微波技术论文
课程名称：微波与天线
题目：分布式移动通信系统及其关键技术专业：
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摘要及关键词 (3)
一、引言 (3)
二、分布式移动通信系统的体系结构 (3)
三、分布式移动通信系统中的关键技术 (4)
1.发分集与收分集技术 (4)
2.智能天线与空时二维信号处理技术 (4)
3.空时编码技术 (5)
4.“虚拟小区”技术 (5)
四、越区切换分析模型 (5)
1 、分布式无线网络 (5)
2 模型分析 (6)
五、结束语 (8)
参考文献: (8)
分布式移动通信系统及其关键技术
摘要: 首先对分布式移动通信系统做简单的介绍，接着介绍分布式移动通信系统中的几种关键技术，最后介绍一种远端天线单元选择模型,被选择的天线单元构成激活集为移动台服务,在此基础上提出了一
种分布式移动通信系统中广义小区之间的越区切换模型,切换阈值由激活集平均功率自适应控制,
文章对模型作了详细的理论分析及仿真验证.
关键词: 分布式无线移动通信系统; 越区切换; 远端天线单元选择; 激活集
一、引言
近十几年来，移动通信发展迅速，可用的无线频谱资源不断上移，无线信号的衰减愈发严重，小区半径不断缩小。随着移动通信的进一步发展，传统的蜂窝通信体制受到限制。这主要表现在：小区半径的不断缩小意味着基站密度增大，网络建设的成本增高。同时，频繁的越区切换造成空中资源浪费，频谱效率也因此降低。所以，研究新一代的移动通信系统，突破传统蜂窝体制的限制，以获取更高的频谱效率和更大的系统容量是很有必要的。
随着小区半径的不断缩小，一种直观的想法是简化基站的结构和功能，使之成为无线信号的收发装置和进行信号预处理的“无线信号处理单元”。现有的研究表明，分布式天线（Distributed Antennas）是移动无线通信中可以采用的天线子系统形式之一。在采用分布式天线的移动通信系统中，每个小区范围内有多个相距远大于载波波长、仅具有功放、LNA和变频、信号预处理等简化功能的无线信号处理单元。这些无线信号处理单元只需完成信号的收、发功能和进行简单的信号预处理，并通过光纤、同轴电缆或微波无线信道与核心处理单元（如基站）连接，在核心处理单元完成信号处理功能。
最简单的实现方案是每个小区在所有的无线信号处理单元上同时发射相同的下行链路信号，上行链路信号被小区内所有的无线信号处理单元接收并传送到中心处理单元。传统的蜂窝移动通信系统采用的单一天线可看作是分布式天线的一种极限情况。这种实现方案虽然简单，但是造成系统中的干扰增加，不利于系统容量的提高。另一种方案是突破蜂窝小区的概念，在整个业务区域内用大量的无线信号处理单元来完成无线覆盖的分布式天线结构。仅与移动台相近的信号处理单元负责与移动台进行通信，这称为受控天线子系统。这种方案较为理想，但实现复杂度较高。在采用RAKE接收机和空时域信号处理技术的CDMA无线接入通信系统中，分布式天线系统是很理想的天线子系统方案。当前的分布式天线系统应用研究主要是针对码分多址移动通信系统的。分布式天线既可以实现室内无线覆盖，又可以在室外移动无线通信系统中采用。与传统的单一天线相比，分布式天线具有如下优点：（1）小区间干扰低，因而SIR高，系统容量大；（2）内在的分集能力可以抗阴影效应，抗衰落，提高系统容量；（3）切换性能全面提高，接收信号功率更高，切换次数降低；（4）对其他通信系统的干扰小；（5）在相同发射功率下覆盖的区域更大；（6）在相同覆盖区域情况下，发射功率更低；（7）实现任意形状的无线业务服务区更方便；（8）信号在核心处理单元集中处理有利于无线资源的利用等。
二、分布式移动通信系统的体系结构
分布式移动通信系统由以下几个部分组成：（1）无线信号处理单元用于处理空中信号的接收和发射，并进行信号的预处理。（2）“虚拟小区”中央控制器作为“虚拟小区”的核心处理器，用于处理“虚拟小区”中的空中资源管理等。（3）移动交换中心和其它核心网络设备用于管理和控制虚拟小区的中央控制器，负责网络管理和用户管理等。
在分布式移动通信系统的各组成部分中，无线信号处理单元仅用于进行分布式接入和接收信号的预处理。这是因为在分布式移动通信系统中，无线信号处理单元之间的距离远大于载波波长，并且移动台距离无线信号处理单元的远近各不相同，移动台可能需要同时与数个无线信号处理单元通信。这种情况与3G中的发分集技术，以及智能天线技术所面临的通信环境均不相同，系统的多址方式和系统同步等成为需要解决的首要问题。考虑到移动台到无线信号处理单元的距离比较近，信号传播的时延差别比较小，由信号传播时延不同引起的同步问题可以通过信号设计、新的传输技术，以及空时分集接收等技术加以解决。
因此，对于分布式移动通信系统，从单个移动台的角度观察，类似于收发分集系统的信号。同时，可以采用2D RAKE接收机来处理空间分集信号，提高接收机的输出信噪比。从反向链路看，为了抑制干扰，提高系统容量，无线信号处理单元需要包括多用户检测和处理功能，以保证具有同时与多个用户通信的能力。即从网络看，各个无线信号处理单元具有相对独立的信号处理能力，从而构成分布式处理网络。这可以看成“分布式移动通信系统”中“分布式”更深一层的含义。
三、分布式移动通信系统中的关键技术
分布式接入和分布式信号处理是提高新一代移动通信系统容量和频谱效率的途径之一，但也是难点。分布式移动通信系统中的关键技术包括以下几种。
1.发分集与收分集技术
分布式移动通信系统与收、发分集技术密切相关。但是需要注意的是，分布式移动通信系统中发分集和收分集技术与传统意义上的收、发分集技术有明显的区别。
对前向链路，发分集可以获得空间分集增益，改善接收信号的质量。在传统的蜂窝移动通信系统中，假设各个发天线到移动台的距离近似相等，只需要调整不同发天线的信号相位就可以实现接收信号的同步。而对于分布式移动通信系统而言，不同的无线信号处理单元与移动台之间距离近似相等的条件不再满足。但是，由于分布式移动通信系统中无线信号处理单元距离移动台的距离比传统蜂窝通信系统中基站到移动台的距离小得多，发射信号到达移动台的时间差并不大。因此，可以用路径分集的思路收集不同天线发射的信号。更进一步，还可以用多载波技术延长符号时间，来减小到达时间差对正确检测接收信号的影响。对于反向链路，无线信号处理单元则需要具有空时多用户检测能力，来抑制干扰，提高接收信号的信噪比，降低检测门限。
因此，在分布式移动通信系统中，要综合采用各种分集接收方法。这样虽然增加了系统的复杂度，但可以获得分集增益，明显提高系统的容量和性能。
2.智能天线与空时二维信号处理技术
采用智能天线技术可极大地提高系统性能。在分布式移动通信系统中，研究智能天线和空时二维信号处理技术可减少和抑制干扰，对保证系统的正常工作具有重要意义。这也是分布式移动通信系统的主要特色之一，即充分利用空域资源来获得系统容量和频谱效率的提高。
目前用于上行接收的智能天线技术已经日趋成熟。在分布式移动通信系统中，可以考虑将智能天线技术应用于上、下行链路的接收端。这主要基于下面三个原因：（1）随着可用频率资源的上移，载波波长越来越小。对于3G系统，半个载波波长在7.5cm左右。对新一代分布式移动通信系统，其载波波长会更小。因此，有条件在移动终端实现2到4个阵元的天线阵列。（2）随着大规模集成电路技术的发展，集成芯片的处理能力不断增强，功耗不断下降，为实现智能天线算法提供了硬件基础。（3）智能天线技术逐渐成熟。如线性自适应空域滤波算法已经具有较高的收敛速度和稳态性能，且线性自适应算法可以采用迭代方法实现，这为智能天线技术的实用化奠定了基础。
传统的智能天线技术是单空域处理技术，而RAKE接收机、多用户检测等技术则属于时域信号处理技术，二者之间存在一定的互补性。综合二者优点来设计空时二维接收机，可以明显提高系统性能。
3.空时编码技术
理论分析表明，在WCDMA中，发分集与空时编码技术的结合可以有效地提高前向链路容量。而且在分布式移动通信系统中，前向信号的发射方式和3G系统中的发分集很相似，可以考虑与空时编码技术结合。近年来的空时编码研究主要集中在分组空时编码和格状空时编码。其中格状空时编码具有较高的分集增益和编码增益，但其译码复杂性随着状态数和编码速率的增加呈指数增长。而分组空时编码采用正交设计，在接收端通过简单的线性处理即可实现最大似然译码，在3G中的WCDMA系统中，空时码仅在开环发分集的情况下使用，是Alamouti提出的简单发送分集方案，属于分组空时码中最简单的一种。空时码技术还在不断的发展变化中，值得跟踪研究，并根据条件适当应用在分布式移动系统中。
4.“虚拟小区”技术
为了继承原有蜂窝移动通信系统的优点，需要研究分布式移动通信系统中的“虚拟小区”技术。“虚拟小区”由多个无线信号处理单元构成。由于无线信号处理单元的放置很灵活，可以根据地形、环境等条件灵活配置，因此，可以有效解决无线覆盖的问题。“虚拟小区”的核心是中央控制器，用于分配“虚拟小区”中的无线资源，协调无线信号处理单元的工作状态，并负责与邻近的“虚拟小区”中央控制器，以及移动交换中心通信。当“虚拟小区”技术比较成熟时，要考虑小区边界的动态划分问题，以平衡网络负载。但是，这是一个较为复杂的问题，需要进一步深入研究。
四、越区切换分析模型
1 、分布式无线网络
分布式无线网络结构如图1 所示,MSC 为移动交换中心. 本文将以图1 所示的两个GN2cell 的系统结构来分析,假设每个GN2cell 中有N 个RAU ,记GN2cell1 中的第i 个为 RAU(1)i , i = 1 ,2 , ?, N. 为了分析方便,文中采用离散时间模型,抽样时间间隔为ts ,抽样时刻统一使用k 表示,MS 以速度v 匀速运动,所以vts 对应为在MS 运动路径上的距离抽样尺度. 图中d(1)i ( k) 表示k 时刻MS 与RAU(1)i 之间的距离.
图1 分布式无线移动通信系统结构
和经典的切换模型相同,假设信道快衰落可以通过时间平均消除其影响,故RSS 仅考虑路径衰耗和阴影
的作用,记k 时刻MS 接收到来自RAU( j)i的RSS 为s ( j)i ( k) , j = 1 ,2. 则
式中,L ( j)i ( k) 是导频信号平均强度, C1 是参考点在1 m 处的接收功率, C2 是路径衰减系数, u( j)i ( k) 为阴影大小,其自相关函数为
式中, d corr 为阴影自相关衰落距离,σ 2 是阴影方差,v 是MS 的移动速度. 文献中提出了一种依赖于距离的阴影模型,该模型在切换算法中得到了广泛应用. 本文采用与文献相同的一阶自回归模型产生u i ( k)
式中,α= exp ( - ts v/dcorr ) 为产生
阴影的自相关系数, zi ( k) 为均值是0、方差是σ2 的统计独立的高斯随机变量,从而ui ( k) 服从与zi ( k) 相同的分布. 为了便于分析,假设不同RAU 到MS 的路径上的阴影彼此相互不相关.
2 模型分析
本节首先介绍一种基于软切换中激活集(AS)思想的RAU 选择模型,并在其基础上对分布式移动通信系统中的越区切换作详细分析.
2. 1 RAU选择模型
RAU 选择模型选用了3 个参数 : 加入阈值(adding threshold) 、退出滞后量(drop hysteresis) 和退出计时器(drop2timer) 来确定RAU 进出MS 的AS ,分别记作Tadd , hdrop 和tdrop ,记Tdrop = Tadd - hdrop . Tadd是决定激活集大小的主要因素, hdrop 和tdrop 是为了克服阴影的影响,保证AS 的相对稳定性,AS 不能频繁更新,因为这将占用更多的系统资源.这里以MS 在GN2cell1 中移动为例来介绍模型,记k 时刻MS 的AS 为SAS ( k) , 若RAU(1)i ∈P SAS ( k -1) ,且s (1)i ( k) > Tadd ,则RAU(1)i ∈SAS ( k) ;若RAU(1)i∈SAS ( k - 1) ,而s (1)i ( k) < Tdrop ,则启动退出计时器,但是RAU(1)i 仍然保持在AS 中,当s (1)i ( k + tdrop )
( k) 或者RAU(1)i ∈P SAS ( k) . 又因为RAU之间彼此独立,故仅需分析其中一个RAU 即可,考虑到退出计数器的作用,设tdrop = Mts ,RAU(1)i 的状态转移过程可以由Markov 链建模 ,如图2 所示.
图2 k 时刻RAU i 的状态转移模型
图2 中各状态转移概率定义如式(4) 中所示,并可以通过数值积分对其求解
由式(4) 给出的转移概率的定义,结合图2 ,可以确定记P i ,A ( k) = ( p i ,A0( k) , p i ,A1( k) , ?, p i ,A M( k) )为MS 在图2 中各状态的概率,给定初始值P i ,A (0) ,通过迭代即可得到P i ,A ( k) ,从而
可得到RAU(1)i 时刻k 在MS 激活集中的概率,记作所以MS 在
GN2cell1 中移动, k 时刻其激活集的平均大小为ΣNi = 1p(1)i ( k) .
2. 2 切换模型
在CDMA 分布式移动通信系统中,MS 使用RAKE 接收机(假设有足够多的分支) 接收下行链路来自AS 的各RAU 的信号 ;同理,上行链路信号由AS 中的RAU 接收,并在BTS 中进行最优合并.
从而AS 越大,系统的分集效果越明显,越有利于提高通信质量;但同时下行信道占用量增大会
降低系统容量(用户数) .AS 的更新由BS 控制,而越区切换需要通过MSC 实现BS 之间的网络
控制以及数据转发,所以后者会耗用更多的网络资源. 为了减少切换时对系统资源的占用,在
本文提出的越区切换模型中,不作BS 间的宏分集,MS 在GN2cell 边缘处的通信质量由AS 提供的分集功能保证.在如图1 所示的系统中,假设MS 由GN2cell1 向GN2cell2 运动,即GN2cell1 是MS 的当前服务小区,定义越区切换为:有一个位于GN2cell2 的RAU 进入了MS 的AS 时,触发切换机制,首先在GN2cell2 中为MS建立新的AS ,然后释放位于GN2cell1 的RAU 与MS 之间的
链接. 一方面,在当前GN2cell 能够保证通信质量要求时,应避免越区切换,此时要求越区切换阈值应大于Tadd ,以阻止其他小区的RAU 进入激活集;另一方面,当前链路质量下降时,越区切换操作应立即执行. 因此,模型中越区切换阈值由AS 的平均接收功率( Tavg ) 适时控制, k 时刻AS 的平均接收功率如式(7) 所示. 当MS 远离小区边界时, Tavg 较
大,这样可以避免不必要的切换;当MS 接近小区边界时, Tavg较小,从而保证切换的即时执行.
式中, j 为MS 的当前服务小区的编号, ^L ( j)i ( k ) =10L( j)i( k)P10 ;且Σip( j)i ( k) ≠0 ,此时, SAS ( k) = a,即AS 为空,出现了通信中断,为了避免其影响,定义越区切换阈值Tho ( k) 如式(8) 所示
除Tho之外,切换模型中的另外一个参数是切换滞后量(hysteresis) ,本文将其记作hadd ,该参数可以避免切换时的“乒乓效应”, 但会引入切换延时[4 ,5] . 在该模型中,当式(9) 成
立时,MS 由GN2cell1切换到GN2cell2 ,当式(10) 成立时,MS 由GN2cell2 切换回GN2cell1
根据上面的描述,在时刻k ,只有一个GN2cell是MS 服务小区,所以越区切换可以通过图3
所示的两状态Markov 过程描述. 图中状态“1”和“2”分别表示MS 的当前服务小区是GN2cell1 或者GN2cell2 ;p2P1 ( k) 和p1P2 ( k) 分别表示MS 由GN2cell1 切换到GN2cell2 和由
GN2cell2 切换到GN2cell1 的概率.图3 MS 状态转移图记V ( j) ( k) = max{ s ( j)i ( k) ;
i = 1 ,2 , ?, NRAU } ;j = 1 ,2 ,记Th ( k) = Tho ( k) + hadd ,且s ( j)i ( k) 彼此统
计独立,则
式(11) 和(12) 中, F( j)V ( k) ( v) 和F( j)V ( k) V ( k - 1) ( v1 , v2 ) 分别是V( j) ( k) 的一维和二维概率分布函数(CDF) .式中, f u ( k) ( x) 和f u ( k) u ( k - 1) ( x1 , x2 ) 分别是u ( k) 的一维和二维概率密度函数(PDF) .将MS 在k 时刻由GN2cell1 或GN2cell2
服务的概率分别记作p(1)in ( k) 和p(2)in ( k) ,则且p(1)in ( k) + p(2)in ( k) = 1. 进而可以得到k 时刻有一次越区切换发生的概率为
所以整个路程
上发生越区切换的平均次数为(18),式中, K 是总的抽样次数. 已假设MS 由GN2cell1 向
GN2cell2 运动,即p(1)in (0) = 1 , p(2)in (0) = 0 , 所以式(15) ～ (18) 可以通过迭代求解得出. 此外亦可得到k 时刻AS 的平均大小
五、结束语
分布式无线移动通信系统具有功率效率高,覆盖范围大等优点,从而被认为是未来移动通信系统中的一种关键的多天线接入方式,并已成为移动通信领域的研究热点. 本文在远端天线单元选择的基础上,提出了一种分布式移动通信系统的越区切换模型,切换阈值T ho 由激活集平均功率自适应控制,T add的选择决定了激活集的大小,同时也会影响到切换概率的变化. 和传统的单天线蜂窝系统相同,h add可以减少不必要的切换,但会增加切换延时,但是只要合理地选择参数,该切换模型就能够表现出良好的性能.
参考文献:
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[ 3 ]GUDMUNDSON M. Correlation model for shadow fading inmobile radio systems [J ] . Electron Lett , 1991 , 27 (23) :2145 - 2146.
微波天线论文..
通信工程专业系统实验 RZ9905型 《微波与天线综合实验系统》 论文 学院：信息工程学院 专业：通信工程 组长：00 组员：0 00 通信工程教研室
摘要 在3G通信时代，微波通信系统建设成本低、建设速度快、部署灵活的优点将在3G网络建设中得以充分发挥，从而扩大微波天线在我国的应用范围，形成快速增长的国内市场需求。与此同时，随着无线通信技术PDH，SDH系统与wireless通讯的迅速发展，微波通信天线目前已经在电力、交通、铁路等行业的专用通信网中开始大量使用，微波天线应用范围愈加广泛。在这样的条件下，研究微波通信是非常重要。本次实验《微波与天线实验系统》就是研究微波发送、接收系统的工作原理。实验中对微波系统的每个组件进行测试，最后，完成了微波电视信号单向传输系统的调试。 关键字：微波通信微波天线组件系统
目录 第一部分绪论-------------------------------------------------------------------------------------------------3 （一）背景介绍-----------------------------------------------------------------------------------3 （二）系统特点-------------------------------------------------------------------------------------3 （三）实验目的-------------------------------------------------------------------------------------3 （四）实验内容-------------------------------------------------------------------------------------3 （五）准备知识七管收音机组合电路原理----------------------------------------------------4 第二部分实验准备---------------------------------------------------------------------------------------------5 （一）微波测量仪器介绍---------------------------------------------------------------------------5 （二）系统所含组件原理---------------------------------------------------------------------------5 1 140MHZ 中频振荡器---------------------------------------------------------------------------6 2 微波锁相信号源---------------------------------------------------------------------------------6 3 变频器---------------------------------------------------------------------------------------------6 4 振荡器---------------------------------------------------------------------------------------------7 5 放大器---------------------------------------------------------------------------------------------8 6 滤波器---------------------------------------------------------------------------------------------8 7图像/数据中频调制器---------------------------------------------------------------------------9 第三部分微波系统测试----------------------------------------------------------------------------------------9 （一）微波发送系统-----------------------------------------------------------------------------------9 1原理图----------------------------------------------------------------------------------------------9 2原理简单介绍-------------------------------------------------------------------------------------9 3实验结果-------------------------------------------------------------------------------------------9 4实验分析------------------------------------------------------------------------------------------10 （二）微波接收系统-----------------------------------------------------------------------------------11 1原理图---------------------------------------------------------------------------------------------11 2原理简单介绍------------------------------------------------------------------------------------11 3实验结果------------------------------------------------------------------------------------------11 4实验分析------------------------------------------------------------------------------------------12 （三）微波电视信号单向传输系统-----------------------------------------------------------------12 1原理图---------------------------------------------------------------------------------------------12 2实验结果比较与分析---------------------------------------------------------------------------13 3有线电视与无线电视的主要区别-----------------------------------------------------------13 第四部分微波与天线的应用----------------------------------------------------------------------------------14 1 微波技术的应用与发展-----------------------------------------------------------------------15 2 天线技术的应用与发展-----------------------------------------------------------------------15 第五部分结束语-------------------------------------------------------------------------------------------------16
电磁场论文
电 磁 场 论 文 电子072202H 王焱 200722070223
高新技术与电磁场理论 摘要本文就最近发展的高新技术中有关电磁场和电磁波问题展开探讨,并在此基础上对当前高新技术的发展与电磁场理论的关系进行了较全面的概括,同时提出了作者的个人看法。电磁场理论是电工学和电子学的一门十分重要的基础课程。无论是电机、电器、高压输电、测量仪表以及一切无线电工程系统,例如,通信、广播、雷达、导航等的无线收发、讯号传输、电波传播等等,大到宇宙空间的星体辐射,小到集成电路的布线位置都牵涉到电磁场理论的问题,这一点大家都已很清楚了。这里我准备就最近发展的高新技术中有关电磁场和电磁波的问题谈谈自己的一点认识。 1.电子学方面的高新技术在1991年的海湾战争中得到了最集中和最充分的表演。 在这场战争中号称世界第四大军事强国的伊拉克在以美国为首的多国部队的电子战的打击下,一开始整个电子指挥系统,包括通信,武器装备,重要设防等就遭到严重的干扰和破坏,呈现瘫痪挨打的被动局面。因此只打了42天战争就损失兵员30万,财产1000～2000亿美元,最后不得不答应无条件投降。相反,多国部队在这场投下炸弹为当年在日本投下的原子弹几十倍的激烈战争中,在80万兵员中只死亡149人。这一奇迹,充分显示出电子战的重大威力。因而有人称海湾战争是一场“频谱战争”,是“电子战争”,是“信息战争”。这场电子战的主要手段包括电子侦察与精确定位(包括全球定位系统(ＧＰＳ)和辐射源定位),电子干扰、精密制导、隐身飞机、Ｃ3Ｉ系统等等。这些高新技术都牵涉到电波与天线的问题。与过去不同的是地空一体化,把遥远分开的作战分部统一指挥控制,统一协调起来。对武器的性能指标要求精密度更高,响应时间更短,抗干扰的能力更强。因此对自适应天线,相控阵天线、毫米波天线、微带天线、卫星通信、移动通信等等提出了更高的要求。而这些研究课题的基础离不开电磁场理论。 2.隐身技术是目前国防军事的热门话题。 在海湾战争中美军使用Ｆ-117Ａ隐身飞机成功地突破伊拉克的空防线完成了许多危险性最大的战略性攻击任务,占攻击目标的40%,命中率高达85%。参战的44架Ｆ117Ａ型隐身飞机共出动1300次,飞行6900小时,没有一架被击落,可见其隐身的有效性。飞机在鼻锥方向对微波雷达的ＲＣＳ只有0 .0 2 5ｍ2 ,为常规战斗机的1 / 2 0 0。隐身技术的很重要一个方面的内容是电磁波的散射问题。电磁波投射到飞行目标上将发生散射。散射回来的电磁波究竟有多大场强,怎样减少回波的强度以达到隐身的目的,这些问题引起了广大从事电磁场研究工作人员的关注。因此目前大量的研究工作集中在如何计算电磁波投射到各种不同材料组成的各种形状物体的散射场上。根据最近报导,用碳化硅烧结出来的陶瓷,能有效地吸收频率从1 0ＭＨｚ到10 . 2Ｇｚ的电磁波,吸收率达到99. 2 %。电磁散射的研究不只是为了隐身的目的,对地下资源和地层结构的勘探,对目标识别,对天线辐射,对电磁兼容等都有非常重要的意义。逆散射是由已知散射场的分布反过来确定波源和散射体的位置形状和组成。目标识别形状重建和微波成像都是逆散理论的具体应用。 3.核爆炸产生强大的电磁脉冲,这种冲击波将摧毁在其周围的电子仪器的正常工作。 研究这种瞬时暴发的冲击波的传播规律、作用距离、场强大小和散射特性等无疑会对保护人身安全,保护仪器设备,采用屏蔽措施等等起到重要的指导作用。这种具有强大摧毁力的脉冲现在又被试图用作战争中的杀伤武器,即所谓高功率微波弹,其单个输出脉冲峰值功率可到15ＧＷ。如果辐射的能量密度达到3～13ｍＷ/ｃｍ2 ,就可使人产生神经紊乱,心力衰竭并致盲。而对于电子仪器只要有0 . 01～1μＷ/ｃｍ2 的能量密度,仪器就不能正常运转。此外,人们发现,利用冲击脉冲的宽广频谱,可以从散射波形中提取大量的信息,从而可以识别目标。大功率的脉冲源可以利用光导开关和集成阵列达到空间合成的一致性要求。小功率的冲击波雷达,由于设备简单,成本低,已在诸如地下探测,汽车防撞和机场管制等方面
微波技术基础实验指导书讲解
微波技术基础实验报告 所在学院： 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 2016年5月13日
实验一微波测量系统的了解与使用 实验性质：验证性实验级别：必做 开课单位：学时：2学时 一、实验目的： 1．了解微波测量线系统的组成，认识各种微波器件。 2．学会测量设备的使用。 二、实验器材： 1．3厘米固态信号源 2．隔离器 3．可变衰减器 4．测量线 5．选频放大器 6．各种微波器件 三、实验内容： 1．了解微波测试系统 2．学习使用测量线 四、基本原理： 图1。1 微波测试系统组成 1．信号源 信号源是为电子测量提供符合一定技术要求的电信号的设备，微波信号源是对各种相应测量设备或其它电子设备提供微波信号。常用微波信号源可分为：简易信号发生器、功率信号发生器、标准信号发生器和扫频信号发生器。 本实验采用DH1121A型3cm固态信号源。 2．选频放大器
当信号源加有1000Hz左右的方波调幅时，用得最多的检波放大指示方案是“选频放大器”法。它是将检波输出的方波经选频放大器选出1000Hz基波进行高倍数放大，然后再整为直流，用直流电表指示。它具有极高的灵敏度和极低的噪声电平。表头一般具有等刻度及分贝刻度。要求有良好的接地和屏蔽。选频放大器也叫测量放大器。 3．测量线 3厘米波导测量线由开槽波导、不调谐探头和滑架组成。开槽波导中的场由不调谐探头取样，探头的移动靠滑架上的传动装置，探头的输出送到显示装置，就可以显示沿波导轴线的电磁场的变化信息。 4．可变衰减器 为了固定传输系统内传输功率的功率电平，传输系统内必须接入衰减器，对微波产生一定的衰减，衰减量固定不变的称为固定衰减器，可在一定范围内调节的称为可变衰减器。衰减器有吸收衰减器、截止衰减器和极化衰减器三种型式。实验中采用的吸收式衰减器，是利用置入其中的吸收片所引起的通过波的损耗而得到衰减的。一般可调吸收式衰减器的衰减量可在0到30-50分贝之间连续调节，其相应的衰减量可在调节机构的度盘上读出（直读式），或者从所附的校正曲线上查得。 五、实验步骤： 1．了解微波测试系统 1．1观看如图装置的的微波测试系统。 1．2观看常用微波元件的形状、结构，并了解其作用、主要性能及使用方法。常用元件如：铁氧体隔离器、衰减器、直读式频率计、定向耦合器、晶体检波架、全匹配负载、波导同轴转换器等。2．了解测量线结构，掌握各部分功能及使用方法。 2．1按图检查本实验仪器及装置。 2．2将微波衰减器置于衰减量较大的位置（约20至30dB），指示器灵敏度置于较低位置，以防止指示电表偶然过载而损坏。 2．3调节信号源频率，观察指示器的变化。 2．4调节衰减器，观察指示器的变化。 2．5调节滑动架，观察指示器的变化。 六、预习与思考： 总体复习微波系统的知识，熟悉各种微波元器件的构造及原理特点。 实验二驻波系数的测量
微波原理与技术论文
摘要：微波技术的理论基础是经典的电磁场理论，其目标是解决微波应用工程中的实际问题。微波是一门理论与实践密切结合的一门知识，微波技术理论的出发点是麦克斯维方程组，通过解决微波在传输、处理过程中的遵循的原理，逐渐使微波技术发展成为一门很完整的学科，并在工程上有日新月异的应用。在加热技术上形成一种全新的观念，在通信方面给信息领域带来一场空前的革命。关键词：微波技术；微波加热；通信；电磁波；天线 Abstract The theoretical basis of microwave technique is the classical electromagnetic theory, the goal is to solve the practical problems in microwave engineering. Microwave is a knowledge of a close combination of theory and practice, the theoretical starting point of microwave technology is the Max equations, solved by microwave in transmission, processing process follow the principle, the development of microwave technology has become a very complete discipline, and change rapidly used in engineering. The formation of a new idea in the heating technology in communication, to the information industry brought an unprecedented revolution. 1.引言 随着科学技术的迅速发展和生产工艺的不断改进，微波技术已在许多工业生产领域得到应用。在国内，微波技术已应用于玻璃纤维、化工产品、保温材料、木材等的干燥，食品、医疗的灭菌、干燥和焙烤。并在医疗、环保、农业等领域也有所应用。微波技术的应用，提高了生产效率和产品质量，降低了能耗和环境污染，减轻了人的劳动强度，提高了生产效益。在国际上，许多工业发达国家都对微波的工业应用非常重视，把微波技术作为改进生产工艺和提高产品质量的重要手段。 2．微波的特性 一是似光性。微波波长非常小，当微波照射到某些物体上时，将产生显著的反射和折射，就和光线的反、折射一样。同时微波传播的特性也和几何光学相似，能像光线一样地直线传播和容易集中，即具有似光性。这样利用微波就可以获得方向性好、体积小的天线设备，用于接收地面上或宇宙空间中各种物体反射回来的微弱信号，从而确定该物体的方位和距离，这就是雷达导航技术的基础。 二是穿透性。微波照射于介质物体时，能深入该物体内部的特性称为穿透性。例如微波是射频波谱中惟一能穿透电离层的电磁波（光波除外）。因而成为人类外层空间的“宇宙窗口”；微波能穿透生物体，成为医学透热疗法的重要手段；
电磁场与电磁波论文
电磁场与电磁波论文 院系：电子信息学院 班级：电气11003班 学号：201005792 序号：33 姓名：张友强
电磁场与电磁波的应用 摘要： 磁是人类生存的要素之一。地球本身就是一个磁场，由于地球自身运动导致的两极缩短、赤道拉长、冰川融化、海平面上升等原因，地球的磁场强度正逐渐衰减。外加高楼林立、高压电网增多，人为地对地球磁力线造成干扰和破坏。所以，现在地球的磁场强度只有500年前的50％了，许多人出现种种缺磁症状。科学家研究证实，远离地球的宇航员在太空中所患的“太空综合症’’就是因缺磁而造成的。由此可见磁对于生命的重要性。磁场疗法，又称“磁疗法”、“磁穴疗法”，是让磁场作用于人体一定部位或穴位，使磁力线透人人体组织深处，以治疗疾病的一种方法。磁疗的作用机制是加速细胞的复活更新，增强血细胞的生命力，净化血液，改善微循环，纠正内分泌的失调和紊乱，调节肌体生理功能的阴阳平衡。 关键词：磁疗、电磁生物体、生物磁场、磁疗保健 电磁场与电磁波简介： 电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，电流会产生磁场，变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。电磁场与电磁波在实际生产、生活、医学、军事等领域有着广泛的应用，具有不可替代的作用。如果没有发现电磁波，现在的社会生活将是无法想象的。生物电磁学是研究非电离辐射电磁波（场）与生物系统不同层次相互作用规律及其应用的边缘学科，主要涉及电磁场与微波技术和生物学。其意义在开发电磁能在医学、生物学方面的应用以及对电磁环境进行评价和防护。。生物电磁学与工程电磁场与微波技术的不同主要体现在：1、后者的作用对象是具有个体差异的生命物质；2、后者的作用对象是根据人为需要而选取并加工的电磁媒质或单元而前者的作用要让测量系统服从于作用对象。生物电磁学的研究内容主要设计五个方面：1、电磁场（波）的生物学效应，研究在电磁场（波）作用下生物系统产生了什么；2、生物学效应机理，研究在电磁场（波）作用下为什么会产生什么；3、生物电磁剂量学，研究在什么条件下会产生什么；4、生物组织的电磁特性，研究在电磁场（波）作用下产生什么的生物学本质；5、生物学效应的作用，研究产生的效应做什么和如何做。 正文： （一）在生产、生活上的应用 静电场的最常见的一个应用就是带电粒子的偏转，这样象控制电子或是质子的轨迹。很多装置，例如阴极射线示波器，回旋加速器，喷墨打印机以及速度选择器等都是基于这一原理的。阴极射线示波器中电子束的电量是恒定的，而喷墨打印机中微粒子的电量却随着打印的字符而变化。在所有的例子中带电粒子偏转都是通过两个平行板之间的电位差来实的。 1.磁悬浮列车 列车头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引，同时又被
微波技术与天线论文
题目:简论微波谐振器件 姓名:陆昌佳学号20091120242 专业:通信工程 目录： 一、…………………………摘要 二、…………………………关键词 三、…………………………正文 1、微波元器件的简单介绍 2、微波元器件常见种类 3、矩形和圆柱形谐振腔基本参数的计算 4、参考书目
一、摘要：微波谐振器件是根据微波频率的特点从LC回路演变而来的,通过对微波谐振器件的研究,我们可以通过谐振器件各个参数更进一步的了解和认识其特点，从而更好的使用微波谐振器件、最大程度的发挥它在通信系统中的作用。以下我将对矩形谐振腔做简要计算分析，得到其谐振频率和品质因素f。和Q。，并将其和圆柱微波谐振腔的基本参数作比较，从而更进一步为通信事业服务. 二、关键词：谐振频率品质因素 三、微波元器件简单介绍：在低频电路中, 谐振回路是一种基本元 件, 它是由电感和电容串联或并联而成, 在振荡器中作为振荡回路，用以控制振荡器的频率; 在放大器中用作谐振回路; 在带通或带阻滤波器中作为选频元件等。在微波频率上, 也有上述功能的器件, 这就是微波谐振器件, 它的结构是根据微波频率的特点从LC回路演变而成的。微波谐振器一般有传输线型谐振器和非传输线谐振器两大类, 传输线型谐振器是一段由两端短路或开路的微波导行系统构成的, 如金属空腔谐振器、同轴线谐振器和微带谐振器等 四、常见谐振腔：
五、正文：谐振在通信系统中起着举足轻重的作用，以最简单的收音机为例，我们都知道收音机在接收电磁波信号时，只有谐收音机频率和空中的电磁波频率相等才能接收到音频信号即谐振。而谐振的直接决定因素在于谐振器件，对谐振器件的研究可从其基本参数谐振频率和品质因素入手。
电磁场和电磁波的应用
本科生学年论文（课程设计）题目：电磁场与电磁波的应用 学院物理科学与技术学院 学科门类理学 专业应用物理 学号2012437019 姓名郭天凯 指导教师闫正 2015年11月18日
电磁场与电磁波的应用 摘要 随着社会的不断进步与发展，科学技术的不断改革创新，电磁场与电磁波已经应用于社会生活的方方面面，受到了越来越多人的高度重视和关注。电子通信产品的随处可见，手机通信，微波通讯以及无线电视等；电磁波极化在雷达信号滤波、检测、增强、抗干扰和目标鉴别/识别等方面的应用；电磁场在金属材料加工、合成与制备中的应用；电磁波随钻遥测技术在钻井中的应用；电磁场的生物效应在电磁治疗方面的应用等都离不开电磁成与电磁波。本文将进一步对电磁场与电磁波在通讯、科技开发、工业生产、生物科学、材料科学等方面的应用展开分析和探讨。 关键词：电磁场；电磁波；极化；电子通信技术；电磁波的应用
目录 1 电磁场与电磁波的概况 (1) 2 电磁场与电磁波在通讯方面的应用 (2) 2.1 在无线电广播中的应用 (2) 2.2 在电视广播中的应用 (2) 2.3 在移动通信中的应用 (2) 2.4 在卫星通信中的应用 (2) 3 电磁波极化的应用 (3) 3.1 利用极化实现最佳发射和接收 (3) 3.2 利用极化技术提高通信容量 (3) 3.3 极化在雷达目标识别、检测和成像中的应用 (3) 3.4 极化在抗干扰中的应用 (4) 4 电磁波随钻遥测技术在钻井中的应用 (5) 4.1 采用数据融合技术，优化产品性能，提高传输深度 (5) 4.2 采用广播芯片技术，提高信息传输能力 (5) 5 在生物医学中的应用 (6) 5.1 电磁场的生物效应及其发展 (6) 5.2 电磁场作用的机理 (6) 6 电磁场在材料科学中的应用 (7) 7 结束语 (7) 参考文献 (8)
微波技术基础 简答题整理
第一章传输线理论 1-1.什么叫传输线？何谓长线和短线？ 一般来讲，凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同体组成的导波系统，均可成为传输线；长线是指传输线的几何长度l远大于所传输的电磁波的波长或与λ可相比拟，反之为短线。（界限可认为是l/λ>=0.05） 1-2.从传输线传输波形来分类，传输线可分为哪几类？从损耗特性方面考虑，又可以分为哪几类？ 按传输波形分类： （1）TEM（横电磁）波传输线 例如双导线、同轴线、带状线、微带线；共同特征：双导体传输系统； （2）TE（横电）波和TM（横磁）波传输线 例如矩形金属波导、圆形金属波导；共同特点：单导体传输系统； （3）表面波传输线 例如介质波导、介质镜像线；共同特征：传输波形属于混合波形（TE波和TM 波的叠加） 按损耗特性分类： （1）分米波或米波传输线（双导线、同轴线） （2）厘米波或分米波传输线（空心金属波导管、带状线、微带线） （3）毫米波或亚毫米波传输线（空心金属波导管、介质波导、介质镜像线、微带线） （4）光频波段传输线（介质光波导、光纤） 1-3.什么是传输线的特性阻抗，它和哪些因素有关？阻抗匹配的物理实质是什么？ 传输线的特性阻抗是传输线处于行波传输状态时，同一点的电压电流比。其数值只和传输线的结构，材料和电磁波频率有关。 阻抗匹配时终端负载吸收全部入射功率，而不产生反射波。 1-4.理想均匀无耗传输线的工作状态有哪些？他们各自的特点是什么？在什么情况的终端负载下得到这些工作状态？
（1）行波状态： 0Z Z L =，负载阻抗等于特性阻抗（即阻抗匹配）或者传输线无限长。 终端负载吸收全部的入射功率而不产生反射波。在传输线上波的传播过程中，只存在相位的变化而没有幅度的变化。 （2）驻波状态： 终端开路，或短路，或终端接纯抗性负载。 电压，电流在时间，空间分布上相差π/2，传输线上无能量传输，只是发生能量交换。传输线传输的入射波在终端产生全反射，负载不吸收能量，传输线沿线各点传输功率为0.此时线上的入射波与反射波相叠加，形成驻波状态。 （3）行驻波状态： 终端负载为复数或实数阻抗（L L L X R Z ±=或L L R Z =）。 信号源传输的能量，一部分被负载吸收，一部分反射回去。反射波功率小于入射波功率。 1-5.何谓分布参数电路？何谓集总参数电路？ 集总参数电路由集总参数元件组成，连接元件的导线没有分布参数效应，导线沿线电压、电流的大小与相位，与空间位置无关。分布参数电路中，沿传输线电压、电流的大小与相位随空间位置变化，传输线存在分布参数效应。 1-6.微波传输系统的阻抗匹配分为两种：共轭匹配和无反射匹配，阻抗匹配的方法中最基本的是采用λ/4阻抗匹配器和支节匹配器作为匹配网络。 1-7.传输线某参考面的输入阻抗定义为该参考面的总电压和总电流的比值；传输线的特征阻抗等于入射电压和入射电流的比值；传输线的波阻抗定义为传输线内横向电场和横向磁场的比值。 1-8.传输线上存在驻波时，传输线上相邻的电压最大位置和电压最小位置的距离相差λ/4，在这些位置输入阻抗共同的特点是纯电阻。 第二章 微波传输线 2-1.什么叫模式或波形？有哪几种模式？
射频与微波论文-射频与微波应用与发展综述
射频与微波技术应用与发展综述 班级： 姓名： 学号： 序号： 日期：
摘要： 微波技术是近一个世纪以来最重要的科学技术之一,从雷达到广播电视、无线电通信，再 到微波炉，微波技术对社会发展和人们生活的进步产生着深远的影响。本文介绍了微波技 术的发展以及在各个领域中的应用,并对微波技术未来的发展方向进行了讨论。Abstract： Microwave technology is one of the most important technology in the nearly century, from radar to broadcast TV, radio communication, microwave oven, microwave technology had a profound impact on society development and progress of people's lives .The paper introduced the development of microwave technology and it’s applications in various fields. It also discussed the future direction of microwave technology. 关键词：微波技术，微波电效应，污水处理 Keywords: Microwave technology, microwave electric effect, sewage treatment 微波是指波长在1mm～1000mm、频率在300MHz～300GHz范围之间的电磁波，因为 它的波长与长波、中波与短波相比来说，要“微小”得多，所以它也就得名为“微波”了。微波有着不同于其他波段的重要特点，它自被人类发现以来，就不断地得到发展和应用。 19世纪末，人们已经知道了超高频的许多特性，赫兹用火花振荡得到了微波信号，并对其 进行了研究。但赫兹本人并没有想到将这种电磁波用于通信，他的实验仅证实了麦克斯韦 的一个预言──电磁波的存在。20世纪初期对微波技术的研究又有了一定的进展，1936年4 月美国科学家SouthWorth用直径为12．5cm青铜管将9cm的电磁波传输了260m远，波导 传输实验的成功激励了当时的研究者，因为它证实了麦克斯韦的另一个预言──电磁波可以 在空心的金属管中传输，因此在第二次世界大战中微波技术的应用就成了一个热门的课题。战争的需要，促进了微波技术的发展，而电磁波在波导中传输的成功，又提供了一个有效
哈工大电磁场与电磁波课程总结
电磁场与电磁波课程总结 时代背景 麦克斯韦方程组是英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦在19世纪建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。它由四个方程组成：描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律。麦克斯韦方程组在电磁学中的地位，如同牛顿运动定律在力学中的地位一样。它揭示出电磁相互作用的完美统一，而这个理论被广泛地应用到技术领域。 1831年，法拉第发现了电磁感应现象，揭示了电与磁之间的重要联系，为电磁场完整方程组的建立打下了基础。截止到1845年，关于电磁现象的三个最基本的实验定律：库仑定律（1785年），安培-毕奥-萨伐尔定律（1820年），法拉第定律（1831-1845年）已被总结出来，法拉第的“电力线”和“磁力线”概念已发展成“电磁场概念”。场是一种看不见摸不着而又确实存在的东西，它可以用来描述空间中的物体分布情况，进而用空间函数来表征。“场”概念的提出，使得人们从牛顿力学的束缚中摆脱出来，从而对微观以及高速状态等人类无法用肉眼观测的世界，有了更加深入的认识。1864年，麦克斯韦集以往电磁学研究之大成，创立了电磁场的完整方程组。1868年，麦克斯韦发表了《关于光的电磁理论》这篇短小而重要的论文，明确地将光概括到电磁理论中，创立了“光的电磁波学说”。这样，原来相互独立发展的电、磁和光就被巧妙地统一在电磁场这一优美而严整的理论体系中，实现了物理学的又一次大综合。 德国物理学家赫兹深入研究了麦克斯韦电磁场理论，决定用实验来验证它。通过多年的实验探索，于1886年首先发现了“电磁共振”现象，紧接着在1888年发表了《论动电效应的传播速度》一文，以确凿的实验事实证实了麦克斯韦关于电磁波的预言和光的电磁理论的正确性，到此，麦克斯
电磁场与电磁波论文
电磁场与电磁波 —电能的无线传输 姓名：李明 班级：电科1101班 学号：20113011
引言 电能的传输长期以来主要是由导线直接接触进行传输，随着用电设备对供电品质、可靠性、方便性等要求的不断提高，还有特殊场合、殊地理环境的供电，使得接触式电能传输方式，越来越不能满足实际需要；便携式电子设备和家电对快捷方便地获取电能的需求越来越强烈。因此，无线电能传输越来越受到人们的关注，并被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。 无线电能传输技术最早由著名电气工程师（物理学家）尼古拉·特斯拉提出，就是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术。按照电能传输原理的不同，无线电能传输分为：电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式。通过该项技术可以实现以探讨将远程无线功率传输系统做成电子式互感器，研究其在高压测量方面的应用，还可以探讨更远的距离使将来室内电器实现无线化，所有室内电器设备都装有无接触功率传输系统，电气设备通过无接触功率接收装置远距离高效率的接收电能工作，而电能发射装置是可以装在墙壁内或者地板下的，使电气设备摆脱电线插座的束缚。此外，无线输电技术在特殊的场合也具有广阔的应用前景。例如可以给一些难以架设线路或危险的地区供电；可以解决地面太阳能电站、风力电站、原子能电站的电能输送问题。深入了解其无线传输电能的意义和方向，具有十分积极的意义。 一、电能无线传输技术的简介 1.1电能无线传输的现状 1.1.1电能无线传输的研究现状 一、国外研究现状 国外对无线电能传输技术的研究较早，早在20 世纪70 年代中期就出现了无线电动牙刷，随后发布了几项有关这类设备的美国专利。20世纪90 年代初期，新西兰奥克兰大学对感应耦合功率传输技术（ICPT）进行研究，经过十多年的努力，该技术在理论和实践上已经获得重大突破。研究主要集中在给移动设备，特别是在恶劣环境下工作的设备的供电问题，如电动汽车、起重机、手提充电器、电梯、传送带、运货行车，以及水下、井下设备。其能量等级、距离、效率等指标都在不断提高，目前实用设备己达200kW、数千米的传输距离和85％的以上的传输效率。 二、国内研究现状 国内在无线输电技术方面研究还处于起步阶段，近年来，中科院院士严陆光和西安交通大学的王兆安等人也开始对该新型电能接入技术进行研究。重庆大学自动化学院非接触电能传输技术研发课题组自2001 年便开始了对国内外非接触式电能接入技术相关基础理论与实用技术的密切跟踪和研究，并与国际上在该领域研发工作处于领先水平的新西兰奥克兰大学波依斯教授为首的课题组核心成员Patrick AiguoHu 博士进行了深层次的学术交流与科技合作，在理论和技术成果上有了较大的突破。2007年2月，课题组攻克了非接触感应供电的关键技术难题，建立了完整的理论体系，并研制出了非接触电能传输装置，该装置能够实现600 至1000W 的电能输出，传输效率为70％，并且能够向多个用电设备同时供电，
微波技术基础复习重点
第一章引论 微波是指频率从300MHz到3000GHz范围内的电磁波，相应的波长从1m到0.1mm。包括分米波（300MHz到3000MHz）、厘米波（3G到30G）、毫米波（30G 到300G）和亚毫米波（300G到3000G）。 微波这段电磁谱具有以下重要特点：似光性和似声性、穿透性、信息性和非电离性。 微波的传统应用是雷达和通信。这是作为信息载体的应用。 微波具有频率高、频带宽和信息量大等特点。 强功率—微波加热弱功率—各种电量和非电量的测量 导行系统：用以约束或者引导电磁波能量定向传输的结构 导行系统的种类可以按传输的导行波划分为： (1)TEM(transversal Electromagnetic,横电磁波)或准TEM传输线 (2)封闭金属波导(矩形或圆形，甚至椭圆或加脊波导) (3)表面波波导(或称开波导) 导行波：沿导行系统定向传输的电磁波，简称导波 微带、带状线，同轴线传输的导行波的电磁能量约束或限制在导体之间沿轴向传播。是横电磁波(TEM)或准TEM波即电场或磁场沿即传播方向具有纵向电磁场分量。 开波导将电磁能量约束在波导结构的周围(波导内和波导表面附近)沿轴向传播，其导波为表面波。 导模(guided mode ):即导波的模式，又称为传输模或正规模，是能够沿导行系统独立存在的场型。特点： (1)在导行系统横截面上的电磁场呈驻波分布，且是完全确定的，与频率以 及导行系统上横截面的位置无关。 (2)模是离散的，当工作频率一定时，每个导模具有唯一的传播常数。 (3)导模之间相互正交，互不耦合。 (4)具有截止频率，截止频率和截止波长因导行系统和模式而异。 无纵向磁场的导波(即只有横向截面有磁场分量)，称为横磁(TM)波或E波。 无纵向电场的导波(即只有横向截面有电场分量)，称为横电(TE)波或H波。 TEM波的电场和磁场均分布在与导波传播方向垂直的横截面内。 第二章传输线理论 传输线是以TEM模为导模的方式传递电磁能量或信号的导行系统，其特点是横向尺寸远小于其电磁波的工作波长。 集总参数电路和分布参数电路的分界线：几何尺寸L/工作波长>1/20。 这些量沿传输线分布，其影响在传输线的每一点，因此称为分布参数。 传播常熟是描述导行系统传播过程中的衰减和相位变化的参数。 传输线上的电压和电流是由从源到负载的入射波和反射波的电压以及电流叠加，在传输线上呈行驻波混合分布。 特性阻抗：传输线上入射波的电压和入射波电流之比，或反射波电压和反射波电流之比的负值，定义为传输线的特性阻抗。 传输线上的电压和电流决定的传输线阻抗是分布参数阻抗。
微波技术基础
摘要 本文主要介绍了微波的基础知识，在第一章中介绍了微波的概念、基本特点以及微波在民用和军事上的应用，在第二章中介绍了微波传输线理论，主要介绍了TE型波的理论和传输特性。 10 This paper describes the basics of microwave in the microwave first chapter introduces the concept of the basic characteristics and microwave in the civilian and military applications, in the second chapter describes the microwave transmission line theory, introduces the theory and the type of wave Transmission characteristics.
微波技术基础 第一章微波简介 1.1 什么是微波 微波是频率非常高的电磁波，就现代微波理论的研究和发展而论，微波是指频率从GHz 300的电磁波，其相应的波长从1m~0.1mm，这段电磁频谱包~ MHz3000 括分米波（频率从300MHz~3000MHz），厘米波（频率从3GHz~30GHz），毫米波（频率从30GHz~300GHz）和亚毫米波（频率从300GHz~3000GHz）四个波段。 下图为电磁波谱分布图： 1.2微波的基本特点 1.似光性和似声性 微波波段的波长和无线电设备的线长度及地球上的一般物体的尺寸相当或小的多，当微波辐射到这些物体上时，将产生显著地反射、折射，这和光的反射折射一样。同时微波的传播特性也和几何光学相似，能够像光线一样直线传播和容易集中，即具有似光性。这样利用微波就能获得方向性极好、体积小的天线设
微波技术与天线
知识梳理 绪论 微波、天线与电波传播是无线电技术的一个重要组成部分，它们三者研究的对象和目的有所不同。微波主要研究如何引导电磁波在微波传输系统中的有效传输，它的特点是希望电磁波按一定要求沿微波传输系统无辐射的传输，对传输系统而言辐射是一种能量的损耗。天线的任务则是将导行波变换为向空间定向辐射的电磁波，或将在空间传播的电磁波变为微波设备中的导行波，因此天线有两个基本作用：一个是有效地辐射或接收电磁波，另一个是把无线电波能量转换为导行波能量。电波传播则是分析和研究电波在空间的传播方式和特点。微波、天线与电波传输播三者的共同基础是电磁场理论，三者都是电磁场在不同边值条件下的应用。 第一章均匀传输线理论 微波传输线是用以传输微波信息和能量的各种形式的传输系统的总称, 它的作用是引导电磁波沿一定方向传输, 因此又称为导波系统, 其所导引的电磁波被称为导行波。一般将截面尺寸、形状、媒质分布、材料及边界条件均不变的导波系统称为规则导波系统, 又称为均匀传输线。把导行波传播的方向称为纵向, 垂直于导波传播的方向称为横向。无纵向电磁场分量的电磁波称为横电磁波，即TEM波。另外, 传输线本身的不连续性可以构成各种形式的微波无源元器件, 这些元器件和均匀传输线、有源元器件及天线一起构成微波系统。 1.1均匀无耗传输线的输入阻抗 定义：传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比称为传输线的输入阻抗两个特性： (1)λ／2重复性：无耗传输线上任意相距λ／2处的阻抗相同Zin(z)=Zin(z+λ／2)；(2)λ／4变换性:Zin(z)-Zin(z+λ／4)=Z02 1.2均匀无耗传输线的三种传输状态 (1) 行波状态：无反射的传输状态， 匹配负载：负载阻抗等于传输线的特性阻抗沿线电压和电流振幅不变电压和电流在任意点上同相； (2) 纯驻波状态：全反射状态， 负载阻抗分为短路、开路、纯电抗状态； (3)行驻波状态：传输线上任意点输入阻抗为复数。 1.3传输线的三类匹配状态 (1)负载阻抗匹配：是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形，此时只有从信源到负载的入射波，而无反射波。 (2)源阻抗匹配：电源的内阻等于传输线的特性阻抗时，电源和传输线是匹配的，这种电源称之为匹配电源。此时，信号源端无反射。 (3)共轭阻抗匹配：对于不匹配电源，当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗为电源内阻抗的共轭值时，即当Zin=Zg﹡时，负载能得到最大功率值。共轭匹配的目的就是使负载得到最大功率。 1.4阻抗圆图的应用 (1) 反射系数圆图：Γ（z）=|Γ1|ej(Φ1-2βz)=|Γ1|ejΦ