第四章 微波检测技术.ppt-1

第四章 微波检测技术 微波检测的基础知识 微波测湿技术 微波多普勒测速技术 微波测量厚度 微波测量物位 微波无损检测技术 其他微波的检测应用

第一节

微波检测的基础知识

一、微波的定义及其特点 通常将波长在0.001-1m,频率从300M—300GM范围内的电磁 被称为微波。 其特点为： (1)定向传播。 (2)准光学特性。 (3)传输特性好。 (4)介质对微波吸收与介质的介电常数成比例，水对微波的吸 收作用最强。

二、微波的有关概念 微波技术中主要的性能指标是频率、波长、功率、驻波比、 反射系数等。微波波段常用的仪器是功率计、频率计、波长表 等。 1.波长与波速 . 一个周期T内，电磁波所走的路程称为波长，用λ表示。电磁 波是按一定速度传播的，电磁波每秒钟所行的距离称为波速， 用字母υ代表；波速与波长、周期关系： λ=T*υ 或 λ=υ/f

2.行波和驻波 . 由信号源产生的电磁被，波峰随着时间的推移向前不断运 动。这种不断向前行进的波称为行波 行波。电磁波遇到障碍或不连 行波 续的地方会产生反射波，反射波与人射波的传输方向相反，这 两种波彼此干涉，结果使得在传输方向上的某些地方起伏程度 总是最大，而在另一些地方总是最小，合成波的最大与最小波 幅驻在那里不动.故称为驻波 驻波。驻波的最小点称为波节点 波节点.振 驻波 波节点 幅最大点称为波腹点 波腹点。在微波传输中，要尽量避免驻波的产生。 波腹点

三、微波振荡器与微波天线 微波电路中需要注意的问题就是微波电路是高颜电路， 它与低频电路分析和处理时最大的区别就是元件连接线之间 的分市参数是不能忽略的。在微波电路中这些分布参数有分 布电容、分布电感、分布电导，分布电容存储部分电场能量， 分布电感存储部分磁场能量，分布电导则消耗电磁能量。

微波振荡器 微波是用微波振荡器产生的。由于微波的波长很短，所以它 的振荡频率f很高(300Mh—300GHZ),为了得到很高的频率f, 振荡回路的电感L和电容C就要很小，因此不能用普通的电子 管与晶体管构成微波振荡器。构成微波振荡器的器件有速调 管、磁控管和某些固体元件，小型的微波振荡器也可采用体 效应管。

发射天线 微波振荡器产生的振荡信号要用波导管引到发射天线(波长为 10cm以上可用同轴电缆)发射出去。波导管通常是截面为圆形或 矩形的金属管，微波就在管内传播。波导壁起了屏蔽作用，它强 迫电磁波沿着波导移动。为了保证发射的微波有很强的方向性， 必须使用特殊结构的发射天线。常有的发射天线有喇叭形天线、 抛物面天线、介质天线等

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四、微波在捡测技术中的应用 微波检测技术利用微波的定向辐射、反射特性及吸收特性等 来检测某些物理量。 选用的微波信号可以是连续波、脉冲波，也可以是调制波。 信号的传输通路可以是传输线也可以是自由空间。

四、微波在捡测技术中的应用

1.利用微波的定向辐射特性进行测量 2.利用微波的反射特性进行测量 3.利用物质对微波的选择性吸收特性进行测量

五、微波检测方法的优缺点 微波检测方法的优缺点 微波检测方法具有以下优点： 微波检测方法具有以下优点： (1)非接触测量。由于检测时不与对象接触.因此可对活体进行检测； (2)检测速度快、灵敏度高，可以进行动态检测与实时处理，便于自 动控制。 (3)不受恶劣检测环境的限制，可在高温、高压、放射性环境下进行 检测。 (4)输出信号可以方便地调制在载频信号上进行发射与接收，便于实 现遥测与遥控。 微波检测方法具有以下缺点： 微波检测方法具有以下缺点： (1)利用这种检测方法在进行参数检测时，易受温度、气压、取样位 置的影响，需要考虑补偿措施。 (2)微波检测仪表的零点漂移和标定问题尚未很好解决。

第二节 微波测湿技术 一、电介质的微波特性 微波测湿的对象就是电介质。电介质的特性： 1、电介质的极化 、 2、介电常数 、

二、微波测湿原理