微波的技术基础绪论.ppt

一 微波的波长(或频率)范围 (1) 量子能量和黑体温度很低 　　(2) 许多物质大分子，如生物大分子的振动和旋转频率都在THz波段，所以在THz波段表现出很强的吸收和谐振。 　　(3) THz辐射能以很小的衰减穿透如陶瓷、脂肪、碳板、布料、塑料等物质，因此可用其探测低浓度极化气体，适用于控制污染。THz辐射还可无损穿透墙壁、布料，使得其能在某些特殊领域发挥作用。 　　(4) THz的时域频谱信噪比很高，这使得THz非常适用于成像应用。 　　(5) 带宽很宽(0. 3—10THz)。 　　(6) 可形成很窄的脉冲(飞秒级)。 一 微波的波长(或频率)范围 波 段 (频 段) 名 称 波 长 范 围 频 率 范 围 无线电波 超长波(极低频) 长波(低频) 中波(中频) 短波(高频) 超短波(甚高频) 10 km ~ 1 ~ 10 km 100 ~ 1000 m 10 ~ 100 m 1 ~ 10 m ~ 30 kHz 30 ~ 300 kHz 300 ~ 3 000 kHz 3 ~ 30 MHz 30 ~ 300 MHz 微 波 分米波(特高频) 厘米波(超高频) 毫米波 亚毫米波 1 ~ 10 dm 1 ~ 10 cm 1 ~ 10 mm 0.1 ~ 1 mm 300 ~ 3 000 MHz 3 ~ 30 GHz 30 ~ 300 GHz 300 ~ 3 000 GHz 红外线 远红外线 中红外线 近红外线 25 ?m ~ 1 mm 2.5 ~ 25 ?m 0.76 ~ 2.5 ?m ? 可见光 4 000 ~ 7 600 ? (0.4 ~ 0.76 ?m) ? 紫外线 30 ~ 4 000 ? ? X 射线 0.01 ~ 30 ? ? ? 射线 0.01 ?以下 ? 表 电磁波的频谱 习惯上还把微波中常用波段分别以拉丁字母作代号， 表0.2 微波常用波段代号 波导的结构尺寸，p299 课本p4页第三段 一 微波的波长(或频率)范围 波段名称 波长范围(cm) 频率范围(GHz) P 130－30 0.23－1 L 30－15 1－2 S 15－7.5 2－4 C 7.5－3.75 4－8 X 3.75－2.4 8－12.5 Ku 2.4－1.67 12.5－18 K 1.67－1.13 18－26.5 Ka 1.13－0.75 26.5－40 U 0.75－0.5 40－60 E 0.5－0.33 60－90 F 0.33－0.215 90－140 G 0.215－0.136 140－220 R 0.136－0.09 220－325 一 微波的波长(或频率)范围 工业、科学、医学的微波加热专用频率是915+-25MHz，2450+-50MHz，5800+-75MHz，22125+-125MHz 一 微波的波长(或频率)范围 二 微波的主要特性 二 微波的主要特性 微波特性 似光性 卫星通信 穿透电离层 天文学研究 量子特性 微波波谱学 时间延迟 微波管 频率高 多路通信 研究方法 两种 1.渡越时间效应及传播延时效应 渡越时间效应是指电子管内电子在极间渡越的时间引起的效应。此效应在微波频段，由于振荡周期与电子极间渡越时间的可比性而不能忽略，因此，研制微波管必须充分考虑它的影响。 微波振荡周期(10-9～10-12s)与电子管内电子的渡越时间(约10-9s)有相同的数量级，甚至还要小。因此，微波振荡的产生和放大已不能再用普通电子管，而必须采用原理上完全不同的微波电子管(速调管、磁控管和行波管等)、微波固体器件和量子器件。 二 微波的主要特性 传播延时效应是微波电路中电磁波从一处传输到另一处，因传播速度有限而需要一定的时间所产生的效应。它对任何频段的无线电波都是存在的。 不过在低频时，电路的尺寸工作波长，传播延时远远小于振荡周期，延时可以忽略不计;可将整个电路中电压、电流的相位视为不随空间位置变化而仅随时间变化。 但在微波波段，电路的尺寸与工作波长可以比拟，电磁波在其中的传播延时不能忽略，电路各点的场具有不同相位，它们既随时间变化也随空间变化。致使以基尔霍夫定律和电压、电流概念为基础的低频电路分析方法不能直接描述微波电路中发生的现象。 微波电路的结构也有别于低频电路。 因此，分析微波电路必须采用更一般的方法—场的分析方法(在一定条件下，工程上也将场等效为路来研究)。 二 微波的主要特性 二 微波的主要特性 2.似光性和似声性 1.微波的频率高且波长很短，与几何光学相似