微波知識(shí)講座
● 什么是微波?
微波是一種電磁波。微波包括的波長(zhǎng)范圍沒有明確的界限,一般是指分米波、厘米波、毫米波三個(gè)波段,也就是波長(zhǎng)從1mm到1m左右的電磁波。由于微波的頻率很高,所以也叫超高頻電磁波。
為了進(jìn)行比較,這里將微波與工業(yè)用電和無線電中波廣播的頻率與波長(zhǎng)范圍列入下表。
目前只有915MHz和2450MHz被廣泛使用。在較高的兩個(gè)頻率段還沒有合適的大功率工業(yè)設(shè)備。
微波是電磁波,它具有電磁波的諸如反射、透射、干涉、衍射、偏振以及伴隨著電磁波進(jìn)行能量傳輸?shù)炔▌?dòng)特性,這就決定了微波的產(chǎn)生、傳輸、放大、輻射等問題都不同于普通的無線電、交流電。在微波系統(tǒng)中,元件的電性質(zhì)不能認(rèn)為是集總的,微波系統(tǒng)沒有導(dǎo)線式電路,交、直流電的傳輸特性參數(shù)以及電容和電感等概念亦失去了其確切的意義。在微波領(lǐng)域中,通常應(yīng)用所謂“場(chǎng)”的概念來分析系統(tǒng)內(nèi)電磁波的結(jié)構(gòu),并采用功率、頻率、阻抗、駐波等作為微波測(cè)量的基本量。
具體來說:
(1) 在研究微波問題時(shí),應(yīng)使用電磁場(chǎng)的概念,許多高頻交變電磁場(chǎng)的效應(yīng)不能忽略。例如微波的波長(zhǎng)和電路的直徑已是同一數(shù)量級(jí),位相滯后現(xiàn)象已十分明顯,這一點(diǎn)必須加以考慮。
(2) 微波傳播時(shí)是直線傳播,遇到金屬表面將發(fā)生反射,其反射方向符合光的反射規(guī)律。
(3) 微波的頻率很高,因此其輻射效應(yīng)更為明顯,它意味著微波在普通的導(dǎo)線上傳輸時(shí),伴隨著能量不斷地向周圍空間輻射,波動(dòng)傳輸將很快地衰減,所以對(duì)傳輸元器件有特殊要求。
(4) 當(dāng)入射波與反射波相遇疊加時(shí)能形成波的干涉現(xiàn)象,其中包括駐波現(xiàn)象。在微波波導(dǎo)或諧振腔中,微波電磁場(chǎng)的駐波分布現(xiàn)象就很常見。在微波設(shè)備中,我們也利用多種模式的電磁場(chǎng)的布、疊加來改善總電磁場(chǎng)分布的均勻性。