微波是什么？
微波技术是无线电电子学中一个应用很广泛的部门，在雷达、导航、导弹与火箭的制导、天文、物理、原子能和通信等方面，差不多都离不了微波技术。
所谓“微波”，习惯上一般理解为波长在1公尺以下更短的电磁波，其实分别用以波长的长度来称呼，如“公寸波”、“公分波”、“公厘波”等比较科学，按“无线电频谱”的划分，应该如前面附图所表示的。
这些技术都离不了微波技术
“微波”，是这样一种不平常的电磁波，它和一般波长较长的电磁波——例如广播、通信用的长波、中波和短波比起来，有许多不平常的特点。人们利用了微波不平常的特性，发展了微波技术，把它应用到许许多多技术部门里去。
微波有许多和光线类似的特性，而且波长愈短（频率愈高）愈显著。例如微波和光线一样，通常只能在视线距离内传播，遇到障碍物不绕弯走；微波能被障碍物反射，并能用特殊形状的反射体集聚成一束在一定的方向传播。此外微波一般在电离层中不大能被反射，而是穿透而过。微波接力通信、电视传送、雷达、测位、导航、及导弹与火箭、人造卫星的制导观测技术中都利用微波的这些特性。
由于利用微波的强方向性天线，和高灵敏度的接收放大设备，可以接收宇宙空间各种天体射来的波长很短的辐射，扩大了光学天文学的观察范围，从而建立了一门崭新的科学——无线电天文学。
微波也被许多自然物如地面、山川、林木、雨、雪、冰、凌、云、雾等不同程度地吸收或反射，大气层中的许多现象也都对微波的性质发生影响，在这个基础上产生了无线电气象学这门有趣的科学。
微波除由人工的方法和宇宙天体间辐射得到外，由地球上的许多物质的分子辐射也能得到。利用这些物质分子的极短波长的辐射，产生了微波频谱学，并且广泛应用在物理、化学、天文学、电子学的各个方面，此外利用微波的现象还可制成新的电子加速器成为原子能研究和应用的重要设备。另外，对超电导现象的研究也开始利用微波。这些崭新的技术，几乎没有一项是能离开微波技术的。
不平常的波，不平常的元件和电路
由于微波的频率极高，因此产生振荡的方法，和放大的方法也有所不同。新的不平常的波长，有不平常的特性，要求有新的特殊的电路和元件。
在微波波段里，频率非常高，电路元件的某些特性变化得特别显著。例如，当频率愈高时，电流便集中在导体更薄的表面一层，无线电学上称为“集肤效应”。铜线的集肤深度当频率为1兆周时是0.066公厘，频率高达10000兆周时为0.001公厘，由流集中在导体表面的一层仅为1兆周时的\(\frac{1}{66}\)。由于集肤效应，导线的交流电阻增大了，一根20号的铜线在100兆周时，它的交流电阻约为它的直流电阻的34倍，即是说这时要用3公分粗的铜线，才能相当于在直径为0.0914公分的20号铜线。频率再高，譬如说到10000兆周，那么所用的导线就粗得了不得啦！
由于“集肤效应”，导体的电感也随频率的增高而减小。此外由于波长极短，波长与导体的长度相比，已显得很短，导体本身就要变成一根天线了，高频电流流过时大部分的能量就要变成电波辐射出去了。波长愈短辐射问题愈显得严重，不再像在长、短波段里可以忽略了，必须注意隔离。
在微波段里，频率高了，“介质损耗”也成为一项严重问题，一般用于长短波段的介质，在微波的高频率时，它们的介质损耗很高已经不能用了。目前主要采用的是聚苯乙烯材料。
短波中我们习见的由线圈电容器构成的电感电容并联或串联调谐回路，在微波设备中已不再存在，而由“谐振空腔”代替了。“谐振空腔”是一个方型或圆型等各种不同形状的中空的金属（铜）空腔，就是在这些空腔内产生电磁波谐振现象。谐振空腔起着调谐回路中的电阻、电容和电感相似的作用，谐振空腔的调谐一般是采用可以移动的金属“短路活塞”，不再是调整电容器或电感线圈了。
由于微波波段介于普通惯称的长、短波和热波、光波之间，它具有某些与光波特性相似的性质，因此可以制造发射方向性非常良好的天线设备，把电波集成一束发射，好象照空灯的抛物镜面把光束集中起来向天空照射一样。目前用于微波通信的天线设备有抛物镜面天线，喇叭天线，介质天线，裂缝天线、锥形天线等等。
完全新的电子管
在微波设备上，除了音频、中频部份外，在微波部份，一般用于短波的振荡、放大用电子管都已不再适用。在频率更高时产生振荡与放大高频信号甚至要用完全不同的方法。原因是在微波段里，电子管接线的分布电容、电感和极际电容等，形成复杂的振荡回路，即使将电子管的极短路也可以发生振荡。电子在极间渡越时已经嫌飞得太慢了。电子飞渡的时间与电极上高频电压的周期已经可以比拟，因此跟不上电压的变化而使电子管失去放大作用。此外，电子管及其线路的热损耗和辐射损耗大大增加，使振荡功率大为下降。
为了适合微波段的振荡放大等特性，在短波电子管的基础上产生了花生管、橡实管等超小型电子管，这些管子适用于在500兆周以内的频率。经过进一步改进，创造了灯塔管，适用的频率在30OO兆周以内，适用于和同轴谐振腔等元件接续。再进一步发展，出现了磁控管、速调管、行波管、反波管、电子波管、减速场振荡管等。此外为进行微波的高频振荡和放大利用了分子对微波能量的吸收和辐射作用，制成了振荡极为稳定并能放大微弱信号的分子振荡器和分子放大器。这些管子的工作原理已超出了一般电子管的理论基础另成一个范畴了。阻碍电子管用于微波段的重要因素之一电子“飞渡时间”，在某些元件上已被有效地加以利用。
在微波波段我们习见的二线式传输线已不再适用，取而代之的是“同轴电缆”和“波导管”。在3000兆周以下用同轴电缆，而在3000兆周以上则多用波导管，波导管一般的是方形的或圆形的金属（铜）空心管子。电波在管内就以电磁波传播的方式向前传播。对于微波来说，波导管是尺寸不大，而传输电磁能量最完善的一种元件，这是建立在完全新颖的理论基础上的微波设备。（待续）（北京微波站 温启荣）