一、微波器件簡(jiǎn)介

工作在微波波段（頻率為300～300000兆赫）的器件，稱為微波器件。微波器件是工作在微波波段的一系列相關(guān)器件的統(tǒng)稱。如連接元件、終端元件、匹配元件、衰減與相移元件、分路元件、濾波元件等。通過電路設(shè)計(jì)，可將這些器件組合成各種有特定功能的微波電路，微波期間和微波電路共同構(gòu)成了微波系統(tǒng)。

二、微波器件的分類

微波器件按結(jié)構(gòu)可分為：波導(dǎo)型、同軸線型、微帶線型

按工作波形分為：?jiǎn)文Ｆ骷⒍嗄Ｆ骷?/p>

按網(wǎng)絡(luò)端口可分為：一端口網(wǎng)絡(luò)、二端口網(wǎng)絡(luò)、三端口網(wǎng)絡(luò)、四端口網(wǎng)絡(luò)。

三、微波器件的作用

1．終端負(fù)載元件：為一端口互易元件，主要包括短路負(fù)載、匹配負(fù)載和失配負(fù)載

1）短路負(fù)載，要求：

（1）保證接觸處的損耗小，

（2）當(dāng)活塞移動(dòng)時(shí)，接觸損耗變化小；

（3）大功率時(shí)，活塞與波導(dǎo)壁間不應(yīng)產(chǎn)生打火現(xiàn)象。

可用作調(diào)配器，純電抗元件

結(jié)構(gòu)方式：接觸式、扼流式（金屬片）

2）匹配負(fù)載

全部吸收輸入功率的元件主要技術(shù)指標(biāo)：工作頻率f、輸入駐波比、功率容量。作為匹配標(biāo)準(zhǔn)、等效天線、吸收負(fù)載等。

3）失配負(fù)載

作為標(biāo)準(zhǔn)失配負(fù)載。吸收一部分功率，反射一部分功率。

2.微波連接元件：二端口互易元件。主要包括：波導(dǎo)接頭、衰減器、相移器、轉(zhuǎn)換接頭。作用是將作用不同的微波元件連接成完整的系統(tǒng)。

無(wú)耗互易二端口網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)：

1）若一個(gè)端口匹配，則另一個(gè)端口自動(dòng)匹配；

2）若網(wǎng)絡(luò)完全匹配，則必然是完全傳輸?shù)模蛳喾矗?/p>

3）S11、S12、S22的相角只有兩個(gè)是獨(dú)立的，已知其中兩個(gè)相角，則第三個(gè)相角便可確定。

3.阻抗匹配元件

膜片（感性膜片b邊）

容性膜片（寬邊）

銷釘（電感）

螺釘調(diào)配器（單螺釘、雙螺釘、三螺釘、四螺釘----原理同支節(jié)調(diào)配器，但螺釘只是電容）。

四、微波器件的應(yīng)用

微波器件具有效率高、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)雷達(dá)、通信、電子對(duì)抗等電子裝備實(shí)現(xiàn)全固態(tài)化有重要意義。微波振蕩器（微波源）是微波系統(tǒng)中的重要器件，是電子裝備的心臟，對(duì)其性能有直接影響。例如，在高功率微波武器系統(tǒng)中，高功率微波振蕩器決定其殺傷效能；在雷達(dá)系統(tǒng)中，微波振蕩器決定雷達(dá)的作用距離。

五、微波遙感器件理論的研究現(xiàn)狀

微波與所遙感的目標(biāo)和背景相互作用，產(chǎn)生散射、輻射、吸收、諧振等現(xiàn)象，是利用微波遙感器獲得目標(biāo)和背景的信息，實(shí)現(xiàn)遙感或探測(cè)的機(jī)理。當(dāng)前對(duì)陸地、海洋、大氣遙感的目的是實(shí)現(xiàn)資源調(diào)查、土地利用、環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)害預(yù)報(bào)、氣象觀測(cè)。涉及到大氣、海洋、陸地中的處于各種形式、狀態(tài)下的所有物體作為目標(biāo)和背景。從理論上講它們屬于不同的介質(zhì)。這些介質(zhì)可分為均勻介質(zhì)、電解質(zhì)溶液介質(zhì)、非均勻性混合介質(zhì)。在具體研究處理電磁波與介質(zhì)的相互作用時(shí)，按其具體情況又把介質(zhì)劃分為連續(xù)介質(zhì)、離散介質(zhì)、無(wú)耗介質(zhì)、有耗介質(zhì)、各向異性介質(zhì)、分層介質(zhì)、隨機(jī)介質(zhì)、分形介質(zhì)、旋波介質(zhì)等。麥克斯書方程是描述介質(zhì)與波相互作用產(chǎn)生輻射、散射、衰減等現(xiàn)象的數(shù)學(xué)公式。因?yàn)槲⒉ㄟb感對(duì)象是極其復(fù)雜的，所以所建立的麥克斯韋方程更難得到嚴(yán)格解，只能用近似解析法和數(shù)值法求解。在近似解法中已有微擾法、變分法、迭代法、光學(xué)法、物理光學(xué)法、兒何射線法、物理射線法、算子法、有限元法、場(chǎng)路結(jié)合法等。有時(shí)還要處理非線性微分方程的解的問題。介質(zhì)的作用測(cè)參數(shù)有關(guān)的輻射、散射、吸收量。反之，從微波遙感器獲得的數(shù)據(jù)或圖像中建立起目標(biāo)的性質(zhì)和狀態(tài)。前者為電磁場(chǎng)中的解析問題，或正問題，利用解析微分方程的方法。后者屬于積分方程反演，或逆問題，屬于物性或圖像的恢復(fù)與重建問題。為了建立起目標(biāo)或背景的物理模型，提供較準(zhǔn)確的參量，不僅要從體積大小、幾何形狀、狀態(tài)、物理化學(xué)性質(zhì)研究目標(biāo)和背景，而且還要從產(chǎn)生電磁波與物質(zhì)相互作用的原子、分子結(jié)構(gòu)的微觀世界中研究目標(biāo)和背景的行為。由于微波過感對(duì)象的復(fù)雜性和不確定性，所以只能建立起基本與實(shí)際一致的物理模型和數(shù)學(xué)模型。用實(shí)地試驗(yàn)法檢驗(yàn)理論模型的正確性是至關(guān)重要的。可以說(shuō)微被遙感研究是電磁場(chǎng)理論研究和實(shí)際測(cè)量相結(jié)合的理論密切聯(lián)系實(shí)驗(yàn)的研究課題。微波遙感理論研究勢(shì)必促進(jìn)電磁場(chǎng)理論向縱深發(fā)展。

我國(guó)的微波遙感理論研究近年來(lái)受到國(guó)家重視，國(guó)家自然科學(xué)基金委的重大課題、重點(diǎn)課題和面上課題都支持了有關(guān)微波成像理論研究、目標(biāo)和背景的散射和輻射研究。通過國(guó)家“六五”、“七五”、“八五”重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目取得了一批合成孔徑側(cè)視雷達(dá)、微波輻射計(jì)和散射計(jì)的實(shí)際飛行圖像和數(shù)據(jù)，進(jìn)行了相應(yīng)的理論研究。中科院電子所，電子科技大學(xué)、復(fù)日大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、中科院遙感所等單位作了許多有成效的工作，取得了一批成果。

六、微波遙感器件的發(fā)展趨勢(shì)

目前人類從“地球村”觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)地球進(jìn)行研究、保護(hù)和開發(fā)。已發(fā)射運(yùn)行的60多顆對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，向人們提供了大量完整、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的陸地、海洋、大氣的圖像和數(shù)據(jù)，為人類帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，使人們清楚地認(rèn)識(shí)到逼感技術(shù)是地球保護(hù)、開發(fā)和利用的必不可少的技術(shù)。而微波遙感器以其全天時(shí)、全天候的探測(cè)能力更成為其中的佼佼者。美、日兩國(guó)聯(lián)合進(jìn)行的EOS計(jì)劃，從1991年到2010年共計(jì)劃發(fā)射15顆對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，執(zhí)行“全球變化研究計(jì)劃”（GCRP）。微波、亳米波及亞毫米波遙感器主要用于監(jiān)測(cè)大氣成分、海洋動(dòng)力狀態(tài)。大氣海洋參數(shù)是地球環(huán)境變化的重要指標(biāo)。遙感技術(shù)是伴隨航天技術(shù)發(fā)展起來(lái)的具有宏觀、快速、準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)獲取信息的高新技術(shù)，已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可缺少的支撐力量。解決世界上人口膨脹、資源匱乏、環(huán)境破壞三大問題使之向良性循環(huán)發(fā)展，遙感技術(shù)會(huì)起到重要作用。而微波遙感技術(shù)由于它具有優(yōu)于可見光、紅外遙感技術(shù)的特點(diǎn)，成為當(dāng)前對(duì)地觀測(cè)研究、開發(fā)、使用的重點(diǎn)。我國(guó)在國(guó)家科委的統(tǒng)一規(guī)劃下，研制成了機(jī)載合成孔徑側(cè)視雷達(dá)，作了多次飛行試驗(yàn)，在防洪、鐵路選線、地質(zhì)、探礦等方面進(jìn)行了應(yīng)用研究。研制成多個(gè)頻段的機(jī)載（成像）微波輻射計(jì)，進(jìn)行了多次對(duì)陸地、海洋的飛行試驗(yàn)和應(yīng)用，取得了典型地物、海面油膜、海冰、海岸帶等的微波輻射圖像和數(shù)據(jù)。研制成了機(jī)載雷達(dá)散射計(jì)和機(jī)載海洋雷達(dá)高度計(jì)，成功地完成了飛行試驗(yàn)。幾個(gè)高等院校和研究所開展了微波遙感理論研究，獲得初步成果。合成孔徑側(cè)視雷達(dá)、微波輻射計(jì)、微波成像儀、海洋雷達(dá)高度汁、微波散射計(jì)已進(jìn)入顯載工程或預(yù)研階段。

微波遙感是難度大、理論水平高、應(yīng)用前景廣闊的科學(xué)技術(shù)，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，重點(diǎn)支持。對(duì)目前有限的幾家從事微波遙感器研制的人員、關(guān)鍵儀器實(shí)行統(tǒng)一調(diào)配，集中力量進(jìn)行星載微波遙感器攻關(guān)。對(duì)于機(jī)載微波遙感器則應(yīng)多作應(yīng)用飛行，解決生產(chǎn)實(shí)際、科學(xué)研究、防災(zāi)減災(zāi)方面的具體問題，積累理論和應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)微波遙感理論研究工作，開展陸基微波遙感的實(shí)驗(yàn)研究工作，為星載運(yùn)行的資料反演、解譯做好前期工作。