微波技術與天線(重點)

1、微波：是電磁波中介于超短波與紅外線之間的波段，它屬于無線電波中波長最短（頻率最高）的波段，其頻率范圍從300Mhz（波長1m）至3000GHz（波長0.1m）.微波的特性：1.似光性2.穿透性3.寬頻帶特性4.熱效應特性5.散射特性6.抗低頻干擾特性.與低頻區(qū)別：趨膚效應，輻射效應，長線效應，分布參數(shù)。微波傳輸線的三種類型:1.雙導體傳輸線，2.金屬波導管3.介質傳輸線。集總參數(shù)：在一般的電路分析中,電路的所有參數(shù),如阻抗、容抗、感抗都集中于空間的各個點上,各個元件上,各點之間的信號是瞬間傳遞的,這種理想化的電路模型稱為集總電路。 這類電路所涉及電路元件的電磁過程都集中在元件內部進行。用集總電

2、路近似實際電路是有條件的，這個條件是實際電路的尺寸要遠小于電路工作時的電磁波長。 對于集總參數(shù)電路，由基爾霍夫定律唯一地確定了電壓電流。 分布參數(shù)：電路是指電路中同一瞬間相鄰兩點的電位和電流都不相同。這說明分布參數(shù)電路中的電壓和電流除了是時間的函數(shù)外，還是空間坐標的函數(shù)。分布參數(shù)電路的實際尺寸能和電路的工作波長相比擬。對于分布參數(shù)電路由傳輸線理論對其進行分析。均勻傳輸線方程（電報方程）： ，傳輸線瞬時電壓電流：特性阻抗:(無耗傳輸線R=G=0.)平行雙導線(直徑為d,間距為D):同軸線（內外導體半徑a,b）:相移常數(shù)：輸入阻抗：反射系數(shù)：終端反射系數(shù):輸入阻抗與反射系數(shù)關系：駐波比：；1. 行

3、波狀態(tài)沿線電壓電流振幅不變，駐波比為1，終端反射系數(shù)0，傳輸線上各點阻抗等于傳輸線特性阻抗。2. 駐波狀態(tài)終端反射系數(shù)絕對值等于1z=2n,(2n+1)等效為純電感，z=（2n-1）,2n等效為純電容，理想的開路線是在終端開口處接上短路線3. 行駐波狀態(tài)第一波節(jié)/腹點位置 （波節(jié)）=，（波腹）,負載為純電阻（波腹）,負載為感性（波節(jié)）,負載為容性波腹點位置：（n=0,1,2,）波節(jié)點位置：（n=0,1,2,）重復性：輸入阻抗和反射系數(shù)每隔任意處相同。阻抗變換性：任意距離為的兩點處輸入阻抗的乘積等于特性阻抗的平方。阻抗匹配：負載阻抗匹配，源阻抗匹配，共軛阻抗匹配1. 阻抗變換器法若是復阻抗，需在

4、負載與變換器之間加一段傳輸線l1，使變換器的終端變成純電阻Rx。2.串聯(lián)支節(jié)調配器； 一組解：另一組解：2.并聯(lián)調配器； 一組解：另一組解：第二章波數(shù)： 工作波長：相速度： 群速：截止波數(shù)：截止波長：波阻抗：TE10模場的分布：第三章 微波集成傳輸線1.帶狀線又稱三板線，它由兩塊相距為b的接地板與中間寬度為w厚度為t的矩形截面導體組成。導帶厚度為0時的特性阻抗：相速度： 波導波長： 2.微帶線特性阻抗： 相速度：波導波長： 第三章 微波網絡基礎1.單口網絡反射系數(shù)：電壓：電流：輸入阻抗：歸一化電流電壓：2.雙口網絡阻抗矩陣Z:U=ZI互易網絡：;對稱網絡：導納矩陣Y：I=YU互易網絡：;對稱網

5、絡： Z矩陣和Y矩陣關系：轉移矩陣A:互易網絡：AD-BC=1;對稱網絡：A=DA矩陣級聯(lián)：A=輸入阻抗：反射系數(shù)：散射矩陣S: 互易網絡：;對稱網絡： S11:表示端口2匹配時，端口1的反射系數(shù)；S22:表示端口1匹配時，端口2的反射系數(shù)；S12:表示端口1匹配時，端口2到1的反向傳輸系數(shù)；S21:表示端口2匹配時，端口1到2的正向傳輸系數(shù)；S與z關系：S與y關系：傳輸矩陣T: T矩陣的級聯(lián)：T=第五章 微波元器件終端負載元件：短路活塞，劈形吸收片（波導），錐形/梯形吸收體（同軸線），半圓形電阻（微帶線）微波連接元件：法蘭盤（波導），衰減元件，相移元件。阻抗匹配元件：螺釘調配器，多階梯阻抗變

6、換器功率分配元器件：定向耦合器，功率分配器，波導分支器第六章 天線輻射與接收基本理論天線：將來自發(fā)射機的導波能量轉變?yōu)闊o線電波，或者將無線電波轉換為導波能量，用來輻射和接收無線電波的裝置。天線的功能要求：1.天線應能將導波能量盡可能多的轉變?yōu)殡姶挪芰俊?.天線應使電磁波盡可能集中在確定的方向上，或者對確定方向的來波最大限度的接收，即具有方向性。3.天線應能發(fā)射或接收規(guī)定極化的電磁波，即天線有適當?shù)臉O化。4.天線應有足夠的工作頻帶。電基本振子：一段長度遠小于工作波長，電流I振幅均勻分布，相位相同的直線電流元。天線的電參數(shù)方向圖，主瓣寬度，旁瓣電平，方向系數(shù)，天線效率，極化特性，頻帶寬度，輸入阻

7、抗。按極化形式分類：線極化天線，圓極化天線，橢圓極化天線（圓極化和橢圓極化可以分為左旋和右旋）。接收天線的方向性要求：1.主瓣寬度盡可能窄，以抑制干擾2.旁瓣電平盡可能低。3.天線方向圖最好能有一個或多個可控制的零點，以便將零點對準干擾方向。第七章 地磁波傳播概論視距傳播：發(fā)射天線和接收天線處于相互能看的見得視線距離內的傳播方式，用于超短波和微波波段。天波傳播：自發(fā)射天線發(fā)出的電磁波在高空被電離層反射后到達接收點的傳播方式，主要用于中波和短波波段。地面波傳播：無線電波沿地球表面?zhèn)鞑サ姆绞剑糜陂L波，中波，短波的低頻段。散射傳播（不均勻媒質傳播）：電磁波在低空對流層或高空電離層下緣遇到不均勻的介質團時就會發(fā)生散射，散射波得一部分到達接收天線。衰落現(xiàn)象吸收性衰落：由于傳輸媒質中電參數(shù)的變化，使得信號在媒質中的衰減發(fā)生相應的變化而引起的衰落。如冰霜雨霧。干涉型衰落：由多徑干涉現(xiàn)象引起的衰落。傳輸失真色散效應：由于不同頻率的