微波天线课程考察报告..doc

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微波天线课程考察报告.

河南理工大学万方科技学院 微波技术与天线课程考察报告 姓 名: 曹亚辉 班 级: 通信工程10-2 学 号: 1016303020 评定成绩: 微波天线课程考察报告 绪论 1.微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科,它的基本理论是经典的电磁场理论,研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。一种是“场”的分析方法,即从麦克斯韦方程出发,在特定边界条件下解电磁波动方程,求得场量的时空变化规律,分析电磁波沿线的各种传输特性;另一种是“路”的分析方法,即将传输线作为分布参数电路处理,用克希霍夫定律建立传输线方程,求得线上电压和电流的时空变化规律,分析电压和电流的各种传输特性。 2.微波的定义:把波长从1m到0.1mm范围内的电磁波称为微波。微波波段对应的频率范围为: 300MHz~3000GHz。在整个电磁波谱中,微波介于超短波与红外线之间,是频率最高的无线电波,它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽1000倍。一般情况下,微波又可划分为分米波、厘米波和毫米波和亚毫米四个波段。 3.微波具有如下主要特点:(1)似光性;(2)穿透性;(3)宽频带特性;(4)热效应特性;(5)散射特性;(6)抗低频干扰特性;(7)视距传输特性;(8)分布参数的不确定性;(9)电磁兼容和电磁环境污染。 4.微波技术的主要应用:(1)在雷达上的应用;(2)在通讯方面的应用;(3)在科学研究方面的应用;(4)在生物医学方面的应用;(5)微波能的应用。 第一章 均匀传输线理论 1.微波传输线是用以传播微波信息和能量的各种形式的传输系数的总称,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,其所引导的电磁波被成为导行波。微波传输线可以分为三种类型,第一类是双导体传输线,第二类是均匀填充介质的金属波导管,第三类是介质传输线。 2.本章从“化场为路”的观点出发,首先建立了传输线方程,导出传输线方程的解,引入传输线的重要参量——阻抗、反射系数及驻波比;然后分析无耗传输线的特性,给出传输线的匹配、效率及功率容量的概念。 3.传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。微波传输线是一种分布参数电路,线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数,它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。传输线方程是传输线理论中的基本方程。 4.均匀无耗传输线方程为: 其解为: 其参量为: ,,, 已知始端电压电流的传输线上任意点电压电流的计算方程: 已知终端电压电流的传输线上任意点电压电流的计算方程: Input Impedance: 对均匀无耗线,具有周期性,即存在λ/2的重复性和λ/4的变换性。 Reflection Coefficient: VSWR: 5.终端接的不同性质的负载,均匀无耗传输线有三种工作状态: (1) 当时,传输线工作于行波状态。线上只有入射波存在,电压电流振幅不变,相位沿传播方向滞后;沿线的阻抗均等于特性阻抗;电磁能量全部被负载吸收。 (2) 当、和时,传输线工作于驻波状态。线上入射波和反射波的振幅相等,驻波的波腹为入射波的两倍,波节为零;电压波腹点的阻抗为无限大,电压波节点的阻抗为零,沿线其余各点的阻抗均为纯电抗;没有电磁能量的传输,只有电磁能量的交换。 (3) 当时,传输线工作于行驻波状态。行驻波的波腹小于两倍入射波,波节不为零;电压波腹点的阻抗为最大的纯电阻,电压波节点的阻抗为最小的纯电阻;电磁能量一部分被负载吸收,另一部分被负载反射回去。 6.表征传输线上反射波的大小的参量有反射系数,驻波比和行波系数K。它们之间的关系为: 7.传输线阻抗匹配方法常用阻抗变换器和单支节调配器。 (1)阻抗变换器:只能匹配电阻性负载: (2)串联短路单支节调配器: (3)并联短路单支节调配器: 8.史密斯圆图能直观地描述了无耗传输线各种特性参数的关系,是用来分析传输线匹配问题的有效方法。 (1)阻抗圆图:在阻抗圆图的上半圆内的电抗x0呈感性,下半圆内的电抗x0呈容性;实轴上的点代表纯电阻点,左半轴上的点为电压波节点;在传输线上有负载向电源方向移动时,在圆图上应顺时针旋转,反之,有电源向负载方向移动时,应逆时针旋转。 (2)导纳圆图:由无耗传输线的 的阻抗变换特性,将整个阻抗圆图旋转1800得到导纳圆图。 第二章 规则金属波导 1.本章以矩形金属波导的求解为引线,探讨

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