微波技術(shù)與天線第一章課件

微波技術(shù)與天線第一章課件BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA目錄CONTENTS微波技術(shù)概述天線的基本原理微波傳輸線微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)天線輻射與散射BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA01微波技術(shù)概述微波是指頻率在300MHz-300GHz之間的電磁波，具有波長短、頻率高的特點。微波的定義微波具有穿透性、反射性、吸收性和散射性等特性，常用于通信、雷達、加熱等領(lǐng)域。微波的特性微波的定義與特性利用微波的穿透性和衍射性，可以實現(xiàn)大容量、高速的無線通信，如移動通信、衛(wèi)星通信等。通信領(lǐng)域雷達領(lǐng)域加熱領(lǐng)域微波的反射性和穿透性可用于探測目標、測量距離和速度等，廣泛應用于軍事和民用領(lǐng)域。微波的能量可被某些物質(zhì)吸收，轉(zhuǎn)化為熱能，用于食品加工、材料加熱等領(lǐng)域。030201微波的應用領(lǐng)域微波技術(shù)開始起步，主要用于雷達和通信領(lǐng)域。20世紀40年代隨著固態(tài)電子技術(shù)的快速發(fā)展，微波器件開始廣泛應用。20世紀60年代隨著新材料和新技術(shù)的發(fā)展，微波技術(shù)的應用領(lǐng)域不斷拓展。21世紀初微波技術(shù)的發(fā)展歷程BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA02天線的基本原理總結(jié)詞天線的定義與分類詳細描述天線是用于接收和發(fā)射無線電波的設(shè)備，其分類方式有多種，如按工作頻段可分為長波、中波、短波、超短波和微波天線；按結(jié)構(gòu)可分為線天線和面天線；按用途可分為廣播、電視、通信、雷達、導航等類型天線。天線的定義與分類總結(jié)詞天線的工作原理詳細描述天線的工作原理基于電磁波的傳播特性。當電磁波經(jīng)過天線時，天線能夠?qū)㈦姶挪ǖ哪芰哭D(zhuǎn)化為電流或電壓，從而實現(xiàn)信號的傳輸或接收。天線的工作原理涉及到電磁場理論和傳輸線理論等多個學科領(lǐng)域。天線的工作原理天線的主要參數(shù)天線的主要參數(shù)總結(jié)詞天線的主要參數(shù)包括方向圖、增益、輸入阻抗、帶寬和極化等。方向圖描述了天線在不同方向上的輻射強度；增益表示天線在特定方向上的輻射強度相對于無源理想天線的增強程度；輸入阻抗表示天線輸入端的電壓與電流之比；帶寬表示天線能夠正常工作的頻率范圍；極化表示電場矢量的方向相對于時間的變化特性。詳細描述BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA03微波傳輸線

傳輸線的種類與特性同軸線由內(nèi)導體、外導體和絕緣介質(zhì)構(gòu)成，具有低損耗、高頻率和寬帶寬等特性，常用于微波和毫米波頻段。波導由兩個或多個金屬壁構(gòu)成，傳播模式為TE模和TM模，具有低損耗、高功率容量和定向傳播等特性，常用于大容量通信和雷達系統(tǒng)。微帶線由介質(zhì)基片、導帶和接地層構(gòu)成，具有低成本、輕便、易于集成等特性，常用于微波集成電路和無線通信系統(tǒng)。微波傳輸線在衛(wèi)星通信中用于連接地面站和衛(wèi)星之間的信號傳輸。衛(wèi)星通信在雷達系統(tǒng)中，微波傳輸線用于傳輸高頻電磁波，實現(xiàn)目標探測、跟蹤和識別等功能。雷達系統(tǒng)微波傳輸線還廣泛應用于測量儀器中，如頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀等，用于測量信號的頻率、功率和相位等參數(shù)。測量儀器微波傳輸線的應用場景由于導體電阻的存在，微波信號在傳輸過程中會有一部分能量轉(zhuǎn)化為熱能，導致信號能量損失。導體損耗微波信號在絕緣介質(zhì)中傳播時，會與介質(zhì)分子發(fā)生相互作用，導致能量損失。絕緣介質(zhì)損耗微波傳輸線中的信號能量會向空間輻射，導致能量損失。輻射損耗微波傳輸線在制作和使用過程中不可避免地會存在彎曲，彎曲會導致信號能量散射和反射，從而產(chǎn)生能量損失。彎曲損耗微波傳輸線的損耗與衰減BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA04微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)微波傳輸線路負責傳輸微波信號，通常采用光纖或空氣作為傳輸介質(zhì)。微波收發(fā)信機負責信號的發(fā)送和接收，是微波網(wǎng)絡(luò)的核心組成部分。天線系統(tǒng)負責將電磁波傳輸?shù)侥康牡兀ǔＳ啥鄠€天線組成。調(diào)制解調(diào)器負責對信號進行調(diào)制和解調(diào)，以實現(xiàn)信號的傳輸和接收。電源及冷卻系統(tǒng)負責提供電源和保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)所需的冷卻。微波網(wǎng)絡(luò)的組成與分類微波網(wǎng)絡(luò)的性能指標指微波網(wǎng)絡(luò)所能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量，通常以兆位每秒（Mbps）為單位。指微波網(wǎng)絡(luò)所能傳輸?shù)淖畲缶嚯x，通常以公里為單位。指微波網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男盘栙|(zhì)量，包括信號的穩(wěn)定性、抗干擾能力等。指微波網(wǎng)絡(luò)在正常工作條件下的穩(wěn)定性和故障恢復能力。傳輸容量傳輸距離信號質(zhì)量可靠性星型連接指多個微波收發(fā)信機連接到同一臺中心設(shè)備，通常用于集中式的數(shù)據(jù)傳輸和分配。點對點連接指兩個微波收發(fā)信機之間的直接連接，通常用于長距離、大容量的數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)狀連接指多個微波收發(fā)信機之間相互連接，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通常用于需要高可靠性和靈活性的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。微波網(wǎng)絡(luò)的連接方式BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA05天線輻射與散射天線周圍空間中由天線輻射的電磁場。輻射場定義電場和磁場，電場和磁場又分為近場和遠場。輻射場分類與天線形狀、尺寸、饋電方式、工作頻率等有關(guān)。輻射場特性天線輻射場的基本概念散射分類瑞利散射、米氏散射、夫瑯禾費衍射等。散射特性與障礙物的形狀、尺寸、介電常數(shù)等有關(guān)。散射定義散射是電磁波遇到障礙物后，被障礙物反射、折射、繞射等現(xiàn)象的總稱。天線散射的基本概念測量設(shè)備信