微波工程基礎(chǔ)

教學方式：課堂講授和提問討論相結(jié)合講授：強調(diào)概念理解和應(yīng)用,既重視初學者的入門，又兼顧知識層面的提升討論的問題緊密與講授內(nèi)容結(jié)合習題多作為課前的討論主題作業(yè)每次交一組（全班分為四組）考試方式：閉卷參考書：1、DavidM.Pozar著，張肇儀等譯，《微波工程》，電子工業(yè)出版社，2006年3月第一次印刷。2、李宗謙，佘京兆，高葆新，《微波工程基礎(chǔ)》，清華大學出版社，2004參考書（續(xù)）：3、顧茂章，張克潛，《微波技術(shù)》，清華大學出版社，19894、張克潛,李德杰,《微波與光電子學中的電磁理 論》,電子 工業(yè)出版社,20015、S。Y。利奧著，《微波器件與電路》，科學出版 社，19876、楊祥林等編著，《微波器件原理》，電子工業(yè)出版 社，19947、董樹義，《微波測量技術(shù)》，北京理工大學出版社，1990第一章緒論1.1微波的基本概念

電磁頻譜微波的頻率范圍穿透金屬直線傳播廣播電視THz波RFTHz

“微波”介于普通無線電波（長波、中波、短波、超短波）與紅外線之間的電磁波波長與電路或元器件尺寸可比擬分米、厘米、毫米電路電磁場解（集中參數(shù)

分布參數(shù)）國內(nèi)外對微波定義的區(qū)別：

中國（1米~1毫米）美國（微波30厘米~0.3毫米)1.2微波的特點

波長短

易于實現(xiàn)定向發(fā)射雷達利用無線電波的反射測定目標的位置波束寬度目標的方向 拋物面天線電磁波發(fā)射波束角:

D和分別是拋物面的直徑和波長5

波束角(可以相當精確定位)

微波=3cm,D=84cm

短波=10m（波長最短）,D=280m(困難)頻率高（絕對帶寬大）、信息容量大信道傳遞某種信息所必須的頻帶寬度(中心頻率百分之幾)人耳能聽到的聲音頻率范圍約20-20000Hz聽懂語言300-3400Hz(電話:3000Hz信道)相當逼真?zhèn)鬟f語言和音樂6-15kHz頻帶(廣播)傳送圖象和聲音我國8MHz頻帶(電視)多路通訊信道中心頻率必須是被傳遞信息頻帶寬度的幾十甚至上百倍電子渡越(極間飛躍)時間~10-9秒、趨膚效應(yīng)(滲透減小)、輻射效應(yīng)(導(dǎo)線間距~波長)

能穿透電離層視距傳播傳輸距離依賴于天線高度長波：沿地球彎曲表面?zhèn)鞑ィǖ夭▊鞑?距離遠）中波過渡到短波，地波衰減增大短波：60-300公里電離層的折射（天波傳播-不穩(wěn)定）超短波和微波：視距內(nèi)沿直線傳播（空間波穿透電離層）

限制作用范圍到所需區(qū)域(控制天線作用距離)，減少干擾中繼通信(視距)、衛(wèi)星通信(穿透)、天文觀測(窗口)

量子特性

低功率電平下明顯波粒二象性h=6.62610-34是普郎克常數(shù)，f是頻率。微波頻率量子能量范圍：10-5~10-2電子伏超低溫、低電平量子特性成為決定過程本質(zhì)的主要因素順磁物質(zhì)在磁場作用下的許多能級差,一些大分子振動和轉(zhuǎn)動造成的能級超精細結(jié)構(gòu)，接近絕對零度時每個自由度具有的能量，都落在微波量子的能量范圍內(nèi)1.3微波的應(yīng)用軍事應(yīng)用：雷達目標跟蹤、導(dǎo)彈制導(dǎo)、火炮瞄準、測量（成像）、預(yù)警通訊

點對點、保密、空間（三個互為120

位于外層空間的同步衛(wèi)星可實現(xiàn)全球通訊）電子對抗干擾和抗干擾

微波武器微波炮、微波彈、微波武器平臺(集雷達偵察和火控制導(dǎo)、超強干擾和定向能攻擊于一體多功能電子對抗平臺)

民用雷達氣象、導(dǎo)航、汽車防撞、遙感-動態(tài)信息通訊中繼通信、多路通信、衛(wèi)星通信、廣播電視微波加熱應(yīng)用食物制作（微波爐）、材料烘干（干燥機）、消毒（牛奶、醫(yī)用）、微波治療（癌癥、前列腺疾病和理療等）

科學研究：加速器核醫(yī)學、對撞機、潔凈能源等等離子體加熱

核聚變能源射電天文觀測（20世紀六十年代天文學四大發(fā)現(xiàn)—類星體、中子星、2.7K背景輻射(1978年諾貝爾物理學獎）和星際有機分子都是以微波作為主要觀測手段)微波與物質(zhì)相互作用材料的微波處理燒結(jié)、合成、改性微波化學加速反應(yīng)過程微波生物效應(yīng)改變生物成長過程1.4微波工程研究的主要內(nèi)容集中參數(shù)電路失效

分布參數(shù)影響嚴重波長與電路尺寸可比擬

渡越時間，非屏蔽電路輻射損耗分布參數(shù)與頻率之間的復(fù)雜關(guān)系渡越時間、電極間的距離、輸出功率、噪聲性能之間的相互制約無損耗傳輸

波導(dǎo)

電壓、電流概念失效

場模式的激勵、耦合、過渡、變換、傳輸和傳播、振蕩、放大、發(fā)射(接收)微波工程專家和技術(shù)人員應(yīng)該具備如下基礎(chǔ)：

電磁場理論（基礎(chǔ)知識）傳輸線和波導(dǎo)場解（傳輸模式和方式）微波電路(場和路的等效)

微波元件（激勵、耦合、衰減、過渡、變換）微波諧振腔（諧振模式）快波和