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微波技术

来源:海军百科 时间:2017-06-23 06:12:01

microwave technology

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微波技术

研究微波的产生、放大、发射、接收、传输、传播、控制、测量及其应用的技术。是电子学的一个分支。微波通常是指波长从1米~1毫米(频率从300兆赫到300吉赫)的电磁波,其电磁频谱处于分米波、厘米波和毫米波等波段。现代微波技术的发展,一般将波长介于1~0.1毫米的电磁波(即亚毫米波)也划入微波范围,而且是现代微波研究的一个重要领域。微波的主要特点是:似光性,即与频率较低的无线电波相比,更能象光线一样地传播和集中;穿透性,即与红外线相比,照射介质时更易深入物质内部;非电离性,即其量子能量还不够大,与物质相互作用时虽能改变其运动状态,但其量子能量还不足以改变物质分子的内部结构或分子间的键。

简史 微波技术的发展大致分为三个阶段:20世纪30年代以前,为实验和形成阶段,主要研究微波产生的方法;1940~1945年为发展阶段,适应军事的迫切需要,研制生产微波电子器件,并采用波导和空腔谐振器;1945年以后为广泛应用阶段,主要是开辟新波段,扩展应用范围,与其他学科互相渗透,形成微波波谱学、射电天文学、射电气象学、量子电动力学、微波超导电子学等边缘学科,建立系统的微波电子学理论,为微波技术的进一步发展和提高奠定理论基础。1965年以来,由于微波固体器件、固体集成电路和固体平面电路的出现与发展,微波技术正向固体化、小型化方向发展。

基本内容 包括理论基础与工程实践两个方面:基本理论是经典电磁理论,主要是以麦克斯韦方程为核心的电磁场理论,以及研究微波与物质(宏观物体或微观粒子)相互作用的理论——微波物理学,包括微波经典物理学、微波量子物理学、微波光学、微波和射频波谱学等。实践问题主要是微波器件、电路与微波测量,包括微波电子管、微波晶体管、微波低噪声器件、微波电控器件、波导、同轴线、微带线、电磁谐振腔、定向耦合器、微波滤波器、微波波长计、微波功率计等的设计、研制与应用。

在海军中的应用 微波技术广泛应用于海军雷达、通信、导航、武器检测、交通管理、遥感遥测、气象等方面。现代舰艇雷达、海岸警戒雷达大多是微波雷达,微波雷达可使用较小的天线,获得很窄的波束宽度及被测目标的更多信息。微波接力通信、卫星通信和对流层微波散射通信已成为海军无线电通信的重要方式。

发展趋势 频率不断向更高范围发展,即向毫米波、亚毫米波发展,弥合厘米波与激光波段之间的缝沟;不断开辟新的微波应用领域;微波电路的小型化及单片集成化;与其他学科互相渗透,继续产生新的重要的边缘学科。

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