微波工程

1. 微波基础知识

1.1. 核心属性

微波是波长较短的电磁波。它们的基本特性决定了它们在各种系统中的应用和行为：

它们会辐射电磁能。
它们沿直线传播，不会被电离层反射。
它们会被导电表面反射。
它们在短距离内容易发生衰减。
微波电流可以流过电缆的薄层，这种现象被称为…… 皮肤效果.

1.2. 的优点和缺点

优势	缺点
更大的带宽：支持传输更多信息，是点对点通信的理想选择。	设备成本高昂：安装和零部件成本都很高。
更高的天线增益：可以实现更精准的信号传输和接收。	笨重部件：设备可能很重，而且需要相当大的空间。
提高数据传输速率：这是可用带宽增大带来的直接结果。	电磁干扰：易受其他来源的干扰。
缩小天线尺寸：更高的频率允许使用更小、更紧凑的天线。	介电性能变化：温度波动会改变物质的性质。
低功耗：频率越高的信号所需的功率越小。	固有的电力效率低下：电力转换效率可能不高。
减少褪色：视距传播可最大限度地减少信号衰落的影响。
有效雷达反射：为雷达系统提供良好的反射区域。
高容量通信：支持高容量卫星和地面链路。
小型化：可以开发低成本、微型化的微波元件。
频谱使用情况：可在所有可用频率范围内提供多种应用。

1.3. 主要应用

微波在众多领域有着广泛而多样的应用。

类别	具体应用
无线通信	长途电话、蓝牙、WiMAX、户外广播、直播卫星（DBS）、个人通信系统（PCS）、无线局域网（WLAN）、汽车防碰撞系统。
电子	快速无抖动开关、移相器、高频发生器、调谐元件、电子对抗（ECM/ECCM）系统、扩频系统。
商业用途	防盗警报器、车库门遥控器、警用测速仪、非接触式身份识别、手机、寻呼机、卫星电视、运动探测器。
导航	全球定位系统（GPS）和其他全球导航卫星系统。
军事与雷达	目标距离/速度探测、声呐、空中交通管制、天气预报、船舶导航、扫雷、限速执法。
研究	原子和核共振。
射电天文学	标记宇宙微波背景辐射，探测宇宙中强大的波和辐射。
食品工业	微波炉、食品加工（预热、烘烤、干燥）、水分均衡。
工业用途	橡胶硫化、分析化学、陶瓷加工、药品灭菌、电力传输、隧道掘进、破碎岩石/混凝土、射频照明、聚变反应堆、主动拒止系统。
半导体加工	反应离子刻蚀，化学气相沉积。
光谱检测	电子顺磁共振（EPR/ESR）光谱法用于研究未成对电子和自由基。
医疗应用	监测心跳、肺部积水检测、肿瘤检测、局部热疗、血管成形术、微波断层扫描和声学成像。