第四章-海面微波散射

1、第四章 微波元件及微波网络理论概要,4-1 微波段电路元件的功能、构成原理及研究方法 用于本章概述 4-2 连接元件、分支元件及R、L、C元件用于4.1 4.3 4-3 定向耦合器 用于4.4 4-4 阻抗变换器与调配器 用于4.5,41,4-5 谐振腔用于4.6.1 4-6 微波铁氧体元件简介 用于4.7 4-7 微波网络理论概述用于4.8 4.11,42,43,4-1 微波段电路元件的功能、构成及研究方法,一个微波段信息传输系统，除了传输线还需要有具有各种功能的元件和器件共同组成。,微波元件的各种功能（对导行电磁波的控制作用），是通过装置的边界（形状和尺寸）、填充媒质的变化不均。

2、第四章 微波元件及微波网络理论概要,4-1 微波段电路元件的功能、构成原理及研究方法 用于本章概述 4-2 连接元件、分支元件及R、L、C元件 用于4.1 4.3 4-3 定向耦合器 用于4.4 4-4 阻抗变换器与调配器 用于4.5,41,4-5 谐振腔 用于4.6.14-6 微波铁氧体元件简介 用于4.74-7 微波网络理论概述 用于4.8 4.11,42,43,4-1 微波段电路元件的功能、构成及研究方法,一个微波段信息传输系统，除了传输线还需要有具有各种功能的元件和器件共同组成。,微波元件的各种功能（对导行电磁波的控制作用），是通过装置的边界（形状和尺寸）、填充媒质的变化不。

3、第4章 微波网络基础,41 引言 42 波导传输线与双线传输线的等效 43 微波元件等效为微波网络的原理 44 二端口微波网络 45 基本电路单元的参量矩阵 46 微波网络的工作特性参量,41 引言,任何一个微波系统,都是由各种微波元件和微波传输线组成。微波传输线的特性可以用广义传输线方程来描写,微波元件的特性可以用类似于低频网络的等效电路来描述。因此任何一个复杂的微波系统都可以用电磁场理论和低频网络理论相结合的方法来求解,这种理论称为微波网络理论。,微波网络理论可分为网络分析和网络综合。网络分析的任务是根据实际的电路结构求出网。

4、微波技术与天线 第4章无源微波器件 N 低频电路中的二端口网络 I1 U1 U2 I2 已其中任意两个为已知量 其余两个为未知量 则分别对应Z参数 Y参数 H参数 T参数等 4 1微波网络基础 微波网络 什么是微波网络 当仅需要知道微波传输线或者微波元器件的外部特性之间的关系时 可以采用类似于低频时的网络理论 把微波传输线或者微波元器件等效成为相应的网络进行分析 4 1微波网络基础 微波网络的分类。

5、第四讲：微波混频器的主要指标,任何一个电路部件都必须用一些指标来表示及性能.这些指标既是电路性能好坏的量度,又是电路设计与调试的依据。对微波混频器来讲,这些指标是:变频损耗,噪声系数,端口隔离,输入驻波比,动态范围和频带宽度等.其中变频损耗和噪声系数是重要的指标.我们本节予以重点讨论.一、变频损耗L 微波混频器的作用是将微波信号转换为中频信号，频率变换后的能量损耗即为变频损耗。微波混频器的小信号传输特性的研究任务包括： (1) 输入信号功率经过混频器后有多少功率转换成中频信号功率，即变频损耗。(2) 当混频器的源电导G。

6、带线和微带线,Stripline and Microstrip,2,内容,带线和微带线介质波导,3,带线,历史：六十年代以来，在微波工程和微波技术上，出现了一次不小的革命，即所谓MIC(Microwave Integrated Circuit)微波集成电路。其特色是体积小、功能多、频带宽，但承受功率小。因此被广泛用于接收机和小功率元件中，并都传输TEM波。作为这一革命的代表产物是是带状线(Stripline)。它可以看作是同轴线的变形,4,带线,带状线具体结构两块相距为b的接地板，中间放入宽w，厚t的导体，中间填入均匀的介质。,5,特性阻抗,带线传输TEM波，特性阻抗是研究的主要问题，其。

7、4.7 微波铁氧体元件,微波铁氧体器件是一类非互易器件，需要采用非互易的铁氧体制造。 在微波系统中, 负载的变化对微波信号源的频率和功率输出会产生不良影响, 使振荡器性能不稳定。 为了解决这样的问题, 最好在负载和信号源之间接入一个具有不可逆传输特性的器件。这种器件具有单向通行、反向隔离的功能, 因此称为单向器或隔离器。另一类非互易器件是环行器, 它具有单向循环流通功能。 ,环流器,一 微波铁氧体的物理特性,铁氧体是铁和其它元素构成的具有铁磁性的复合氧化物，是电信技术中广泛应用的磁性材料。 它的主要化学成分是FeOFe2O3。

8、4.8 微波网络,一 微波元件的分析方法 二 微波元件等效为微波网络 三 描述微波网络的参量 四 二端口微波网络 五 微波网络参量的测定 六 微波网络的外特性参量,一 微波元件的分析方法,微波元件要具有各自的功能，作为电路元件，更注重微波元件的外部特征，如衰减、相移、反射等等。 微波元件的外特性应决定于其内部电磁场的形态，但是微波元件因其复杂和不规则的边界，使得严格地求其内部场解十分困难，甚至是不可能。,1 低频网络理论,网络的外部特性可由网络参量来表示， 网络的连接与组合变成为网络参量的运算， 基本元件的网络参量可由规。

9、1,第四章 微波网络理论,2,第一，只能给出个参考面外的出射波与入射波的 关系，不能直接反映不均匀区内部和近区的场分布情况。要想知道微波结内部的场分布，只有解边值问题。 第二，微波结的外特性是由其内部的场分布决定的，因此要从理论上计算等效网络的参量还得借助于场解。但是微波结的外特性除了从计算机获得外，还可以从实验测出，这就是等效电路法的方便之处，它完全可撇开繁琐的场分析。 第三，由于网络端口上连接的导波系统其等效传输线的等效特性阻抗有两种取取法未归一化网络和归一化网络。,3,4.2.1 微波网络的散射参量与传输参。

10、2018/10/8,1,第四章 微波网络基础,2018/10/8,2,引言,实际的微波传输系统一个复杂的边界系统，由两部分组成： 均匀的导波系统 不均匀的微波元件（无源元件） 微波元件的边界形状与规则传输线不同，从而在传输系统中引入了不均匀性。 不均匀性在传输系统中除产生主模的反射与透射外，还会引起高次模，严格分析必须用场的分析法。实际的微波传输系统可等效为一个微波网络。,2018/10/8,3,引言,微波网络理论的基本思路 在实际分析中往往不需要了解微波元件的内部结构，而只关心它对传输系统工作状态的影响。 只要知道了由于插入非均匀区后所引。

11、1,第四章 光的吸收、散射和色散,2,前面三章重点讨论了光的传播的一些特性，这章开始讨论光与物质的相互作用。这类现象的研究有两方面的意义：一方面进一步了解光的本性，另一方面可得到许多有关物质结构的信息。,3,本章定性讨论光的吸收，散射和色散现象及其经典解释。光与物质相互作用的严格理论由量子力学与量子电动力学讨论。,一 电偶极子模型,振子在振动时，发射次级电磁波。,此模型是粗略的，却有一定的实验基础（如高温低压气体会发射或吸收特定频率的光波），也能定性解释一些现象，并为用量子理论解释作准备。,二 对反射和折射现。

12、第四章 微波管总成工艺,总成：把微波管所有零部件组装起来，经过排气以及各种处理、测试，最终成为合格产品的过程，简单地说，就是把零件变成成品管的过程。 微波管的总成工艺一般包括装配、排气、调试、老练、测试步骤。,4.1微波管的装配,装配：根据零件材料、形状、结构不同采用各种连接，按照设计图纸将各零部件连接起来，组装成一个微波冷测性能合格、整体气密不漏气的排气前整管。 装配包括：装架、冷测、焊接、检漏几个工序。,装架：固定了管内各种零部件的相对位置；确定了电极间的尺寸；因而决定了微波管的性能。因此有严格的要求。

13、回顾：,第二章 传输线理论第五章 匹配理论第三章 传输线和波导,并联短截线串连短截线四分之一波长变换器,波的传输模式波的传播媒质,长度、传播常数和特性阻抗表征的分布元件,基于电磁理论,回顾：,低频电路： 线路尺度工作波长 基尔霍夫电压定律 基尔霍夫电流定律 阻抗,基于电路理论,在微波传输的过程中，需要应用许多微波元器件。,发送/接收单元示意图,微波网络概念,第四章 微波网络分析,研究微波网络理论的主要目的 (1)分析微波器件、部件和系统的工作特性 (2)微波电路和元器件的综合设计,微波网络理论建立的基础(1)电路理论(2)传输线理。

14、第4章 无源微波器件,4.1 微波网络基础 4.2 匹配元件和连接元件 4.3 分路元件 4.4 定向耦合器 4.5 三分贝电桥 4.6 微波衰减器和滤波器 4.7 微波铁氧体器件,4.1 微波网络基础,4.1.1 概述 1. 微波网络的概念与分类 概念：为避开微波器件的内部场结构，将其视为具有几个端口的微波网络，再用类似于低频网络的方法处理，称之为微波网络方法 。 分类：,4.1.1 概述,2. 微波网络的特点 （1）必须针对确定的模式。（2）必须针对确定的参考面。只有参考面确定，对应的网络参量才能确定。（3）端口的电压、电流宜用归一化值。,电压：,进波：,归一化进。

15、第四章 微波网络,4.1 引言,微波网络理论是微波工程中的强有力的工具。传输线理论对于均匀传输线和简单不均匀的电路问题提供了一些有用的方法(V、Iz)，导波理论分析了各种结构形式的传输线内的场的模式(E、Hx、y、z)，但是对于结构复杂的微波元件和微波电路，上述两章所提供的方法就显得不够用了。随着集成度的提高，微波部件的结构愈来愈紧密，微波元件内部的电磁场数值计算的研究吸引了研究人员的兴趣。原则上，根据电磁场理论和相应的电磁场数值计算软件可以分析复杂微波元件内部的场结构和外部特性。但是，如果我们不关心微波元件内部。

16、第四章 微波传播第一节 自由空间的电波传播一、 电波与自由空间微波是一种电磁波，微波频率为 300MHz300GHz。根据微波传播的特点，可视为平面波。平面波沿传播方向是没有电场和磁场纵向分量的，故称为横电磁波，记作 TEM 波。有时我们把这种电磁波简称为电波。自由空间又称为理想介质空间，即相当于真空状态的理想空间。在这个空间充满着均匀、理想的介质，它的导电率 =0，介电常数 F/M（法/米） ，导90136磁系数 = 0=410 -7H/M（亨/米） 。二、 自由空间传播损耗电波在自由空间传播时不产生反射、折射、吸收和散射现象，也就是说，总能量。