2017年微波技術(shù)論文

2017年微波技術(shù)論文

　　微波技術(shù)是20-21世紀(jì)最重要的科學(xué)技術(shù)之一，下面是由學(xué)習(xí)啦小編整理的2017年微波技術(shù)論文，謝謝你的閱讀。

　　2017年微波技術(shù)論文篇一

　　微波技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用

　　【摘 要】微波技術(shù)是20-21世紀(jì)最重要的科學(xué)技術(shù)之一，微波技術(shù)應(yīng)用廣泛，從國(guó)防軍事上的雷達(dá)技術(shù)到廣播、衛(wèi)星通信再到民用的微波爐，微波技術(shù)已經(jīng)緊緊的融入每一個(gè)人的生活之中，微波技術(shù)正在成為尖端科學(xué)發(fā)展中不可或缺的現(xiàn)代技術(shù)。本文主要是敘述了微波技術(shù)的發(fā)展起源以及它在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，最后根據(jù)對(duì)微波技術(shù)這些年的發(fā)展情況，提出了微波技術(shù)的不足，以及展望了未來。

　　【關(guān)鍵詞】微波技術(shù);國(guó)防軍事;國(guó)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(xué)家?guī)资甑牟粩嗟难芯?，二?zhàn)時(shí)期成為微波技術(shù)蓬勃發(fā)展的時(shí)期， 在那個(gè)時(shí)候國(guó)防軍事領(lǐng)域，雷達(dá)，也就是無線電檢測(cè)的概念和理論逐步發(fā)展，因?yàn)殡姶挪ㄔ诓▽?dǎo)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(shù)的研究與應(yīng)用逐漸從國(guó)防軍事為主轉(zhuǎn)變向民用工業(yè)領(lǐng)域過渡，其實(shí)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?yàn)槲⒉t是一種快捷的、能量能夠轉(zhuǎn)化均勻的加熱工具。在設(shè)計(jì)微波爐時(shí)，通常使?fàn)t腔的邊長(zhǎng)為1/2微波導(dǎo)波波長(zhǎng)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(dǎo)管輸入爐腔內(nèi)時(shí)，在腔壁內(nèi)來回反射，每次傳播都穿過和經(jīng)過食物使食物加熱，同時(shí)采取一定的措施使微波電場(chǎng)能量分布均勻。微波加熱的特點(diǎn)就是內(nèi)加熱，所需時(shí)間短，不依靠熱傳導(dǎo)，均勻受熱，操作簡(jiǎn)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(diǎn)

　　2.1 波長(zhǎng)短

　　微波是一種波長(zhǎng)范圍在1mm-1m的電磁波?？杉?xì)分為米波、分米波、厘米波、毫米波。它的波長(zhǎng)和頻率如表格所示：

　　微波具有似光性，如表格所知，波長(zhǎng)很短，具有直線傳播的性質(zhì)。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(dān)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(shù)在雷達(dá)、導(dǎo)航和通信，廣播中得到了廣泛的應(yīng)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(shí)驗(yàn)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?yàn)轭l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(zhǎng)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(qiáng)

　　一定頻帶的微波可以穿入到介質(zhì)內(nèi)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(duì)于水來說也是會(huì)被吸收產(chǎn)生熱能。所以利用微波技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)宇宙導(dǎo)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(nèi)部結(jié)構(gòu)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(jí)間所要吸收躍遷輻射出來的波長(zhǎng)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(jié)構(gòu)，發(fā)展一系列學(xué)科以及邊緣學(xué)科，比如量子無線電物理，量子光學(xué)，量子通信，微波光譜等等。

　　3、微波技術(shù)的現(xiàn)代運(yùn)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(chǎng)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(yīng)下，極性分子在磁場(chǎng)中交替排列，每秒的微波振動(dòng)可達(dá)數(shù)億次。這種振蕩讓分子不停的運(yùn)動(dòng)，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(shí)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(nèi)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(dāng)時(shí)由于其通信頻帶寬、一次性投入大但后期低、施工方便、建設(shè)速度快等一系列優(yōu)點(diǎn)而取得了快速的發(fā)展。此外，微波通信抗災(zāi)能力強(qiáng)，它不會(huì)太受風(fēng)、水的災(zāi)害帶來的影響。即使有天災(zāi)人禍，微波通信一般不會(huì)受到干擾。因?yàn)槲⒉ǖ念l率高波長(zhǎng)短，遇到阻擋就會(huì)被反射或被阻斷，所以微波在空中傳送的過程中會(huì)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(shè)須在管理部門的嚴(yán)格管理下進(jìn)行。因?yàn)殡x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(shù)就此中斷。因此在1980年左右，數(shù)字微波傳輸技術(shù)發(fā)生了突破性的變化。而到九十年代，由于自適應(yīng)編碼調(diào)制解調(diào)技術(shù)的發(fā)展，在各地建立的中繼站，再加上微弱信號(hào)檢測(cè)的迅速發(fā)展，所以今天的移動(dòng)通信傳輸才可以得到廣泛的運(yùn)用。在1980年至1990年間，自適應(yīng)編碼調(diào)制和解調(diào)技術(shù)與信號(hào)處理和信號(hào)檢測(cè)技術(shù)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(zhì)記錄的多領(lǐng)域的信號(hào)設(shè)計(jì)與處理等的應(yīng)用，發(fā)揮了重要的作用數(shù)字微波技術(shù)在目前來說有著廣闊的發(fā)展空間及應(yīng)用前景， 需要因地制宜的安排不同傳輸手段，在某些領(lǐng)域，微波技術(shù)還占據(jù)著不可忽略的重要地位。

　　3.3 工業(yè)微波技術(shù)

　　微波技術(shù)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(lǐng)域發(fā)揮著主要的作用。微波技術(shù)在無機(jī)合成材料的研究，已取得良好的進(jìn)展，主要是在硬質(zhì)合金、導(dǎo)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(diǎn)。[2] 微波技術(shù)在礦石預(yù)處理、金屬氧化物礦的碳熱還原的應(yīng)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(diǎn)。可以想象，在礦產(chǎn)冶金能源消耗大的領(lǐng)域中，微波技術(shù)帶來的影響將是難以估計(jì)的，在這個(gè)領(lǐng)域中，這樣的發(fā)展前景將帶來的是巨大的經(jīng)濟(jì)效益。微波技術(shù)還可以用于處理工業(yè)污泥，對(duì)醫(yī)療垃圾進(jìn)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(zhǎng)期努力發(fā)明了微波處理污染的技術(shù)，既解決了常規(guī)處理帶來的一系列問題，保護(hù)了環(huán)境，操作時(shí)間短，又節(jié)省了處理的費(fèi)用，可謂是一舉數(shù)得。微波技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比較，具有操作簡(jiǎn)單，該效率，保證了國(guó)家綠色經(jīng)濟(jì)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(fèi)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(jiǎn)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(yīng)用前景。越來越多的人開始關(guān)注微波技術(shù)，目前，微波技術(shù)已經(jīng)開始在國(guó)內(nèi)開始廣泛推廣。此外，微波技術(shù)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(diào)味品和合成的材料的處理等等方法。 　　3.4 軍用微波技術(shù)

　　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(zhēng)中的微波強(qiáng)度很大，基本上沒有武器可以阻止它，在現(xiàn)代的戰(zhàn)爭(zhēng)中運(yùn)用也越來越頻繁，微波武器通常通過長(zhǎng)距離的對(duì)光電設(shè)備的干擾，使儀器出現(xiàn)問題，最后引爆儀器，達(dá)到直接摧毀儀器的目標(biāo)，在戰(zhàn)爭(zhēng)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(qiáng)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(zhuǎn)化成為熱能，微波的波束寬，波長(zhǎng)短，頻率高，不受災(zāi)害天氣的影響。其殺傷機(jī)理可分為“非熱效應(yīng)”和“熱效應(yīng)”兩種。所有的內(nèi)側(cè)和外側(cè)在同一時(shí)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(duì)抗措施更加困難和復(fù)雜化。微波武器的工作機(jī)制是根據(jù)微波和照射對(duì)象，選擇不同的頻率，其實(shí)是用頻率低的較低輕型微波武器，主要作為戰(zhàn)爭(zhēng)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(qiáng)，所以一般不經(jīng)常出現(xiàn)在戰(zhàn)爭(zhēng)中，更多的是作為一種研究。

　　作為微波武器，還有一點(diǎn)至關(guān)重要，就是使用什么去發(fā)射不同頻率的微波，在戰(zhàn)爭(zhēng)中，通常使用的是飛機(jī)，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(dòng)攻擊。讓敵方的飛機(jī)，計(jì)算機(jī)等設(shè)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(luò)的聯(lián)系信息以及其他重要信息戰(zhàn)的關(guān)鍵部位。一旦目標(biāo)遭受物理?yè)p傷就會(huì)喪失戰(zhàn)斗力，且其受損傷的部位不能被修復(fù)。作為世界前列的軍事強(qiáng)國(guó)，中國(guó)一直高度關(guān)注微波武器、大型激光武器，在幾代科學(xué)家一直在努力研發(fā)各種武器，近幾十年的辛苦打造，中國(guó)的微波武器和激光武器已經(jīng)開始投入使用。

　　4、微波技術(shù)的展望

　　雖然在各個(gè)領(lǐng)域，微波技術(shù)已經(jīng)有了廣闊的前景，但是目前，微波技術(shù)的運(yùn)用仍停留在實(shí)驗(yàn)的積累，而且需要驗(yàn)證準(zhǔn)確的檢測(cè)方法，我們需要在鞏固加強(qiáng)理論研究的同時(shí)，進(jìn)行各系列的實(shí)驗(yàn)，完善各種理論，從而可以造出更多適合國(guó)防軍事或者用民用的微波儀器設(shè)備。微波技術(shù)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(shù)可以在未來的幾十年之內(nèi)成為常規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)以及其他很多領(lǐng)域的技術(shù)。但是就我們所知的是，由于微波的特殊性，目前還沒有一個(gè)科學(xué)家找到一個(gè)合理的理論來解釋，所以微波技術(shù)在某些領(lǐng)域仍然存在盲點(diǎn)。微波技術(shù)的應(yīng)用目前仍處于一個(gè)巨大的轉(zhuǎn)折點(diǎn)中，發(fā)展的可塑性很強(qiáng)，世界范圍軍事變革需求強(qiáng)力牽引，各國(guó)開始研發(fā)微波武器，成為新一代軍事國(guó)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(shí)驗(yàn)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(huì)逐步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、工業(yè)化，對(duì)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了巨大的影響。深度的微波技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展是非常重要的，因?yàn)橹灰ㄟ^正確的理論指導(dǎo)，與實(shí)踐才可以出成果。在我國(guó)，微波技術(shù)應(yīng)該引起關(guān)注，預(yù)計(jì)理論研究帶來的突破性進(jìn)展會(huì)指引真正意義上微波技術(shù)應(yīng)用時(shí)代的到來。

　　【參考文獻(xiàn)】

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

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

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