微波技术考题2007A参考答案(最新整理)
北京航空航天大学电子信息工程学院微波技术考试试卷标准答案
北京航空航天大学2007 ～2008 学年第一学期微波技术期末考试试卷标准答案（A）一、（30分）1、单一频率电磁波等相位点（面）在单位时间内移动过的距离。
（1分）调制波的包络波的相速度，是能量的实际传输速度。
（1分）2、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分）（界限可以认为是/0.05lλ≥）。
3、定义为传输线上入射电压与入射电流之比（1分）。
传输线的特性阻抗是表征传输线本身特性的物理量，均匀无耗传输线的特性阻抗取决于传输线的结构、尺寸、介质特性，与频率无关（1分），实数（0.5分）4、传输线上电压最大值与最小值之比（1分），取值范围：1ρ<<∞（1分）行波状态：1ρ=（0.5分）驻波状态：ρ=∞（0.5分）行驻波状态：1ρ<<∞（0.5分）5、对角线元素sjj，除第j 端口接电源外，其余(n -1)个端口均接匹配负载时，第j 端口的电压反射系数; （1分）非对角线元素si j ( i≠ j ), 除第j 端口接电源外，其余(n -1)个端口均接匹配负载时，第j 端口到第i 端口的电压传输系数（1分）6、0[]0ll eSeαα--⎡⎤=⎢⎥⎣⎦（每个元素0.5分）7、当功率由主线的端口1向端口2传输时, 如果端口1、2、3都接匹配负载（1分），则副线只有一个端口(如端口4)有耦合输出, （1分）另一个端口(如端口3)无输出。
（1分）8、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，TEmn与TMmn（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）9、5分10、 5分二、(8分)121011[][][](12211011Z Z A A A Y Y YZ ⎡⎤⎡⎤⎡⎤===⎢⎥⎢⎥⎢⎥+⎣⎦⎣⎦⎣⎦分）（分）（分）（分）11[](211Z Z A Y YZ Y YZ ⎡⎤⎢⎡⎤⎡⎤⎢===⎢⎥⎢⎥⎢++⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦分） 三、（20分）(1)（8分）()()()222220 2 0.017.112 3.5566 0.167.112 3.556c mnc mn m n m n λλ⎛⎫⎛⎫=>+< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫=>+< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭分波长为20mm ，220.0150.5812.65m n +< 无模式可传（1分）波长为6mm ，220.1650.5812.65m n +< TE 10, TE 20, TE 01, TE 11, TM 11 （5分）（2）（7分）893100.013010m λ⨯==⨯ （1分）227.11214.224c a mm λ==⨯=8888310 4.2110/0.5310 2.13310/0.514.0620.5pgpgv m sdv m s dvmmfωβωβλ===⨯=⨯===⨯⨯===分）（分）分）（分）分）（分）（3）5分893100.03301010m mmλ⨯===⨯2(2/21ca aaλλλλ=>><<分）（分）0.5b a=（1分）因此：15307.515mm a mmmm b mm<<⎧⎨<<⎩（波长1分）四、（7分）解法一、210/200A LZ Z Z==Ω（1分）210/A LZ Z Z==∞（1分）1212////200A A A A AZ Z Z Z Z==∞==Ω（1.5分）2201//50/40012.5in AZ Z Z===Ω（1.5分）解法二、111102201500.5 (05100120.50.5//01*200120040.55010.541*5012.5054Linin inzZYZ Z ZZZZ Z Z==Ω==Ω==Ω==Ω=Ω==⨯=Ω.分）（分）（分）（分）（分）（分）（.分）00100112.5500.612.550L inCL inZ Z Z ZZ Z Z Z---Γ====-+++（2分）五、（12分）解：如图所示，单支节匹配器是在主传输线距离负载d处并联一个长度为l的短路支节使121Y Y +=。
微波技术基础试题二
2007/2008学年第二学期期末考试试题答案及评分标准（A 卷）微波技术基础一、填空题（40分，每空2分）1、传输线的工作状态是指沿线电压、电流及阻抗的分布规律。
对于均匀无耗传输线，根据终端所接负载阻抗的大小和性质的不同其工作状态分为三种： 行波状态、 驻波状状态、行驻波状态。
2、测得一微波传输线的反射系数的模21=Γ。
则行波系数=K 31；若特性阻抗Ω=750Z ，则波节点的输入阻抗=波节）(in R Ω25。
3、均匀无耗传输线的特性阻抗为0Z ，终端负载获得最大功率时，负载阻抗=L Z 0Z 。
4、长线和短线的区别在于：前者为 分布 参数电路，后者为 集中 参数电路。
5、阻抗圆图的正实半轴为 电压波腹点或电流波节点 的轨迹，负实半轴为 电压波节点或电流波腹点 的轨迹。
6、圆波导传输的主模为 TE11 模，微带线传输的主模为 准TEM 模。
7、在矩形波导中，当工作波长λ给定时，若要实现10TE 单模传输，则波导尺寸必须满足a a 2<<λ，b 2>λ。
8、对于二端口网络来说，常用的工作参量有（请用文字叙述，用符号叙述不得分）电压传输系数、插入衰减、插入相移、输入驻波比。
9、表征二端口微波网络特性的参量可以分为两大类，请问反映网络参考面上入射波电压和反射波电压之间关系的参量有 散射参量 和 传输参量 。
（注：请用文字叙述，用符号叙述不得分）。
二、简答题（20分，每题5分）1、电磁波的波型是如何划分的，有哪几种波型。
答：根据导波系统中电磁波按纵向场分量的有无，可分为三种波型：--------------2分 （1）横磁波（TM 波），又称电波（E 波）:0=H Z，0≠E Z ；-----------------1分 （2）横电波（TE 波），又称磁波（H 波）：0=EZ，0≠H Z ；----------------1分（3）横电磁波（TEM ）：0=EZ，0=H Z 。
南京理工大学期末微波试卷2007年
考试时间：120 分钟 组卷教师： 戴永胜
一．（6 分） 空心波导管内存在 TEM 波吗？为什么？ 二．（7 分） 高频无耗线的特性阻抗为 50 三．（20 分）已知 Z 0 = 50() 的无耗传输线上的驻波比等于 5/3，距负载最近的电压波 节点离终端为 0.12 λ ，若用一并联短路支线使负载与传输线匹配，试确定此分支线 ' 的接入位置 d 和长度 l，设分节线的 Z 0 = 75()
T2
[S]
ZL
Γ2
五． （10 分）画出矩形波导传输线上 TE10 模的横截面场分布图以及宽壁和窄壁上的壁电 流分布图，并说明驻波测量线的波导开槽方法。
档案编号：
波
六． （15 分）在特性阻抗为 Z 0 的传输与负载 Z L ( Z L ≠ Z 0 ) 之间加接了两段传输线（如图所 示） ，共同组成阻抗变换器，问： （1） λg / 8 的那段传输线在这里起什么作用？ A （2）欲使 Z AA' = Z 0 ， Z 01, Z 02 则各应为多少？
d
Z0 Z0 ZL
' Z0
l
0.2λ
四．（12 分） T 1 （1） 写出二端口网络的散射矩阵个参量的物理意义； （2） 当二端口网络终端接负载 Z L 时（其反射系数为 Γ L ） ； Γ1 则 T1 面处的 Γ1 与[S]及 Γ L 的关系如何？ （3） Γ L 与 S11 的概念一样吗？ 为什么？
Байду номын сангаас
λg / 4
副 主
TE10 （a）
主
TE10
副
主
TE10
副
TE10
（b）
（c）
（d）
λg / 4
λg / 8
微波复习题参考答案（思考题）
微波复习题参考答案（思考题）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。
(通常，微波波段分为⽶波、厘⽶波毫⽶和亚毫⽶波四个波段。
)特点: 似光性；穿透性；宽频带特性；热效应性；散射性；抗低频⼲扰性；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？3. 微波技术、天线与电波传播三者研究的对象分别是什么？它们有何区别和联系？4. 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）5. 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6. 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？7. 史密斯圆图是求解均匀传输线有关和问题的⼀类曲线坐标图，图上有两组坐标线，即归⼀化阻抗或导纳的的等值线簇与反射系数的等值线簇，所有这些等值线都是圆或圆弧，故也称阻抗圆图或导纳圆图。
阻抗圆图上的等值线分别标有，⽽特征参数和，并没有在圆图上表⽰出来。
导纳圆图可以通过对旋转180°得到。
阻抗圆图的实轴左半部和右半部的刻度分别表⽰或和或。
圆图上的电刻度表⽰，图上0~180 °是表⽰。
8. TEM、TE 和TM 波是如何定义的？什么是波导的截⽌性？分别说明矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微带线的主模是什么？9. 描述波导传输特性的主要参数有哪些，如何定义？10.为什么空⼼的⾦属波导内不能传播TEM波？试说明为什么规则⾦属波导内不能传输TEM波？答：如果内部存在TEM波，则要求磁场应完全在波导的横截⾯内，⽽且是闭合曲线。
由麦克斯韦第⼀⽅程知，闭合曲线上磁场的积分应等于与曲线相交链的电流。
由于空⼼⾦属波导中不存在轴向（即传播⽅向）的传导电流，所以必要求有传播⽅向的位移电流。
微波技术考试试题
微波技术考试试题1. 选择题1) 微波技术是指波长在几毫米至几厘米之间的电磁波。
以下哪个波段属于微波技术范畴？A. 毫米波段B. 米波段C. 厘米波段D. 千米波段2) 微波技术在通讯领域有着广泛的应用，以下哪种通讯技术不属于微波通讯？A. 蜂窝网络B. 卫星通讯C. 光纤通讯D. 无线局域网3) 下列哪个设备通常被用于检测微波辐射？A. 电灶B. 电视C. 微波炉D. 洗衣机4) 微波技术在医学影像学中也有着重要应用，以下哪种医学影像技术不是基于微波原理？A. X射线摄影B. 核磁共振成像C. 超声波成像D. CT扫描5) 微波技术还广泛应用于雷达系统中，以下哪种雷达系统不属于微波雷达？A. 气象雷达B. 雷达测速仪C. 卫星雷达D. 红外线雷达2. 简答题1) 请简要介绍微波技术在食品加热领域的应用原理及优势。
2) 为什么微波技术在通讯领域中被广泛应用？有哪些主要的应用场景？3) 请说明微波技术在医学影像学中的主要应用，并简要描述其工作原理。
4) 何为微波辐射，有哪些常见的设备或场景会产生微波辐射？5) 请举例说明微波雷达在军事和民用领域中的典型应用。
3. 论述题微波技术作为一种高频电磁波技术，其在现代社会中发挥着重要作用。
请结合自己的理解，就微波技术的未来发展趋势、挑战和创新方向进行详细的论述。
4. 实验题请设计一份实验方案，以验证微波辐射对食品的加热效果，并描述实验步骤、所需材料和预期结果。
5. 计算题某微波通讯系统工作在5GHz频段，频率为5 x 10^9 Hz，求对应的波长。
以上为微波技术考试试题，请根据题目要求认真回答，谢谢。
《电磁场与电磁波》(2007下A卷)答案
//成都理工大学2007-2008学年第一学期《电磁场与电磁波》课程考试试卷A一、选择题（30分，每小题3分）1. 关于在一定区域内的电磁场，下列说法中正确的是 （ D ）（A ）由其散度和旋度唯一地确定；（B ）由其散度和边界条件唯一地确定；（C ）由其旋度和边界条件唯一地确定；（D ）由其散度、旋度和边界条件唯一地确定。
2. 在电磁场与电磁波的理论中分析中，常引入矢量位函数A ，并令A B ⨯∇=，其依据是 （ C）（A ）0=⨯∇B ； （B ）J B μ=⨯∇；（C ）0=⋅∇B ； （D ）J B μ=⋅∇。
3．描述不同媒质分界面两侧的电磁场矢量切向分量关系的边界条件是 （ D ）（A ）S D n B n ρ=⨯=⋅110 （B ）0)(0)(2121=-⋅=-⨯D D n BB n（C ）011=⋅=⨯E n J H n S （D ）0)()(2121=-⨯=-⨯E E n J H H n s4．电磁波从理想介质1垂直向理想介质2入射，介质1和2的本征阻抗分别为30Ω和70Ω，则分界面处的反射系数Γ和透射系数τ分别为 （ C ）（A ）7.03.0=-=τΓ （B ）6.03.0==τΓ（C ）4.14.0==τΓ （D ）6.04.0=-=τΓ5．已知均匀平面电磁波的电场强度矢量为jkZy x e E e e E 0)32(-=，由此可知，该平面电磁波是 （ D ）（A ）沿Z 轴正方向传播的左旋椭圆极化波（B ）沿Z 轴负方向传播的右旋圆极化波（C ）沿Z 轴正方向传播的线极化波（D ）沿Z 轴负方向传播的线极化波6．当圆极化波以布儒斯特角B θ入射到两种不同介质的分界面上时，反射波和折射波（或透射波）分别是 （ B ）（A ）线极化波和圆极化波； （B ）线极化波和椭圆极化波；（C ）圆极化波和线极化波； （D ）椭圆极化波和圆极化波。
7．一圆极化电磁波从媒质参数为13==r r με的介质斜入射到空气中，要使电场的平行极化分量不产生反射，入射角应为 （ D ）（A ）15° （B ）30° （C ）45° （D ）60°8．将90Ω的负载接到特性阻抗为40Ω的主传输线，为了实现阻抗匹配，在负载与主传输线间接入λ/4匹配线，此匹配线的特性阻抗应为 （ B ）（A ）30Ω （B ）60Ω （C ）65Ω （D ）130Ω9．如图，由特性阻抗为0Z 的传输线构成的传输线网络中，λ为传输线波长，负载阻抗02Z Z L =。
2007微波理论与技术期末考试A
4．矩形波导尺寸 a 2cm ，b 1.1cm 。若在此波导中只传输 TE10 模，则其中电磁波的 工 作 波 长 范 围 为 2.2cm 4cm 。 均 匀 无 耗 传 输 线 工 作 状 态 分 三
种：
,
,
。
5．理想 3dB 定向耦合器的散射参量 S31 1 2 ， S41 1 2 。
0
0 1
~ 1 0
[ A]3
jBZ0
1
[ A~]
[ A~]1[ A~]2[ A~]3
1 jBZ0
01 0 1
1 0
1
jBZ0
0 1 1 j2BZ0
0 1
S11
a11 a12 a11 a12
80 0.2A 200 200
第3页
5
Ua Ia Zin 40V Ub 40V Uc Ub bc 40 2 20V Id Uc Z0 20 200 0.1A 所以，检测电流为 0.1A 。
三、圆图完成（要求写清必要步骤）（共 20 分，每小题 10 分）
a21 a22 a21 a22
jBZ 0 1 jBZ 0
S 21
a11 a12
2 a21 a22
1
2 jBZ 0
1 S11
1
B
2
Z
2 0
BZ0
1 S11
1
B
2
Z
2 0
BZ0
T
S 21
1
2 jBZ 0
L 10log
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）。
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一、填空（每空 2 分，共 20 分）
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 ）。
二、判断下面命题的正确与错误（正确的划圈，错误的打叉）
（每小题 2 分，共 10 分）
1、同轴线可以传输 TE 和 TM 模式 （ ○ ）
2、在矩形波导的宽边沿传输方向开槽不会切断表面电流。 （ ○
学院
姓名
学号
任课老师
选课号
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……
电子科技大学二零零 六 至二零零 七 学年第 二 学期期 末
微波技术 课程考试题 A 卷 （120 分钟） 考试形式：课堂闭卷 考试日期 2007 年 月 日 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 评卷教师
（1） Z L 25 （2） Z L 100 （3） Z L 50 j50 （4） 一段长度为λ/8，特征阻抗为 50 欧姆的短路传输线的输入阻抗。
2、画出在以下条件下，输入阻抗在 SMITH 圆图上（的变化轨迹（画在下页的 阻抗圆图或导纳圆图上）（12 分） （1）归一导纳为1 j1的负载，并联一归一特征阻抗为 1 的开路传输线，并联开 路传输线的长度由零变化到λ/8。 （2）归一阻抗为 2 的负载与归一特征阻抗为 1 的传输线相连接，传输线的长度 由 0 变化到λ/4。 （3）归一阻抗为 0.5 的负载与归一特征阻抗为 2 2 的传输线相连接，传输线的
解； （1）S 矩阵参数：（10 分）
S11
V1 V1
V2 0
1
2 1
2
V1 V1
I1 I1
jX 2 jX
S21
V2 V1
V2 0
1 2
V2
I2
1 2
V1
I1
2 2 jX
由于是对称网络，有
S 22 S11 S12 S21
（2） ABCD 矩阵参数（10 分）
A V1 V2
I2 0 1
在 x=a 的内表面
Jy
ax
Ht
ax
az
(
A10e
jz
)
ay A10e jz
在 y=0 的内表面，有
J
ay
Ht
ay
az
A10
cos a
x
ax
jA10 a
sin a
x
e
jz
ax
A10
cos
a
x e
jz
az
jA10 a
sin a
x e jz
在 y=b 的内表面，有
J
a y
H
t
a y
az
A10
cos a
x
ax
jA10 a
sin a
x
e
jz
ax
A10
cos a
x e jz
az
jA10 a
sin a
x e jz
第 6 页 共 6页
j10040
40 j30
j30
j100
61.5
j7.7
输入反射系数为 （4 分）
in
Z in Z in
Z0 Z0
0.107
j0.062
第 2 页 共 6页
学院
姓名
学号
任课老师
选课号
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……
四、求如图所示网络的 S 矩阵和 ABCD 矩阵参数。（20 分）
HZ
A10
cos
a
x e jz
Hx
jA10
a
sin
a
x e jz
Ey
jA10a
sin a
x e jz
（2）内表面电流 （7 分）
在 x=0 的内表面
第 5 页 共 6页
学院
姓名
学号
任课老师
ห้องสมุดไป่ตู้
选课号
Jy
ax
H…t……密a…x ……a封z A…1…0e…线j…z……以a… …y A…1内0e……j…z 答………题………无………效……
解： 在枝节的右边，输入阻抗为（5 分）
Z in1
Z0
ZL Z0
jZ 0 tg l jZ Ltgl
50100 j50 50 j100
50 2 j 1 2j
40
j30
短路枝节的输入阻抗为（4 分）
Zin2 jZ0tgl j100
并联后总的输入阻抗为（2 分）
Z in
Z in1Z in1 Z in1 Z in2
第 4 页 共 6页
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姓名
学号
任课老师
选课号
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……
长度由 0 变化到λ/4。
六 （15 分）
（1）写出宽为 a，高为 b 矩形波导 TE10 模的场表达式。（8 分）
（2）求波导内壁的电流分布。（7 分）
解：（1）场表达式 （8 分）
，
C I1 V2
I2 0 0
，
B V1 I2
V2 0
jX
D I1 I2
V2 0 1
第 3 页 共 6页
学院
姓名
学号
任课老师
选课号
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……
五、按要求在 SMITH 圆图上作图。（20 分）
1、在 SMITH 圆图上标出如下负载的位置（设传输线特征阻抗为 50Ω）（8 分）
）
3、共轭匹配时，反射系数不一定为零。 （ ○
）
4、传输线的特征阻抗与参考面的位置有关。 （
）
5、SMITH 阻抗圆图中，实轴对应的阻抗是纯电阻。 （ ○
）
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学院
姓名
学号
任课老师
选课号
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……
三、求如图所示的电路的输入阻抗和输入反射系数。（15 分）