一、微波器件簡介

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。通過電路設計，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成了微波系統(tǒng)。

二、微波器件的分類

微波器件按結構可分為：波導型、同軸線型、微帶線型

按工作波形分為：單模器件、多模器件

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

三、微波器件的作用

1．終端負載元件：為一端口互易元件，主要包括短路負載、匹配負載和失配負載

1）短路負載，要求：

（1）保證接觸處的損耗小，

（2）當活塞移動時，接觸損耗變化小；

（3）大功率時，活塞與波導壁間不應產(chǎn)生打火現(xiàn)象。

可用作調(diào)配器，純電抗元件

結構方式：接觸式、扼流式（金屬片）

2）匹配負載

全部吸收輸入功率的元件主要技術指標：工作頻率f、輸入駐波比、功率容量。作為匹配標準、等效天線、吸收負載等。

3）失配負載

作為標準失配負載。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：波導接頭、衰減器、相移器、轉換接頭。作用是將作用不同的微波元件連接成完整的系統(tǒng)。

無耗互易二端口網(wǎng)絡的基本性質(zhì)：

1）若一個端口匹配，則另一個端口自動匹配；

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

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

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、微波器件的應用

微波器件具有效率高、使用方便等優(yōu)點，對雷達、通信、電子對抗等電子裝備實現(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；在雷達系統(tǒng)中，微波振蕩器決定雷達的作用距離。

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和背景的信息，實現(xiàn)遙感或探測的機理。當前對陸地、海洋、大氣遙感的目的是實現(xiàn)資源調(diào)查、土地利用、環(huán)境監(jiān)測、災害預報、氣象觀測。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，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)、無耗介質(zhì)、有耗介質(zhì)、各向異性介質(zhì)、分層介質(zhì)、隨機介質(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)學公式。因為微波遙感對象是極其復雜的，所以所建立的麥克斯韋方程更難得到嚴格解，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、光學法、物理光學法、兒何射線法、物理射線法、算子法、有限元法、場路結合法等。有時還要處理非線性微分方程的解的問題。介質(zhì)的作用測參數(shù)有關的輻射、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的性質(zhì)和狀態(tài)。前者為電磁場中的解析問題，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與重建問題。為了建立起目標或背景的物理模型，提供較準確的參量，不僅要從體積大小、幾何形狀、狀態(tài)、物理化學性質(zhì)研究目標和背景，而且還要從產(chǎn)生電磁波與物質(zhì)相互作用的原子、分子結構的微觀世界中研究目標和背景的行為。由于微波過感對象的復雜性和不確定性，所以只能建立起基本與實際一致的物理模型和數(shù)學模型。用實地試驗法檢驗理論模型的正確性是至關重要的。可以說微被遙感研究是電磁場理論研究和實際測量相結合的理論密切聯(lián)系實驗的研究課題。微波遙感理論研究勢必促進電磁場理論向縱深發(fā)展。

我國的微波遙感理論研究近年來受到國家重視，國家自然科學基金委的重大課題、重點課題和面上課題都支持了有關微波成像理論研究、目標和背景的散射和輻射研究。通過國家“六五”、“七五”、“八五”重點攻關項目取得了一批合成孔徑側視雷達、微波輻射計和散射計的實際飛行圖像和數(shù)據(jù)，進行了相應的理論研究。中科院電子所，電子科技大學、復日大學、西安電子科技大學、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

目前人類從“地球村”觀點出發(fā)，對地球進行研究、保護和開發(fā)。已發(fā)射運行的60多顆對地觀測衛(wèi)星，向人們提供了大量完整、實時、動態(tài)的陸地、海洋、大氣的圖像和數(shù)據(jù)，為人類帶來巨大的經(jīng)濟和社會效益，使人們清楚地認識到逼感技術是地球保護、開發(fā)和利用的必不可少的技術。而微波遙感器以其全天時、全天候的探測能力更成為其中的佼佼者。美、日兩國聯(lián)合進行的EOS計劃，從1991年到2010年共計劃發(fā)射15顆對地觀測衛(wèi)星，執(zhí)行“全球變化研究計劃”（GCRP）。微波、亳米波及亞毫米波遙感器主要用于監(jiān)測大氣成分、海洋動力狀態(tài)。大氣海洋參數(shù)是地球環(huán)境變化的重要指標。遙感技術是伴隨航天技術發(fā)展起來的具有宏觀、快速、準確、動態(tài)獲取信息的高新技術，已成為我國國民經(jīng)濟發(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，遙感技術會起到重要作用。而微波遙感技術由于它具有優(yōu)于可見光、紅外遙感技術的特點，成為當前對地觀測研究、開發(fā)、使用的重點。我國在國家科委的統(tǒng)一規(guī)劃下，研制成了機載合成孔徑側視雷達，作了多次飛行試驗，在防洪、鐵路選線、地質(zhì)、探礦等方面進行了應用研究。研制成多個頻段的機載（成像）微波輻射計，進行了多次對陸地、海洋的飛行試驗和應用，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)。研制成了機載雷達散射計和機載海洋雷達高度計，成功地完成了飛行試驗。幾個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。合成孔徑側視雷達、微波輻射計、微波成像儀、海洋雷達高度汁、微波散射計已進入顯載工程或預研階段。

微波遙感是難度大、理論水平高、應用前景廣闊的科學技術，應進一步加強統(tǒng)一領導，重點支持。對目前有限的幾家從事微波遙感器研制的人員、關鍵儀器實行統(tǒng)一調(diào)配，集中力量進行星載微波遙感器攻關。對于機載微波遙感器則應多作應用飛行，解決生產(chǎn)實際、科學研究、防災減災方面的具體問題，積累理論和應用中的經(jīng)驗。同時還應加強微波遙感理論研究工作，開展陸基微波遙感的實驗研究工作，為星載運行的資料反演、解譯做好前期工作。