2017年微波技術論文

　　微波技術是20-21世紀最重要的科學技術之一，下面是由學習啦小編整理的2017年微波技術論文，謝謝你的閱讀。

　　2017年微波技術論文篇一

　　微波技術發(fā)展及應用

　　【摘 要】微波技術是20-21世紀最重要的科學技術之一，微波技術應用廣泛，從國防軍事上的雷達技術到廣播、衛(wèi)星通信再到民用的微波爐，微波技術已經(jīng)緊緊的融入每一個人的生活之中，微波技術正在成為尖端科學發(fā)展中不可或缺的現(xiàn)代技術。本文主要是敘述了微波技術的發(fā)展起源以及它在各個領域中的應用，最后根據(jù)對微波技術這些年的發(fā)展情況，提出了微波技術的不足，以及展望了未來。

　　【關鍵詞】微波技術;國防軍事;國民;生活;發(fā)展情況

　　1、微波的起源與發(fā)展

　　微波的理論研究起步于1900年。經(jīng)過科學家?guī)资甑牟粩嗟难芯?，二?zhàn)時期成為微波技術蓬勃發(fā)展的時期， 在那個時候國防軍事領域，雷達，也就是無線電檢測的概念和理論逐步發(fā)展，因為電磁波在波導中傳輸中表現(xiàn)出的優(yōu)良特性， 使得微波電真空振蕩器、微波管、微波無線電的發(fā)展十分迅速。在二戰(zhàn)之后，微波技術的研究與應用逐漸從國防軍事為主轉變向民用工業(yè)領域過渡，其實最具有代表性的便是家用微波爐以及工業(yè)微波爐等一系列產(chǎn)品的推出。人們快速的接受了這種產(chǎn)品，因為微波爐是一種快捷的、能量能夠轉化均勻的加熱工具。在設計微波爐時，通常使爐腔的邊長為1/2微波導波波長的倍數(shù)，并且在金屬板上涂覆非磁性材料，形成諧振腔。微波經(jīng)波導管輸入爐腔內時，在腔壁內來回反射，每次傳播都穿過和經(jīng)過食物使食物加熱，同時采取一定的措施使微波電場能量分布均勻。微波加熱的特點就是內加熱，所需時間短，不依靠熱傳導，均勻受熱，操作簡單，安全無害，節(jié)約能源。如今微波爐已經(jīng)成為全世界各地廣泛使用的食品加工器具。

　　2、微波的特點

　　2.1 波長短

　　微波是一種波長范圍在1mm-1m的電磁波?？杉毞譃槊撞?、分米波、厘米波、毫米波。它的波長和頻率如表格所示：

　　微波具有似光性，如表格所知，波長很短，具有直線傳播的性質。根據(jù)似光性，制作出的天線系統(tǒng)具有良好的方向性，可以接收不同的波段。這樣，幾十空間或地面發(fā)出的微弱回聲也不擔心接收不到，因此可以通過微波來確定該物體的方向和距離。因此微波技術在雷達、導航和通信，廣播中得到了廣泛的應用。

　　2.2 頻率高

　　由2.1的表格可以看出微波的微波的頻率很高，周期和頻率乘積恒為一，因此振蕩周期很短。它的頻率由產(chǎn)生微波的電子線路參數(shù)決定的。根據(jù)實驗得知，我們需要將微波固體器件、微波電子管替代一般的電子管，用作放大器，衰減器，隔離器。因為頻率越高，損耗也隨之提高，攜帶的信息也越來越豐富。微波傳輸?shù)牟ㄩL跟線度很像，容易被阻斷，所以我們更加需要使用不同的元器件來替換分立的電容器、電感器以及電阻器等。

　　2.3 穿透能力強

　　一定頻帶的微波可以穿入到介質內部，而微波的能量可以通過地球上的空電離層不斷被吸收，對于水來說也是會被吸收產(chǎn)生熱能。所以利用微波技術可以實現(xiàn)宇宙導航并且為醫(yī)療電療的研究和開發(fā)提供了便利。

　　2.4 非電離性

　　微波的量子能量很低，非向前散離可以忽略，這樣的能量不足以提供改變分子之間的內部結構的能力，因此可以說明物體和微波之間的電離的程度很低。

　　2.5 量子特性

　　很多原子和分子能級間所要吸收躍遷輻射出來的波長剛好處在微波頻段的中，人們利用這種量子特性研究原子和分子的結構，發(fā)展一系列學科以及邊緣學科，比如量子無線電物理，量子光學，量子通信，微波光譜等等。

　　3、微波技術的現(xiàn)代運用

　　3.1微波加熱原理與微波爐

　　微波爐由很多的器件組成，其中最為主要的就是微波發(fā)生器，又稱作磁控管，包括微波管和電源。微波產(chǎn)生的交變磁場可讓食物極化，電源提供穩(wěn)定的連續(xù)波微波功率，在高頻交流的電磁效應下，極性分子在磁場中交替排列，每秒的微波振動可達數(shù)億次。這種振蕩讓分子不停的運動，分子之間產(chǎn)生摩擦，使分子獲得高能，在食品釋放大量的熱，從而使得實物均勻受熱。所以使用微波必須注意的是食物需要有水分，否則將無法加熱。微波只在爐腔內傳播，金屬外殼可以隔絕電磁波而避免輻射。

　　3.2 微波通信

　　微波通信是1950年左右的產(chǎn)物，[1]當時由于其通信頻帶寬、一次性投入大但后期低、施工方便、建設速度快等一系列優(yōu)點而取得了快速的發(fā)展。此外，微波通信抗災能力強，它不會太受風、水的災害帶來的影響。即使有天災人禍，微波通信一般不會受到干擾。因為微波的頻率高波長短，遇到阻擋就會被反射或被阻斷，所以微波在空中傳送的過程中會受到干擾。因此不能在同一方向上使用頻率相同的微波，微波電路的建設須在管理部門的嚴格管理下進行。因為離散度與頻率選擇性衰落的影響，又沒有好的方法去解決問題，因此數(shù)字微波技術就此中斷。因此在1980年左右，數(shù)字微波傳輸技術發(fā)生了突破性的變化。而到九十年代，由于自適應編碼調制解調技術的發(fā)展，在各地建立的中繼站，再加上微弱信號檢測的迅速發(fā)展，所以今天的移動通信傳輸才可以得到廣泛的運用。在1980年至1990年間，自適應編碼調制和解調技術與信號處理和信號檢測技術快速發(fā)展，今天，帶寬越來越大，從有線到無線的發(fā)展，甚至高品質記錄的多領域的信號設計與處理等的應用，發(fā)揮了重要的作用數(shù)字微波技術在目前來說有著廣闊的發(fā)展空間及應用前景， 需要因地制宜的安排不同傳輸手段，在某些領域，微波技術還占據(jù)著不可忽略的重要地位。

　　3.3 工業(yè)微波技術

　　微波技術目前也在材料的合成、微波解凍、冶金礦物、殺菌、垃圾處理、微波萃取、樣品分析等領域發(fā)揮著主要的作用。微波技術在無機合成材料的研究，已取得良好的進展，主要是在硬質合金、導體材料，鋰電池正極材料、高溫材料，合成金剛石、沸石分子篩、陶瓷材料等方面。并且具有低能源消耗、速度快、合成溫度低等一些了性能特點。[2] 微波技術在礦石預處理、金屬氧化物礦的碳熱還原的應用，具有能耗低、速度快、浸出率高、產(chǎn)品性能優(yōu)良和環(huán)境效益好等特點。可以想象，在礦產(chǎn)冶金能源消耗大的領域中，微波技術帶來的影響將是難以估計的，在這個領域中，這樣的發(fā)展前景將帶來的是巨大的經(jīng)濟效益。微波技術還可以用于處理工業(yè)污泥，對醫(yī)療垃圾進行滅菌。處理電子垃圾，建筑垃圾，生活垃圾等等。常規(guī)使用處理垃圾的方法比如說焚燒，填埋等，這些方法都有可能產(chǎn)生二次污染。而人們經(jīng)過長期努力發(fā)明了微波處理污染的技術，既解決了常規(guī)處理帶來的一系列問題，保護了環(huán)境，操作時間短，又節(jié)省了處理的費用，可謂是一舉數(shù)得。微波技術與傳統(tǒng)技術相比較，具有操作簡單，該效率，保證了國家綠色經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展的政策。不易造成二次污染，減少能源的損耗和治療的費用，解決了常規(guī)治療，如堆肥，焚燒，填埋，投資，占地面積大的而帶來的問題。綜上所述，微波處理廢物快速，高效，工藝流程簡單，能耗低，成本低，資源回收利用率高和環(huán)境效益好，有很好的應用前景。越來越多的人開始關注微波技術，目前，微波技術已經(jīng)開始在國內開始廣泛推廣。此外，微波技術也被用于在食品安全的鑒定、石油原油的開采、環(huán)境、化妝品、調味品和合成的材料的處理等等方法。 　　3.4 軍用微波技術

　　微波和無線電道理一樣，密閉金屬可屏蔽，微波也被稱為無線電頻率武器。戰(zhàn)爭中的微波強度很大，基本上沒有武器可以阻止它，在現(xiàn)代的戰(zhàn)爭中運用也越來越頻繁，微波武器通常通過長距離的對光電設備的干擾，使儀器出現(xiàn)問題，最后引爆儀器，達到直接摧毀儀器的目標，在戰(zhàn)爭中，微波的作用更加不容忽視。微波武器與激光武器相比，激光采用的是高強度激光產(chǎn)生的熱能去摧毀一切事物，分子間的相互摩擦越來越快，使得電磁的能量轉化成為熱能，微波的波束寬，波長短，頻率高，不受災害天氣的影響。其殺傷機理可分為“非熱效應”和“熱效應”兩種。所有的內側和外側在同一時間產(chǎn)生熱量，以突然產(chǎn)生高溫，火力易于控制，從而使敵方對抗措施更加困難和復雜化。微波武器的工作機制是根據(jù)微波和照射對象，選擇不同的頻率，其實是用頻率低的較低輕型微波武器，主要作為戰(zhàn)爭中的武器來用。與此之外，還有一種頻率較高的高能微波武器，這種武器殺傷力較大，毀滅性強，所以一般不經(jīng)常出現(xiàn)在戰(zhàn)爭中，更多的是作為一種研究。

　　作為微波武器，還有一點至關重要，就是使用什么去發(fā)射不同頻率的微波，在戰(zhàn)爭中，通常使用的是飛機，航母艦艇，甚至是衛(wèi)星。這樣的話，可以從天上，陸地，海面各方為發(fā)動攻擊。讓敵方的飛機，計算機等設備統(tǒng)統(tǒng)被摧毀，特別是指揮和通信的部位，作戰(zhàn)網(wǎng)絡的聯(lián)系信息以及其他重要信息戰(zhàn)的關鍵部位。一旦目標遭受物理損傷就會喪失戰(zhàn)斗力，且其受損傷的部位不能被修復。作為世界前列的軍事強國，中國一直高度關注微波武器、大型激光武器，在幾代科學家一直在努力研發(fā)各種武器，近幾十年的辛苦打造，中國的微波武器和激光武器已經(jīng)開始投入使用。

　　4、微波技術的展望

　　雖然在各個領域，微波技術已經(jīng)有了廣闊的前景，但是目前，微波技術的運用仍停留在實驗的積累，而且需要驗證準確的檢測方法，我們需要在鞏固加強理論研究的同時，進行各系列的實驗，完善各種理論，從而可以造出更多適合國防軍事或者用民用的微波儀器設備。微波技術已經(jīng)在多方面展現(xiàn)出它的魅力，我們需要將它完全融入生活，我們通過多方面的研究成果可以得知，微波技術可以在未來的幾十年之內成為常規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)以及其他很多領域的技術。但是就我們所知的是，由于微波的特殊性，目前還沒有一個科學家找到一個合理的理論來解釋，所以微波技術在某些領域仍然存在盲點。微波技術的應用目前仍處于一個巨大的轉折點中，發(fā)展的可塑性很強，世界范圍軍事變革需求強力牽引，各國開始研發(fā)微波武器，成為新一代軍事國家。而民用發(fā)面，微波處理材料、大型工業(yè)微波爐等一系列令人興奮的實驗室研究成果已經(jīng)出爐。走向產(chǎn)業(yè)化的迫切需要，一系列的研究成果會逐步實現(xiàn)現(xiàn)代化、工業(yè)化，對中國的經(jīng)濟建設作出了巨大的影響。深度的微波技術的應用和發(fā)展是非常重要的，因為只要通過正確的理論指導，與實踐才可以出成果。在我國，微波技術應該引起關注，預計理論研究帶來的突破性進展會指引真正意義上微波技術應用時代的到來。

　　【參考文獻】

　　[1]呂洪國，趙玉蓮，高葆新.微波技術在通信產(chǎn)業(yè)中的應用與發(fā)展前途[J].國外電子測量技術，1997(02).

　　[2]馮敬廣.微波加熱在礦物冶金以及鈦冶金中的應用[J].科教創(chuàng)新，2009(04).

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