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绪 论
§0.1 什么是微波
微波定义：λ=0.1mm~1m, f=300MHz~3000GHz的电磁波。 因为波长很短，所以称为微波。微波在电磁波谱中的位置如下表所示。
表0.1-1 电磁波的频谱
波 段（频 段）名 称 波 长 范 围 超长波（极低频） 10km～ 长波（低频） 1～10km 中波（中频） 100～1000m 短波（高频） 10～100m 超短波（甚高频） 1～10m 无线电波 分米波（特高频） 1～10dm 微 厘米波（超高频） 1～10cm 毫米波 1～10mm 波 亚毫米波 0.1～1mm 远红外线 25μm～1mm 红外线 中红外线 2.5～25μm 近红外线 0.76～2.5μm 4000～7600? 可见光 (0.4～0.76μm） 紫外线 X射线 γ射线 30～4000 ? 0.01～30 ? 0.01?以下 频 率 范 围 ～30kHz 30～300kHz 300～3000kHz 3～30MHz 30～300MHz 300～3000MHz 3～30GHz 30～300GHz 300～3000GHz 1
因为整个微波频段较宽，而器件特性与工作频率密切相关，所以，同一器件在微波的不同频率处器件特性也可能有很大差别，为此，人们还把微波波段进一步细分为分米波，厘米波，毫米波和亚毫米波四个波段。工程上，根据器件随频率的变化规律，还将微波波段进一步划分成几个波段，并以不同的字母来表示，如表0.1-2所示。这种波段划分方法在微波领域应用很广。
表0.1-2微波常用波段代号
波段代号 标称波长 波长范围频率范围（GHz） （cm） （cm） L 22 15~30 1.0~2.0 S 10 7.5~15 2.0~4.0 C 5 3.75~7.5 4.0~8.0 X 3 2.4~3.75 8.0~12.5 Ku 2 1.67~2.4 12.5~18.0 K 1.25 1.1~1.67 18.0~27.0 Ka 0.8 0.75~1.1 27.0~40.0
同一微波器件在不同频段工作时特性不同，所以，在设计和应用器件时一定要注意工作频率。
§0.2 微波的特点
微波与其他波段的无线电波相比，波长要小得多，相应的频率也高得多。这种数量的变化引起了电磁波性质的变化，使得微波具有一系列不同于其他波段无线电波的特点，所以要对
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微波进行专门研究。 微波的主要特点： 1．微波的频带很宽。
微波的频带（?f?(3000?0.3)GHz?3000GHz）比无线电波其他波段频带的总和（?f?(300?0.)MHz?300MHZ）还要宽10000倍。这么宽频谱空间的开发将大大缓解频谱空间的拥挤现象。 2．微波的波长很短，具有类似于光波直线传播的特性，因此它特别适合于无线电定位，即雷达技术的需要。微波技术的迅速发展正是与第二次世界大战中雷达的发展紧密联系在一起的。
3．微波的频率很高，这使之在应用上能适合于宽频带技术的要求。
大容量信息传输（如多路电话和电视信号的传输）要求无线电设备具有较大的绝对频带宽度（?f），但增加无线电设备的带
?f宽受到技术的限制，注意：这里的带宽指的是相对带宽，即，
f0其中，f0为载波频率。因此，在不增加设备制造难度，即在设备相对带宽一定的情况下，提高载波频率就可以使设备的绝对带宽增加，因为微波频率很高，所以，用微波做载频可以很容易地实现大容量信息传输。
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另一方面，因为微波频率较高，所以这时必须考虑在低频电路中不起主要作用的趋肤效应、辐射效应和分布参数效应等高频效应。
4．微波能够穿透电离层，它是地球的电磁频谱宇宙窗口。因此，卫星通信、宇宙通信和射电天文都必须采用微波。 5．微波能够深入物质内部与物质产生相互作用，水和含水物质对微波具有吸收作用，因此可以利用微波对含水物质进行选择性加热，可治疗和诊断人体的某些疾病。 6．微波测量不同于低频无线电测量。
低频无线电测量的基本参量是电压、电流、频率以及电路元件参数如电阻、电容和电感。而微波测量的基本参量是功率、阻抗、波长以及电路的衰减和相移。这是因为在微波波段一些低频参量已经没有物理意义了。
7．微波的研究方法也不同于低频无线电。
低频无线电利用克希荷夫定律和初始条件求解电路中的电压、电流分布，从而得到电路特性；在微波波段，需利用麦克斯韦方程和边界条件求解电场和磁场的分布规律。
总之，正是由于微波具有许多独特的性质，所以就必须对它进行专门研究。
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