微波技术与天线复习提纲终极整理.doc

1、第 1 页 共 32 页“微波技术与天线”课程复习提纲一、微波基本概念 .31 了解微波的基本概念：频率、波长等 .32 了解微波的主要特性 .3二、传输线基本理论 .41 了解传输线的特性参量（反射系数、驻波比、驻波相位、输入阻抗、输入导纳等） ，传输线任一截面特性参量的计算，周期性与倒置性在解题中的应用。 .42 掌握传输线的工作状态与终端负载的关系，了解传输线的三种工作状态及相关特性参量的特点。 .63 熟悉圆图的基本特点（特殊点、线、半圆、圆） .64 掌握用圆图确定均匀无耗传输线任意截面的特性参量以及解决传输线的阻抗/导纳调配的问题。 .6三、微波传输线 .71 熟练掌握三种主要微波

2、传输线（矩形，圆柱形，同轴）的模式的场分布及其特点，能作出或判断传输线横截面的模式图。 .72 掌握各种传输线特性参量及其运用。 .83 了解波导传输线的截止波长分布图及其应用。 .9四、微波网络参量 .101 了解散射参量 S 参量和转移参量 A 参量的基本概念 .10第 2 页 共 32 页2 了解 S 散射矩阵和 A 转移矩阵各参量的意义 .103 了解 S 参量和 A 参量的基本特性及应用 .114 掌握简单双端口网络 S 参量和 A 参量的确定 .11五、微波谐振器 .111 了解微波谐振腔的基本概念及基本参数 .112 了解三种同轴腔的结构和特点以及谐振波长的确定 .113 掌握矩

3、形腔和圆柱腔的特点及谐振波长的确定。 .124 了解的环行腔的特点及谐振波长的确定。 .15六、微波元器件 .171 了解阻抗与连接分支元件的结构，特点及工作原理。 .172 了解波的激励与耦合的基本 方法，熟练掌握激励和耦合元件的结构与工作原理。 .223 了解微波铁氧体的三种主要效应（铁磁谐振、场移效应、法拉第旋转）及其相应器件（隔离器、环行器）的结构和工作原理。 .23七、天线 .251 理解、掌握天线的常用参量及计算 .252 了解常见天线的基本类型，结构和特点 .27八、微波测量(实验) .291 了解微波基本实验测量系统组成 .292 了解微波基本参量的测量方法。 .29附录 .3

4、01 作业 .30第 3 页 共 32 页一、微波基本概念1 了解微波的基本概念：频率、波长等微波常用单位： frequency : (频率单位) GHz / kMHz ，wavelength : (波长单位) M - mm常用微波段的划分分米波 100-10cm 300-3000 MHz厘米波 10-1cm 3000 M - 30 GHz毫米波 10-1mm 30-300 GHz亚毫米波 1mm-0.1mm 300-3000 GHz微波工程上的常用波段波段代号 L S C X Ku K Q标称波长(cm) 50/23 10 5.5 3.2 2 1/25 0.82代号 中心波长 波长范围 频率

5、范围(GHz) 主要应用举例L 23cm 76.9-19.3cm 1.12-1.7 工业上：空军医院，南方医院医疗上：微波手术针，微波手术刀S 10cm 19.3-7.69cm 2.5-3.95 雷达，远程雷达，预警雷达C 5.5cm 7.69-4.84cm 3.95-5.85 邮电部门间通，微波中继站X 3.2cm 5.77-2.75cm 8.2-12.4 海空雷达,机载，舰载雷达, 高校实验室,科研部门Q 0.82cm 33.0-50 高分辨率雷达，宇宙通讯，2 了解微波的主要特性类光性可见光-电磁波- 直线传播，反射，侥射，折射等微波-电磁波-基本直线传播，较强的反射能力，较弱的侥射能力

6、，直线传播，较强反射 定向、定位、现代大多数雷达均为微波雷达穿透性微波有几个特殊波段（8mm，3mm）的电磁波不受高空大气游历层的反射，可穿透电离层第 4 页 共 32 页进出外层空间-宇宙窗口量子特性High Power Microwave / HPM ( 高功率微波/射频，电磁，微波弹）宽频特性渡越时间效应与传播延时效应类声性热效应 Heat Efect非热效应二、传输线基本理论1 了解传输线的特性参量（反射系数、驻波比、驻波相位、输入阻抗、输入导纳等） ，传输线任一截面特性参量的计算，周期性与倒置性在解题中的应用。反射系数 定义：（同一横截面上）反射波电压与入射波电压之比 代号： ()z

7、一般表示式：21()zUz 无耗传输线任一处反射系数与终端反射系数 ()()jz210U02Z驻波比 定义：电压最大值与电压最小值之比 代号： 驻波比与反射系数的关系驻波比与反射系数的模有关maxin1(0)U驻波相位由 minmin2(1)Z第 5 页 共 32 页指出： 第一个波节点 即 n=1 （不是 0）min2Zmin2Z/i4/输入阻抗 定义：参考面上的总电压与总电流之比 代号：Z in Zin(z) 反射系数与输入阻抗和导纳的关系由 1()incz得 |()incZ()cinY终端反射系数与终端阻抗和导纳的关系：由 和 ()incZz(0)inZ得 = 0|()c()cY输入阻抗

8、的周期性（重复性）与倒置性（变换性）及其应用的重复性/Z将 代入0cincjZtgz/2z= 00c 的倒置性/4将 代入0cincZjtgz/4z24z输入导纳第 6 页 共 32 页2 掌握传输线的工作状态与终端负载的关系，了解传输线的三种工作状态及相关特性参量的特点。状态 条件行波（无反射） Z0=ZC，=0，=1纯驻波（全反射） 终端开路、短路，纯电抗（jx） ，=1，= 行驻波（部分反射） Z0=R+jx，0|1，1 3 熟悉圆图的基本特点（特殊点、线、半圆、圆）特殊点：开路点(B 点)短路点（A 点）匹配点（O 点）特殊线: 纯电阻线 （AB 线）电压波腹线（OA 线）电压波节线

9、(OB 线)特殊半圆: 感性半圆（上半圆）容性半圆（下半圆）特殊圆: 可调匹配圆 (过 O 点的圆)纯电抗圆 (外圆)4 掌握用圆图确定均匀无耗传输线任意截面的特性参量以及解决传输线的阻抗/导纳调配的问题。附录课后题波源方向负载方向第 7 页 共 32 页三、微波传输线1 熟练掌握三种主要微波传输线（矩形，圆柱形，同轴）的模式的场分布及其特点，能作出或判断传输线横截面的模式图。TE01 TE10 TE11 TE21 TE22矩形圆柱形TM01 TM10 TM11 TM21 TM22矩形圆柱形：除 10,20，n 个凹和 m 个凹nmTE：横向 n 个圆，纵向 m 个圆M：m 为圆周方向变化（整

10、数） ，n 为径向方向变化（半驻波，圆心向外）On第 8 页 共 32 页2 掌握各种传输线特性参量及其运用。 截止波长 c矩形波导： 22cmnabm,n 代表工作模式，TE mn，TM mn ，a,b 代表波导模截面尺寸圆形波导：（对 TMmn 模）（对 TEmn 模） 波导波长/相波长 g221/1cpg cvf 相速度 Vp=21p cdzvt21c才能传输 c2pv原因：视在速度 lt不同模式 不同， 不同cpv 群速度 vg（v g：信号或能量沿于轴方向传输速度）mnc2mnca第 9 页 共 32 页21g cdv 三种波长（与波源模式，波导 CgCbnam221)( f/3 了

11、解波导传输线的截止波长分布图及其应用。TEM 截止波长无限长，TE ，TM 截止波长有限，让输入电磁波波长大于 TE、TM 截止波长最长的即可只激发 TEM。其中：TE 11 截止波长最长，因此只须 1|cTE1()()2|Ddba单模传输条件 min()a波源 模式 波导尺寸 x x c x g 第 10 页 共 32 页四、微波网络参量1 了解散射参量 S 参量和转移参量 A 参量的基本概念S: 归一化入射波和归一化发射波间的关系A:以网络输出端口的电压和电流作为自变量，而用其输入端口的电压和电流作为因变量2 了解 S 散射矩阵和 A 转移矩阵各参量的意义S: )(21021020112记 忆反 向 传 输 系 数正 向 传 输 系 数反 射 系 数端 口 反 射 系 数端 口manmaabSbSbA: UINLnIMmAAIUIAULmnI21212102110212202122短 路 时 的 转 移 导 纳端 口 开 路 时 的 转 移 阻 抗端 口 短 路 时 的 电 流 转 移 系 数端 口 开 路 时 的 电 压 转 移 系 数端 口 二端口微波网络a1b1 a2b2S11 S22S21S12