微波技術(shù)與天線第0章緒論

1、微波技術(shù)與天線微波技術(shù)與天線授課教師：耿志卿授課教師：耿志卿課程性質(zhì)：本課程為考查課課程性質(zhì)：本課程為考查課學(xué)科基礎(chǔ)：電路理論，電磁場(chǎng)與電磁波學(xué)科基礎(chǔ)：電路理論，電磁場(chǎng)與電磁波考核形式：開卷考試考核形式：開卷考試or大作業(yè)大作業(yè)缺勤一次扣缺勤一次扣3 3分，作業(yè)未交一次扣三分，總共累計(jì)分，作業(yè)未交一次扣三分，總共累計(jì)4 4次及以上次及以上按掛科處理。特殊情況需提供導(dǎo)員簽字的請(qǐng)假條，按出勤計(jì)按掛科處理。特殊情況需提供導(dǎo)員簽字的請(qǐng)假條，按出勤計(jì)算。算。上課回答問題正確：額外獎(jiǎng)勵(lì)上課回答問題正確：額外獎(jiǎng)勵(lì)3 3分。分。全勤獎(jiǎng)：點(diǎn)名全到，作業(yè)全交，額外獎(jiǎng)勵(lì)全勤獎(jiǎng)：點(diǎn)名全到，作業(yè)全交，額外獎(jiǎng)勵(lì)5 5分。

2、（不包括請(qǐng)假分。（不包括請(qǐng)假并提供假條者。）并提供假條者。）教學(xué)參考書教學(xué)參考書 2 2、微波技術(shù)基礎(chǔ)微波技術(shù)基礎(chǔ) 全紹輝編著全紹輝編著 高等教育出版社高等教育出版社1 1、微波技術(shù)與天線微波技術(shù)與天線第三版第三版 郭輝萍、劉學(xué)觀編著郭輝萍、劉學(xué)觀編著 西安電子科技大學(xué)出版社西安電子科技大學(xué)出版社微波技術(shù)與相關(guān)課程之間的關(guān)系微波技術(shù)與相關(guān)課程之間的關(guān)系一、微波及其特點(diǎn)一、微波及其特點(diǎn) 微波是頻率非常高的電磁波，通常我們將頻率為微波是頻率非常高的電磁波，通常我們將頻率為300MHz300MHz至至3000GHz3000GHz的電磁波稱作的電磁波稱作微波微波，又將微波波段分為分米波、厘米，又將微波

3、波段分為分米波、厘米波、毫米波和亞毫米波四個(gè)波段。波、毫米波和亞毫米波四個(gè)波段。 一般地說(shuō)，微波在電磁波頻譜中所處的位置在甚高頻一般地說(shuō)，微波在電磁波頻譜中所處的位置在甚高頻(UHF)(UHF)和光波之間。和光波之間。 微波在電磁波頻譜中所處的位置決定了它的許多特點(diǎn)，并微波在電磁波頻譜中所處的位置決定了它的許多特點(diǎn)，并使得微波技術(shù)具有許多不同于低頻電路理論和光學(xué)理論的概使得微波技術(shù)具有許多不同于低頻電路理論和光學(xué)理論的概念及獨(dú)特分析方法。念及獨(dú)特分析方法。 電磁波譜電磁波譜低頻(Audio/RF)微波光學(xué)頻率30M4GHz，射頻（RF） 根據(jù)電磁波頻率、波長(zhǎng)與速度的關(guān)系：根據(jù)電磁波頻率、波長(zhǎng)與

4、速度的關(guān)系：f 3 3 10108 8 米米/ /秒可知，微波的波長(zhǎng)范圍在秒可知，微波的波長(zhǎng)范圍在1 1米至米至0.10.1毫米之間。毫米之間。 整個(gè)微波頻段又可以劃分為幾段，它們是：整個(gè)微波頻段又可以劃分為幾段，它們是：常用微波波段的劃分常用微波波段的劃分為了充分利用微波頻譜資源，避免相互干擾，國(guó)際上對(duì)各為了充分利用微波頻譜資源，避免相互干擾，國(guó)際上對(duì)各射頻微波頻段的用途都有一些規(guī)定。射頻微波頻段的用途都有一些規(guī)定。頻段頻段基本用途基本用途備注備注VHF、UHF(30MHz3GHz)電視廣播、警察、防災(zāi)、道電視廣播、警察、防災(zāi)、道路、電力、礦山、汽車、火路、電力、礦山、汽車、火車、航空、衛(wèi)星

5、通信、行業(yè)車、航空、衛(wèi)星通信、行業(yè)專用指揮系統(tǒng)、個(gè)人無(wú)線電、專用指揮系統(tǒng)、個(gè)人無(wú)線電、氣象雷達(dá)、地面雷達(dá)、海事氣象雷達(dá)、地面雷達(dá)、海事雷達(dá)、二次雷達(dá)、生物醫(yī)學(xué)、雷達(dá)、二次雷達(dá)、生物醫(yī)學(xué)、工業(yè)加熱等工業(yè)加熱等技術(shù)發(fā)展成熟，應(yīng)用范圍最技術(shù)發(fā)展成熟，應(yīng)用范圍最廣，頻譜最擁擠廣，頻譜最擁擠SHF(3GHz30GHz)公用微波中繼通信、行政專公用微波中繼通信、行政專用中繼通信、衛(wèi)星電視、導(dǎo)用中繼通信、衛(wèi)星電視、導(dǎo)航、遙感、射電天文、宇宙航、遙感、射電天文、宇宙研究、探測(cè)制導(dǎo)、軍用雷達(dá)、研究、探測(cè)制導(dǎo)、軍用雷達(dá)、電子對(duì)抗等。電子對(duì)抗等。穿透大氣層，廣泛應(yīng)用于空穿透大氣層，廣泛應(yīng)用于空間技術(shù)間技術(shù)EHF(3

6、0GHz3000GHz)各種小型雷達(dá)、專門用途通各種小型雷達(dá)、專門用途通信、外太空研究、核物理工信、外太空研究、核物理工程、無(wú)線電波譜學(xué)。程、無(wú)線電波譜學(xué)。尺寸更小，接近紅外線，與尺寸更小，接近紅外線，與近代物理學(xué)相關(guān)近代物理學(xué)相關(guān) 對(duì)于低頻電磁波，其波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于電路的實(shí)際尺寸，主要對(duì)于低頻電磁波，其波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于電路的實(shí)際尺寸，主要強(qiáng)調(diào)強(qiáng)調(diào)“路路”的概念，在實(shí)際的設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，集總參數(shù)的使的概念，在實(shí)際的設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，集總參數(shù)的使用相對(duì)來(lái)說(shuō)占主導(dǎo)地位，分布參數(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)不是很明顯；對(duì)用相對(duì)來(lái)說(shuō)占主導(dǎo)地位，分布參數(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)不是很明顯；對(duì)于微波，由于頻率越高，波長(zhǎng)較短，可與電系統(tǒng)的實(shí)際尺寸于微波，由于頻

7、率越高，波長(zhǎng)較短，可與電系統(tǒng)的實(shí)際尺寸相比擬，實(shí)質(zhì)上是相比擬，實(shí)質(zhì)上是“場(chǎng)場(chǎng)”的概念在主導(dǎo)。的概念在主導(dǎo)。 由于微波波長(zhǎng)的特殊性，它具有以下特點(diǎn)：由于微波波長(zhǎng)的特殊性，它具有以下特點(diǎn)： 1.1.穿透性穿透性 2.2.似光性似光性 3.3.熱效應(yīng)特性熱效應(yīng)特性 4.4.寬頻帶特性寬頻帶特性 5.5.抗低頻干擾特性抗低頻干擾特性 6.6.散射特性散射特性 7.7.視距傳播特性視距傳播特性 8.8.電磁兼容與電磁環(huán)境污染電磁兼容與電磁環(huán)境污染 9.9.分布參數(shù)的不確定性分布參數(shù)的不確定性1. 1. 穿透性穿透性 微波照射到介質(zhì)時(shí)具有穿透性，主要表現(xiàn)在云、微波照射到介質(zhì)時(shí)具有穿透性，主要表現(xiàn)在云、霧、

8、雪等對(duì)微波傳播影響較小，這為全天候微波通霧、雪等對(duì)微波傳播影響較小，這為全天候微波通信和遙感技術(shù)打下了基礎(chǔ)；微波能穿透生物體，這信和遙感技術(shù)打下了基礎(chǔ)；微波能穿透生物體，這為微波生物醫(yī)學(xué)打下基礎(chǔ)；另一方面，微波具有穿為微波生物醫(yī)學(xué)打下基礎(chǔ)；另一方面，微波具有穿越電離層的透射特性，實(shí)驗(yàn)證明：微波波段的幾個(gè)越電離層的透射特性，實(shí)驗(yàn)證明：微波波段的幾個(gè)分波段如分波段如1 110GHz10GHz、202030GHz30GHz及及91GHz91GHz附近受電離附近受電離層的影響較小，可以較為容易地由地面向外層空間層的影響較小，可以較為容易地由地面向外層空間傳播，從而成為人類探索外層空間的傳播，從而成為人

9、類探索外層空間的“無(wú)線電窗無(wú)線電窗口口”，它為空間通信、衛(wèi)星通信、衛(wèi)星遙感和射電，它為空間通信、衛(wèi)星通信、衛(wèi)星遙感和射電天文學(xué)的研究提供了難得的無(wú)線電通道。天文學(xué)的研究提供了難得的無(wú)線電通道。2. 2. 似光性似光性 微波具有類似光一樣的特性，主要表現(xiàn)在反射性、微波具有類似光一樣的特性，主要表現(xiàn)在反射性、直線傳播性及集束性等幾個(gè)方面。由于微波的波長(zhǎng)直線傳播性及集束性等幾個(gè)方面。由于微波的波長(zhǎng)與地球上的一般物體（如飛機(jī)、輪船、汽車等）的與地球上的一般物體（如飛機(jī)、輪船、汽車等）的尺寸相比要小得多，或在同一數(shù)量級(jí)，因此當(dāng)微波尺寸相比要小得多，或在同一數(shù)量級(jí)，因此當(dāng)微波照射到這些物體時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的反

10、射，基于此特性照射到這些物體時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射，基于此特性人們發(fā)明了雷達(dá)系統(tǒng)；人們發(fā)明了雷達(dá)系統(tǒng)； 微波如同光一樣在空間直微波如同光一樣在空間直線傳播，如同光可聚焦成光束一樣，微波也可通過線傳播，如同光可聚焦成光束一樣，微波也可通過天線裝置形成定向輻射，從而可以定向傳輸或接收天線裝置形成定向輻射，從而可以定向傳輸或接收由空間傳來(lái)的微弱信號(hào)，實(shí)現(xiàn)微波通信或探測(cè)。由空間傳來(lái)的微弱信號(hào)，實(shí)現(xiàn)微波通信或探測(cè)。 3. 3. 熱效應(yīng)特性熱效應(yīng)特性 當(dāng)微波電磁能量傳送到有耗物體的內(nèi)部時(shí)，就會(huì)當(dāng)微波電磁能量傳送到有耗物體的內(nèi)部時(shí)，就會(huì)使物體的分子互相碰撞、摩擦，從而使物體發(fā)熱，使物體的分子互相碰撞、摩擦，從而

11、使物體發(fā)熱，這就是微波的熱效應(yīng)特性。利用微波的熱效應(yīng)特性這就是微波的熱效應(yīng)特性。利用微波的熱效應(yīng)特性可以進(jìn)行微波加熱，由于微波加熱具有內(nèi)外同熱、可以進(jìn)行微波加熱，由于微波加熱具有內(nèi)外同熱、效率高、加熱速度快等特點(diǎn)，因而被日益廣泛應(yīng)用效率高、加熱速度快等特點(diǎn)，因而被日益廣泛應(yīng)用于糧食、茶葉、卷煙、木材、紙張、皮革、食品等于糧食、茶葉、卷煙、木材、紙張、皮革、食品等各種行業(yè)中。另外，微波對(duì)生物體的熱效應(yīng)也是微各種行業(yè)中。另外，微波對(duì)生物體的熱效應(yīng)也是微波生物醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)。波生物醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)。4. 4. 寬頻帶特性寬頻帶特性 任何通信系統(tǒng)為了傳遞一定的信息必須占有一定任何通信系統(tǒng)為了傳遞一定的信息必須占

12、有一定的頻帶，為傳輸某信息所需的頻帶寬度叫做帶寬。要的頻帶，為傳輸某信息所需的頻帶寬度叫做帶寬。要傳輸?shù)男畔⒃蕉?，所用的頻帶就越寬。通常一個(gè)傳輸傳輸?shù)男畔⒃蕉?，所用的頻帶就越寬。通常一個(gè)傳輸信道的相對(duì)帶寬（即頻帶寬度與中心頻率之比）不能信道的相對(duì)帶寬（即頻帶寬度與中心頻率之比）不能超過百分之幾，所以為了使多路電視、電話能同時(shí)在超過百分之幾，所以為了使多路電視、電話能同時(shí)在一條線路上傳送，就必須使信道中心頻率比所要傳遞一條線路上傳送，就必須使信道中心頻率比所要傳遞的信息總帶寬高幾十至幾百倍。而微波具有較寬的頻的信息總帶寬高幾十至幾百倍。而微波具有較寬的頻帶特性，其攜帶信息的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過中短波及超

13、短波帶特性，其攜帶信息的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過中短波及超短波，因此現(xiàn)代多路無(wú)線通信幾乎都工作在微波波段。隨，因此現(xiàn)代多路無(wú)線通信幾乎都工作在微波波段。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，單位頻帶所能攜帶的信息越來(lái)越著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，單位頻帶所能攜帶的信息越來(lái)越多，這為微波通信提供了更加廣闊的應(yīng)用前景。多，這為微波通信提供了更加廣闊的應(yīng)用前景。5. 5. 抗低頻干擾特性抗低頻干擾特性 地球周圍充斥著各種各樣的噪聲和干擾，主要?dú)w地球周圍充斥著各種各樣的噪聲和干擾，主要?dú)w納為：由宇宙和大氣在傳輸信道上產(chǎn)生的自然噪聲，納為：由宇宙和大氣在傳輸信道上產(chǎn)生的自然噪聲，由各種電氣設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生的人為噪聲。由于這些由各種電氣設(shè)備工作時(shí)

14、產(chǎn)生的人為噪聲。由于這些噪聲一般在中低頻區(qū)域，與微波波段的頻率成分差噪聲一般在中低頻區(qū)域，與微波波段的頻率成分差別較大，它們?cè)谖⒉V波器的阻隔下，基本不會(huì)影別較大，它們?cè)谖⒉V波器的阻隔下，基本不會(huì)影響微波通信的正常進(jìn)行。這就是微波的抗低頻干擾響微波通信的正常進(jìn)行。這就是微波的抗低頻干擾特性。特性。6. 6. 散射特性散射特性 當(dāng)電磁波入射到某物體上時(shí)，會(huì)在除入射波方向當(dāng)電磁波入射到某物體上時(shí)，會(huì)在除入射波方向外的其他方向上產(chǎn)生散射。散射是入射波和該物體外的其他方向上產(chǎn)生散射。散射是入射波和該物體相互作用的結(jié)果，所以散射波攜帶了大量關(guān)于散射相互作用的結(jié)果，所以散射波攜帶了大量關(guān)于散射的信息。這

15、個(gè)信息就是通過大氣或云對(duì)陽(yáng)光的散射的信息。這個(gè)信息就是通過大氣或云對(duì)陽(yáng)光的散射作用而傳遞給人們的。由于微波具有頻域信息、相作用而傳遞給人們的。由于微波具有頻域信息、相位信息、極化信息、時(shí)域信息等多種信息，人們通位信息、極化信息、時(shí)域信息等多種信息，人們通過對(duì)不同物體的散射特性的檢測(cè)，從中提取目標(biāo)特過對(duì)不同物體的散射特性的檢測(cè)，從中提取目標(biāo)特性信息，從而進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，這是實(shí)現(xiàn)微波遙感、性信息，從而進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，這是實(shí)現(xiàn)微波遙感、雷達(dá)成像等的基礎(chǔ)。另外，還可以利用大氣對(duì)流層雷達(dá)成像等的基礎(chǔ)。另外，還可以利用大氣對(duì)流層的散射實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離微波散射通信。的散射實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離微波散射通信。 7. 7. 視距傳播

16、特性視距傳播特性 各波段的傳播特性是不一樣的，長(zhǎng)波可沿地表傳各波段的傳播特性是不一樣的，長(zhǎng)波可沿地表傳播，短波可利用電離層反射實(shí)現(xiàn)天波傳播，而超短播，短波可利用電離層反射實(shí)現(xiàn)天波傳播，而超短波和微波只能在視距內(nèi)沿直線傳播，這就是微波的波和微波只能在視距內(nèi)沿直線傳播，這就是微波的視距傳播特性。但由于地球表面的彎曲和障礙物視距傳播特性。但由于地球表面的彎曲和障礙物（高山、建筑物等）的阻攔，微波不能直接傳播到（高山、建筑物等）的阻攔，微波不能直接傳播到很遠(yuǎn)的地方去（一般不超過很遠(yuǎn)的地方去（一般不超過50km50km），因此在地面上），因此在地面上利用微波進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信時(shí)，必須建立中繼接力站，利用微波

17、進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信時(shí)，必須建立中繼接力站，并使站與站之間的距離不超過視距，微波信號(hào)就像并使站與站之間的距離不超過視距，微波信號(hào)就像接力棒一樣，一站一站地傳遞下去。增加了通信的接力棒一樣，一站一站地傳遞下去。增加了通信的復(fù)雜程度。復(fù)雜程度。8.8.電磁兼容與電磁環(huán)境污染電磁兼容與電磁環(huán)境污染 隨著無(wú)線電技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的無(wú)線設(shè)隨著無(wú)線電技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的無(wú)線設(shè)備在相同的區(qū)域同時(shí)工作，勢(shì)必會(huì)相互干擾。尤其備在相同的區(qū)域同時(shí)工作，勢(shì)必會(huì)相互干擾。尤其是在飛行器、艦船上不同的通信設(shè)備之間的距離極是在飛行器、艦船上不同的通信設(shè)備之間的距離極小就會(huì)相互干擾。另外，在十分擁擠的公共場(chǎng)合，小就會(huì)相

18、互干擾。另外，在十分擁擠的公共場(chǎng)合，眾多的移動(dòng)用戶之間的相互影響也是顯而易見的，眾多的移動(dòng)用戶之間的相互影響也是顯而易見的，這就必須考慮電磁兼容的問題。另一方面，越來(lái)越這就必須考慮電磁兼容的問題。另一方面，越來(lái)越多的無(wú)線信號(hào)充斥于人們的生活空間，必然對(duì)人體多的無(wú)線信號(hào)充斥于人們的生活空間，必然對(duì)人體產(chǎn)生影響。因此從某種意義上說(shuō)，電磁環(huán)境污染已產(chǎn)生影響。因此從某種意義上說(shuō)，電磁環(huán)境污染已成為新的污染源。這一點(diǎn)，已引起各國(guó)政府和科技成為新的污染源。這一點(diǎn)，已引起各國(guó)政府和科技界的廣泛重視。界的廣泛重視。9.9.分布參數(shù)的不確定性分布參數(shù)的不確定性 在低頻情況下，電系統(tǒng)的元器件尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電在低頻情

19、況下，電系統(tǒng)的元器件尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電波的波長(zhǎng)，因此穩(wěn)定狀態(tài)的電壓和電流源效應(yīng)可以波的波長(zhǎng)，因此穩(wěn)定狀態(tài)的電壓和電流源效應(yīng)可以被認(rèn)為是在整個(gè)系統(tǒng)各處同時(shí)建立起來(lái)的，系統(tǒng)各被認(rèn)為是在整個(gè)系統(tǒng)各處同時(shí)建立起來(lái)的，系統(tǒng)各種不同的元件可用既不隨時(shí)間、也不隨空間變化的種不同的元件可用既不隨時(shí)間、也不隨空間變化的參量表征，這就是集總參數(shù)元件。而微波的頻率很參量表征，這就是集總參數(shù)元件。而微波的頻率很高，電磁震蕩周期極短，與微波電路中從一點(diǎn)到另高，電磁震蕩周期極短，與微波電路中從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的電效應(yīng)的傳播時(shí)間相比是可比擬的，因此就一點(diǎn)的電效應(yīng)的傳播時(shí)間相比是可比擬的，因此就必須用隨時(shí)間、空間變化的參量，即分布參

20、量來(lái)表必須用隨時(shí)間、空間變化的參量，即分布參量來(lái)表征。由于分布參量具有明顯的不確定性，增加了微征。由于分布參量具有明顯的不確定性，增加了微波理論與技術(shù)的難度，從而增加了微波設(shè)備的成本。波理論與技術(shù)的難度，從而增加了微波設(shè)備的成本。微波和微波技術(shù)的早期應(yīng)用和發(fā)展是與第二次世界大戰(zhàn)對(duì)微波和微波技術(shù)的早期應(yīng)用和發(fā)展是與第二次世界大戰(zhàn)對(duì)雷達(dá)的需求分不開的。在第二次世界大戰(zhàn)中及其戰(zhàn)后的相當(dāng)長(zhǎng)雷達(dá)的需求分不開的。在第二次世界大戰(zhàn)中及其戰(zhàn)后的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，微波產(chǎn)品的主要應(yīng)用領(lǐng)域是在軍事中。時(shí)期內(nèi)，微波產(chǎn)品的主要應(yīng)用領(lǐng)域是在軍事中。近幾十年來(lái)，由于國(guó)際形勢(shì)的變化，以及微波產(chǎn)品價(jià)格的近幾十年來(lái)，由于國(guó)際形勢(shì)的變

21、化，以及微波產(chǎn)品價(jià)格的下降，微波產(chǎn)品在民用領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。下降，微波產(chǎn)品在民用領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。微波的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域和潛在應(yīng)用領(lǐng)域是相當(dāng)廣泛的，我們微波的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域和潛在應(yīng)用領(lǐng)域是相當(dāng)廣泛的，我們這里只能就幾個(gè)主要方面做些簡(jiǎn)單介紹。這里只能就幾個(gè)主要方面做些簡(jiǎn)單介紹。 二、微波應(yīng)用領(lǐng)域二、微波應(yīng)用領(lǐng)域1 1、雷達(dá)、雷達(dá) (Radar = (Radar = RaRadio dio D Detection etection A And nd R Ranging)anging)雷達(dá)是微波技術(shù)的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。雷達(dá)是微波技術(shù)的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。雷達(dá)、青霉素和原子彈雷達(dá)、青霉素和原子彈被稱為二戰(zhàn)

22、期間的三大科學(xué)發(fā)明被稱為二戰(zhàn)期間的三大科學(xué)發(fā)明。1931 1931 年至年至 1935 1935 年，英國(guó)皇家無(wú)線電研究所的科學(xué)家首先年，英國(guó)皇家無(wú)線電研究所的科學(xué)家首先發(fā)明了雷達(dá)，當(dāng)時(shí)雷達(dá)的作用距離僅為發(fā)明了雷達(dá)，當(dāng)時(shí)雷達(dá)的作用距離僅為 80 80 公里。公里。雷達(dá)在第二次世界大戰(zhàn)中投入實(shí)用，并在許多重要戰(zhàn)役中雷達(dá)在第二次世界大戰(zhàn)中投入實(shí)用，并在許多重要戰(zhàn)役中起到了決定性的作用，其中包括著名的不列顛空戰(zhàn)和中途島海起到了決定性的作用，其中包括著名的不列顛空戰(zhàn)和中途島海戰(zhàn)。戰(zhàn)。由于雷達(dá)在第二次世界大戰(zhàn)中的重要作用，第二次世界大由于雷達(dá)在第二次世界大戰(zhàn)中的重要作用，第二次世界大戰(zhàn)之后，世界各國(guó)都很

23、重視發(fā)展雷達(dá)技術(shù)。戰(zhàn)之后，世界各國(guó)都很重視發(fā)展雷達(dá)技術(shù)。現(xiàn)代雷達(dá)的種類很多，性能也日益提高，其應(yīng)用領(lǐng)域也從現(xiàn)代雷達(dá)的種類很多，性能也日益提高，其應(yīng)用領(lǐng)域也從軍事領(lǐng)域向民用領(lǐng)域擴(kuò)展。軍事領(lǐng)域向民用領(lǐng)域擴(kuò)展。雷達(dá)與隱形飛機(jī)雷達(dá)與隱形飛機(jī)隱形飛機(jī)隱形飛機(jī)雷達(dá)雷達(dá) 英國(guó)研制獨(dú)特隱形飛機(jī)的英國(guó)研制獨(dú)特隱形飛機(jī)的ReplicaReplica計(jì)劃中的隱形機(jī)模型計(jì)劃中的隱形機(jī)模型雷達(dá)的其它應(yīng)用：雷達(dá)的其它應(yīng)用：公眾應(yīng)用公眾應(yīng)用 ：機(jī)場(chǎng)監(jiān)視、海上導(dǎo)航、氣象雷達(dá)、測(cè)量學(xué)、飛機(jī)：機(jī)場(chǎng)監(jiān)視、海上導(dǎo)航、氣象雷達(dá)、測(cè)量學(xué)、飛機(jī)著陸、夜間防盜、速度測(cè)量（警戒雷達(dá)）、測(cè)繪等著陸、夜間防盜、速度測(cè)量（警戒雷達(dá)）、測(cè)繪等 軍事應(yīng)

24、用：空間和海事導(dǎo)航，飛機(jī)、導(dǎo)彈、空間飛行器的檢測(cè)軍事應(yīng)用：空間和海事導(dǎo)航，飛機(jī)、導(dǎo)彈、空間飛行器的檢測(cè)和跟蹤，導(dǎo)彈的精確制導(dǎo)，導(dǎo)彈和火炮的點(diǎn)火控制，武器保險(xiǎn)、和跟蹤，導(dǎo)彈的精確制導(dǎo)，導(dǎo)彈和火炮的點(diǎn)火控制，武器保險(xiǎn)、偵察等偵察等 科學(xué)應(yīng)用：天文學(xué)、繪圖和成像，精密距離測(cè)量，自然資源遙科學(xué)應(yīng)用：天文學(xué)、繪圖和成像，精密距離測(cè)量，自然資源遙感等感等 2 2、信息技術(shù)領(lǐng)域、信息技術(shù)領(lǐng)域微波通訊系統(tǒng)的工作頻帶寬、信息容量大、機(jī)動(dòng)性好，特微波通訊系統(tǒng)的工作頻帶寬、信息容量大、機(jī)動(dòng)性好，特別適合于衛(wèi)星通訊，宇航通訊和移動(dòng)通訊等，因而在現(xiàn)代通訊別適合于衛(wèi)星通訊，宇航通訊和移動(dòng)通訊等，因而在現(xiàn)代通訊系統(tǒng)中占有相

25、當(dāng)重要的地位。系統(tǒng)中占有相當(dāng)重要的地位。微波、毫米波通訊系統(tǒng)不但頻帶寬、信息容量大，而且還微波、毫米波通訊系統(tǒng)不但頻帶寬、信息容量大，而且還具有便于架設(shè)、機(jī)動(dòng)性好、保密性好等優(yōu)點(diǎn)。目前常見的蜂窩具有便于架設(shè)、機(jī)動(dòng)性好、保密性好等優(yōu)點(diǎn)。目前常見的蜂窩移動(dòng)電話、尋呼機(jī)、微波電話網(wǎng)、微波電視網(wǎng)、衛(wèi)星電視網(wǎng)等移動(dòng)電話、尋呼機(jī)、微波電話網(wǎng)、微波電視網(wǎng)、衛(wèi)星電視網(wǎng)等等，都屬于微波通訊系統(tǒng)。等，都屬于微波通訊系統(tǒng)。3 3、科學(xué)研究、科學(xué)研究微波作為一種科學(xué)研究的手段也得到了廣泛的應(yīng)用。微波作為一種科學(xué)研究的手段也得到了廣泛的應(yīng)用。國(guó)際計(jì)量大會(huì)確定的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際計(jì)量大會(huì)確定的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)銫（銫（sese）1331

26、33原子時(shí)鐘的原子時(shí)鐘的譜線就是處在微波頻段。譜線就是處在微波頻段。微波在物理學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、氣象學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域微波在物理學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、氣象學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域里的應(yīng)用導(dǎo)致了許多重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展。里的應(yīng)用導(dǎo)致了許多重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展。所謂所謂 20 20 世紀(jì)世紀(jì) 60 60 年代天文學(xué)的四大發(fā)現(xiàn)年代天文學(xué)的四大發(fā)現(xiàn)類星體、中類星體、中子星、子星、2.7 2.7 O OK K 微波背景輻射和星際有機(jī)分子都是利用微波作為微波背景輻射和星際有機(jī)分子都是利用微波作為主要觀測(cè)手段而發(fā)現(xiàn)的。主要觀測(cè)手段而發(fā)現(xiàn)的。4 4、其它領(lǐng)域、其它領(lǐng)域微波加熱微波加熱微波是一種特殊的能源，利用微波的熱效

27、應(yīng)可微波是一種特殊的能源，利用微波的熱效應(yīng)可以對(duì)一些物質(zhì)進(jìn)行加熱。以對(duì)一些物質(zhì)進(jìn)行加熱。-微波爐微波爐微波治療微波治療微波可以對(duì)人體內(nèi)的炎癥、潰瘍、腫瘤和其它微波可以對(duì)人體內(nèi)的炎癥、潰瘍、腫瘤和其它病變產(chǎn)生抑制或治療作用。目前，已經(jīng)有很多類型的微波治療病變產(chǎn)生抑制或治療作用。目前，已經(jīng)有很多類型的微波治療儀器投入了實(shí)用。儀器投入了實(shí)用。微波武器微波武器微波武器的工作原理與微波爐基本相同。高能微波武器的工作原理與微波爐基本相同。高能微波束可以干擾甚至摧毀敵方的各種電子設(shè)備；可以引爆敵方微波束可以干擾甚至摧毀敵方的各種電子設(shè)備；可以引爆敵方的炮彈、導(dǎo)彈甚至核武器等；可以干擾敵方人員的神經(jīng)系統(tǒng)和的炮

28、彈、導(dǎo)彈甚至核武器等；可以干擾敵方人員的神經(jīng)系統(tǒng)和大腦的思維，可以灼傷人的眼睛和人體組織，破壞大腦、心臟大腦的思維，可以灼傷人的眼睛和人體組織，破壞大腦、心臟和呼吸系統(tǒng)的工作，直至殺傷敵方的人員。和呼吸系統(tǒng)的工作，直至殺傷敵方的人員。微波武器、激光武器和粒子束武器被稱為新一代定向能武器，微波武器、激光武器和粒子束武器被稱為新一代定向能武器，它們都是光速武器，而且看不見摸不著。微波武器又是這三種它們都是光速武器，而且看不見摸不著。微波武器又是這三種新概念兵器中研制費(fèi)用最低，最容易實(shí)現(xiàn)的一種。新概念兵器中研制費(fèi)用最低，最容易實(shí)現(xiàn)的一種。在電磁波頻譜中，微波的位置處于甚高頻和光波之間。在電磁波頻譜中

29、，微波的位置處于甚高頻和光波之間。研究低頻電磁波系統(tǒng)的理論有：電磁學(xué)和電子線路等等，研究研究低頻電磁波系統(tǒng)的理論有：電磁學(xué)和電子線路等等，研究光波的理論有幾何光學(xué)和波動(dòng)光學(xué)等等。研究微波的理論就是光波的理論有幾何光學(xué)和波動(dòng)光學(xué)等等。研究微波的理論就是微微波技術(shù)波技術(shù)。概括地講，微波技術(shù)包含。概括地講，微波技術(shù)包含兩種基本分析方法：兩種基本分析方法：一一) ) 經(jīng)典電磁理論經(jīng)典電磁理論微波技術(shù)的基本研究方法是微波技術(shù)的基本研究方法是“場(chǎng)解法場(chǎng)解法”。場(chǎng)解法就是在一定的邊界條件下，求解麥克斯韋方程組。場(chǎng)解法就是在一定的邊界條件下，求解麥克斯韋方程組。從理論上講，所有微波技術(shù)中的問題都可以用從理論上

30、講，所有微波技術(shù)中的問題都可以用“場(chǎng)解法場(chǎng)解法”求解。求解。遺憾的是，除了在非常簡(jiǎn)單的邊界條件下，我們可以得到封閉的遺憾的是，除了在非常簡(jiǎn)單的邊界條件下，我們可以得到封閉的場(chǎng)解，在某些邊界條件下，可以借助于電子計(jì)算機(jī)得到數(shù)值解外場(chǎng)解，在某些邊界條件下，可以借助于電子計(jì)算機(jī)得到數(shù)值解外（計(jì)算電磁學(xué)），在大多數(shù)的邊界條件下，我們不可能得到封閉（計(jì)算電磁學(xué)），在大多數(shù)的邊界條件下，我們不可能得到封閉的場(chǎng)解。的場(chǎng)解。三、微波的研究方法三、微波的研究方法二二) ) 微波網(wǎng)絡(luò)研究方法微波網(wǎng)絡(luò)研究方法在微波工程應(yīng)用領(lǐng)域中，需要有簡(jiǎn)在微波工程應(yīng)用領(lǐng)域中，需要有簡(jiǎn)便的工程計(jì)算方法。在一定的條件下，類比于低頻電路的概念，便的工程計(jì)算方法。在一定的條件下，類比于低頻電路的概念，可以將本質(zhì)上屬于可以將本質(zhì)上屬于“場(chǎng)場(chǎng)”的微波電路