微波技术与天线复习知识要点

1、微波技术与天线复习知识要点绪论微波得走义：微波就是电磁波谱介于超短波与红外线之间得波段，它属于无线电波中波长 最短得波段。 微波得频率范围:3 00MHz3000GHz，其对应波长范围就是1 m0、1mm微波得特点（要结合实际应用）:似光性，频率高（频带竞）寿透性（卫星通信）屋子特性（微波 波谱得分析）第一章均匀传输线理论均匀无耗传输线得输入阻抗（2个特性）走义:传输线上任意一点z处得输入电压与输入电流之t匕称为传输线得输入阻抗注：均匀无耗传输线上任意一点得输入阻抗与观察点得位置、传输线得特性阻抗、终端负载 阻抗、工作频率有关。两个特性：1、入/2重复性：无耗传输线上任意相距入/ 2处得阻抗相

2、同乙“（z）=乙n（z+A/2）2、入/4 变换性:乙 n（z ） - Zm（z + 24X02证明题：（作业题）均匀无耗传输线得三种传输状态（要会判断）参数行波驻波行驻波|01o | r|iP1OO1 P 在阻抗圆图得上半圆内得电抗x 0呈感性,下半圆内得电抗x 实轴上得点代表纯电阻点,左半轴上得点为电压波节点，其上得刻度既代表rmin又代表行波 系数K,右半轴上得点为电压波腹点具上得刻度既代表max又代表驻波比P。 |r|=i得圆图上得点代表纯电抗点。实轴左端点为短路点，右端点为开路点，中心点处就是匹配点。在传输线上由负载向电源方向移动时,在圆图上应顺时针旋辑；反之，由电源向负载方向移动

3、时，应逆时针旋转。3. 史密斯圆图：将上述得反射系数圆图、归一化电阻圍图与归一化电抗圆图画在一起，就构成了完整得阻抗圆图。4. 基本思愎:特征参数归一(阻抗归一与电长度归一)；以系统不变呈|作为史密斯圍图得基底； 把阻抗(或导纳)、驻波比关系套覆在|圆上。回波损耗、功率分配等问题得分析/回波损耗问题：1. 走义为入射波功率与反射波功率之比(通常以分贝来表示)，即Lr(z)=10lg(Pin/Pr)(dB)对于无耗传输线,a = 0, Lr与z无关，即Lr(z)=-201g|ri| (dB )2. 插入损耗:走义为入射波功率与传输功率之比3. |i|越大，则|Lr |越小;|i|越小,则| Li

4、越大。P21有关回波损耗得例题(例1-4)/功率分配问题：1. 入射波功率、反射波功率与传输功率计算公式反映出了它们之间得分配关系。(P19)2. 传输线得传输效率:负载吸收功率/始端传输功率3. 传输效率取决于传输线得损耗与终端匹配情况第二章规则金属波导导波系统中得电磁波按纵向场分星得有无，可分为TE波、TM波与TEM波三种类型。（知 道概念） TEM波：导行波既无纵向磁场有无纵向电场，只有横向电场与磁场，故称为横电磁波。Ez 二0而巴=0 TM波（E波）：只有纵向电场，又称磁场纯横向波。EzHO而Hz二0 T E波（H波）只有纵向磁场，又称电场纯横向波。E 2=0而HzHO爭亍条件kfc为

5、导行波。矩形波导、圆波导主要模式得特点及应用 矩形波导:将由金属材料制成得、矩形截面得、内充空气得规则金属波导称为矩形波导。1）纵向场分呈Ez与巴不能同时为零,不存在TEM波。2）T E波：横向得电波，纵向场只有磁场。 TE波得截止波数心， 矩形波导中可以存在无穷多种T E导模，用T Em n表示。最氐次波形为TEio,截止频率最低。3) T M 波 TMn模就是矩形波导TM波得最氐次模,其她均为高次模。4）主模TEio得场分布及其工作特性主模得定义:在导行波中截止波长最长（截止频率最低）得导行模 特点:场结构简单、稳定、频带竞与损耗小等。圆波导若将同轴线得内导体抽走，则在一走条件下，由外导体

6、所包围得圆形空间也能传输电 磁能星,这就就是圆形波导。 应用：远距离通信、双极化馈线以及微波圆形谐振器等。 圆形波导也只能传输T E与TM波形。 主模T En,截止波长最长,就是圆波导中得最侃欠模。圆波导中TEn模得场分布与矩形波导 得TEio模得场分布很相似,因此工程上容易通过矩形波导得横截面逐渐过渡变为圆波导。即 构成方圆波导变换器。 圆对称TMoi模：圆波导得第一个高次模，由于它具有圆对称性故不存在极化简并模。因此常 作为雷达天线与馈线得旋转关节中得工作模式。 低损耗得TE（）1模：就是圆波导得高次模式.它与TMn模就是简并模。它就是圆对称模.故无 极化简并。当传输功率一走时,随着频率升

7、高管壁得热损耗将单调下降。故其损耗相对于 其她模式来说就是低得，故可将工作在此模式下得圆波导用于毫米波得远距离传输或制作高 Q值得谐振腔。熟悉模式简并概念及其区别1. 矩形波导中得E-H简并：对相同得m与n, T Emn与TMmnim有相同得截止波长（或相同得 截止频率）。虽然它们得场分布不同，但就是具有相同得传输特性。2. 圆波导中有两种简并模： E -H简并:TE模与T Mi “模得简并 极化简并模：考虑到圆波导得轴对称性因此场得极化方向具有不确定性，使导行波得场分布 在（P方向存在cosm（p与sinm（p两种可能得分布，它们独立存在相互正交，截止波长相同构成 同一导行模得极化简并模。熟

8、悉矩形波导壁电流分布及应用波导激励得几种类型1. 电激励2. 磁激励3. 电流激励方圆波导转换器得作用圆波导中TEii模得场分布与矩形波导得T Eio模得场分布很相似,因此工程上容易通过矩形 波导得横截面逐渐过渡变为圆波导。即构成方圆波导变换器。第三章微波隼成传输线带状线、微带线得结构及持点1. 带状线:就是由同轴线演化而来得即将同轴线得外导体对半分开后，再将两半外导体向左右展平，并 将內导体制成扁平带线。 主要传输得就是TEM波。可存在高次模。 用途替代同轴线制作高性能得无源元件。 特点:盍频带、高Q值、高隔离度缺点:不宜做有源微波电路。2. 耗线：就是由双导体传输践演化而来得,即将无限薄得

9、导体板垂直插入双导体中间，再将导体圆柱 变换成导体带，并在导体带之间加入介质材料，从而构成了微带线。微带线就是半开放结构。 工作模式：准TEM波带状线、微带线特征参数得计算（会查图） 带状线与微带线得传输特性参呈主要有：特性阻抗Z。、衰减常数a、相速Vp与波导波长入g介质波导主模及具特点 主模HEii模得优点：a）不具有截止波长；b）损耗较小；c）可直接由矩形波导得主模TE1 o激励。第四章微波网络基础熟练掌握阻抗参星、导纳参呈、转移参星、散射参呈（结合元件特性）与传输参呈得走义（P 84-P9 3）阻抗矩阵Z导纳矩阵【丫】转移矩阵【A】散射矩阵S传输矩阵【T】掌握微波网络思想在微波测呈中得应

10、用（三点法得条件）前提条件:令终端短路、开路与接匹配负载时，测得得输入端得反射系数分别为s To与口从 而可以求出Sn, S 12 , S22。第微波元器件匹配负载（螺钉调配器原理）、失配负载;衰减器、移相器（作用）匹配负载作用：消除反射,提高传输效率,改善系统稳走性；螺钉调配器:螺钉就是低功率微波装置中普遍采用得调谐与匹配原件,它就是在波导克边中 央插入可调螺钉作为调配原件。螺钉深度不同等效为不同得电抗原件,使用时为了避免波导短路击穿，螺钉都设计成为了容性，即螺钉旋入波导中得深度应小于3b/4（b为波导窄边尺寸）。失配负载:既吸收一部分微波功率又反射一部分微波功率,而且一般制成一走大小驻波得

11、标准失配负载,主要用于微波测呈。 衰减器，移相器(作用):改变导行系统中电磁波得幅度与相位; 了解定向耦合器得工作原理(P106) 走向耦合器就是一种具有走向传输特性得四端口元件，它就是由耦合装置联系在一起得两对 传输系统构成得。利用波程差。熟练掌握线圆极化转换器得工作原理及作用 了解场移式隔离器得作用(P122) 根据铁氧体对两个方向传输得波型产生得场移作用不同而制成得。 了解铁氧体环行器得分析及作用(P123)环行器就是一种具有非互易特性得分支传输系统。第六章天线辐射与接收得基本理论第七章电波传播概论 天波通信、地波通信、视距波通信得概念1. 天波通信:指自发射天线发出得电波在高空被电离层反射后到达接收点得传播方式，也成为 电离层电波传播。主要用于中波与短波波段2. 地波通信:无线电波沿地球表面传播得传播方式。主要用于长、中波波段与短波得低频段。3. 视5巨波通信:指发射天线与接收天线处于相互能瞧见得视距5巨离内得传播方式。地面通信、卫星通信以及雷达等都可以采用这种传播方式。主要用于超短波与微波波段得电波传播天线得作