微波技术基础期末试题二与参考答案
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。
微波技术基础试卷-填空总汇
电子科技大学二零零六至二零零七学年第二学期期末1、传输线某参考面的输入阻抗定义为该参考面的（总）电压和（总）电流的比值；传输线的特征阻抗等于（入射）电压和（入射）电流的比值；传输线的波阻抗定义为传输线内（横向电场）和（横向磁场）的比值。
2、矩形波导传输的基模是（TE10模）；宽度为a，高度为b（a>b）的空气填充矩形波导，当工作波长大于（2a ），电磁波不能在波导中传播。
3、在SMITH圆图中，原点代表的传输线工作状态是（行波状态（或匹配状态）），上半平面的阻抗性质是（感性）。
《微波技术基础》期末试题二与参考答案1．从传输线方程看，传输线上任一点处的电压和电流都等以该处相应的入射波和反射波的叠加。
2．终端短路的传输线的输入阻抗等于j Zc tgβl ，终端开路的传输线的输入阻抗等于-j Zc ctgβl 。
3．电磁波的波长和频率满足λ<λc 或f>fc 条件才能在波导中传输。
4. 圆波导的三种主要工作模式TE11 、TE01 、TM01 。
5. 无耗网络的Z和Y参数是纯虚数，A参数的A11 、和A22 是实数。
6. 微波网络的工作特性参量有电压传输系数T 、插入衰减A 、插入相移θ、输入驻波比ρ。
7．分支调配器可调电纳范围−∞~+∞，螺钉调配器可调容性电纳范围0~+∞。
8.微波谐振器有那两个主要功能储能、选频。
微波技术与天线B卷1、充有25.2r =ε介质的无耗同轴传输线，其内、外导体直径分别为mm b mm a 72,22==，传输线上的特性阻抗Ω=__________0Z 。
（同轴线的单位分布电容和单位分布电感分别()()70120104,F 1085.8,ln 2ln 2--⨯==⨯===πμμεπμπεm a b L a b C 和m H ) 2、匹配负载中的吸收片平行地放置在波导中电场最___________处，在电场作用下吸收片强烈吸收微波能量，使其反射变小。
3、 平行z 轴放置的电基本振子远场区只有________和________ 两个分量，它们在空间上___________（选填：平行，垂直），在时间上_______________（选填：同相，反相）。
微波试题及答案
微波试题及答案在现代社会中，微波技术已经广泛应用于通信、雷达、天文学等领域。
掌握微波知识对于从事相关行业的人士来说至关重要。
本篇文章将介绍一些微波试题及其答案，帮助读者深入了解微波技术。
试题一：什么是微波？答案：微波是电磁波的一种，具有较短的波长和高频率特点，通常波长在1毫米至1米之间。
微波具有很强的穿透力和方向性，被广泛应用于通信、雷达、医疗等领域。
试题二：什么是微波导？答案：微波导是一种用于传输微波信号的特殊波导结构。
微波导常见的形式有矩形波导、圆柱波导等，其内部壁面具有优良的导波性能，能够有效地传输微波信号。
试题三：微波的功率和频率有何关系？答案：微波的功率和频率之间呈正比关系。
功率越大，频率也相应增加。
这是因为微波的功率与电磁波的幅度相关，而频率则与波的周期有关。
试题四：什么是微波障碍物？答案：微波障碍物是指在微波传输过程中会对信号产生干扰或反射的物体。
微波障碍物可能导致信号衰减、多径效应等问题，影响信号的传输质量。
试题五：微波天线的作用是什么？答案：微波天线是用于接收和发射微波信号的装置。
它能够将电磁波能量转换成电流或电流转换成电磁波能量，并将其传输到空间中进行无线通信或能量传输。
试题六：什么是微波功率放大器？答案：微波功率放大器是一种用于增加微波信号功率的装置。
它通过引入恒定的电源电压来驱动微波管或半导体器件，实现对微波信号电压的放大。
试题七：什么是微波衰减器？答案：微波衰减器是一种用于降低微波信号功率的装置。
它通过引入衰减材料或实现信号的反向传播等方式，对微波信号进行衰减，用于调节微波信号的强度。
试题八：什么是微波干扰？答案：微波干扰是指在微波传输过程中，由于不同信号的干涉或其他外界干扰因素而导致的信号失真或中断现象。
微波干扰可能影响通信、雷达等应用的正常运行。
试题九：如何解决微波干扰问题？答案：解决微波干扰问题可以采取多种方法。
例如，可以提高微波系统的抗干扰能力，使用合适的隔离器或拐角衰减器，合理安排微波设备的布局等，从而减少微波干扰。
廖承恩《微波技术基础》习题解答(最全的版本)
所以可以得到 Z L = Z 0
又因为当电压最小点时，电流为最大点，即
kh da
课 后
Z L + Z 0 thγd Z 0 + Z L thγd Z L + jZ 0 tgβ d Z 0 + jZ L tgβ d Z in (d ) − jZ 0 tgβ d Z 0 − jZ in (d )tgβ d
Z =Z0 证明：对于无耗线而言 L
kh da
课 后
Z0 =
60
答 案
εr
ln
60
b 60 0.75 = ln = 65.9Ω a 1 0.25
=2.1
1
L1C1
=
1
µε r ε 0
1
2.1
sc Zin (d) −Zin (d) ZL = Z (d) oc Zin (d) −Zin (d) oc in
（d＝l－z，如图，d 为一新坐标系， l＝λ/4）
当 z＝0，即 d＝l 时 Vin＝450V 所以 | V (l ) |=| V L+ e j β λ / 4 [1 + ΓL e −2 j β λ / 4 ] |= 450V
由于行波状态下沿线电压和电流振幅不变，因而 V0+＝Vin＝450V 而 I0+＝V0+/Z0＝1A 所以 AB 段的电压、电流、阻抗表达式为
kh da
课 后
V0+ − j β z e Z0
（图） 解：首先在 BC 段，由于 Z0＝Z01＝600Ω，ZL＝400Ω 且因为 d＝λ/4 所以在 BB’处向右看去，Zin＝Z012/ZL＝6002/400=900Ω 又由于 BB’处有一处负载 R＝900Ω,所以对 AB 段的传输线来说 终端负载为 ZL’＝Zin//R＝450Ω 所以对 AB 段的等效电路为
廖承恩《微波技术基础》习题解答(最全的版本)
（2） （3）
（4）
sc oc 当 Z in (d ) = j100Ω ， Z in (d ) = − j 25Ω ， Z in (d ) = 75∠30°Ω 时
1562 . 5 +1875 × 75 ×
3 + 62 . 5 j 2
sc oc 2－6 在长度为 d 的无耗线上测得 Z in (d ) = j50Ω ， Z in (d ) = − j 50Ω ，接 实
第二三四六七章习题解答 第二章习题解答
2－1 某双导线的直径为 2mm，间距为 10cm，周围介质为空气，求 其特性阻抗。某同轴线的外导体内直径为 23mm，内导体外直径为 10mm， ，求其特性阻抗；若在内外导体之间填充εr 为 2.25 的 介 质 ， 求其特性阻抗。
解：双导线：因为直径为 d＝2mm＝2×10－3m 间距为 D＝10cm＝10－1m 所以特性阻抗为
ZL = Z0
2 — 12 画出图 2— 1 所示电路沿线电压、电流和阻抗的振幅分布图，
所以 ΓL =
Z L '− Z 02 450 − 450 = =0 Z L '+ Z 02 450 + 450
微波技术 期末考试试卷
北京航空航天大学2006～2007学年第一学期微波技术期末考试试卷（A）标准答案及评分标准一、简答题（每小题3分）1、如何判断长线和短线？答：长线是传输线几何长度l与工作波长λ可以相比拟的传输线（1.5分），（必须考虑波在传输中的相位变化效应），短线是几何长度l与工作波长λ相比可以忽略不计的传输线（1.5分）。
（界限可以认为是/0.05lλ≥）。
2、何谓分布参数电路？何谓集总参数电路？答：集总参数电路由集总参数元件组成，连接元件的导线没有分布参数效应，导线沿线电压、电流的大小与相位与空间位置无关（1.5分）。
分布参数电路中，沿传输线电压、电流的大小与相位随空间位置变化，传输线存在分布参数效应（1.5分）。
3、何谓色散传输线？对色散传输线和非色散传输线各举一个例子。
答：支持色散模式传输的传输线，（0.5分）色散模式是传输速度（相速与群速）随频率不同而不同的模式（0.5分）。
支持非色散模式传输的传输线（0.5分），非色散模式是传输速度（相速与群速）不随频率而改变的模式。
（0.5分）色散模式传输线：波导（0.5分）非色散模式传输线：同轴，平行双导体，微带。
（0.5分）4、均匀无耗长线有几种工作状态？条件是什么？答：均匀无耗长线有三种工作状态，分别是驻波、行波与行驻波。
（1.5分）驻波：传输线终端开路、短路或接纯电抗；（0.5分）行波：半无限长传输线或终端接负载等于长线特性阻抗；（0.5分）行驻波：传输线终端接除上述负载外的任意负载阻抗；（0.5分）5、什么是波导中的模式简并？矩形波导和圆波导中的简并有什么异同？答：不同模式具有相同的特性（传输）参量叫做模式简并。
（1分）矩形波导中，TE mn与TM mn（m、n均不为零）互为模式简并。
（1分）圆波导的简并有两种，一种是极化简并。
其二是模式简并，（1分）6、 空气填充的矩形波导（宽边尺寸为a ，窄边尺寸为b ）中，要求只传输10H 波型，其条件是什么？答：由于10H 的截止波长2c a λ=，而20H 的截止波长为a ，01H 的截止波长为2b ，若保证10H 单模传输，因此传输条件max (,2)2a b a λ<<（3分）。
2020—2021学年第二学期电磁场与微波技术专业《电工与电子技术》期末考试题试卷及答案(试卷二)
2020—2021学年第二学期电磁场与微波技术专业 《电工与电子技术》期末考试题试卷及答案 （试卷二） 题 号 一 二 三 四 五 总 分 得 分 一、填空题。
1. 电气设备和载流导体,必须具备足够的（机械）强度，能承受短路时的电动力作用，以及具备足够的热（稳定）性。
2. 变压器是依据（电磁感应）原理,把一种交流电的电压和电流变为（频率）相同，但（数值）不同的电压和电流。
3. 感应电动机原理就是三相定子绕组内流过三相对称交流电流时，产生（旋转）磁场，该磁场的磁力线切割转子上导线感应出（电流），由于定子磁场与转子电流相互作用,产生电磁（转矩）而转动起来。
4. 铜线和铝线连接均采用转换接头，若直接连接，铜、铝线相互间有（电位差）存在，如连接处有潮气水分存在，即形成（电离）作用而发生电腐蚀现象。
5. 在输电线路附近，如果放置绝缘物时，就会产生（感应）电荷，这种现象称为输电线路的（静电）感应。
6. 六氟化硫(SF6)是一种（无色）、（无臭）不燃气体，其 …○…………○………装…………○…………订…………○…………线…………○…………院系：专业班级：学号：姓名：座位号：性能非常稳定。
7. 蓄电池在电厂中作为（控制）和（保护）的直流电源，具有电压稳定，供电可靠等优点。
8. 蓄电池的（正）极板上的活性物质是二氧化铅，（负）极板上的活性物质是海绵状铅。
9. 一组蓄电池的容量为1200AH，若以100A的电流放电，则持续供电时间为（ 12小时）。
10. 在正常情况下，电气设备只承受其（额定）电压，在异常情况下，电压可能升高较多，对电气设备的绝缘有危险的电压升高，我们称为（过电压）。
11. 电力系统中,外部过电压又称为（大气）过电压,按过电压的形式可分：（直接）雷过电压、（感应）雷过电压。
12. 电力系统中，内部过电压按过电压产生的原因可分为:（操作）过电压，（弧光接地）过电压，（电磁谐振）过电压。
13. 兆欧表的接线柱有L、E、G三个,它们代表的意思是: L （线路）、E（接地）、G（屏蔽）。
微波技术__期末考试试卷
一、简答题（每小题3分） 1、 如何判断长线和短线？答：长线是传输线几何长度l 与工作波长λ可以相比拟的传输线（1.5分），（必须考虑波在传输中的相位变化效应），短线是几何长度l 与工作波长λ相比可以忽略不计的传输线（1.5分）。
（界限可以认为是/0.05l λ≥）。
2、 何谓分布参数电路？何谓集总参数电路？答：集总参数电路由集总参数元件组成，连接元件的导线没有分布参数效应，导线沿线电压、电流的大小与相位与空间位置无关（1.5分）。
分布参数电路中，沿传输线电压、电流的大小与相位随空间位置变化，传输线存在分布参数效应（1.5分）。
3、 何谓色散传输线？对色散传输线和非色散传输线各举一个例子。
答：支持色散模式传输的传输线，（0.5分）色散模式是传输速度（相速与群速）随频率不同而不同的模式（0.5分）。
支持非色散模式传输的传输线（0.5分），非色散模式是传输速度（相速与群速）不随频率而改变的模式。
（0.5分） 色散模式传输线：波导（0.5分）非色散模式传输线：同轴，平行双导体，微带。
（0.5分）4、 均匀无耗长线有几种工作状态？条件是什么？答：均匀无耗长线有三种工作状态，分别是驻波、行波与行驻波。
（1.5分） 驻波：传输线终端开路、短路或接纯电抗；（0.5分）行波：半无限长传输线或终端接负载等于长线特性阻抗；（0.5分） 行驻波：传输线终端接除上述负载外的任意负载阻抗；（0.5分）5、 什么是波导中的模式简并？矩形波导和圆波导中的简并有什么异同？答：不同模式具有相同的特性（传输）参量叫做模式简并。
（1分） 矩形波导中，TE mn 与TM mn （m 、n 均不为零）互为模式简并。
（1分）圆波导的简并有两种，一种是极化简并。
其二是模式简并，（1分）6、 空气填充的矩形波导（宽边尺寸为a ，窄边尺寸为b ）中，要求只传输10H 波型，其条件是什么？答：由于10H 的截止波长2c a λ=，而20H 的截止波长为a ，01H 的截止波长为2b ，若保证10H 单模传输，因此传输条件max (,2)2a b a λ<<（3分）。
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TE 11
、
TE 01
、
5. 无耗网络的Z和Y参数是 纯虚数 是实数。 和 A 22
，A参数的
A 11
、
6. 微波网络的工作特性参量有 电压传输系数T 、 输入驻波比ρ 插入相移θ 7．分支调配器可调电纳范围 可调容性电纳范围 0~+∞ 8.微波谐振器有那两个主要功能 −∞~+∞ 。 储能 、
、 插入衰减A 。 ，螺钉调配器
4
解： 1）TE 10 模的截止波长 C 2a =22.86*2=45.72mm=4.572cm
vp v 1 c
2
3.976 108 m / s
g
1 c
2
3.976 cm
2）窄边尺寸增大一倍，传输的模式不变，因此上述参量不发生变化。
要想网络不引起反射，则S 11 =0，由S矩阵与A矩阵的关系可得 A A A A 12 21 22 S11 11 A A A A
11 12 21 22
解得
5
arc tan(
BXZ 0 BZ 02 X ) or arc tan( ) BXZ 0 X BZ 02
2． 已知传输线的特性阻抗为 50Ω，终端接阻抗为 Z L 25 j 75 的负 载，采用并联单支节匹配，确定支节的位置 d 和长度 l。 解：负载阻抗归一化
Z Z 0.5 j1.5 Z L L 0
在阻抗圆图上找到负载对应的A点，沿等驻波系数圆旋转 180o，得到B点， 可读出负载的归一化导纳为
当填充空气时，可得Z c =50Ω
1
当填充 r 2.25 ， r 1 的介质时，如要保证特性阻抗不变，则
Zc
解得
60
r
ln
b 50 a
b =3.49 a
三． （20 分）传输线电路如图所示，其 Z 0 已知。试求： （1）输入阻抗 Z in ； （2）a、b、c、d 各点的反射系数； （3）ab、bc、cd 各段的电压驻波比。
七． （10 分）写出匹配双 T 的 S 矩阵，分析 4 个端口的匹配、隔离、平分 特性；并求当 1、2 端口反相输入时，各个端口的输出为多少？ 解：匹配双 T 的 S 矩阵为
0 0 1 1 0 0 1 S 2 1 1 0 1 1 0
1 1 0 0
匹配特性：如果 3、4 端口匹配，则 1、2 端口自动匹配 隔离特性：由S 12 =S 21 =0，可知 1、2 端口隔离，同理，由S 34 =S 43 =0，可知 3、4 端口隔离， 平分特性： 由S 31 =S 41 =
六． （10 分）一微波元件的等效网络如图所示，利用网络级联方法计算当 理想传输线 为何值时，网络不引起反射。
解：将等效网络分解为 3 个网络的级联，归一化传输矩阵分别为
cos A 1 j sin
1 j sin ， A2 cos 0
即当 1、2 端口反相输入时，1、2 端口的输出为零，3 端口有“和”输出，4 端口为零输出。
6
1 ，可知当信号从端口 1 输入，则 3、4 端口同相等分输出； 2
由S 32 =-
1 1 ，S 42 = ，可知当信号从端口 2 输入，则 3、4 端口反相等 2 2
分输出。
，根据 S 矩阵，可得 U 2）由 U 1i 2i 0 ，U 0 0 ，U 2U ，U U 1o 2o 3o 1i 4o
0.54 j1.25 Z L Z 270 j 625 负载阻抗 Z L Z L 0
3
由负载点（B点）沿ρ=5 的等驻波系数圆旋转 180o，得到C点，可读出负载 的归一化导纳为
0.3 j 0.68 Y L Z 0.00066 j 0.00136 负载导纳 YL Y L 0
max
100V ，
U
min
20V ，第一个电压波节点距终端 0.15 ，求负载阻抗 Z L 及负载
导纳 YL 。 解：1.求驻波比
U max U min
5
ρ=5 的等驻波系数圆与波节点的轨迹 OC 轴交于 A 点。 由于第一个电压波节点距终端 0.15 ，因此从 A 点出发，沿 ρ=5 的等驻波 系数圆，逆时针（向负载方向）旋转 0.15 个电长度增量，得到 B 点（负载 点） 。 从 Smith 圆图读出负载点的归一化阻抗为
jX 1 Z0 和 A 3 jBZ 0 1
0 1
整个网络的归一化传输矩阵分别为
cos cos XB sin BZ 0 A = A1 A2 A3 j sin j sin XB cos BZ 0 j cos j sin Z0 sin X cos Z0
（3） ab
1 b 4 ， 1 b 3
bc cd
1 c 4， 1 c 1 d 2 1 d
四． （共 20 分，每小题 10 分）圆图完成（要求写清必要步骤） 1 ． 在 特 性 阻 抗 Z 0 500 的 无 耗 传 输 线 上 ， 测 得 U
a 点的输入阻抗 Z in
（2）d 点的反射系数 d
c 点的反射系数 c
4Z 0 Z 0 3 4Z0 Z 0 5
2
4 Z0 Z0 1 b 点的反射系数 b 3 4 Z0 Z0 7 3 3 Z0 Z0 1 4 a 点的反射系数 a 3 7 Z0 Z0 4
a
b
c
d
λ /4
Z in Z0 2Z 0
λ /2
λ /4
Z 1 =2Z 0 Z0
解： （1）c 点的输入阻抗 Z c
2Z 0
Z0
2
4Z 0
b 点的输入阻抗 Z b
4Z 0 2Z 0 4 Z0 4Z 0 2Z 0 3 Z 02 3 Z0 4 Z0 4 3 Z0 2Z0 1 Z 0 2Z 0 3
0点， E 点和 E’ 点的导纳为 过 B 点的等驻波系数圆与 G
1 j 2.2 ，B点、E点和E’点的电长度分别为 0.412、0.192 和 0.308。因此支
节接入位置为d 1 = (0.192+0.5-0.412)=0.28 λ 和d 1 = (0.308+0.5-0.412)=0.396 λ。
为了抵消 E 点和 E’点中的电纳，截短线的归一化电纳为 j 2.2 。由短路点 D 点，沿 ρ=∞圆顺时针转到 j 2.2 的 F 点和 F‘点。D 点、F 点和 F‘点的电 长度分别为 0.25、0.318 和 0.182，因此支节线长度: E点接入l 1 =(0.318-0.25)λ=0.068λ E’点接入l 2 =(0.182+0.5-0.25)λ=0.432λ。 五． （10 分）矩形波导的尺寸为宽边 a 22.86mm ，窄边 b 10.16mm ， 波导中传输TE 10 模，工作波长为 3cm 。求： （1） C , v p , g ； （2）若 波导窄边尺寸增加一倍，上述参量如何变化？
《微波技术基础》期末试题二与参考答案
一．填空（共 20 分，每小题 1 分） 1．从传输线方程看，传输线上任一点处的电压和电流都等以该处相应的 波和 反射 波的叠加 。 入射 2．终端短路的传输线的输入阻抗等于 终端开路的传输线的输入阻抗等于 3．电磁波的波长和频率满足 件才能在波导中传输。 4. 圆波导的三种主要工作模式 。 TM 01 λ<λc j Zc tgβl -j Zc ctgβl 或 ， 。 f>fc 条
选频
。
二． （10 分） 空气填充的同轴线， 外导体半径 b 内导体半径 a 之比为 2.3， 求同轴线的特性阻抗；如果保持特性阻抗不变，但求填充介质的
r 2.25 ， r 1 ，求此时的 b/a 等于多少？
解： 特性阻抗 Z c
U b 60 b ln ln I 2 a r a