微波技术与天线第一章课件.pptx

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1、微波技术与天线第一章课件BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA目录CONTENTS微波技术概述天线的基本原理微波传输线微波网络基础天线辐射与散射BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA01微波技术概述微 波 是 指 频 率 在 300MHz-300GHz之间的电磁波，具有波长短、频率高的特点。微波的定义微波具有穿透性、反射性、吸收性和散射性等特性，常用于通信、雷达、加热等领域。微波的特性微波的定义与特性利用微波的穿透性和衍射性，可以实现大容量、高速的无线通信，如移动通信、卫星通信等。通信领域雷达领域加热领域微波的反射性和穿透性可

2、用于探测目标、测量距离和速度等，广泛应用于军事和民用领域。微波的能量可被某些物质吸收，转化为热能，用于食品加工、材料加热等领域。030201微波的应用领域微波技术开始起步，主要用于雷达和通信领域。20世纪40年代随着固态电子技术的快速发展，微波器件开始广泛应用。20世纪60年代随着新材料和新技术的发展，微波技术的应用领域不断拓展。21世纪初微波技术的发展历程BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA02天线的基本原理总结词天线的定义与分类详细描述天线是用于接收和发射无线电波的设备，其分类方式有多种，如按工作频段可分为长波、中波、短波、超短波和微波天线；按结构可分为

3、线天线和面天线；按用途可分为广播、电视、通信、雷达、导航等类型天线。天线的定义与分类总结词天线的工作原理详细描述天线的工作原理基于电磁波的传播特性。当电磁波经过天线时，天线能够将电磁波的能量转化为电流或电压，从而实现信号的传输或接收。天线的工作原理涉及到电磁场理论和传输线理论等多个学科领域。天线的工作原理天线的主要参数天线的主要参数总结词天线的主要参数包括方向图、增益、输入阻抗、带宽和极化等。方向图描述了天线在不同方向上的辐射强度；增益表示天线在特定方向上的辐射强度相对于无源理想天线的增强程度；输入阻抗表示天线输入端的电压与电流之比；带宽表示天线能够正常工作的频率范围；极化表示电场矢量的方向相

4、对于时间的变化特性。详细描述BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA03微波传输线 传输线的种类与特性同轴线由内导体、外导体和绝缘介质构成，具有低损耗、高频率和宽带宽等特性，常用于微波和毫米波频段。波导由两个或多个金属壁构成，传播模式为TE模和TM模，具有低损耗、高功率容量和定向传播等特性，常用于大容量通信和雷达系统。微带线由介质基片、导带和接地层构成，具有低成本、轻便、易于集成等特性，常用于微波集成电路和无线通信系统。微波传输线在卫星通信中用于连接地面站和卫星之间的信号传输。卫星通信在雷达系统中，微波传输线用于传输高频电磁波，实现目标探测、跟踪和识别等功能。雷

5、达系统微波传输线还广泛应用于测量仪器中，如频谱分析仪、网络分析仪等，用于测量信号的频率、功率和相位等参数。测量仪器微波传输线的应用场景由于导体电阻的存在，微波信号在传输过程中会有一部分能量转化为热能，导致信号能量损失。导体损耗微波信号在绝缘介质中传播时，会与介质分子发生相互作用，导致能量损失。绝缘介质损耗微波传输线中的信号能量会向空间辐射，导致能量损失。辐射损耗微波传输线在制作和使用过程中不可避免地会存在弯曲，弯曲会导致信号能量散射和反射，从而产生能量损失。弯曲损耗微波传输线的损耗与衰减BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA04微波网络基础微波传输线路负责传输

6、微波信号，通常采用光纤或空气作为传输介质。微波收发信机负责信号的发送和接收，是微波网络的核心组成部分。天线系统负责将电磁波传输到目的地，通常由多个天线组成。调制解调器负责对信号进行调制和解调，以实现信号的传输和接收。电源及冷却系统负责提供电源和保证设备正常运转所需的冷却。微波网络的组成与分类微波网络的性能指标指微波网络所能传输的最大数据量，通常以兆位每秒（Mbps）为单位。指微波网络所能传输的最大距离，通常以公里为单位。指微波网络传输的信号质量，包括信号的稳定性、抗干扰能力等。指微波网络在正常工作条件下的稳定性和故障恢复能力。传输容量传输距离信号质量可靠性星型连接指多个微波收发信机连接到同一台

7、中心设备，通常用于集中式的数据传输和分配。点对点连接指两个微波收发信机之间的直接连接，通常用于长距离、大容量的数据传输。网状连接指多个微波收发信机之间相互连接，形成网状结构，通常用于需要高可靠性和灵活性的数据传输网络。微波网络的连接方式BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA05天线辐射与散射天线周围空间中由天线辐射的电磁场。辐射场定义电场和磁场，电场和磁场又分为近场和远场。辐射场分类与天线形状、尺寸、馈电方式、工作频率等有关。辐射场特性天线辐射场的基本概念散射分类瑞利散射、米氏散射、夫琅禾费衍射等。散射特性与障碍物的形状、尺寸、介电常数等有关。散射定义散射是电磁波遇到障碍物后，被障碍物反射、折射、绕射等现象的总称。天线散射的基本概念测量设备信号发生器、功率计、频谱分析仪、天线测试场等。测量步骤设置测试环境、连接测试设备、调整天线位置和角度、进行测试并记录数据、分析数据并得出结论。测量注意事项确保测试环境安静、避免干扰和误差、注意安全操作等。天线辐射与散射的测量方法