微波复习题整理
微波技术基础期末复习题
《微波技术基础》期末复习题第2章 传输线理论1. 微波的频率范围和波长范围频率范围 300MHz ~ 3000 GHz 波长范围 1.0 m ~ 0.1mm ；2. 微波的特点⑴ 拟光性和拟声性；⑵ 频率高、频带宽、信息量大；⑶ 穿透性强；⑷ 微波沿直线传播；3. 传输线的特性参数⑴ 特性阻抗的概念和表达公式特性阻抗＝传输线上行波的电压／传输线上行波的电流 1101R j L Z G j C ⑵ 传输线的传播常数传播常数 j γαβ=+的意义，包括对幅度和相位的影响。
4. 传输线的分布参数：⑴ 分布参数阻抗的概念和定义⑵ 传输线分布参数阻抗具有的特性()()()in V d Z d I d =00ch sh sh ch L L L L V d I Z d V d I d Z γγγγ+=+000th th L L Z Z d Z Z Z d γγ+=+① 传输线上任意一点 d 的阻抗与该点的位置d 和负载阻抗Z L 有关； ② d 点的阻抗可看成由该点向负载看去的输入阻抗；③ 传输线段具有阻抗变换作用；由公式 ()in Z d 000th th L L Z Z d Z Z Z dγγ+=+ 可以看到这一点。
④ 无损线的阻抗呈周期性变化，具有λ/4的变换性和 λ/2重复性； ⑤ 微波频率下，传输线上的电压和电流缺乏明确的物理意义，不能直接测量；⑶ 反射参量① 反射系数的概念、定义和轨迹；② 对无损线，其反射系数的轨迹？；③ 阻抗与反射系数的关系；in ()1()()()1()V d d Z d I d d 01()1()d Z d ⑷ 驻波参量① 传输线上驻波形成的原因？② 为什么要提出驻波参量？③ 阻抗与驻波参量的关系；5. 无耗传输线的概念和无耗工作状态分析⑴ 行波状态的条件、特性分析和特点；⑵ 全反射状态的条件、特性分析和特点；⑶ 行驻波状态的条件、特性分析和特点；6. 有耗传输线的特点、损耗对导行波的主要影响和次要影响7. 引入史密斯圆图的意义、圆图的构成；8. 阻抗匹配的概念、重要性9. 阻抗匹配的方式及解决的问题⑴ 负载 — 传输线的匹配⑵ 信号源 — 传输线的匹配⑶ 信号源的共轭匹配10. 负载阻抗匹配方法⑴ λ/4阻抗匹配器⑵ 并联支节调配器⑶ 串联支节调配器第3章 规则金属波导1. 矩形波导的结构特点、主要应用场合；2. 矩形波导中可同时存在无穷多种TE 和TM 导模；3. TE 和TM 导模的条件；TE 导模的条件：00(,,)(,)0j z z z z E H x y z H x y e β-==≠TE 导模的条件：00(,,)(,)0j z z z z H E x y z E x y e β-==≠4. 关于矩形波导的5个特点；5. 掌握矩形波导TE 10模的场结构，并在此基础上掌握TE m0模的场结构；6. 管壁电流的概念；7. 管壁电流的大小和方向；8. 矩形波导的传输特性（导模的传输条件与截止）；9. 圆形波导主模TE11模的场结构。
微波技术与天线期末复习
一、填空题（不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。
每小空格1分，大空格2分。
错填或不填均无分。
共30分）：1、传输线的工作特性参数主要有 特性阻抗 、 传播常数 、 相速 和波长 。
2、驻波比的取值范围为 1≤ρ＜∞ ；当传输线上全反射时，反射系数 1 ，此时驻波比ρ＝ ∞ 。
3、 中称为 传播常数 ， 称为衰减常数、它表示传输线上波行进单位长度幅值的变化 ， 称为 相移常数，它表示传输线上波行进单位长度相位的变化。
4、特性阻抗50欧的均匀传输线终端接负载Z1为20j欧、50欧，20欧时，传输线上分别形成① 纯驻波 ② 纯行波 ③ 行驻波 。
5、下图为无耗终端开路线的驻波特性图， O’ 位置是终端开路处，短路线的作用是 等效在终端接无限大阻抗即终端开路 。
6、有均匀传输线特性阻抗为50Ω，线上工作波长为10cm，如图所示：Ω=501Z （1）若 ，在 处的输入阻抗Zin ＝ 50 Ω；（2）若 ，在 处的输入阻抗Zin ＝ ∞ Ω；在 处的输入阻抗Zin ＝ 0 Ω；当 处，Zin呈 感性，当处， Zin呈 容 性。
（3）若 ，传输线上的驻波比ρ=∞ 。
7、无耗传输线的终端短路和开路时，电压、电流曲线的主要区别是终端开路时的电压、电流曲线在终端处为电压 波腹、 电流 波节；阻抗分布曲线的主要区别是终端开路时在终端处的等效一 并联谐振 电路，终端短路时在终端处的等效一 串联谐振 电路。
8、一段长度 为的短路线和开路线的输入阻抗呈纯电抗：一段长度 为的短路线的输入阻抗为一纯 电感 ；一段长度 为的开路线的输入阻抗为一纯 电容 。
9、阻抗匹配具有三种不同的含义, 分别是负载阻抗匹配、源阻抗匹配 和 共轭阻抗匹配 ，它们反映了传输线上三种不同的状态。
阻抗匹配方法从实现手段上划分有串联 λ/4阻抗变换器法和支节调配器法。
支节调配器法又有 串联单支节调配器 法和 并联调配器 法。
10、圆图中的阻抗一般式为Z=R+jX，传输线特性阻抗为Z0，根据各点在下图所示的阻抗圆图中的位置，判断其性质。
微波技术基础 简答题整理
第一章传输线理论1-1.什么叫传输线？何谓长线和短线？一般来讲，凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同体组成的导波系统，均可成为传输线；长线是指传输线的几何长度l远大于所传输的电磁波的波长或与λ可相比拟，反之为短线。
（界限可认为是l/λ>=0.05）1-2.从传输线传输波形来分类，传输线可分为哪几类？从损耗特性方面考虑，又可以分为哪几类？按传输波形分类：（1）TEM（横电磁）波传输线例如双导线、同轴线、带状线、微带线；共同特征：双导体传输系统；（2）TE（横电）波和TM（横磁）波传输线例如矩形金属波导、圆形金属波导；共同特点：单导体传输系统；（3）表面波传输线例如介质波导、介质镜像线；共同特征：传输波形属于混合波形（TE波和TM 波的叠加）按损耗特性分类：（1）分米波或米波传输线（双导线、同轴线）（2）厘米波或分米波传输线（空心金属波导管、带状线、微带线）（3）毫米波或亚毫米波传输线（空心金属波导管、介质波导、介质镜像线、微带线）（4）光频波段传输线（介质光波导、光纤）1-3.什么是传输线的特性阻抗，它和哪些因素有关？阻抗匹配的物理实质是什么？传输线的特性阻抗是传输线处于行波传输状态时，同一点的电压电流比。
其数值只和传输线的结构，材料和电磁波频率有关。
阻抗匹配时终端负载吸收全部入射功率，而不产生反射波。
1-4.理想均匀无耗传输线的工作状态有哪些？他们各自的特点是什么？在什么情况的终端负载下得到这些工作状态？（1）行波状态：0Z Z L =，负载阻抗等于特性阻抗（即阻抗匹配）或者传输线无限长。
终端负载吸收全部的入射功率而不产生反射波。
在传输线上波的传播过程中，只存在相位的变化而没有幅度的变化。
（2）驻波状态：终端开路，或短路，或终端接纯抗性负载。
电压，电流在时间，空间分布上相差π/2，传输线上无能量传输，只是发生能量交换。
传输线传输的入射波在终端产生全反射，负载不吸收能量，传输线沿线各点传输功率为0.此时线上的入射波与反射波相叠加，形成驻波状态。
微波考试题
微波考试题1.微波通常是指波长在1～0.001米之间，频率在300MHz ～300GHz Hz之间的电磁波。
按我国标准，家用微波炉所用微波频率为2450兆赫兹。
“蓝牙”使用的微波频段在2.4GHz附近。
工业加热用微波频率为900兆赫兹。
2.微带线中传输的工作主模不是真正的TEM波，而是准TEM波，这种模式的主要特点是Hz和Ez都不为零，未加屏蔽时，其损耗包括介质损耗、欧姆损耗和辐射损耗三部分。
3.微波系统的负载发生全反射时，负载的反射系数为1，从信号源输入的有效功率全部从负载反射回来，此时，从信号源输出端参考面看向负载，参考面上的回波损耗RL＝0 dB。
4.传输线上若导波波长为λg，则传输线上相隔λg/4的点，其阻抗呈倒数，相隔λg/2的点，其阻抗相等。
5.N口微波网络散射矩阵[S ii]的元素S ii的物理意义为：i口接电源，其余端口接匹配负载时i口的电压反射系数，元素S ij的物理意义为：j口接电源，其余端口接匹配负载时，从j口到i口的电压传输系数。
6.任何均匀传输系统传播的电磁波可分为三种，其中波导不能传输的波型为TEM波。
7.圆柱形波导中还有一种与矩形波导中不同形式的模式简并现象，称为极化简并。
8.写出两种常见的微波双口网络：放大器、滤波器；两种常见的微波单口网络：负载、信号源。
9.从物理概念上分，模式激励可分为电场激励和磁场激励；常见的模式激励装置有探针激励装置、耦合环激励装置、孔/缝激励装置和直接耦合装置。
10. 同轴线的内导体半径为a ，外导体的内半径为b ，内外导体之间填充有介质（?，μ），则同轴线上单位长度的电容为)a /b ln(C πε2=单位长度的电感为)a /b ln(L πμ2=同轴线的特性阻抗为πεμ20)a /b ln(Z =若该同轴线拟用于宽带微弱微波信号的传送，b 与a 之比应为3.59 若该同轴线拟用于窄带大功率微波信号的传送，b 与a 之比应为 1.65 ；实际工程中为兼顾这两种情况，通常的同轴线特性阻抗为 50 欧。
微波期末复习题
微波期末复习题微波期末复习题微波工程作为电子信息工程专业的重要课程之一，是电磁场与微波技术的基础，对于学生的专业素养和就业竞争力具有重要意义。
期末考试是对学生所学知识的综合考验，因此复习备考是至关重要的。
本文将从微波的基本概念、传输线理论、微波器件和微波系统设计等方面，为大家总结一些常见的期末复习题。
一、基本概念1. 什么是微波？微波的频率范围是多少？微波是指频率范围在300MHz至300GHz之间的电磁波。
它是电磁波谱中介于射频波和红外线之间的一部分。
2. 请简述微波的特点和应用。
微波具有高频率、短波长、高传输速率、大带宽、穿透力强等特点。
在通信、雷达、卫星通信、医疗诊断、无线电频率干扰测试等领域有广泛应用。
二、传输线理论1. 什么是传输线？请简述传输线的特点。
传输线是用来传输电信号的导线或导体，由两个或多个导体构成。
传输线具有传输电信号、阻抗匹配、波的反射和传输损耗等特点。
2. 什么是行波方程？请写出传输线的行波方程。
行波方程是描述传输线上电压和电流随时间和位置变化的方程。
传输线的行波方程为：∂^2V/∂z^2 = LC ∂^2V/∂t^2∂^2I/∂z^2 = LC ∂^2I/∂t^2其中，V为电压，I为电流，z为传输线上的位置，t为时间，L为电感，C为电容。
三、微波器件1. 请简述微波管的工作原理和应用。
微波管是一种利用电子束与电磁场相互作用来放大和调制微波信号的器件。
它由阴极、阳极、聚束极和螺旋线等部分组成。
微波管广泛应用于雷达、通信、卫星通信等领域。
2. 什么是微带线？请简述微带线的特点和应用。
微带线是一种将导体带贴在介质基板上的传输线结构。
它具有体积小、重量轻、制作简单、易于集成等特点。
微带线广泛应用于微波集成电路、天线、滤波器等微波器件中。
四、微波系统设计1. 请简述微波天线的原理和分类。
微波天线是将电信号转换为电磁波或将电磁波转换为电信号的装置。
根据天线的方向性，可以将微波天线分为定向天线和非定向天线两类。
微波复习题
微波复习1、微波是一般指频率从300M 至3000GHz 范围内的电磁波，其相应的波长从1m 至0.1mm 。
从电子学和物理学的观点看，微波有似光性、似声性、穿透性、非电离性、信息性等重要特点。
2、导行波的模式，简称导模，是指能够沿导行系统独立存在的场型，其特点是：（1）在导行系统横截面上的电磁波呈驻波分布，且是完全确定的。
这一分布与频率无关，并与横截面在导行系统上的位置无关；（2）导模是离散的，具有离散谱；当工作频率一定时，每个导模具有唯一的传播常数； （3）导模之间相互正交，彼此独立，互不耦合；（4）具有截止特性，截止条件和截止波长因导行系统和因模式而异。
3、广义地讲，凡是能够导引电磁波沿一定的方向传播的导体、介质或由它们组成的导波系统，都可以称为传输线。
若按传输线所导引的电磁波波形（或称模、场结构、场分布），可分为三种类型：（1）TEM 波传输线，如平行双导线、同轴线、带状线和微带线，他们都是双导线传输系统；（2）TE 波和TM 波传输线，如矩形、圆形、脊形和椭圆形波导等，他们是由金属管构成的，属于单导体传输系统；（3）表面波传输系统，如介质波导（光波导）、介质镜象线等，电磁波聚集在传输线内部及其表面附近沿轴线方向传播，一般是TE 或TM 波的叠加。
对传输线的基本要求是：工作频带宽、功率容量大、工作稳定性好、损耗小、易耦合、尺寸小和成本低。
一般地，在米波或分米波段，可采用双导线或同轴线；在厘米波段可采用空心金属波导管及带状线和微带线等；在毫米波段采用空心金属波导管、介质波导、介质镜像线和微带线；在光频波段采用光波导（光纤）。
以上划分主要是从减少损耗和结构工艺等方面考虑。
传输线理论主要包括两方面的内容：一是研究所传输波形的电磁波在传输线横截面内电场和磁场的分布规律（也称场结构、模、波型），称横向问题；二是研究电磁波沿传输线轴向的传播特性和场的分布规律，称为纵向问题。
横向问题要通过求解电磁场的边值问题来解决；各类传输线的纵向问题却有很多共同之处。
微波站业务考试题库
微波站业务考试题库微波站业务考试题库涵盖了微波通信的基本原理、设备操作、维护管理以及故障诊断等方面的知识点。
以下是一些可能的考试题目及其答案：1. 微波通信的定义是什么？答案：微波通信是指使用波长在1毫米至1米之间的电磁波进行的通信方式，通常用于长距离、大容量的通信传输。
2. 微波站的主要组成部分有哪些？答案：微波站主要由天线、微波收发设备、调制解调器、电源系统、监控系统等组成。
3. 微波天线的主要类型有哪些？答案：微波天线的主要类型包括抛物面天线、阵列天线、平板天线等。
4. 微波通信的调制方式有哪些？答案：微波通信的调制方式包括调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）以及更高级的数字调制方式如QAM（正交幅度调制）等。
5. 微波站的维护管理包括哪些方面？答案：微波站的维护管理包括日常巡检、设备清洁、性能测试、故障排查与修复、备件管理等。
6. 微波通信中常见的干扰类型有哪些？答案：微波通信中常见的干扰类型包括同频干扰、邻频干扰、外部电磁干扰、反射干扰等。
7. 微波站故障诊断的基本步骤是什么？答案：微波站故障诊断的基本步骤包括：确定故障现象、收集故障信息、初步判断故障原因、进行故障定位、执行故障修复、验证修复效果。
8. 微波站的防雷措施有哪些？答案：微波站的防雷措施包括：安装避雷针、使用防雷接地系统、安装浪涌保护器、合理布线等。
9. 微波站的节能减排措施有哪些？答案：微波站的节能减排措施包括：优化设备配置、使用高效电源、实施智能监控系统、定期维护设备以保持最佳运行状态等。
10. 微波站的安全管理措施包括哪些内容？答案：微波站的安全管理措施包括：制定安全操作规程、进行安全培训、设置安全警示标识、定期进行安全检查、建立应急预案等。
请注意，这些题目和答案仅为示例，实际的考试题库可能会包含更详细或更专业的问题。
考试时，考生应根据具体的考试大纲和要求准备相应的知识点。
微波复习(总结版)
1、 传输线阻抗公式2、半波长阻抗重复性3、1/4波长阻抗倒置性4、 反射系数1）定义：反射波与入射波之比2）无耗传输线上反射系数的模不变5、 驻波比1）定义：电压或电流波的最大值与电压或电流波的最小值之比特性阻抗和传播常数是反映传输线特性的特征量 6、 行波状态(匹配状态)当Z L =Z C 时， ，亦即匹配时：无反射波，即行波状态电压与电流同相 tan ()tan L c in c c L Z jZ l Z l Z Z jZ lββ+=+(()2in in Z l n Z l λ+=2[(21)4()c inin Z Z l n Z l λ++=2-Γ=Γj lL eβΓ=ΓL in C in C Z Z Z Z -Γ=+L C L L CZ Z Z Z -Γ=+(1)()(1)in CZ z Z +Γ=-Γmax min 11U U ρ+Γ==-Γ0L Γ=00j zj z ccU U U e U U I e Z Zββ++-+-====在时域电压电流振幅沿线不变相位随线长增加而连续滞后阻抗沿线不变，等于特性阻抗负载吸收了全部功率行波状态即传输线匹配状态，这时传输效率最高、功率容量最大、无反射，是传输系统追求的理想状态。
7、 驻波状态（全反射） 1）、短路线负载端短路 －全反射。
短路时，反射系数为－1 Z=0处（负载端）, UL=0离负载L 处（Z=-l ），有()()()()00,cos 1,,cu t z U t z i t z u t z Z ωβϕ+=-+=001CU U I U Z ++==0z θϕβ=-1,0==Γρin L cZ Z Z ==in L P P P+==0,1L L Z =Γ=-0000()2sin 2()cos j z j z j z j zc c U U e e jU z U U I e e z Z Z ββββββ+-+++-=-=-=+=22(2)tan 0()11in c in j l j l j l L L LU Z jZ lI P l e e e ββπββρ--±-===Γ=Γ=-=+Γ==∞-Γ短路线的几个特点：电压、电流的驻波分布：随时间变化时具有固定的波腹、波节点。
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（2）谐振腔有载Q。
习题14两端面开路的同轴线谐振器，其长度为5cm，同轴线内充填介质，介质的 。
同轴线内导体半径为1cm，外导体半径为2.5cm。求：
(1)谐振器的基波谐振频率（开路端效应忽略）；
(2)当谐振器一端面短路，另一端开路时，确定其基波谐振频率。
【14解】
【解】
（1）计算各模式的截止波长：
结论：可传TE10 TE01 TE11 TM11 TE20共五种模式。注TMmn中的mn都必须不为零。
（2）
（3）
P108
习题6求图4-19所示π型网络的转移矩阵。
图4-19习题6图
计算的方法有两种：
方法一：根据定义式计算；
方法二：如下，分解的思想。
思路：分解成如图所示的单元件单元电路，之后利用级联网络转移矩阵。
转移矩阵的关系式为：
根据电路理论，得出两个子电路的电压电流关系，并与定义式对比后得出两个子电路的转移矩阵Ａ1和A2分别为：
总的电路为三个单元电路级联，所以总的转移矩阵为：
习题9求图4-22所示电路参考面 和 间的归一化转移矩阵。并说明在什么条件下插入此二端口网络不产生反射？
解：
习题14如图4-25所示二端口网络参考面 处接归一化负载阻抗 ，而 、 、 、 为二端口网络的归一化转移参量，试证明参考面 处的输入阻抗为：
习题33.设有标准矩形波导BJ—32型，a =72.12mm，b=34.04mm。
（1）当工作波长 =6cm时，该波导中可能传输哪些模式？
（2）若波导处于驻波工作状态时测得相邻两波节点之间的距离为10.9cm，求波导波长 和工作波长 各等于多少？
（3）设 =10cm并工作于 模式，求相位常数 、波导波长 、相速度 、群速度 和模式阻抗 。
图5-122习题35图
【35解】
解：
（1）令负载导纳为 ,并联短路线输入阻抗为
由于负载阻抗匹配
所以 （注意易错：+75j用-75j抵消，阻抗是不能直接相加）
所以 （如果在Smith圆图上 ）
令并联短路线和负载并联后的输入阻抗为Z .
Z = 则Z =88.38
(2)令 特性阻抗为Z ，并联短路线长为
Z
所以
由于匹配则
得
P76
习题11.一空气填充的矩形波导，其截面尺寸 =8cm， =4cm，试画出截止波长 的分布图，并说明工作频率 =3GHz和 =5GHz的电磁波在该波导中可以传输哪些模式。
P36
习题9试求如题图2-2所示各电路的输入阻抗 。
【解】
a)利用传输线的性质，这是匹配的情况， ；
b)根据半波重复性可知半波长段的输入阻抗等于 ，再根据四分之一波长的变换性得： ；
c)根据半波重复性得： ， ，
习题24（数值不一样）无耗线的特性阻抗为50 ，终端接负载阻抗 ，测得任意电压波节点的输入阻抗为25 ，而且终端为电压波腹。求 和终端反射系数 。
习题28如图5-118所示，一支对称的定向耦合器，其方向性为无穷大，耦合度为20dB，用此定向耦合器监视输送到负载 的功率，功率计 读数为8 mW，它对臂4产生的驻波比为2.0，功率计 读数为2 mW，它对臂3匹配，求：
（1）负载 上吸收的功率；
（2）臂2上的驻波比。
图5-118习题28图
【28解】返回可参考周pp249
习题27有一无耗二口网络，各口均接以匹配负载，已知其 矩阵为
当高频功率从①口输入时，试间②、③、④口的输出功率以及反射回①口的功率各为多少？若以①回输入波为基准，各口的输出波相位关系是怎样的？
【27解】
设①口输入功率 时，②、③、④口的输出功率以及反射回①口的功率各为：
若以①回输入波为基准，仅②、④有输出，②同相、④相位增加
ZL吸收的功率为入射功率减反射功率，即：
习题32写出下列各种理想二口网络的 矩阵：
(1)理想衰减器；
(2)理想移相器；
(3)理想隔离器。
【32解】
三者的 矩阵分别是：
习题33有—个三口网络，其S矩阵为
问此元件中有无吸收物质？它是一个什么样的微波元件？
【33解】
习题35写出图5-122所示的波导匹配双T和理想环行器组合的电路的S矩阵。
求二端口网络的插入相移 、插入衰减 、电压传输系数 及输入驻波比 。
【解】
P166
习题1试画出图5-101中微带电路的等效电路。
【1解】
习题3画出图5-103的等效电路。
【3解】
习题11已知微带腔如图5-106，间隙电容 、 作为输入、输出端的耦合电容，中间段为开路型微带腔，其传播常数为 ，开路的辐射效应可忽略。求
对于A负载：
到A负载的功率为9 mW，反射1 mW，实际接收8 mW；
根据定向耦合器耦合度为20dB，即100，得信号源的功率为：
到达Ｂ的总功率包括A的反射波以及ZL反射波耦合到B的功率：
所以ZL反射波耦合到B的功率为：
同样：ZL反射波与ZL反射波耦合到B的功率之比为100：
从信号源传到ZL的功率约为： ，故反射系数模为：
半波长：
四分之一：
习题10有一只 型同轴腔，腔内充以空气，其特性阻抗 ，开路端带有电容 ，采用短路活塞调谐，当调到 时的谐振频率是多少？
【10解】
一种简洁的解法：
长度 波长，已有0.22，剩余的0.03用电容实现替代，则有：
另一种的解法（繁！）：
P146-P148例5-1、5-2、5-3、5-4、5-5
【证明】
回顾定义：
பைடு நூலகம்简记为：
有：
因为： ，代入上式即得：
习题16如图4-27所示的可逆二端口网络参考面 接负载阻抗 ，证明参考面 处的输入阻抗为
习题17（1）如图4-28所示，一可逆二端口网络，从参考面 、 向二口网络、向负载方向的反射系数分别为 与 ，试证明：
（1）
习题19已知二端口网络的散射参量矩阵为
解：波节点和波腹点相距 ：
故有： ， ，
习题25（作业有）设特性阻抗为 的均匀无耗传输线,终端接有负载阻抗 为复阻抗时,可用以下方法实现λ/4阻抗变换器匹配：即在终端或在λ/4阻抗变换器前并接一段终端短路线,如题1.11图所示,试分别求这两种情况下λ/4阻抗变换器的特性阻抗 及短路线长度l。（最简便的方式是:归一化后采用Smith圆图计算）