微波技术与天线应用

1、 微波技术与天线的应用2微波的定义微波是指波长在 1mm1000mm、 频率在 300MHz300GHz 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。名称P波 段L波段S波段C波段X波段Ku波段K波段Ka波段频率230-1000 MHz1-2GHz2-4GHz48GHz8-12.5GHz12.518GHz1826.5GHz26.540GHz3 微波的两重性微波的两重性 微波的两重性指的是对于尺寸大的物体，如建微波的两重性指的是对于尺寸大的物体，如建筑物火箭、导弹它显示出粒子的特点筑物火箭、导弹它显示出粒子的特点即似即似光性或直线性而

2、对于相对尺寸小的物体，又显光性或直线性而对于相对尺寸小的物体，又显示出示出波动性。波动性。 微波与微波与“左邻右舍左邻右舍”的比较的比较 微波的微波的“左邻左邻”是超短波和短波，而它的是超短波和短波，而它的“右右舍舍”又是红外光波。又是红外光波。 微波的特点微波与超短波和短波相比较，微波与超短波和短波相比较，大大扩展了通信通道，大大扩展了通信通道，开辟了微波通信与卫星开辟了微波通信与卫星通信通信微波与光波段比较微波与光波段比较光通过雨雾衰减很大，特别是光通过雨雾衰减很大，特别是雾天，兰光和紫光几乎看不雾天，兰光和紫光几乎看不见，这正是采用红光作警戒见，这正是采用红光作警戒的原因。而微波波段穿透

3、力的原因。而微波波段穿透力强。强。4微波的发展自自19451945年以来的半个世纪中，微波科学技术表现出年以来的半个世纪中，微波科学技术表现出巨大的应用价值，非常活跃而充满生命力。例如，巨大的应用价值，非常活跃而充满生命力。例如，雷达的诞生与成熟（雷达的诞生与成熟（19391939一一19451945年）；年）；射电天文学大发展（射电天文学大发展（1946197119461971年）；年）；卫星通信及卫星广播的建立与普及（卫星通信及卫星广播的建立与普及（19641964年以后至年以后至今）；今）；微波波谱学与量子电子学的巨大进步（微波波谱学与量子电子学的巨大进步（19441944年至年至今）；

4、今）；微波能利用及微波医学的发展（微波能利用及微波医学的发展（19471947年以后至今）；年以后至今）；等等。等等。下面我们从几个方面叙述微波科学技术的应用与发展。5一、 微波中继通信 微波中继通信是实现远距离通信，一般说来，通信微波中继通信是实现远距离通信，一般说来，通信距离往往长达数千米甚至上万米，或环绕地球曲面，距离往往长达数千米甚至上万米，或环绕地球曲面，由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗，每隔由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗，每隔5050公公里左右，就需要设置中继站，将电波放大转发而延伸。里左右，就需要设置中继站，将电波放大转发而延伸。 要实现微波中继通信需要设立终端站、中继

5、站、分要实现微波中继通信需要设立终端站、中继站、分路站、枢纽站路站、枢纽站6二、 卫星通信 卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。 微信通信具有通信范围大，不易受陆地灾害影响，微信通信具有通信范围大，不易受陆地灾害影响，开通电路迅速，多址特点，设置灵活等特点。开通电路迅速，多址特点，设置灵活等特点。 1965 1965年年1 1号国际通信卫星发射。号国际通信卫星发射。

6、7三、雷达 雷达利用电磁波探测目标的电子设备。发射电磁雷达利用电磁波探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。高度等信息。 就雷达波段而言，就雷达波段而言，L L波段用于远程警戒、空中交通波段用于远程警戒、空中交通管制；管制；S S波段用于中程警戒、机场交通管制、远程气波段用于中程警戒、机场交通管制、远程气象观测；象观测；C C波段用于远程跟踪、机载气象观测；波段用于远程跟踪、机载气象观测；X X波段波段用于远

7、程跟踪、导弹制导、测绘、机载攻击；用于远程跟踪、导弹制导、测绘、机载攻击；KUKU波段波段用干地形测绘、卫星测高度，等等。用干地形测绘、卫星测高度，等等。8四、射电天文学研究 射电望远镜是主要接收天体射电波段辐射的望远镜。射电望远镜是主要接收天体射电波段辐射的望远镜。天线收集天体的射电辐射，接收机将这些信号加工、转天线收集天体的射电辐射，接收机将这些信号加工、转化成可供记录、显示的形式，终端设备把信号记录下来，化成可供记录、显示的形式，终端设备把信号记录下来，并按特定的要求进行某些处理然后显示出来。并按特定的要求进行某些处理然后显示出来。 今天，射电天文学已发展到令人惊异的高水平。例今天，射电

8、天文学已发展到令人惊异的高水平。例如，德国波恩以南如，德国波恩以南40km40km的的100m100m直径射电望远镜，正对银直径射电望远镜，正对银河、星际气体、超新垦进行研究。美国哈佛大学的河、星际气体、超新垦进行研究。美国哈佛大学的METAMETA系统从系统从19851985年起即对外星生命信息作大规模的探查。年起即对外星生命信息作大规模的探查。9五、多频道微波分配系统 微波技术的发展与人民生活关系密切，个例子是用微波技术的发展与人民生活关系密切，个例子是用作大城市中心电视台有线电视服务作大城市中心电视台有线电视服务的的“多频道微波分配多频道微波分配系统系统”（简称（简称MMDSMMDS）

9、MMDS MMDS是利用微波传送分配多频道电视节目是利用微波传送分配多频道电视节目, ,可供作点可供作点对面的地区性的对面的地区性的“无线电缆电视无线电缆电视”系统使用。它与无线系统使用。它与无线地面电视系统相仿地面电视系统相仿, ,采用无线地面电视的电视制式和采用无线地面电视的电视制式和AM-AM-VSB(VSB(残留边带残留边带) )调制方式。调制方式。 MMDS MMDS利用利用S S波段波段(2.52.7GHz)(2.52.7GHz)传送。传送。 纵观微波天线技术在各个方面的应用优势，我们纵观微波天线技术在各个方面的应用优势，我们有理由相信其在不久的将来可以成为工业生产、环有理由相信其在不久的将来可以成为工业生产、环保及其它个领域的常规技术。保及其它个领域的常规技术。