《微波技术基础 Fundamentals of Microwave Technology》课程教学资源（课件讲稿，完整版，共七章）

微波技术基础Fundamentals of Microwave Technology

微波技术基础 Fundamentals of Microwave Technology

美本课程的基本问题'0《微波技微波传输问题术基础》微波传播问题微波在微波电路或微讲授的最的在自然环境中辐波系统中，如何基本问题微波信号或能量有效进行微波信接收是微波的的传播特性。号或能量的传递传输问题1天线理论导波理论电波传播理论贝电磁场理论1

本课程的基本问题 2 微波传输问题 在微波电路或微 波系统中，如何 有效进行微波信 号或能量的传递。 微波传播问题 在自然环境中， 微波信号或能量 的传播特性。 微波 的辐 射与 接收 导波理论 天线理论 电波传播理论 电磁场理论 《微波技 术基础》 讲授的最 基本问题 是微波的 传输问题

本课程的基本结构传输线的电路模型传输线的具体形式传输线到微波网络（重点是纵向特性）（重点是横向特性）3.金属波导微波网络基础2.传输线理论6.4.集成传输线利用传输线构建谐振器5.介质波导7.微波谐振器--第一章引言第二章第三章传输线理论规则金属波导第四章第五章介质波导微波集成传输线第六章第七章微波网络基础微波谐振器

本课程的基本结构 3 2. 传输线理论 3. 金属波导 4. 集成传输线 5. 介质波导 6. 微波网络基础 7. 微波谐振器 传输线的具体形式 （重点是横向特性） 传输线的电路模型 （重点是纵向特性） 传输线到微波网络 利用传输线构建谐振器 第一章 引言 第二章 传输线理论 第三章 规则金属波导 第四章 微波集成传输线 第五章 介质波导 第六章 微波网络基础 第七章 微波谐振器

第一章引言Introduction

第一章 引言 Introduction

电磁波的发现pV.E=80麦克斯韦（Maxwell)V.B=0。1865年预测了电磁波，推OBVXE=Ot演了电磁波方程组，推论aE光波也是电磁波，统一了V×B=MoJ +Eot电和光。詹姆斯·克拉克·麦克斯韦，英国物理学家、数学家，经典电动力学的创始人。赫兹(Hertz)于1887至88年间，利用莱顿瓶放电产生了电磁波，证实了电磁波的存在。海因里希·鲁道夫·赫兹，德国物理学家

电磁波的发现 6  麦克斯韦(Maxwell) ◦ 1865年预测了电磁波，推 演了电磁波方程组，推论 光波也是电磁波，统一了 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦，英国物理学 电和光。 家、数学家，经典电动力学的创始人。 海因里希·鲁道夫·赫兹，德国物理学家。  赫兹(Hertz) ◦ 于1887至88年间，利用莱 顿瓶放电产生了电磁波， 证实了电磁波的存在

微波(Microwave电磁波做为信息传输和能量传输的载体是当前信息社会发展的重要基础，微波做为电磁波谱的一个主要频段，其理论与技术的发展是当前信息产业的核心之一。四个历史发展阶段：1.上世纪40年代以前的试验验证研究2.二次大战中的应用与兴起(雷达3.上世纪60年代的固态平面集成电路（卫星通信4.上世纪80年代以来的高速发展（移动通信，微波已日益广泛地进入了各个领域和千家万户

微波(Microwave)  电磁波做为信息传输和能量传输的载体是当前 信息社会发展的重要基础。  微波做为电磁波谱的一个主要频段，其理论与 技术的发展是当前信息产业的核心之一。  四个历史发展阶段： 1. 上世纪40年代以前的试验验证研究 2. 二次大战中的应用与兴起(雷达) 3. 上世纪60年代的固态平面集成电路 (卫星通信) 4. 上世纪80年代以来的高速发展(移动通信)  微波已日益广泛地进入了各个领域和千家万户。 7

微波的定义(Z) aaa什么是微波？0.1nmX-Rays10181nm400 nm无线电波中波长最短的101710nmUltraviolet1016电磁波。500nm/100.nm1015Visible1000nmNea1μm600nm频率：300MHz~300GHz1014Infra-red10μm1013700nm波长：1m~1mmThermal100 μm1012Fs1000mm1000MHz1011Microwaves500 MHz1010Kilo(103) 、Mega(100)Radar10cm109Giga(109)、 Tera(1012)109Radio,TV100 MHz10mPeta(1015)107VHF100m50 MHz106AM1000m.ong-wav问题：什么是射频？8Louis E. Keiner - Coastal Carolina University

微波的定义 8 什么是微波？ 无线电波中波长最短的 电磁波。 频率：300MHz~300GHz 波长：1m ~1mm Kilo(103 ) 、Mega(106 ) Giga(109 )、Tera(1012) Peta(1015) 问题：什么是射频？

微波是客观存在的微波在自然界中是客观存在的，我们周围的许多物体都存在着微波辐射和反射。宇宙的微波背景辐射：被称为“创世遗迹”，宇宙大爆炸理论的有力依据，其特征和绝对温标2.725K的黑体辐射相同；频率4080MHz，波长7.35cm；宇宙年龄137土1亿年，宇宙组成成分：4%是一般物质，23%是暗物质，73%是暗能量。的世界。“微波荡漾”200.Mk

微波是客观存在的  微波在自然界中是客观存在 的，我们周围的许多物体都 存在着微波辐射和反射。  宇宙的微波背景辐射：被称 为“创世遗迹” ，宇宙大爆 炸理论的有力依据。 ◦ 其特征和绝对温标2.725K的黑 体辐射相同； ◦ 频率4080MHz，波长7.35cm； ◦ 宇宙年龄137±1亿年，宇宙组 成成分：4%是一般物质，23% 是暗物质，73%是暗能量。  “微波荡漾”的世界。 9

300GHz1mm指向性强应用广泛国际电信联无线电波频段的划分EHF报高频盟(ITU)30GHZ1cm的频段命名SHF超高频3GHZ10cmUHF特高频A300MHZ1m9VHF超短波30MHz10mHF短波P频率较低，信号强度易被环境衰减3MHz100mMF中波300kHz1kmLF長波30kHz10kmVLF超長波3kHz100km10

无线电波频段的划分 10 国际电信联 盟(ITU) 的频段命名

IEEEStd.521-2002（微波频段划分）名称波长频率简单含义/UHF100 cm - 30 cm300-1000MHzL Band1 - 2 GHz30 cm - 15 cmL for "long" wave.S Band2 - 4 GHz15 cm - 7.5 cmS for"short" wave.C for"compromise" between SC Band4-8 GHz7.5 cm - 3.75 cmand X band.Used in WW II for fire control, XX Band8 - 12 GHz3.75 cm - 2.50 cmfor cross (as in crosshair)Ku Band12 - 18 GHzKu for "kurz-under"2.50 cm - 1.67 cmK Band18 - 27 GHz1.67 cm - 1.11 cmGerman "kurz" means shortKa Band27- 40 GHzKa for "kurz-above".1.11 cm - 0.75 cmV Band40 - 75 GHz7.5 mm - 4.0mmV for very high frequency bandW Band75 - 110 GHz4.0 mm-2.7 mmW follows V in thealphabet/ mm Band110 - 300 GHz2.7 mm - 1.0 mm11

IEEE Std. 521-2002（微波频段划分） 11 名称 频率 波长 简单含义 UHF 300 - 1000 MHz 100 cm - 30 cm / L Band 1 - 2 GHz 30 cm - 15 cm L for "long" wave. S Band 2 - 4 GHz 15 cm - 7.5 cm S for "short" wave. C Band 4 - 8 GHz 7.5 cm - 3.75 cm C for "compromise" between S and X band. X Band 8 - 12 GHz 3.75 cm - 2.50 cm Used in WW II for fire control, X for cross (as in crosshair) Ku Band 12 - 18 GHz 2.50 cm - 1.67 cm Ku for "kurz-under". K Band 18 - 27 GHz 1.67 cm - 1.11 cm German "kurz" means short Ka Band 27 - 40 GHz 1.11 cm - 0.75 cm Ka for "kurz-above". V Band 40 - 75 GHz 7.5 mm - 4.0 mm V for very high frequency band W Band 75 - 110 GHz 4.0 mm - 2.7 mm W follows V in the alphabet mm Band 110 - 300 GHz 2.7 mm - 1.0 mm /