入阻抗與駐波比7. 有效長(zhǎng)度有效長(zhǎng)度是衡量天線輻射能力的又一個(gè)重要指標(biāo)。 6.4 接收天線理論接收天線主要考慮以下四個(gè)方面：1. 天線接收的物理過(guò)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(wú)線電波在自由空間的傳播及傳輸

9、媒質(zhì)對(duì)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(duì)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(jiàn)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(dá)接收點(diǎn)的傳播方式 （3）地面波傳播：無(wú)線電波沿地球表面?zhèn)鞑サ膫鞑シ绞椒Q為地面波傳播，當(dāng)天線低架于地面，且最大輻射方向沿地面時(shí)，這時(shí)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(duì)流層或高空電離層下緣遇到不均勻的“介質(zhì)團(tuán)”時(shí)就會(huì)發(fā)生散射

10、，散射波的一部分到達(dá)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(rèn)識(shí)對(duì)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(yīng)用于長(zhǎng)、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(gè)有源振子及若干個(gè)無(wú)源振子組成 電視發(fā)射天線5、 移動(dòng)通信基站天線6、 螺旋天線：將導(dǎo)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(dǎo)線末端接匹配負(fù)載來(lái)消除反射波而構(gòu)成的。 8、寬頻帶天線：按工程上的習(xí)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(wú)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(dǎo)管或空腔諧振器的導(dǎo)體壁上開一條或數(shù)條窄縫，可使電磁波通過(guò)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(diǎn)：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(diǎn)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(yīng)。 參考文獻(xiàn):劉學(xué)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(huì)：許老師連續(xù)兩學(xué)期帶我們的兩門比較重要的課程，也是比較難學(xué)的兩門課程，在兩個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)生活中，許老師總是努力的為我們講解各種學(xué)習(xí)中

12、的難題和其他關(guān)于通信行業(yè)的知識(shí)。雖然老師講得很認(rèn)真了，但我還是有一些課本難題沒(méi)搞懂，我感覺(jué)這是知識(shí)的難度和我的理解能力造成的，也可能是因?yàn)橐郧暗南嚓P(guān)知識(shí)就沒(méi)學(xué)好，老師講解的很到位的。這一學(xué)期我們跟著許老師學(xué)習(xí)微波技術(shù)與天線，受益匪淺。在面對(duì)復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式計(jì)算與推導(dǎo)，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(yàn)證，避免成為冗雜乏味的數(shù)學(xué)公式講解，而失去應(yīng)有的物理意義。這對(duì)我這這門課程乃至今后的學(xué)習(xí)都有很大的啟發(fā)。與此同時(shí)，有通過(guò)日常可見(jiàn)的天線等與微波天線有關(guān)的設(shè)備來(lái)進(jìn)一步加深對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)與理解，激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性與興趣。而微波天線作為移動(dòng)通信的先修課程，更是對(duì)迅速發(fā)展的通信行業(yè)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)。許老師還會(huì)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(lè)見(jiàn)由于我們的學(xué)習(xí)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(shí)。就是希望老師以后可以繼續(xù)給同學(xué)們講解這些知識(shí)，我覺(jué)得這是大家最喜歡的接受知識(shí)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(shí)，在下課給同學(xué)們講一些您所了解的當(dāng)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(xué)們的見(jiàn)識(shí)。 許老師讓我