СВЧ-техника - Microwave engineering

СВЧ-техника относится к изучению и дизайну микроволновая печь схемы, компоненты и системы. Фундаментальные принципы применяются к методам анализа, проектирования и измерения в этой области. Короткая длины волн вовлеченных, чтобы отличить эту дисциплину от электроинженерия. Это связано с различными взаимодействиями со схемами, характеристиками передачи и распространения на микроволновых частотах.

Некоторые теории и устройства, относящиеся к этой области, являются антенны, радар, линии передачи, космические системы (дистанционное зондирование ), измерения, опасности микроволнового излучения и меры безопасности.

Во время Второй мировой войны микроволновая техника сыграла значительную роль в разработке радара, который мог точно определять местонахождение кораблей и самолетов противника с помощью сфокусированного луча. ЭМ излучение. Основы этой дисциплины находятся в Уравнения Максвелла и работа Генрих Герц, Уильям Томсон с теория волноводов, J.C. Bose, то клистрон от Рассела и Вариана Бросса, а также от Перри Спенсера и других.[1]

СВЧ-область

СВЧ это термин, используемый для обозначения электромагнитных волн выше 103 мегагерц (1 гигагерц) до 300 гигагерц из-за коротких физических длин волн этих частот. короткий длина волны энергия дает явные преимущества во многих приложениях. Например, достаточная направленность может быть получена с использованием относительно небольших антенн и маломощных передатчиков. Эти характеристики идеальны для использования как в военных, так и в гражданских радиолокационных системах и системах связи. Небольшие антенны и другие мелкие компоненты стали возможны благодаря применению микроволнового излучения. Преимущество размера можно рассматривать как часть решения проблемы пространства, веса или того и другого. Использование микроволновых частот важно для конструкции судовых радаров, поскольку они позволяют обнаруживать более мелкие цели. Микроволновые частоты создают особые проблемы при передаче, генерации и проектировании схем, которые не встречаются на более низких частотах. Общепринятый теория цепей основан на напряжения и токи в то время как микроволновая теория основана на электромагнитные поля.[2]

Аппаратура и методы могут быть качественно описаны как «микроволновая печь», когда длины волн сигналов примерно такие же, как размеры оборудования, так что модель с сосредоточенными элементами неточно. Как следствие, практическая микроволновая техника имеет тенденцию отходить от дискретных резисторы, конденсаторы, и индукторы используется с более низкой частотой радиоволны. Вместо этого модель с распределенными элементами и теория линий передачи - более полезные методы для проектирования и анализа. Открытый и коаксиальный линии передачи уступать дорогу волноводы и полоса, а настроенные схемы с сосредоточенными элементами заменены резонаторными резонаторы или резонансные линии. Эффекты отражение, поляризация, рассеяние, дифракция и атмосферный поглощение обычно связанные с видимым светом имеют практическое значение при изучении микроволнового излучения. распространение. Такой же уравнения теории электромагнитного поля применимы на всех частотах.[1][3]

Актуальность

Дисциплина микроволновой инженерии стала актуальной как микроволновая печь домен переходит в коммерческий сектор и больше не применим только к 20 и 21 векам. военные технологии. Недорогие компоненты и цифровая связь в микроволновой области открыли области, относящиеся к этой дисциплине. Некоторые из этих областей являются радарными, спутник, беспроводное радио, оптическая связь, более быстрые компьютерные схемы и радар предотвращения столкновений.[4]

Образование

Многие колледжи и университеты предлагают микроволновую технику. Ниже приведены несколько примеров.

В Массачусетский университет в Амхерсте предоставляет исследовательские и образовательные программы в области микроволнового дистанционного зондирования, проектирования антенн и систем связи. Предлагаются курсы и проектные работы для получения ученых степеней. Специализация включает проектирование микроволновых и радиочастотных интегральных схем, антенную технику, вычислительную электромагнетизм, распространение радиоволн, радиолокационные системы и системы дистанционного зондирования, обработку изображений и формирование изображений в ТГц диапазоне.[5][6]

Университет Тафтса предлагает Микроволновая и беспроводная техника Сертификационная программа как часть программ аспирантуры. Его можно применить для получения степени магистра электротехники. Студент должен иметь соответствующую степень бакалавра, чтобы поступить на эту программу.[4]

Обернский университет предлагает исследования для микроволновой арены. Исследовательский и образовательный центр беспроводной инженерии - один из трех исследовательских центров. Университет также предлагает степень бакалавра беспроводной инженерии со специализацией в области беспроводной электротехники.[7][8][9]

Университет Брэдли предлагает степень бакалавра и магистра по программе «Микроволновая и беспроводная техника». В нем есть передовая микроволновая лаборатория, лаборатория беспроводной связи и другие объекты, связанные с исследованиями.[10]

Общества

Существуют профессиональные сообщества, имеющие отношение к этой дисциплине:

В Общество теории и техники микроволнового излучения IEEE (MTT-S) «способствует развитию теории микроволнового излучения и ее приложений ...». Общество также издает рецензируемые журналы и один журнал.[11]

Журналы и другие научные периодические издания

Существуют рецензируемые журналы и другие научные периодические издания, освещающие темы, относящиеся к микроволновой технике. Некоторые из них Протоколы IEEE по теории и методам микроволнового излучения, Письма IEEE о микроволновых и беспроводных компонентах, Журнал "Микроволновая печь",[12] IET Микроволны, антенны и распространение,[13] и микроволновый журнал.[14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Дас, Аннапурна; Сисир К. Дас (2000–2009). СВЧ-техника. Основные концепции Макгроу-Хилла в серии статей по электротехнике. (1-е изд.). McGraw-Hill Высшее образование. ISBN  978-0-07-352950-9.
  2. ^ «Модуль 11 - Принципы СВЧ» (Бесплатная загрузка PDF). Серия учебных курсов по электричеству и электронике для ВМФ (NEETS). ВМС США. 1998. С. 1–1–1–10.. Получено 2011-09-04. Подготовлено FTCM Фрэнк Э. Слоан.
  3. ^ Этот абзац был напрямую скопирован из статьи в Википедии под названием СВЧ. (04 сентября 2011 г.). Однако этот материал покрывается надежным источником, представленным в этой статье (Дас, Аннапурна; и Сисир К. Дас. СВЧ-техника. Высшее образование Макгроу-Хилла).
  4. ^ а б Микроволновая и беспроводная техника (2011). «Сертификационная программа» (онлайн-страница). Университет Тафтса. Получено 2011-09-12.
  5. ^ «Исследовательский центр и лаборатории» (онлайн-страница). Массачусетский университет в Амхерсте. 2011. Получено 18 октября 2011.
  6. ^ "Ученые степени" (онлайн-страница). Массачусетский университет в Амхерсте. 2011. Получено 18 октября 2011.
  7. ^ Исследования и пропаганда (2011). "Обзор" (онлайн-страница). Обернский университет (Алабама). Получено 2011-09-12.
  8. ^ «Программы бакалавриата» (онлайн-страница). Обернский университет (Алабама). 2011 г.. Получено 2011-09-12.
  9. ^ «Варианты программы беспроводной инженерии» (онлайн-страница). Обернский университет (Алабама). 2011 г.. Получено 2011-09-12.
  10. ^ "Программа микроволновой и беспроводной техники" (онлайн-страница). Университет Брэдли (Иллинойс). 2011 г.. Получено 2011-09-12.
  11. ^ «О МТТ-С» (Интернет-страница). Получено 2011-09-12.
  12. ^ «Публикации МТТ-С» (Интернет-страница). Получено 2011-09-12.
  13. ^ "Микроволны, антенны и распространение IET" (Интернет-страница). Институт инженерии и технологий. Получено 2011-09-12.
  14. ^ "Микроволновый журнал" (Интернет-страница). Публикации Horizon House. Получено 2011-09-12.

дальнейшее чтение