微波理論及應用經(jīng)典

微波理論及應用物理與機電學院電子科學系2011.09.19劉顏回有事聯(lián)系我Email:yanhuiliu@電話點:物理館415#考核方式作業(yè)：2~3次，15%項目/論文綜述：1次（2~3人/組），15%考勤：4次（隨機抽查），10%考試：1次，60%一、什么是微波？二、微波理論的主要應用三、電磁場理論及工程的發(fā)展簡史四、課程內(nèi)容五、參考書目緒論一、什么是微波？二、微波理論的主要應用三、電磁場理論及工程的發(fā)展簡史四、課程內(nèi)容五、參考書目緒論頻段2音頻（VF)）8基低頻（VLF）4低頻（LF）5中頻（MF）6高頻（HF）7甚高頻（VHF）8特高頻（UHF）9超高頻（SHF）10極高頻（EHF）11121314超長波（VLW）長波（LW）中波（MW）超短波（VSW）（米波）分米波厘米波毫米波

3Hz30Hz300Hz3kHz30kHz300kHz3MHz30MHz300MHz3GHz30GHz300GHz3THz30THz300THz105km104km103km102km10km1km100m10m1m10cm1cm1mm100101

（公里）（米）（厘米）（毫米）（微米）無線電電磁頻譜表1

短波（SW）音頻雷達頻率微波頻段紅外視頻1.1微波的頻率范圍無線電電磁頻譜表2雷達電磁頻譜表雷達電磁頻譜表常用移動通信電磁頻譜表

微波能像光線一樣在空氣或其他媒體中沿直線以光速傳播,在不同的媒體界面上存在入射和反射現(xiàn)象。這是因為微波的波長很短,比地球上的一般物體（如艦船、飛機、火箭、導彈、汽車、房屋等）的幾何尺寸小的多或在同一個數(shù)量級。當微波照射到這些物體上時將產(chǎn)生明顯的反射,對于某些物體將會產(chǎn)生鏡面反射。因此,可以制成尺寸、體積合適的天線,用來傳輸信息,實現(xiàn)通信；可接收物體所引起的回波或其他物體發(fā)射的微弱信號,用來確定物體的方向、距離和特征,實現(xiàn)雷達探測。1.2微波的基本特性似光性?

微波照射某些物體時,能夠深入物體的內(nèi)部。微波（特別是厘米波段）信號能穿透電離層，成為人們探測外層空間的宇宙窗口；能夠穿透云霧、植被、積雪和地表層,具有全天候的工作能力,是遙感技術的重要手段；能夠穿透生物組織,是醫(yī)學透熱療法的重要方法；能穿透等離子體，是等離子體診斷、研究的重要手段。穿透性?

非電離性

一般情況下,微波的量子能量還不夠大,不足以改變物質分子的內(nèi)部結構或破壞物質分子的鍵結構。由物理學可知,在外加電磁場周期力的作用下,物質內(nèi)分子、原子和原子核會產(chǎn)生多種共振現(xiàn)象,其中,許多共振頻率就處于微波頻段。這就為研究物質內(nèi)部結構提供了強有力的實驗手段,從而形成了一門獨立的分支學科——微波波譜學。

微波頻帶比普通的中波、短波和超短波的頻帶要寬幾千倍以上,這就意味著微波可以攜帶的信息量要比普通無線電波可能攜帶的信息量大的多。因此,現(xiàn)代生活中的移動通信、多路通信、圖像傳輸、衛(wèi)星通信等設備全都使用微波作為傳送手段。微波信號還可提供相位信息、極化信息、多普勒頻移信息等。這些特性可以被廣泛應用于目標探測、

目標特征分析、

遙測遙控、

遙感等領域。信息性色散傳輸特性電波傳播大氣窗口36GHz(8mm),94GHz(3.2mm)電波傳播衰減峰22GHz(15mm),60GHz(5mm)一、誘什么飄是微寄波？二、梅微波傭理論討的主息要應緊用三、抄電磁糟場理踏論及松工程專的發(fā)熟展簡充史四、坡課程題內(nèi)容五、旋參考蜘書目緒諒論?微波板作為能量的一開種形機式，織是當影今世奮界最償重要訓的能冠源，永其研籃究領傾域涉黃及電葉磁能善量的訪產(chǎn)生閱、儲進存、劈燕變換拘、傳被輸和尺綜合養(yǎng)利用夕。?微波賢作為猜信息宏傳輸紅的載體，成指為當榴今人讓類社亦會發(fā)揀布和喜獲取兇信息灰的主夕要手晴段，逆主要兩研究漿領域得為信除息的武產(chǎn)生終、獲行取、魯交換休、傳附輸、株儲存望、處居理、他再現(xiàn)俱和綜配合利盼用。?微波親作為探測未知衰世界校的一逗種重咳要手恥段，招主要糾研究斜領域朵為電記磁波仙與目甜標的喪相互桂作用筐特性乏、目洗標特嬌征的靠獲取衰與重切建、餓探測蜻新技登術等攝。如毯：遙巾感、箭遙測效、遙絹控浙、無搖損電辭磁探繩傷等漂。微波等理論裕的主配要應忽用典型壇應用忽介紹無線箏通信蜘系統(tǒng)雷達償探測稀與隱共身遙感堂與遙民測衛(wèi)星懷導航電磁構設計殊軟件雞開發(fā)射頻底識別能源婆勘探醫(yī)學絞影像一、臺什么再是微鐮波？二、敵微波悅理論魔的主牌要應輕用三、網(wǎng)電磁影場理地論及急工程朝的發(fā)懲展簡坑史四、牛課程驚內(nèi)容五、郵參考景書目緒炮論三、兇電磁乘場理茂論及壓工程零發(fā)展番簡史1．電磁示場理舍論的土早期熊研究電、勞磁現(xiàn)爛象是逼大自歸然最覺重要縱的往減來現(xiàn)沈象，相也最飄早被擦科學饒家們越關心釋和研惕究的宏物理陜現(xiàn)象設，其彩中貢時獻最況大的夢有來震頓、技富蘭莖克林嗎、伏質打等特科學報家。19世紀腹以前融，電螺、磁技現(xiàn)象覆作為柔兩個捐獨立伍的物杰理現(xiàn)析象，結沒有趟發(fā)現(xiàn)骨電與遲磁的系聯(lián)系癥。但執(zhí)是由薪于這晚些研誦究（減特別貼是伏速打17搞99年發(fā)演明了釘電池臉），型為電會磁學令理論演的建秋立奠帽定了閃基礎悟。2．電磁坊場理立論的闊建立18世紀刷末期藥，德修國哲翻學家謝林認為疲，宇宙是眠有活符力的怪，而衫不是圖僵死鉛的。促他認腹為電搬就是宇斥宙的婆活力蹄，是假宇宙航的靈票魂；稿電、鄉(xiāng)豐磁、械光、熱陷是相肚互聯(lián)栽系的吵。奧斯決特是謝名林的棵信徒希，他鑰從18涂07年開確始研究導電磁渠之間咳的關杏系。18擠20年，非他發(fā)寺現(xiàn)電榆流以力告作用順于磁居針。安培發(fā)現(xiàn)卡作用罪力的兩方向蒼和電具流的逐方向冠以及吵磁針孫到通紫過電賭流的納導線溫的垂健直線哨方向鬼相互材垂直弟，并炕定量滔建立俘了若合干數(shù)指學公薯式。法拉稼第在謝鄙林的克影響堅下，午相信雹電、狗磁、裕光、煤熱是澤相互傅聯(lián)系俗的。把奧斯熊特18雨20年發(fā)汽現(xiàn)電堅流以絞力作犧用于倆磁針倘后，琴法拉竊第敏腎銳地拆意識陸到，誰電可鍋以對圍磁產(chǎn)禾生作盛用，和磁也瓦一定良能夠助對電鈴產(chǎn)生寇影響梁。18龜21年他群開始丟探索繁磁生鉗電的我實驗陷。18船31年他粱發(fā)現(xiàn)訂，當葵磁捧映插入班導體估線圈妨時；質導線紋圈中扭就產(chǎn)稿生電農(nóng)流?？噙@表航明，臟電與斥磁之渠間存柏在著痕密切粗的聯(lián)鉆系。麥克遮斯韋深入羨研究郵并探呢討了楊電與老磁之匹間發(fā)顆生作駛用的好問題站，發(fā)培展了媽場的首概念煙。在躁法拉有第實塌驗的四基礎敬上，蒼總結舟了宏浙觀電乳磁現(xiàn)知象的燦規(guī)律象，引投進位移飽電流的概武念。呼這個閥概念龜?shù)暮朔叫乃颊f想是嶄：變偽化著搭的電律場能瞎產(chǎn)生碼磁場盈；與化變化摘著的廈磁場曾產(chǎn)生制電場醒相對沾應。免在此鴉基礎溝上提播出了楚一套叫偏微固分方激程來銷表達雞電磁撐現(xiàn)象虧的基氧本規(guī)窯律，貌稱為標麥克嫌斯韋袍方程靈組，擦是經(jīng)叢典電收磁學浩的基的本方塊程。3．電磁唯場理少論的華工程登應用巧和發(fā)頂展18姻87年，誘德國鄙科學伸家赫茲用火塔花隙蜜激勵較一個吹環(huán)狀穿天線惱，用維另一虹個帶憐隙的術環(huán)狀飽天線狡接收納，證叨實了著麥克魄斯韋剖關于疼電磁過波存迎在的都預言辨，這鼓一重示要的崖實驗象導致邪了后短來無德線電煤報的蘆發(fā)明賴。從摔此開壇始了簡電磁突場理月論應晉用與斯發(fā)展乞時代民，并葵且發(fā)衰展成肉為當仔代最推引人襲注目額的學育科之畫一。無線幫電報18耳95年，溪意大饒利馬巾可尼閣成功把地進京行了2.潤5公里采距離孤的無啞線電垮報傳片送實炭驗。18捏96年，撲波波盛夫進起行了拾約25潮0米距江離的蘇類似網(wǎng)試驗,窄18澆99年,無線加電報?？缭搅嫌⒓衫Ｐ{的灣試驗既成功端；19竿01年，楚跨越子大西億洋的32渾00公里然距離代的試掘驗成良功。先馬可駛尼以樣其在奶無線受電報倚等領射域的何成就喊，獲娃得了19驅09年的見諾貝冰爾獎專金物鋤理學可獎。屠無線旅電報偏的發(fā)堅明，辱開始慎了利杜用電鐵磁波饑時期淹。有線懸電話18津76年,美國A.蔑G.貝爾忌在美著國建清國10蘆0周年妹博覽臣會上淡展示滴了他絞所發(fā)為明的錫有線繭電話蹦。此虹后,有線椒電話報便迅幼速普挨及開辛來。廣播19參06年，備美國刪費森膽登用50千赫兄頻率慈發(fā)電掌機作廉發(fā)射妄機，服用微表音器慈接入熔天線銹實現(xiàn)攔調制膏，使袖大西果洋航筍船上裂的報僵務員器聽到謊了他貌從波謹士頓加播出摧的音論樂。19徑19年，蜘第一菠個定壇時播幟發(fā)語艇言和啄音樂等的無新線電蘭廣播叨電臺婦在英敘國建砌成。驚次年顛，診在美炮國的旦匹茲毒堡城申又建輕成一挑座無引線電鋼廣播搜電臺銜。電視18數(shù)84年，耽德國貼尼普冒科夫嗽提出意機械枝掃描皇電視惰的設脊想，19張27年，聯(lián)英國寒貝爾簡德成震功地引用電勵話線母路把莊圖像膀從倫望敦傳淚至大激西洋濱中的昏船上典。茲璃沃霄平金在19城23和19債24年相美繼發(fā)房誠明了穿攝像凳管和圾顯像斬管。19該31年，蘆他組樂裝成奮世界馬上第覺一個吩全電奶子電毒視系小統(tǒng)。雷達（Ra姨di愧o綱De固te錦ct頓io鏈n熄an劇d夾Ra思ng桑in兩g）二次豬世界而大戰(zhàn)尸前夕督，飛奶機成點為主眾要進小攻武術器。帆英、好美、潔德、穩(wěn)法等廢國競已相研兩制一獸類能坑夠早魔期警倒戒飛未機的冤裝置清。19堅36年，搖英國渾的瓦奏特設干計的騎警戒銹雷達繩最先悶投入傅了運滾行。折有效銷地警哨戒了績來自漁德國總的轟麻炸機壤。19祥38年，科美國近研制踩成第痛一部壓能指紹揮火賞炮射貞擊的貨火炮律控制耕雷達燥。19煙40年，末多腔佳磁控糠管的肢發(fā)明靜，微擦波雷絕達的濁研制者成為表可能細。19鴿44年，湊能夠莖自動討跟蹤哨飛機繁的雷浙達研噸制成鎮(zhèn)功。19題45年，左能消免除背嚴景干乏擾顯括示運壞動目醋標的昨顯示接技術枝的發(fā)懶明,使雷捆達更泡加完傻善。何在整因個第施二次另世界婆大戰(zhàn)較期間,雷達虧成了莊電磁側場理城論最傾活躍恥的部茄分。衛(wèi)星留通信蔬技術19攀58年,美國方發(fā)射器低軌功的“期斯科粘爾”拜衛(wèi)傅星成昏功，咽這是壺第一糧顆用幕于通室信的斷試驗困衛(wèi)星睡。19競64年,借助友定點約同步霸通信罰衛(wèi)星織首次鎮(zhèn)實現(xiàn)敞了美父、量歐、格非三駱大洲嘆的通遵信和苗電視段轉播框。19孫65年,第一全顆商多用定陰點同察步衛(wèi)典星投閑入運看行。19嘴69年,大西裙洋、銜太平憤洋和鼻印度帽洋上杠空均略已有作定點醋同步腹通信盲衛(wèi)星,衛(wèi)星況地球尖站已鉛遍布迅世界伐各國絕，這創(chuàng)些衛(wèi)程星地幸球站泳又和晶本國銳或本咐地區(qū)癢的通悔信網(wǎng)緊接通獨。衛(wèi)黑星通橫信經(jīng)援歷10年的惕發(fā)展葵，終糖趨于里成熟。衛(wèi)星艱定位令技術19腰57年衛(wèi)依星發(fā)藥射成楚功后畢，人穩(wěn)們試僚圖將咐雷達暖引入侮衛(wèi)星稱，實幅現(xiàn)以供衛(wèi)星違為基其地對賢地球毀表面贈及近險地空番間目楊標的牽定位宴和導鍛航。19乏58年底醫(yī)，美童國開淘始研饒究實至施這如一計核劃，呆于19剩64年研扛究成寧功子倚午儀莖衛(wèi)星按導航建系統(tǒng)腹。19鵝73年美痰國提陜出了柄由24顆衛(wèi)惹星組澇成的蓄實用敢系統(tǒng)慚新方夫案，肌即GP皆S計劃堤。它評是英償文Na隔vi楊ga睡ti亂on竿S纖at予el啞li腳te超T瘋im睬in緒g抖an鴉d唯Ra鉤ng躍in驕g抱/G接lo稼ba綁l帳Po照si時ti夏on聚in脾g蹄Sy琴st雹em的字辰頭縮巴寫NA士VS枯TA灶R/陪GP則S的簡倡稱，卷其含托義是文利用表導航視衛(wèi)星蚊進行幣測時陸和測換距。19同90年最不終的GP做S方案蝕是由21顆工繼作衛(wèi)傘星和3顆在憐軌備奧用衛(wèi)坊星組勉成。全注球滾定懼位嘉系圖統(tǒng)Gl緒ob戲al漸P矮os關it緩io扣ni淘ng喂S填ys僻te與m(榜GP省S)一、藏什么套是微點波？二、焦微波趁理論管的主柏要應貴用三、戴電磁大場理喂論及太工程奔的發(fā)養(yǎng)展簡工史四、仇課程惕內(nèi)容五、也參考粗書目緒榮論接收卸機接收幟天線饋線下行私波發(fā)射缺機發(fā)射軍天線饋線導行方波1.微波遞系統(tǒng)虜?shù)幕醣窘M敲成2.課程傘內(nèi)容負及安祖排電磁鹿理論敗基礎9學時微波酬電路易及元劍件21學時電波她傳播富與天圈線9學時計算痰電磁威方法帶及軟裝件介臭紹3學時研究華進展蝕綜述3學時微波兼系統(tǒng)竭及應趨用3學時一、臨什么平是微押波？二、宗微波鋸理論嬸的主術要應賓用三、揭電磁闊波理惑論及企工程毒的發(fā)雹展簡我史四、簡課程師內(nèi)容五、翁參考移書目緒糟論主要奸參考挽書[1而]Ro昂be撿rt逼R色.輛Ya什ng等.El功ec似tr鴿om涂ag旗ne土ti池c元Fi躬el廈ds每a壯nd涌W涉av誓es.[2閃]謝處遮方,饒克護謹.電磁寸場與斧電磁蹤蝶波.第三端版.北京:高等渡教育棕出版臣社[3氣]Ba皮la透ni狂s.Ad號va凳nc律ed由E宰ng孝in酷ee諒ri庫ngEl餅ec婦tr蓋om敵ag孝ne誼ti斗cs.Wi盆le柳y出版[4塔]傅君中眉,馮恩泄信.高等爐電磁禮理論.西安:西安辱交通冶大學淋出版侵社,銷20織00[5球]Po敲za凱r，Mi奪cr均ow亡av艦e丹En觸gi滴ne瘦er蠢in斷g，th云e叢3r驗d輔Ed語it委io享n[6捏]黃香霜馥等嶄，微波巨固體駕電路[7套]林為籃干,微波網(wǎng)網(wǎng)絡[8燭]龍R.反L亮ud史wi犯g,間P精.Br瓦et林ch某ko,射頻內(nèi)電路腿設計-理論里與應辮用[9閣]中國盲傳播具研究悲所,電波惱傳播[1枝0]西電/成電,天線尸原理[1伶1]汪茂吳光等,陣列膏天線假分析掙與綜閘合[1隱2]林昌拼祿主司編,天線曾工程息手冊[1泄3]鵝J疏.Sa家le拆hi著,葉芝也慧、黨趙新謠勝譯洪，通信驅系統(tǒng)艙工程[1渠4]志M.貪I.Sk雄ol徑ni羅c,雷達選手冊[1豬5]戚W.速C憲.億Ch呢ew朵,聶在瞇平、雕柳清醋伙譯,非均拴勻介路質中墊的場慚與波第一盟章請電江磁理芽論基沖礎1.購1矢量分宿析1.拋2麥克倍斯韋核方程安及邊嗚界條錘件1.傅3基本初波函毛數(shù)1.爐4均勻憐及平但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