微波与天线测量

微波技术与天线总结

相速Vp :电压、电流入射波(或反射波)的等相位面沿传输方向的传播速度,用Vp 表示。波长λ:传输线上电压(或电流)波的相位相差2π的两观察点间的距离称为波长,记为λ。反射系数Γ:传输线上任一点z 处的反射波电压(或电流)和入射波电压(或电流)的比值,记作Γu(z)(或Γi(z)),它和阻抗本身有周期=λ/2,|Γ|与ρ为系统不变量,|Γ|∈[0,1], ρ∈[1,∞)。驻波系数ρ:传输线上波腹点电压与波节点电压之比,记为ρ。沿z 向传播的导行波的相速定义为导波的等相位面向前移动的速度,记为Vp 。群速Vg :指一群具有非常接近的角频率ω和相移常数β的波,在传输过程中表现出来的共同速度,这个速度代表能量的传播速度,用Vg 表示。无纵向场分量,即Ez=Hz=0。只有横向电磁场分量,故称为横电磁模(TEM )。有纵向场分量。a)Ez ≠0,Hz=0,为横磁模(TM )。只有电场才有纵向分量,故又称电模(E);b) Ez=0,Hz ≠0,为横电模(TE )。只有磁场才有纵向分量,故又称磁模(H);c)Ez ≠0,Hz ≠0,为混合模,TE 、TM 线性叠加。电基本振子:无限小的线性电流单元,即长度L 远小于工作波长λ,线上电流振幅和相位处处相通。对称振子:由两根粗细和长度都相同的导线构成,中间为两个反馈点。全波振子:对称振子的臂长为2h=λ的振子。半波振子:对称振子的臂长为2h=λ/i 的振子。谐振fo :在导体中，电储能等于磁储能。谐振波长:光波长整数倍的波长。方向性系数D :表示天线向某一个方向集中辐射电磁波的程度,即天线在远区最大辐射方向上某点的平均辐射功率密度(Smax)av 与平均辐射功率相同的无方向性天线在同一点的平均辐射功率密度(So)av 之比(Pr 、R 相同)。增益系数G :天线在远区最大辐射方向上某点的平均功率密度与平均输入功率相同的无方向性天线在同一点的平均功率密度之比(Pin 、R 相同)。效率ηA :天线的平均功率Pr 与平均输入功率Pin 之比。输入阻抗Zin :天线输入端(或传输线上任一点z 处)的复电压与复电流之比。有效长度Lein :在保持实际天线最大辐射方向上场强不变的条件下,假设天线上电流为均匀分布时天线的有效长度,天线的有效长度越长，表明天线辐射能力越强。电基本振子:近区场kr<<1，感应场，远区场kr>>1，辐射场。品质因数Q :描述谐振系统选频特性优势和能量损耗度。方向图:天线辐射的电磁波在固定距离上。二元阵天线:两个形式和取向相同的天线单元沿直线坐标系的某一坐标轴排列。 p v ω β=πλβ= 2

微波技术与天线考试复习重点(含答案)

微波技术与天线复习提纲（2011级）一、思考题 1. 什么是微波？微波有什么特点？答：微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，频率范围从300MHZ 到3000GHZ ，波长从0.1mm 到1m ；微波的特点：似光性、穿透性、宽频带特性、热效应特性、散射特性、抗低频干扰特性、视距传播性、分布参数的不确定性、电磁兼容和电磁环境污染。 2. 试解释一下长线的物理概念，说明以长线为基础的传输线理论的主要物理现象有哪些？一般是采用哪些物理量来描述？答：长线是指传输线的几何长度与工作波长相比拟的的传输线；以长线为基础的物理现象：传输线的反射和衰落；主要描述的物理量有：输入阻抗、反射系数、传输系数和驻波系数。 3. 均匀传输线如何建立等效电路，等效电路中各个等效元件如何定义？ 4. 均匀传输线方程通解的含义 5. 如何求得传输线方程的解？ 6. 试解释传输线的工作特性参数（特性阻抗、传播常数、相速和波长）答：传输线的工作特性参数主要有特征阻抗Z 0，传输常数错误!未找到引用源。，相速及波长。 1)特征阻抗即传输线上入射波电压与入射波电流的比值或反射波电压与反射波电流比值的负值，其表达式为0Z =它仅由自身的分布参数决定而与负载及信号源无关；2）传输常数j γαβ=+是描述传输线上导行波的衰减和相移的参数，其中，α和β分别称为衰减常数和相移常数，其一般的表达式为γ=传输线上电压、电流入射波（或反射波）的等相位面沿传播方向传播的速度称为相速，即 p v ωβ= ；4）传输线上电磁波的波长λ与自由空间波长0λ 的关系2π λβ==。

7. 传输线状态参量输入阻抗、反射系数、驻波比是如何定义的，有何特点，并分析三者之间的关系答：输入阻抗：传输线上任一点的阻抗Z in 定义为该点的电压和电流之比，与导波系统的状态特性无关，10001tan ()tan in Z jZ z Z z Z Z jZ z ββ+=+ 反射系数：传输线上任意一点反射波电压与入射波电压的比值称为传输线在该点的反射系数，对于无耗传输线，它的表达式为2(2)10110 ()||j z j z Z Z z e Z Z βφβ---Γ==Γ+ 驻波比：传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅的比值为电压驻波比，也称为驻波系数。反射系数与输入阻抗的关系：当传输线的特性阻抗一定时，输入阻抗与反射系数一一对应，因此，输入阻抗可通过反射系数的测量来确定；当10Z Z =时，1Γ=0，此时传输线上任一点的反射系数都等于0，称之为负载匹配。驻波比与反射系数的关系：111||1|| ρ+Γ=-Γ，驻波比的取值范围是1ρ≤<∞；当传输线上无反射时，驻波比为1，当传输线全反射时，驻波比趋于无穷大。显然，驻波比反映了传输线上驻波的程度，即驻波比越大，传输线的驻波就越严重。 8. 均匀传输线输入阻抗的特性，与哪些参数有关？ 9. 均匀传输线反射系数的特性 10. 简述传输线的行波状态，驻波状态和行驻波状态。 11. 什么是行波状态，行波状态的特点 12. 什么是驻波状态，驻波状态的特性 13. 分析无耗传输线呈纯驻波状态时终端可接哪几种负载，各自对应的电压电流分布 14. 介绍传输功率、回波损耗、插入损耗 15. 阻抗匹配的意义，阻抗匹配有哪三者类型，并说明这三种匹配如何实现？

实用文档之微波技术与天线课后题答案

1-1 实用文档之"解： f=9375MHz, / 3.2,/ 3.1251c f cm l λλ===> " 此传输线为长线 1-2解： f=150kHz, 4/2000,/0.5101c f m l λλ-===?<< 此传输线为短线 1-3答：当频率很高，传输线的长度与所传电磁波的波长相当时，低频时忽略的各种现象与效应，通过沿导体线分布在每一点的损耗电阻，电感，电容和漏电导表现出来，影响传输线上每一点的电磁波传播，故称其为分布参数。用1111,,,R L C G 表示，分别称其为传输线单位长度的分布电阻，分布电感，分布电容和分布电导。 1-4 解：特性阻抗 050Z ====Ω f=50Hz X 1=ωL 1=2π×50×16.65×10-9Ω/cm=5.23×10-6Ω/cm B 1=ω C 1=2π×50×0.666×10×10-12=2.09×10-9S/cm 1-5 解： ∵ ()22j z j z i r U z U e U e ββ''-'=+ ()()220 1 j z j z i r I z U e U e Z ββ''-'= - 将 22233 20,2,42 i r U V U V z πβλπλ'===?= 代入 3 32 2 3 4 20220218j j z U e e j j j V ππλ-'==+=-+=- ()34 1 2020.11200 z I j j j A λ'== --=- ()()()34 ,18cos 2j t e z u z t R U z e t V ωλπω'=??''??==- ????? ()()()34,0.11cos 2j t e z i z t R I z e t A ωλπω'=??''??==- ????? 1-6 解： ∵Z L =Z 0 ∴()()220j z i r U z U e U β''==

微波暗室分类

微波暗室分类暗室一般分为电波暗室、微波暗室、雷达仿真测试暗室： 3M法暗室产品描述：上海墨石电子3米法暗室是一个最新设计的EMC测试场地，主要用于辐射发射和辐射敏感性的标准性测试。整个的系统具有多功能用途，覆盖国际、欧洲、美国和各国的标准。产品性能： 1.频率范围：30MHz～18GHz 2.吸波材料反射损耗：30MHz～18GHz≥15dB 3.3M 法暗室及屏蔽控制室必须按照EN50147-1 进行测试，屏蔽效能至少能满足如下要求： 4.归一化场地衰减：3M法暗室可确保在直径为2M的静区内从30MHz 至1GHz 测量的归一化位衰减(NSA、Normalized site Attenuation)与理论值偏差不超过±3.5dB（标准要求±4.0dB），符合ANSIC63.4--1992， CISPR16， EN50147-2 的要求。 5M法暗室产品描述:5米法暗室是一个最新设计的EMC测试场地，主要用于辐射发射和辐射敏感性的标准性测试。产品性能：

和电磁敏感度（EMS）测试。适用频率30MHz-18GHz可延至40GHz。产品性能： 2. 按照ANSI C6 3.4-2003的步骤和规定在直径3米的圆柱体静区内所有位置从30MHz至1GHz进行归一化场衰减测试，按照10米法测量的归一化衰减 (NSA)值与理论值偏差优于±4dB；1GHz至18GHz频率范围内使用传输损耗（TL）测试方法进行测试，仅在5GHz、10GHz 和18GHz三点进行测试,归一化衰减(NSA)值与理论值偏差优于±4dB。同时满足CISPR16、EN50147-2、CISPR22-1997、 GB9254-1998、VCCI V-3/99.05标准对场衰减的要求。 3. 按照IEC61000-4-3步骤和规定，符合EN61000-4-3:1996和GB/T 17626.3-1998的要求，在30MHz至1GHz进行场均匀度测试，标准场为转台之上0.8米-2.3米范围内1.5米x1.5米的垂直平面，按照3米测试距离要求16个测试点的75%即12点场均匀性在0-6dB之间；1GHz至18GHz的测试仅在5GHz、10 GHz和18GHz三点以低于3v/m进行测试。 4. 按照CISPR22 Claas B（GB9254-1998）的规定，在30MHz-1GHz的频率范围内，无EUT 的情况下，测得的环境电平值，至少低于规定的B级限值10dB。

微波技术与天线复习提纲终极整理

“微波技术与天线”课程复习提纲一、微波基本概念..............................................错误!未定义书签。 1．了解微波的基本概念：频率、波长等..................错误!未定义书签。 2．了解微波的主要特性................................错误!未定义书签。二、传输线基本理论............................................错误!未定义书签。 1．了解传输线的特性参量（反射系数、驻波比、驻波相位、输入阻抗、输入导纳等），传输线任一截面特性参量的计算，周期性与倒置性在解题中的应用。错误!未定义书签。 2．掌握传输线的工作状态与终端负载的关系，了解传输线的三种工作状态及相关特性参量的特点。........................................错误!未定义书签。 3．熟悉圆图的基本特点（特殊点、线、半圆、圆）........错误!未定义书签。 4．掌握用圆图确定均匀无耗传输线任意截面的特性参量以及解决传输线的阻抗/导纳调配的问题。.........................................错误!未定义书签。三、微波传输线................................................错误!未定义书签。 1．熟练掌握三种主要微波传输线（矩形，圆柱形，同轴）的模式的场分布及其特点，能作出或判断传输线横截面的模式图。..................错误!未定义书签。 2．掌握各种传输线特性参量及其运用。..................错误!未定义书签。 3．了解波导传输线的截止波长分布图及其应用。..........错误!未定义书签。四、微波网络参量..............................................错误!未定义书签。 1．了解散射参量S参量和转移参量A参量的基本概念......错误!未定义书签。 2．了解S散射矩阵和A转移矩阵各参量的意义............错误!未定义书签。 3．了解S参量和A参量的基本特性及应用................错误!未定义书签。

微波技术与天线傅文斌-习题答案-第4章

第4章无源微波器件 4.1微波网络参量有哪几种？线性网络、对称网络、互易网络的概念在其中有何应用？答微波网络参量主要有转移参量、散射参量、阻抗参量和导纳参量。线性网络的概念使网络参量可用线性关系定义；对二口网络，对称网络的概念使转移参量的d a =，散射参量的2211S S =，阻抗参量的2211Z Z =，导纳参量的2211Y Y =。互易网络的概念使转移参量的1=-bc ad ，散射参量的2112S S =，阻抗参量的2112Z Z =，导纳参量的2112Y Y =。 4.2推导Z 参量与A 参量的关系式（4-1-13）。解定义A 参量的线性关系为定义Z 参量的线性关系为 4.3从I S S =* T 出发，写出对称互易无耗三口网络的4个独立方程。解由对称性，332211S S S ==；由互易性，2112S S =，3113S S =，3223S S =。三口网络的散射矩阵简化为由无耗性，I S S =* T ，即得 4.4二口网络的级联如图所示。写出参考面T 1、T 2之间的组合网络的A 参量。（参考面T 1处即组合网络的端口1，参考面T 2处即组合网络的端口2）解 []? ? ? ? ??=1j 011B A ???? ? ?????-???? ?? +-+-=θθθθθθθθsin cos cos sin sin 11j sin j sin cos 00000BZ BZ B Z B Z BZ （l βθ=） 4.5微波电路如图所示。已知四口网络的S 矩阵是其端口2、3直接接终端反射系数为2Γ、3Γ的负载，求以端口1、4为端口的二口网络题4.4图题4.5图

天线微波暗室设计方案样本

第一部分: 天线微波暗室设计方案书一、范围 1、主题内容微波暗室性能和屏蔽性能总体方案设计书重点是根据微波暗室技术要求, 论证了微波暗室吸波材料的选择、微波暗室性能、暗室屏蔽材料的选用, 暗室屏蔽的关键件: 门、通风窗、电源滤波器、屏蔽接地等主要问题, 并确定最佳方案, 以保证微波暗室屏蔽性能、暗室性能达到贵所提出的性能指标。 2、适用范围本设计书适用于微波暗室建设工程, 待中标后作为设计依据。二、引用文件 1. GJBz20219-94中华人民共和国国家军用使用标准《军用电磁屏蔽室通用技术要求和检验方法》 2.微波暗室技术要求三、微波暗室设计微波暗室, 就是从几何上比较对称, 建筑空间满足一定要求的房屋中安装吸波材料, 使室的各内壁、天棚、地板对于所接收到的电磁波反射甚微, 从而较好的模拟自由空间环境, 进行室内天线测试的场所。 1、技术要求 1.1屏蔽效能( 包括所有屏蔽间) 1GHz～20GHz ≥100dB 20GHz～40GHz ≥80dB 1.2暗室性能( 屏蔽暗室) 工作频率范围: 400MHz～40GHz 反射电平: -38dB～-50d B

静区的范围: ?1.2m×1.2m ( 中心位于暗室长轴中轴线,转台上方) 场不均匀性: 横向≤±0.3 dB 纵向≤±2 dB 交叉极化率: －25 dB 2、设计微波暗室的基本思路随着天线技术的发展, 天线测试技术也随着发展。就天线方向图测试方法来说, 以往人们熟知的方法是室外场地远场测试。但由于微波吸收材料技术和计算机的飞跃发展, 以及其它学科, 如全息照相技术的成熟, 方向图测试技术从室外场地测试发展到相互竞争又相互补充的多种测试方法。由以往的室外测试逐渐转为室内测试为主, 室外测试为辅。近年来大量微波暗室建成使用, 就是鲜明的标志。国内已建成微波暗室80多个, 有些正在筹建中, 而国外建成的微波暗室超过400多个。 3、微波暗室尺寸确定准则微波暗室的几何尺寸和微波暗室的性能与里面的实验产品类型有关。应用最广泛的微波暗室为矩形室, 因矩形室的结构外形比较简单、通用性强。一般资料中, 设计矩形微波暗室的长度和宽度是按下列原则进行设计的。 3.1 微波暗室长度的确定一般确定任一暗室的长度的基本因素是被检测的天线( 目标) 的尺寸和它所测的最高频率。一般确定任一暗室的长度的基本因素是被检测的天线( 目标) 的尺寸和它所测的最高频率。这两个因素确定了平面波照射的远场条件。待测天线和波源天线之间的距离由下式给出: R≥ 2 2D

《微波技术与天线》傅文斌-习题标准答案-第章

《微波技术与天线》傅文斌-习题答案-第章

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2

17 第2章微波传输线 2.1什么是长线？如何区分长线和短线？举例说明。答长线是指几何长度大于或接近于相波长的传输线。工程上常将1.0>l 的传输线视为长线，将1.0

微波技术与天线课后题答案

1-1 解： f=9375MHz, / 3.2,/ 3.1251c f cm l λλ===> 此传输线为长线 1-2解： f=150kHz, 4/2000,/0.5101c f m l λλ-===?<< 此传输线为短线 1-3答：当频率很高，传输线的长度与所传电磁波的波长相当时，低频时忽略的各种现象与效应，通过沿导体线分布在每一点的损耗电阻，电感，电容和漏电导表现出来，影响传输线上每一点的电磁波传播，故称其为分布参数。用1111,,,R L C G 表示，分别称其为传输线单位长度的分布电阻，分布电感，分布电容和分布电导。 1-4 解：特性阻抗 050Z ====Ω f=50Hz X 1=ωL 1=2π×50×16.65×10-9Ω/cm=5.23×10-6Ω/cm B 1=ω C 1=2π×50×0.666×10×10-12=2.09×10-9S/cm 1-5 解： ∵ ()22j z j z i r U z U e U e ββ''-'=+ ()()220 1 j z j z i r I z U e U e Z ββ''-'= - 将 22233 20,2,42 i r U V U V z πβλπλ'===?= 代入 3 32 2 3 4 20220218j j z U e e j j j V ππλ-'==+=-+=- ()34 1 2020.11200 z I j j j A λ'== --=- ()()()34 ,18cos 2j t e z u z t R U z e t V ωλπω'=??''??==- ????? ()()()34,0.11cos 2j t e z i z t R I z e t A ωλπω'=??''??==- ????? 1-6 解： ∵Z L =Z 0 ∴()()220j z i r U z U e U β''== ()()()2123 2 1 100j j z z U z e U z e πβ' ' -''== ()() ()() 6 1 1100,100cos 6j U z e V u z t t V ππω'=? ?=+ ?? ?

微波技术与天线考试重点复习归纳

第一章 1.均匀传输线（规则导波系统）：截面尺寸、形状、媒质分布、材料及边界条件均不变的导波系统。 2.均匀传输线方程，也称电报方程。 3.无色散波：对均匀无耗传输线, 由于β与ω成线性关系, 所以导行波的相速v p 与频率无关, 称为无色散波。色散特性：当传输线有损耗时, β不再与ω成线性关系, 使相速v p 与频率ω有关,这就称为色散特性。 1101 0010110 cos()sin()tan() ()tan()cos()sin() in U z jI Z z Z jZ z Z z Z U Z jZ z I z j z Z ββββββ++==++ 2p v f πλβ===任意相距λ/2处的阻抗相同, 称为λ/2重复性z1 终端负载 221021101()j z j z j z j z Z Z A e z e e Z Z A e ββββ----Γ===Γ+ 1 10 1110 j Z Z e Z Z φ-Γ= =Γ+ 终端反射系数均匀无耗传输线上, 任意点反射系数Γ(z)大小均相等,沿线只有相位按周期变化, 其周期为λ/2, 即反射系数也具有λ/2重复性 4. 00()()()in in Z z Z z Z z Z -Γ=+ 0()1()()()1()in U z Z Z Z Z I z Z +Γ==-Γ 111ρρ-Γ= + 1 111/1/1Γ-Γ+=-+=+-+-U U U U ρ电压驻波比其倒数称为行波系数, 用K 表示 5.行波状态就是无反射的传输状态, 此时反射系数Γl =0, 负载阻抗等于传输线的特性阻抗, 即Z l =Z 0, 称此时的负载为匹配负载。综上所述, 对无耗传输线的行波状态有以下结论: ① 沿线电压和电流振幅不变, 驻波比ρ=1; ② 电压和电流在任意点上都同相; ③ 传输线上各点阻抗均等于传输线特性阻抗 6终端负载短路：负载阻抗Z l =0, Γl =-1, ρ→∞, 传输线上任意点z 处的反射系数为Γ(z)=-e -j2β z 此时传输线上任意一点z 处的输入阻抗为 0()tan in Z Z jZ z β= ① 沿线各点电压和电流振幅按余弦变化, 电压和电流相位差 90°, 功率为无功功率, 即无能量传输; ② 在z=n λ/2(n=0, 1, 2, …)处电压为零, 电流的振幅值最大且等于2|A 1|/Z 0, 称这些位置为电压波节点；在z=(2n+1)λ/4 (n=0, 1, 2, …)处电压的振幅值最大且等于2|A 1|, 而电流为零, 称这些位置为电压波腹点。 ③ 传输线上各点阻抗为纯电抗, 在电压波节点处Z in =0, 相当于串联谐振, 在电压波腹点处|Z in |→∞, 相当于并联谐振, 在0＜z ＜λ/4内, Z in =jX 相当于一个纯电感, 在λ/4＜z ＜λ/2内, Z in =-jX 相当于一个纯电容，从终端起每隔λ/4阻抗性质就变换一次, 这种特性称为λ/4阻抗变换性。短路线ls l 110arctan()2s X l Z λπ= 开路线loc 0cot() 2c oc X l arc Z λ π= 9.无耗传输线上距离为λ／4的任意两点处阻抗的乘积均等于传输线特性阻抗的平方, 这种特性称之为λ/4阻抗变换性。 10.负载阻抗匹配的方法基本方法：在负载与传输线之间接入一个匹配装置（或称匹配网络），使其输入阻抗等于传输线的特性阻抗Z 0. 对匹配网络的基本要求：简单易行、附加损耗小、频带宽、可调节以匹配可变的负载阻抗。实现手段分类：串联λ/4阻抗变换器法、支节调配器法 (1)因此当传输线的特性阻抗 01 Z = 时, 输入端的输入阻抗Z in =Z 0, 从而实现了负载和传输线间的阻抗匹配(2)串联

微波暗室静区性能

微波暗室静区性能测试方法 2008 年 1 月

微波暗室静区性能测试方法拟制审核会签

微波暗室静区性能测试方法 1概述微波暗室用于天线测量。作为室内测量，微波暗室应能把发射天线直接辐射到接收天线主波束区以外的射频能量,尽可能地吸收或改变其反射方向，使之不进入接收天线的主波束区，即在接收天线所在区域内提供近似无反射的静区。 2测试项目 2.1静区反射电平 2.2交叉极化 5.3场幅均匀性 5.4多路径损耗 3测试方法 3.1行程线及其命名接收天线沿某线移动采集信号电平数据，该线称为行程线。为了便于区别接收天线在不同频率、不同行程线、不同指向角（方位θ）时的采集结果，特作如下命名：XX XXX ． X 表示测试频率表示接收喇叭方位角θ的度数测量行程线例如：ox090．3表示测量频率为3GHz，接收喇叭方位角θ=900，自O点沿OX行程线移至X点。 3.2静区测试方法静区性能的核心指标是反射电平，其它指标本质上均于反射电平有关。静区反射电平可以采用自由空间电压驻波比法来测量。微波暗室是一个模拟的“自由空间”，由于暗室内壁吸波材料吸收电磁波不完全，对于入射到它上面的电磁波始终存在着大小不同的反射，这些反射随空间位置的不同而不同，它们与直射波矢量迭加后就形成了自由空间电压驻波，其数量大小就反映了暗室空间反射电平的大小。

设E d为来自源天线的直射波场强，E r为等效反射波场强，它与轴线夹角为θ。令接收天线方向图在θ方向的电平为A（dB），则接收天线方向图最大值旋转到θ方向时，它在直射波方向收到的场强 E d’将为 E d’= E d×10A/20 设直射波 E d’和反射波 E r同相和反相时检测到的场强最大值和最小值分别用B（dB）和C（dB）来表示，则可分下列三种情况讨论： 1)E r＜ E d’时 B= 20l g(E d’+E r )/ E d’=20l g(E d10A/20+E r )/ E d10A/20 C= 20l g(E d’-E r )/ E d’=20l g(E d10A/20-E r )/ E d10A/20 则暗室反射电平Γ为 Γ= 20l g(E r /E d)=A+20l g[(10(B-C)/20-1)/(10(B-C)/20+1)] 2)E r =E d’时 Γ=A 3)E r＞E d’时同理可得 Γ=20l g(E r /E d)=A+20l g[(10(B-C)/20+1)/(10(B-C)/20-1)] 因此，只要测出空间驻波曲线和接收天线的方向图，就可以按上述三类情况计算出反射电平。E r和 E d’的大小判别方法是：由于E d’随天线的移动有规律变化，E r无规律变化，在某一取向角上，如果实测空间驻波曲线的平均值出现无规律的变化，就能判别 E r> E d’，或在这个取向角上，实测空间驻波曲线的平均电平比在这个取向角上方向图电平高，也能判别E r >E d’。测试反射电平的操作过程如下： A.接收天线在θ=00方向的参考线，由空间驻波曲线包络的平均值，获得反射电平计算所需接收天线方向图在θ方向的电平A（dB）。 B.将接收天线的方向图最大值在θ=00~ ±900范围内以适当的间隔指向θ方向，接

微波技术与天线复习题

微波技术与天线复习题一、填空题 1微波与电磁波谱中介于（超短波）与（红外线）之间的波段，它属于无线电波中波长（最短）的波段，其频率范围从（300MHz）至（3000GHz）,通常以将微波波段划分为（分米波）、（厘米波）、（毫米波）和（亚毫米波）四个分波段。 2对传输线场分析方法是从（麦克斯韦方程）出发，求满足（边界条件）的波动解，得出传输线上（电场）和（磁场）的表达式，进而分析（传输特性）。 3无耗传输线的状态有（行波状态）、（驻波状态）、（行、驻波状态）。 4在波导中产生各种形式的导行模称为波导的（激励），从波导中提取微波信息称为波导的（耦合），波导的激励与耦合的本质是电磁波的（辐射）和（接收），由于辐射和接收是（互易）的，因此激励与耦合具有相同的（场）结构。 5微波集成电路是（微波技术）、（半导体器件）、（集成电路）的结合。 6光纤损耗有（吸收损耗）、（散射损耗）、（其它损耗），光纤色散主要有（材料色散）、（波导色散）、（模间色散）。 7在微波网络中用（“路”）的分析方法只能得到元件的外部特性，但它可以给出系统的一般（传输特性），如功率传递、阻抗匹配等，而且这些结果可以通过（实际测量）的方法来验证。另外还可以根据

微波元件的工作特性（综合）出要求的微波网络，从而用一定的（微波结构）实现它，这就是微波网络的综合。 8微波非线性元器件能引起（频率）的改变，从而实现（放大）、（调制）、（变频）等功能。 9电波传播的方式有（视路传播）、（天波传播）、（地面波传播）、（不均匀媒质传播）四种方式。 10面天线所载的电流是（沿天线体的金属表面分布），且面天线的口径尺寸远大于（工作波长），面天线常用在（微波波段）。 11对传输线场分析方法是从（麦克斯韦方程）出发，求满足（边界条件）的波动解，得出传输线上（电场）和（磁场）的表达式，进而分析（传输特性）。 12微波具有的主要特点是（似光性）、（穿透性）、（宽频带特性）、（热效应特性）、（散射特性）、（抗低频干扰特性）。 13对传输线等效电路分析方法是从（传输线方程）出发，求满足（边界条件）的电压、电流波动解，得出沿线（等效电压、电流）的表达式，进而分析（传输特性），这种方法实质上在一定条件下是（“化场为路”）的方法。 14传输线的三种匹配状态是（负载阻抗匹配）、（源阻抗匹配）、（共轭阻抗匹配）。 15波导的激励有（电激励）、（磁激励）、（电流激励）三种形式。

《微波技术与天线》习题答案

《微波技术与天线》习题答案章节微波传输线理路 1.1 设一特性阻抗为Ω50的均匀传输线终端接负载Ω=1001R ，求负载反射系数 1Γ，在离负载λ2.0，λ25.0及λ5.0处的输入阻抗及反射系数分别为多少？解：31)()(01011=+-=ΓZ Z Z Z πβλ8.0213 1 )2.0(j z j e e --=Γ=Γ 31 )5.0(=Γλ （二分之一波长重复性） 31 )25.0(-=Γλ Ω-∠=++= 79.2343.29tan tan )2.0(10010 l jZ Z l jZ Z Z Z in ββλ Ω==25100/50)25.0(2λin Z （四分之一波长阻抗变换性） Ω=100)5.0(λin Z （二分之一波长重复性） 1.2 求内外导体直径分别为0.25cm 和0.75cm 的空气同轴线的特性阻抗；若在两导体间填充介电常数25.2=r ε的介质，求其特性阻抗及MHz f 300=时的波长。解：同轴线的特性阻抗a b Z r ln 60 0ε= 则空气同轴线Ω==9.65ln 600a b Z 当25.2=r ε时，Ω== 9.43ln 60 0a b Z r ε 当MHz f 300=时的波长： m f c r p 67.0== ελ 1.3题设特性阻抗为0Z 的无耗传输线的驻波比ρ，第一个电压波节点离负载的距离为1m in l ，

试证明此时的终端负载应为1 min 1 min 01tan tan 1l j l j Z Z βρβρ--? = 证明： 1 min 1min 010)(1 min 101min 010in tan l tan j 1/tan tan 1min 1min l j Z Z Z Z l j Z Z l j Z Z Z Z l in l βρβρρ ββ--? =∴=++?=由两式相等推导出：对于无耗传输线而言：）（ 1.4 传输线上的波长为： m f r 2c g == ελ 因而，传输线的实际长度为： m l g 5.04 ==λ 终端反射系数为： 961.051 49 01011≈-=+-= ΓZ R Z R 输入反射系数为： 961.051 49 21== Γ=Γ-l j in e β 根据传输线的4 λ 的阻抗变换性，输入端的阻抗为： Ω==25001 2 0R Z Z in 1.5 试证明无耗传输线上任意相距λ/4的两点处的阻抗的乘积等于传输线特性阻抗的平方。证明：令传输线上任意一点看进去的输入阻抗为in Z ，与其相距 4 λ 处看进去的输入阻抗为' in Z ，则有： z jZ Z z jZ Z Z ββtan tan Z 10010 in ++=

吸波材料与微波暗室问题的数学建模

2011年全国研究生数学建模竞赛B 题吸波材料与微波暗室问题的数学建模新型隐身歼击机歼-20最近试飞成功，标志着我国在隐身技术领域取得了重大进展。所谓飞机隐身，是指在飞机有关部位涂覆或粘贴吸波材料，合理设计飞机外形与布局等使敌方探测系统（如无线电雷达，红外雷达，激光雷达等）只接收到大大减弱后的飞机反射信号，从而降低被发现或跟踪的可能。隐身技术的基础研究包括探索不同频段上吸波的机理，研制高效吸波的特殊材料，将吸波材料设计成合理的形状使之发挥最大效能等，其成果不仅可以应用到飞机舰船坦克等军用装备，也可以应用到其他科技领域。例如，许多以电磁波，光波或声波的传播为信息载体的仪器设备，都需要功能与性能的测试，甚至还要对其工作过程进行尽可能真实的仿真。早期这类测试常选择在无电磁干扰的偏僻空旷山区进行。在近代各种干扰已无法全部避免，所以近三十多年来这样的测试与仿真（例如本题将要研究的导弹制导系统的仿真），放置在被称为“无回波暗室”的实验室中进行。无回波暗室能够屏蔽外界干扰信号，通过内墙（包括地面与天顶面）敷设的吸波体，吸收各类反射信号，使室内反射大为减弱，被测设备接收到的“似乎”只有测试信号源发出的实验所需信号。这样，它为测试设备提供了一个几乎没有反射信号的“自由空间”。图 1给出了二维示意。由物理学知道，除了真空，没有一种介质对于各频段的电磁辐射波（甚至包括声波）的传播是绝对透明的，波从一种介质辐射到另一种介质时，都将发生不同程度的反射、折射乃至散射，一部分波的能量被图1 无回波暗室工作示意图吸收转化为介质的内能。定义反射率为反射波功率r P 与入射波功率i P 之比：/r i P P ρ=，显然1ρ<。吸波材料一般制成平板形状和特殊形状两大类基本形状。平板形状吸波体的主要性能指标是电磁波从空间向材料表面垂直入射（入射角0i θ=）时的反射率ρ，其值越小，吸波性能越高。当入射角0i θ≠时称为斜入射，斜入射时将出现反射、折射情况，此时反射率的理论计算较复杂，与入射角、两种介质的电参数和波的极化方向等多种因素有关，本题将反射率简化为满足余弦法则，即()cos ραρα=，其中α为入射角大小，其中ρ为垂直入射反射率。为了提高无回波暗室的吸波性能，一般使用锥体（正四棱锥或正圆锥体等）或尖劈形状的吸波体，大量锥体或尖劈有规律地排列组成的整体粘贴在墙上构成吸波体。采用这些形状的主要理由是它们能使得辐射波在尖形的几何空缺间形成多次反射和透射-反射，降低反射出去的能量，实现高效率吸波。图2示意了一条想象中的辐射线（实际上是在一个微小立体角内辐射）射入尖劈吸波体后，

微波技术与天线复习知识要点资料讲解

《微波技术与天线》复习知识要点绪论 ●微波的定义：微波是电磁波谱介于超短波与红外线之间的波段，它属于无线电波中波长最短的波段。 ●微波的频率范围：300MHz~3000GHz ,其对应波长范围是1m~0.1mm ●微波的特点（要结合实际应用）：似光性，频率高（频带宽），穿透性（卫星通信），量子特性（微波波谱的分析）第一章均匀传输线理论 ●均匀无耗传输线的输入阻抗（2个特性）定义：传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比称为传输线的输入阻抗注：均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗、工作频率有关。两个特性： 1、λ／2重复性：无耗传输线上任意相距λ／2处的阻抗相同Z in(z)= Z in(z+λ／2) 2、λ／4变换性: Z in(z)- Z in(z+λ／4)=Z02 证明题：(作业题)

●均匀无耗传输线的三种传输状态（要会判断） 1.行波状态：无反射的传输状态 ?匹配负载：负载阻抗等于传输线的特性阻抗 ?沿线电压和电流振幅不变 ?电压和电流在任意点上同相 2.纯驻波状态：全反射状态 ?负载阻抗分为短路、开路、纯电抗状态 3.行驻波状态：传输线上任意点输入阻抗为复数 ●传输线的三类匹配状态（知道概念） ?负载阻抗匹配：是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形，此时只有从信源到负载的入射波，而无反射波。

?源阻抗匹配：电源的内阻等于传输线的特性阻抗时，电源和传输线是匹配的，这种电源称之为匹配电源。此时，信号源端无反射。 ?共轭阻抗匹配：对于不匹配电源，当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗为电源内阻抗的共轭值时，即当Z in=Z g﹡时，负载能得到最大功率值。共轭匹配的目的就是使负载得到最大功率。 ●传输线的阻抗匹配（λ／4阻抗变换）(P15和P17) ●阻抗圆图的应用（*与实验结合）史密斯圆图是用来分析传输线匹配问题的有效方法。 1.反射系数圆图：Γ（z）=|Γ1|e j(Φ1-2βz)= |Γ1|e jΦ Φ1为终端反射系数的幅度，Φ=Φ1-2βz是z处反射系数的幅角。反射系数圆图中任一点与圆心的连线的长度就是与该点相应的传输线上某点处的反射系数的大小。 2.阻抗原图（点、线、面、旋转方向）： ?在阻抗圆图的上半圆内的电抗x＞0呈感性，下半圆内的电抗x＜0呈容性。 ?实轴上的点代表纯电阻点，左半轴上的点为电压波节点，其上的刻度既代表r min又代表行波系数K，右半轴上的点为电压波腹点，其上的刻度既代表r max又代表驻波比ρ。 ?|Γ|=1的圆图上的点代表纯电抗点。 ?实轴左端点为短路点，右端点为开路点，中心点处是匹配点。 ?在传输线上由负载向电源方向移动时，在圆图上应顺时针旋转，；反之，由电源向负载方向移动时，应逆时针旋转。

微波暗室天线量测操作程序

一、架設待測天線 1 使用者首先將待測天線架設於微波暗室之轉台上，架設完成後，手動旋轉測試，確定待測天線不會因量測時轉台轉動致使天線傾斜或脫落。 2 檢視發射天線之極化方向是否為量測所需之極化方向，確認無誤後，連接發射天線之同軸纜線。 3 固定待測天線時，請勿使用膠帶及雙面膠帶等不易移除之黏貼物。亦請勿任意移動微波暗室中之吸收體，若確有需要，請先告知瞿教授、季先生或該室室長。二、啟動儀器設備 1完成天線架設後，將發射端與接收端之同軸纜線連接至HP8510。依程序啟動 HP8510，選擇S21及Single point，且將 CW頻率調整至待測天線頻率，確認接收訊號強度高於雜訊位準15-20dB。若待測天線接收之訊號位準已接近雜訊位準，則需在發射端連接功率放大器，可請瞿教授或該室室長協助該項量測程序。 2 啟動馬達驅動器開關。 3 開啟微波暗室監視攝影機及電視開關。三、操作量測程式 1使用電波組NT帳號登入電腦，若無帳號，可用ID:chamber PW:ntuee登入，並可將量測資料暫存於D:\users\chamber 中，唯量測結束後須將量測資料複製攜出，刪除暫存檔案，登出帳號。 2登入後，執行電腦桌面上之『天線量測程式』圖示，若量測系統連接無誤，將出現圖一之量測程式主畫面。若儀器與電腦連接有誤，將出現圖二之錯誤訊息，此時應先檢查IEEE488纜線是否脫落，正確連接後，仍無法進入圖一之主畫面，應即請該室室長協助解決問題。3進入量測程式主畫面後，依序填入量測頻率、起始角度、終止角度、步進角度等資訊。建議起始角度填入負值，終止角度填入正值，如此量測用同軸電纜較不易受拉扯而改變待測天線位置。 4量測過程中可於電腦畫面或監視器中得知量測進度，若有不正常之情況，按下主畫面中『停止量測』，即可停止量測程序。並依「五、不正常情況處理」解決。圖一、天線量測程式主畫面圖二、程式啟動連線訊息 5 量測結束後，轉台將轉回起始設定角度，顯示正規化天線場型圖，並指出該天線場型之最大值位置，如圖三所示。圖三、天線場型量測結果微波暗室天線量測操作程序