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BIG DATAEMPOWERSTO CREATEA NEWERA微波技术与天线第一章课件目录CONTENTS•微波技术概述•天线的基本原理•微波传输线•微波网络基础•天线辐射与散射BIG DATAEMPOWERSTO CREATEA NEWERA01微波技术概述微波的定义与特性微波的定义微波是指频率在300M Hz-300GHz之间的电磁波,具有波长短、频率高的特点微波的特性微波具有穿透性、反射性、吸收性和散射性等特性,常用于通信、雷达、加热等领域微波的应用领域010203通信领域雷达领域加热领域利用微波的穿透性和衍射微波的反射性和穿透性可微波的能量可被某些物质性,可以实现大容量、高用于探测目标、测量距离吸收,转化为热能,用于速的无线通信,如移动通和速度等,广泛应用于军食品加工、材料加热等领信、卫星通信等事和民用领域域微波技术的发展历程20世纪40年代20世纪60年代21世纪初微波技术开始起步,主要随着固态电子技术的快速随着新材料和新技术的发用于雷达和通信领域发展,微波器件开始广泛展,微波技术的应用领域应用不断拓展BIG DATAEMPOWERSTO CREATEA NEWERA02天线的基本原理天线的定义与分类总结词天线的定义与分类详细描述天线是用于接收和发射无线电波的设备,其分类方式有多种,如按工作频段可分为长波、中波、短波、超短波和微波天线;按结构可分为线天线和面天线;按用途可分为广播、电视、通信、雷达、导航等类型天线天线的工作原理总结词天线的工作原理详细描述天线的工作原理基于电磁波的传播特性当电磁波经过天线时,天线能够将电磁波的能量转化为电流或电压,从而实现信号的传输或接收天线的工作原理涉及到电磁场理论和传输线理论等多个学科领域天线的主要参数总结词天线的主要参数详细描述天线的主要参数包括方向图、增益、输入阻抗、带宽和极化等方向图描述了天线在不同方向上的辐射强度;增益表示天线在特定方向上的辐射强度相对于无源理想天线的增强程度;输入阻抗表示天线输入端的电压与电流之比;带宽表示天线能够正常工作的频率范围;极化表示电场矢量的方向相对于时间的变化特性BIG DATAEMPOWERSTO CREATEA NEWERA03微波传输线传输线的种类与特性同轴线微带线由内导体、外导体和绝缘介质构成,由介质基片、导带和接地层构成,具具有低损耗、高频率和宽带宽等特性,有低成本、轻便、易于集成等特性,常用于微波和毫米波频段常用于微波集成电路和无线通信系统波导由两个或多个金属壁构成,传播模式为TE模和TM模,具有低损耗、高功率容量和定向传播等特性,常用于大容量通信和雷达系统微波传输线的应用场景雷达系统在雷达系统中,微波传输线用于传卫星通信输高频电磁波,实现目标探测、跟踪和识别等功能微波传输线在卫星通信中用于连接地面站和卫星之间的信号传输测量仪器微波传输线还广泛应用于测量仪器中,如频谱分析仪、网络分析仪等,用于测量信号的频率、功率和相位等参数微波传输线的损耗与衰减导体损耗绝缘介质损耗由于导体电阻的存在,微波信号在传输过微波信号在绝缘介质中传播时,会与介质程中会有一部分能量转化为热能,导致信分子发生相互作用,导致能量损失号能量损失辐射损耗弯曲损耗微波传输线中的信号能量会向空间辐射,微波传输线在制作和使用过程中不可避免导致能量损失地会存在弯曲,弯曲会导致信号能量散射和反射,从而产生能量损失BIG DATAEMPOWERSTO CREATEA NEWERA04微波网络基础微波网络的组成与分类电源及冷却系统负责提供电源和保证设备正常运转所需的调制解调器冷却负责对信号进行调制微波传输线路和解调,以实现信号天线系统的传输和接收负责传输微波信号,微波收发信机负责将电磁波传输到通常采用光纤或空气负责信号的发送和接目的地,通常由多个作为传输介质收,是微波网络的核天线组成心组成部分微波网络的性能指标传输容量传输距离信号质量可靠性指微波网络所能传输的指微波网络所能传输的指微波网络传输的信号指微波网络在正常工作最大数据量,通常以兆最大距离,通常以公里质量,包括信号的稳定条件下的稳定性和故障位每秒(Mbps)为单为单位性、抗干扰能力等恢复能力位微波网络的连接方式点对点连接星型连接网状连接指两个微波收发信机之间的直接指多个微波收发信机连接到同一指多个微波收发信机之间相互连连接,通常用于长距离、大容量台中心设备,通常用于集中式的接,形成网状结构,通常用于需的数据传输数据传输和分配要高可靠性和灵活性的数据传输网络BIG DATAEMPOWERSTO CREATEA NEWERA05天线辐射与散射天线辐射场的基本概念辐射场定义天线周围空间中由天线辐射的电磁场辐射场分类电场和磁场,电场和磁场又分为近场和远场辐射场特性与天线形状、尺寸、馈电方式、工作频率等有关天线散射的基本概念散射定义散射是电磁波遇到障碍物后,被障碍物反射、折射、绕射等现象的总称散射分类瑞利散射、米氏散射、夫琅禾费衍射等散射特性与障碍物的形状、尺寸、介电常数等有关天线辐射与散射的测量方法测量设备信号发生器、功率计、频谱分析仪、天线测试场等测量步骤设置测试环境、连接测试设备、调整天线位置和角度、进行测试并记录数据、分析数据并得出结论测量注意事项确保测试环境安静、避免干扰和误差、注意安全操作等。