——微波武器与智能天线
1011020102
孟庆文
目录
微波技术与天线基础理论与军事应用 0
一 摘要 2
二 微波技术 2
(1)微波(Microwave)的概念 2
(2)微波技术的发展 3
(3)均匀传输线理论 4
(4)微波网络 6
(5)微波元器件 7
二 天线 8
(1)天线的概念 8
(2)天线辐射与接收的基本理论 9
三 微波技术应用实例——微波武器 10
四 天线的应用实例——智能天线................................................................................................12
五 心得体会....................................................................................................................................14
六 参考文献 15
一 摘要
本文阐述了《微波技术与天线》这门课程的主要内容,在经过多年的发展后,微波技术与天线已经越来越深入大众的生活当中,并且分支越来越细,微波与天线在民用和军用方面都很广泛,本文主要从微波技术与天线技术的发展和具体应用两个方面来阐述。
微波,天线与电波传播是无线电技术的一个重要组成部分,他们三者研究的对象和目的有多不同,微波主要研究如何导引电磁波在微波传输系统中的有效传输,他的特点是:希望电磁波按一定要求沿微波传输系统无辐射滴传输,对传输系统而言,辐射是一种能量的损耗:天线的任务则是将导行波变换为向空间定向辐射的电磁波,或将在空间传播的电磁波变为微波设备中的导行波,因此天线有两个基本作用:一时有效的辐射或者接受电磁波,另一个是吧无线电波能量转换为导行波能量;颠簸传播则是分子和研究颠簸在空间的传播方式和特点。——取自参考文献【1】
二 微波技术
(1)微波(Microwave)的概念
微波也是无线电波,但他是一个比普通无线电波段的波长更短(频率更高)的波段,故名微波。目前把波长为0.1m~1mm的电磁波成为微波,气对应的频率在300MHZ~3000GHZ,此波段就成为微波波段,有次可见微波是指波长很短的波,,从频率上看,恰好相反,频率非常高,对应数值也很大。
对于电磁频谱,按照从波长较长(频率较低)到波长愈来愈短(频率愈高)的次序可排列为:普通无线电波,微波,红外线,可见光,X射线和γ射线,可见,微波波段的低频段与普通无线电波中超短波的高频端相毗邻,而高频端则与红外线的低频端相衔接。
(2)微波技术的发展
随着科学技术的迅速发展和生产工艺的不断改进,微波技术已在许多工业生产领域得到应用。在国内,微波技术已应用于玻璃纤维、化工产品、保温材料、木材等的干燥,食品、医疗的灭菌、干燥和焙烤。并在医疗、环保、农业等领域也有所应用。微波技术的应用,提高了生产效率和产品质量,降低了能耗和环境污染,减轻了人的劳动强度,提高了生产效益。在国际上,许多工业发达国家都对微波的工业应用非常重视,把微波技术作为改进生产工艺和提高产品质量的重要手段。
微波技术的应用记载第二次世界大战前几年才开始,尽管在19世纪末,人们已经知道了超高频的许多特性,赫兹用火花振荡器得到了微波信号,并对其进行了研究。但盒子本人并没有想到将这种电磁波用于通信,他的实验仅是证实了麦克斯韦的一个语言——电磁波的存在。他在给朋友的信中甚至否认了将微波用于实际的可能性,因此很长一段时间内对
微波没有更深入的研究。
20世纪初期对微波技术的研究又有了一定的进展,但仅限于实验室的研究。此阶段研制出了磁控管,速调器及其他一些新型的微波电子管。这些器件的功率较小,效率也很低在1936年4月美国科学家south worth用直径12.5cm的青铜管将9cm的电磁波传输了260m远。这一实验结果激励了当时的研究者,因此他证实了麦克斯韦的另一个预言——电磁波可以再空心的金属管中传输,因此在第二次世界大战中微波技术的应用就成了一个热门的课题。
战争的需要,促进了微波技术的发展,而电磁波在波导中传输的成功,有提供了一个有效的能量传输的设备,因此,这是微波电真空振荡器及微波器件的发展十分迅速。在1943年终于制造出了第一台微波雷达,工作波长为10cm。这一段由于战争的影响,只注重应用,理论问题的探讨远远落后于实际。
战后,可以人文是微波技术发展的第三阶段,这一阶段,不仅系统援救了微波技术的传输理论,而且乡镇多方应用发展,并且一直在不断的发展完善。——取自参考文献【2】
(3)均匀传输线理论
凡是用以引导电磁波的装置都称为传输线。(取自参考文献【1】),传输线分为a双导体传输线,b技术波导,c介质传输线。
均匀传输线及其等效电路
均匀传输线方程
特性阻抗Z:
传输线上入射波电压与入射波电流之比
传播常数γ:
反映波经过单位长度传输线后波的幅度和相位变化的一个物理量
相速度v与相波长λ
相速度定义为沿一个方向传播的波等相位点移动的速度,相波长定义为同一瞬间相位相差2π的两点间的距离
输入阻抗 :
对无耗均匀传输线, 线上各点电压U(z)、 电流I(z)与终端电压Ul、终端电流Il的关系如下:
反射系数 :
定义传输线上任意一点z处的反射波电压(或电流)与入射波电压(或电流)之比为电压(或电流)反射系数, 即:
输入阻抗与反射系数的关系U(z)=U+(z)+U-(z)=A1e jβz[1+Γ(z)] I(z)=I+(z)+I-(z) = e jβz[1-Γ(z)]