微波技术与天线(重点)
微波技术与天线总复习题及其答案
微波技术与天线基础总复习题一、填空题1、微波是一般指频率从 至 范围内的电磁波，其相应的波长从 至 。
并划为 四个波段；从电子学和物理学的观点看，微波有 、 、 、 、 等重要特点。
2、无耗传输线上的三种工作状态分别为： 、 、 。
3、传输线几个重要的参数：（1） 波阻抗： ；介质的固有波阻抗为 。
（2） 特性阻抗： ，或 ，Z 0=++I U 其表达式为Z 0= ,是一个复数； 其倒数为传输线的 .（3） 输入阻抗（分布参数阻抗）： ,即Z in (d)= 。
传输线输入阻抗的特点是： a) b) c) d)（4） 传播常数：（5） 反射系数：（6） 驻波系数：（7） 无耗线在行波状态的条件是： ；工作在驻波状态的条件是： ；工作在行驻波状态的条件是： 。
4、负载获得最大输出功率时，负载Z 0与源阻抗Z g 间关系： 。
5、负载获得最大输出功率时，负载与源阻抗间关系： 。
6、史密斯圆图是求街均匀传输线有关 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 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 。
7、阻抗匹配是使微波电路或系统无反射运载行波或尽量接近行波的技术措施，阻抗匹配主要包括三个方面的问题，它们是：（1）；（2）；（3）。
8、矩形波导的的主模是模，导模传输条件是，其中截止频率为，TE10模矩形波导的等效阻抗为，矩形波导保证只传输主模的条件是。
9、矩形波导的管壁电流的特点是：（1）、（2）、（3）。
10、模式简并现象是指，主模也称基模，其定义是。
单模波导是指；多模传输是。
11、圆波导中的主模为，轴对称模为，低损耗模为。
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2πλβ==。
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 zββ+=+ 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。
大二上学期末微波技术与天线详细攻略
大二上学期末微波技术与天线详细攻略微波技术与天线是电子信息工程专业的一门重要课程，涉及到电磁波传播、微波器件和天线原理等内容。
针对这门课程，学生在复习备考时需要关注哪些重点知识？考试中又会涉及哪些难点？本文将从理论基础、重点内容以及备考技巧三个方面为大家详细介绍微波技术与天线课程的复习攻略。
一、理论基础1. 电磁波传播微波技术与天线课程首先涉及到电磁波的基本知识，包括电磁波的特性、传播规律、极化方式等内容。
在复习时，要重点掌握电磁波的数学描述以及在不同媒质中的传播特性，例如在导体、介质中的传播情况。
2. 微波器件微波技术涉及到多种微波器件的工作原理和应用，包括功分器、耦合器、滤波器等。
复习时，需要详细学习每种器件的结构特点、工作原理以及使用方法，理解其在微波系统中的作用。
3. 天线原理天线是微波通信系统中的重要组成部分，复习时需要掌握天线的辐射原理、增益计算、波束宽度等基本概念，并了解各种类型的天线的特点及应用场景。
二、重点内容1. S参数与矩阵表示法在微波技术中，S参数是描述微波器件传输特性的重要参数。
学生需要熟练掌握S参数的定义及其在微波电路中的应用，同时了解S参数的矩阵表示法，掌握其计算和应用技巧。
2. 驻波与功率传输学生需要深入理解驻波比的概念及其对微波系统性能的影响，同时需要掌握功率在传输线中的传输规律，包括功率的最大传输定理等内容。
3. 天线参数及增益计算天线的参数包括输入阻抗、辐射效率、增益等，复习时需要重点掌握这些参数的计算方法，并能够应用这些参数进行天线的设计和优化。
三、备考技巧1. 多做练习微波技术与天线是一门理论联系实际的课程，复习时建议多做相关练习题，巩固理论知识，并培养解决实际问题的能力。
2. 注重实践微波技术与天线课程需要结合实验进行理论知识的验证和应用，学生在复习备考时要注重实验过程中的关键环节和数据处理方法，能熟练操作相关仪器。
3. 多交流讨论学生在复习备考过程中，可以多与同学交流讨论，分享彼此的理解和总结，相互帮助，共同进步。
微波技术与天线复习知识要点
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~●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／22、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：Γz=|Γ1|e jΦ1-2βz= |Γ1|e jΦΦ1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;3.史密斯圆图：将上述的反射系数圆图、归一化电阻圆图和归一化电抗圆图画在一起,就构成了完整的阻抗圆图;4.基本思想：➢特征参数归一阻抗归一和电长度归一；➢以系统不变量|Γ|作为史密斯圆图的基底；➢把阻抗或导纳、驻波比关系套覆在|Γ|圆上;●回波损耗、功率分配等问题的分析✓回波损耗问题：1.定义为入射波功率与反射波功率之比通常以分贝来表示,即Lrz=10lgP in／Pr dB对于无耗传输线,ɑ=0,Lr与z无关,即Lrz=-20lg|Γ1| dB2.插入损耗：定义为入射波功率与传输功率之比3.|Γ1|越大,则| Lr |越小；|Γ1|越小,则| L in|越大;P21:有关回波损耗的例题例1-4✓功率分配问题：1.入射波功率、反射波功率和传输功率计算公式反映出了它们之间的分配关系;P192.传输线的传输效率：η=负载吸收功率／始端传输功率3.传输效率取决于传输线的损耗和终端匹配情况第二章规则金属波导●导波系统中的电磁波按纵向场分量的有无,可分为TE波、TM波和TEM波三种类型;知道概念➢TEM波：导行波既无纵向磁场有无纵向电场,只有横向电场和磁场,故称为横电磁波;E z=0而H z=0➢TM波E波：只有纵向电场,又称磁场纯横向波;E z≠0而H z=0➢TE波H波：只有纵向磁场,又称电场纯横向波;E z=0而H z≠0●导行条件：k c＜k时,f＞f c为导行波;●矩形波导、圆波导主要模式的特点及应用✧矩形波导：将由金属材料制成的、矩形截面的、内充空气的规则金属波导称为矩形波导;1)纵向场分量E z和H z不能同时为零,不存在TEM波;2)TE波：横向的电波,纵向场只有磁场;➢TE波的截止波数k c,➢矩形波导中可以存在无穷多种TE导模,用TE mn表示;➢最低次波形为TE10,截止频率最低;3)TM波➢TM11模是矩形波导TM波的最低次模,其他均为高次模;4)主模TE10的场分布及其工作特性➢主模的定义：在导行波中截止波长最长截止频率最低的导行模➢特点：场结构简单、稳定、频带宽和损耗小等;✧圆波导：若将同轴线的内导体抽走,则在一定条件下,由外导体所包围的圆形空间也能传输电磁能量,这就是圆形波导;➢应用：远距离通信、双极化馈线以及微波圆形谐振器等;➢圆形波导也只能传输TE和TM波形;➢主模TE11,截止波长最长,是圆波导中的最低次模;圆波导中TE11模的场分布与矩形波导的TE10模的场分布很相似,因此工程上容易通过矩形波导的横截面逐渐过渡变为圆波导;即构成方圆波导变换器;➢圆对称TM01模：圆波导的第一个高次模,由于它具有圆对称性故不存在极化简并模;因此常作为雷达天线与馈线的旋转关节中的工作模式;➢低损耗的TE01模：是圆波导的高次模式,它与TM11模是简并模;它是圆对称模,故无极化简并;当传输功率一定时,随着频率升高,管壁的热损耗将单调下降;故其损耗相对于其他模式来说是低的,故可将工作在此模式下的圆波导用于毫米波的远距离传输或制作高Q值的谐振腔;●熟悉模式简并概念及其区别1.矩形波导中的E-H简并：对相同的m和n,TE mn和TM mn模具有相同的截止波长或相同的截止频率;虽然它们的场分布不同,但是具有相同的传输特性;2.圆波导中有两种简并模：➢E-H简并：TE0n模和TM1n模的简并➢极化简并模：考虑到圆波导的轴对称性,因此场的极化方向具有不确定性,使导行波的场分布在φ方向存在cosmφ和sinmφ两种可能的分布,它们独立存在,相互正交,截止波长相同,构成同一导行模的极化简并模;●熟悉矩形波导壁电流分布及应用●波导激励的几种类型1.电激励2.磁激励3.电流激励●方圆波导转换器的作用圆波导中TE11模的场分布与矩形波导的TE10模的场分布很相似,因此工程上容易通过矩形波导的横截面逐渐过渡变为圆波导;即构成方圆波导变换器;第三章微波集成传输线●带状线、微带线的结构及特点1.带状线：➢是由同轴线演化而来的,即将同轴线的外导体对半分开后,再将两半外导体向左右展平,并将内导体制成扁平带线;➢主要传输的是TEM波;可存在高次模;➢用途：替代同轴线制作高性能的无源元件;➢特点：宽频带、高Q值、高隔离度➢缺点：不宜做有源微波电路;2.微带线：➢是由双导体传输线演化而来的,即将无限薄的导体板垂直插入双导体中间,再将导体圆柱变换成导体带,并在导体带之间加入介质材料,从而构成了微带线;微带线是半开放结构;➢工作模式：准TEM波●带状线、微带线特征参数的计算会查图➢带状线和微带线的传输特性参量主要有：特性阻抗Z0、衰减常数ɑ、相速v p和波导波长λg ●介质波导主模及其特点➢主模HE11模的优点：a)不具有截止波长；b)损耗较小；c)可直接由矩形波导的主模TE10激励;第四章微波网络基础●熟练掌握阻抗参量、导纳参量、转移参量、散射参量结合元件特性和传输参量的定义P84-P93➢阻抗矩阵Z➢导纳矩阵Y➢转移矩阵A➢散射矩阵S➢传输矩阵T●掌握微波网络思想在微波测量中的应用三点法的条件➢前提条件：令终端短路、开路和接匹配负载时,测得的输入端的反射系数分别为Γs,Γo和Γm,从而可以求出S11, S12, S22;第五章微波元器件●匹配负载螺钉调配器原理、失配负载；衰减器、移相器作用➢匹配负载作用：消除反射,提高传输效率,改善系统稳定性；➢螺钉调配器：螺钉是低功率微波装置中普遍采用的调谐和匹配原件,它是在波导宽边中央插入可调螺钉作为调配原件;螺钉深度不同等效为不同的电抗原件,使用时为了避免波导短路击穿,螺钉·都设计成为了容性,即螺钉旋入波导中的深度应小于3b/4b为波导窄边尺寸;➢失配负载：既吸收一部分微波功率又反射一部分微波功率,而且一般制成一定大小驻波的标准失配负载,主要用于微波测量;➢衰减器,移相器作用：改变导行系统中电磁波的幅度和相位；●了解定向耦合器的工作原理P106➢定向耦合器是一种具有定向传输特性的四端口元件,它是由耦合装置联系在一起的两对传输系统构成的;➢利用波程差;●熟练掌握线圆极化转换器的工作原理及作用●了解场移式隔离器的作用P122➢根据铁氧体对两个方向传输的波型产生的场移作用不同而制成的;●了解铁氧体环行器的分析及作用P123➢环行器是一种具有非互易特性的分支传输系统;第六章天线辐射与接收的基本理论第七章电波传播概论●天波通信、地波通信、视距波通信的概念1.天波通信：指自发射天线发出的电波在高空被电离层反射后到达接收点的传播方式,也成为电离层电波传播;主要用于中波和短波波段2.地波通信：无线电波沿地球表面传播的传播方式;主要用于长、中波波段和短波的低频段;3.视距波通信：指发射天线和接收天线处于相互能看见的视距距离内的传播方式;地面通信、卫星通信以及雷达等都可以采用这种传播方式;主要用于超短波和微波波段的电波传播●天线的作用●无线电波传输是产生失真的原因无线电波通过煤质除产生传输损耗外,还会使信号产生失真——振幅失真和相位失真两个原因：1.煤质的色散效应：色散效应是由于不同频率的无线电波在煤质中的传播速度有差别而引起的信号失真;2.随机多径传输效应：会引起信号畸变;因为无线电波在传输时通过两个以上不同长度的路径到达接收点;接收天线收到的信号是几个不同路径传来的电场强度之和;。
(完整版)微波技术与天线(重点)(可编辑修改word版)
微波：是电磁波中介于超短波与红外线之路中的电压和电流除了是时间的函数外,（频率最高）的波段，其频率范围从300Mhz分布参数电路的实际尺寸能和电路的工作(波长 Im)至 3000GHz (波长 0.1m) •微波的特性：1•似光性2•穿透性3•宽频带特对于分布参数电路市传输线理论对其进行集总参数.在一般的电路分析中，电路的所= [A 少'cos( t+ z)+ A € *CO8( t- z)]有参数，如阻抗、容抗.感抗都集中于空间 的各个点上，各个元件上，各点之间的信号特性阻抗：Z 尸曙# （无耗传输线这类电路所涉及电路元件的电磁过程都集中在元件内部进行。
用集总电路近似实位和电流都不相同。
这说明分布参数电间的波段，它属于无线电波中波长最短还是空间坐标的函数。
性4•热效应特性5•散射特性6•抗低频干扰 分析。
特性. 与低频区别：趋肤效应，辐射效应，长线 效应，分布参数。
微波传输线的三种类型：1•双导体传输线，2.均匀传输线方程（电报方程）： 竺卫=用D + L 些宀＞Qzdt E=Gfer ） + C 竺迪dzdt传输线瞬时电压电流：金属波导管3•介质传输线。
“(ZJ)=A [护"cos( t+ 2)+ A ^cos( t- z)是瞬间传递的，这种理想化的电路模型称为 R=G=0・)集总电路。
平行双导线（直径为d,间距为D ）:波长相比拟。
际电路是有条件的，这个条件定实际电路 同轴线（内外导体半径a,b ） ：Zo = #inL的尺寸要远小于电路工作时的电磁波长。
相移常数: 对于集总参数电路，由基尔霍夫定律唯输入阻抗:一地确定了电压电流。
分布参数:电路是指电路中同一瞬间相邻两点的电 反射系数:Z _^Z| + Zotan( z)E ° z(, + Zj tan( Z)Z| + Zo终端反射系数:r =Z L Z。
=|「I '"Z| + ZoRma 严 Z u //4阻抗变换性：任意距离为/4的两点处共轨阻抗匹配传输线上各点阻抗等于传输线特性阻抗。
微波技术与天线课程总结
1
《天线技术基础》要点
第二章 对称阵子 理解对称振子的概念、辐射场计算方法(叠加原理)； 电流分布公式与各种不同长度对称振子的电流分布图象； 方向性函数表达通式与各种不同长度对称振子的方向图、方向性系数和有效 长度； 随振子长度的逐渐增大，其方向性系数、旁瓣电平和半功率宽度如何变化； 熟悉天线的辐射场幅度与辐射功率、方向性系数及距离的关系； 输入阻抗的计算思路和随振子长度的变化曲线。
2
《天线技术基础》要点
第三章 阵列天线的方向性 二元阵的方向性函数与方向图(会描点绘图); 方向图相乘定理与应用； 均匀直线阵的方向性函数，会画阵因子的方向图，明确阵因子参数(半功率 宽度、零点位置，旁瓣电平等)的计算思路； 侧射阵、端射阵和斜射阵的实现条件、特性差异与原因； 可见区的概念、栅瓣抑制条件； 掌握地面影响的处理方法（镜像原理处理各种方向放置的单个与多个天线） 。
4 8
并联混和支节)。
6
《微波技术基础》要点
第三章 规则波导理论
TE10 模的场结构、管壁电流分布；
波导的单模传输条件、传输特性参数、等效阻抗； 波导中填充介质与否，波导的传输特性参数的计算。
7
《微波技术基础》要点
第四章 其它形式的微波传输线 同轴线、带状线、微带的特性阻抗随结构参数的变化规律； 同轴线、带状线：主模(高次模)、横截面场结构； 微带：主模(高次模)、横截面场结构，等效介电常数； 耦合线：等效电路、奇偶模方法、特性阻抗。
8
《微波技术基础》要点
第五章 微波谐振腔 为什么微波中不能用 LC 回路作为谐振器？ 微波谐振器与 LC 回路的异同点有哪些？ 品质因数的概念及公式； 传输线型谐振器，谐振波长的概念与计算。
9
《微波技术基础》要点
西电电院微波技术与天线重难点解析
重点解答1. 何谓长线的分布参数 ? 何谓均匀无耗长线 ?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电磁波的传播，故称其为分布参数，用1R 、1L 、1C 、1G 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。
当长线的分布参数在传输线上每一点均是常数、不随位置变动，且单位长度的分布电阻和分布电导均为零，则称该传输线为均匀无耗长线，或均匀无耗传输线。
2.何谓波导模式电压和模式电流 ? 写出波导TM 波和TE 波模式电压和模式电流的传输线方程。
答：对导行传输模式的求解还可采用横向分量的辅助标位函数法。
将横向电场或磁场用标位函数的梯度表示。
该标位函数可用纵向分布函数()U z 、()I z 及横向分布函数表示。
对应横向电场与横向磁场的纵向分布函数()U z 、()I z 具有电压与电流的量纲，故称其为对应导行模式的模式电压与模式电流。
其满足的传输线方程为()()()()22222200ββ+=+=d U z U z dz d I z I z dz无论TM 波还是TE 波，其模式电流、电压满足的传输线方程与长线方程一样。
但该方程不是由分布参数的等效电路获得，而是由Maxwell 方程得出，故称其为广义传输线方程。
3.何谓波导截止波长λc ？工作波长λ大于λc 或小于λc 时，电磁波的特性有何不同？答：导行波不能在导波系统中传输时所对应的最低频率称为截止频率，该频率所确定的波长称为截止波长当λλ≥c 时，波被截止，不能传播；当λλ<c 时，波可以传播1-26 理想波导传输TE 波和TM 波 , 传播常数γ什么情况下为实数α ? 什么情况下为虚数βj ? 这两种情况各有何特点 ?答：当>c k k 时，2220γ=->c k k ，γα=±，波被截止，为衰减波，无法传播。
微波技术与天线复习要点
第一章 学习知识要点1．微波的定义— 把波长从1米到0.1毫米范围内的电磁波称为微波。
微波波段对应的频率范围为: 300M Hz ～3000GHz 。
在整个电磁波谱中，微波处于普通无线电波与红外线之间，是频率最高的无线电波，它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽1000倍。
一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波和毫米波和亚毫米四个波段。
2．微波具有如下主要特点：1) 似光性；2) 穿透性；3) 宽频带特性与与信息性；4) 热效应特性；5）散射特性；6）非电离特性；7）抗低频干扰特性；8）视距传输特性；9）分布参数的不确定性；10）电磁兼容和电磁环境污染。
3．微波技术的主要应用：1) 在雷达上的应用；2) 在通讯方面的应用；3) 在科学研究方面的应用；4) 在生物医学方面的应用；5) 微波能的应用。
4.长线与短线长线：指几何长度L 与工作波长λ可相比拟的传输线，采用分布参数电路描述。
电长度满足L/λ≥0.05的传输线 称为长线。
短线：指几何长度L 与工作波长λ相比可以忽略的传输线，采用集总参数电路描述。
电长度满足L/λ＜0.05的传输线 称为短线。
5.传输线分类：双导体传输线；封闭金属波导；介质传输线。
6．微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科，它的基本理论是经典的电磁场理论，研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。
一种是“场”的分析方法，即从麦克斯韦方程出发，在特定边界条件下解电磁波动方程，求得场量的时空变化规律，分析电磁波沿线的各种传输特性；另一种是“路”的分析方法，即将传输线作为分布参数电路处理，用克希霍夫定律建立传输线方程，求得线上电压和电流的时空变化规律，分析电压和电流的各种传输特性。
第二章 学习知识要点1. 传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。
微波传输线是一种分布参数电路，线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数，它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
微波：是电磁波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（频率最高）的波段，其频率范围从300Mhz（波长1m）至3000GHz（波长0.1m）.微波的特性：1.似光性2.穿透性3.宽频带特性4.热效应特性5.散射特性6.抗低频干扰特性.与低频区别：趋肤效应，辐射效应，长线效应，分布参数。
微波传输线的三种类型:1.双导体传输线，2.金属波导管3.介质传输线。
集总参数：在一般的电路分析中,电路的所有参数,如阻抗、容抗、感抗都集中于空间的各个点上,各个元件上,各点之间的信号是瞬间传递的,这种理想化的电路模型称为集总电路。
这类电路所涉及电路元件的电磁过程都集中在元件内部进行。
用集总电路近似实际电路是有条件的，这个条件是实际电路的尺寸要远小于电路工作时的电磁波长。
对于集总参数电路，由基尔霍夫定律唯一地确定了电压电流。
分布参数：电路是指电路中同一瞬间相邻两点的电位和电流都不相同。
这说明分布参数电路中的电压和电流除了是时间的函数外，还是空间坐标的函数。
分布参数电路的实际尺寸能和电路的工作波长相比拟。
对于分布参数电路由传输线理论对其进行分析。
均匀传输线方程（电报方程）：tt ziLt zRizt zu∂∂+=∂∂),(),(),(，tt zuCt zGizt zi∂∂+=∂∂),(),(),(传输线瞬时电压电流：)cos()cos(),(21zteAzteAt zu zzβωβωαα-++=-+)]cos()cos([1),(21zteAzteAZt zi zzβωβωαα-++=-+特性阻抗:CjGLjRZωω++=(无耗传输线R=G=0.)平行双导线(直径为d,间距为D):dDZr2ln1200ε=同轴线（内外导体半径a,b）:abZrln600ε=相移常数：λπωβ2==LC输入阻抗：)tan()tan(110zZZzZZZZinββ++=反射系数：z jzj eeZZZZzββ--Γ=+-=Γ111)(终端反射系数:1||1111φjeZZZZΓ=+-=Γ输入阻抗与反射系数关系：)(1)(10z z Z Z in Γ-Γ+= 驻波比：||1||111Γ-Γ+=ρ；11||1+-=Γρρ 1. 行波状态沿线电压电流振幅不变，驻波比为1，终端反射系数0，传输线上各点阻抗等于传输线特性阻抗。
2. 驻波状态终端反射系数绝对值等于1z=[2n 4/λ,(2n+1)4/λ]等效为纯电感， z=[（2n-1）4/λ,2n 4/λ]等效为纯电容， 理想的开路线是在终端开口处接上4/λ短路线3. 行驻波状态 第一波节/腹点位置m in z （波节）=4/λ，m ax z （波腹）4/λ,负载为纯电阻m ax z （波腹）<4/λ,负载为感性m in z （波节）<4/λ,负载为容性波腹点位置：241max λφπλn z +=（n=0,1,2,…） ρ0max Z R =波节点位置：2)12(41minλφπλ±+=n z （n=0,1,2,…） ρ0max Z R =2/λ重复性：输入阻抗和反射系数每隔任意2/λ处相同。
4/λ阻抗变换性：任意距离为4/λ的两点处输入阻抗的乘积等于特性阻抗的平方。
阻抗匹配：负载阻抗匹配，源阻抗匹配，共轭阻抗匹配1. 4/λ阻抗变换器法120110101101)4/tan()4/tan(R Z R Z Z R Z Z in =++=βλβλ 若是复阻抗，需在负载与变换器之间加一段传输线l1，使变换器的终端变成纯电阻Rx 。
2.串联支节调配器1||110011φj e Z Z Z Z Γ=+-=Γ ||1||111Γ-Γ+=ρ； 11max 4φπλ=l 一组解：ρπλ1arctan 2'1=l ρρπλ1arctan 22-=l 1max '11l l l +=另一组解：)1arctan(2'1ρπλ-=l 1arctan242-+=ρρπλλl 1max '11l l l +=2.并联调配器1||110011φj e Z Z Z Z Γ=+-=Γ ||1||111Γ-Γ+=ρ； 4411min λφπλ±=l 一组解：ρπλ1arctan 2'1=l ρρπλλ--=1arctan 242l 1min '11l l l +=另一组解：ρπλ1arctan 2'1-=l ρρπλλ-+=1arctan 242l 1min '11l l l +=第二章波数：μεω=k 工作波长：k πλ2=λβ,,k ：222)(111122c c k k k λλλπβπ-=-=相速度：βων=p 群速：βωνd d g = 截止波数：22)()(bn a m k cmn ππ+= 截止波长：c cmn cTM cTE b n a m k mnmnλπλλ=+===22)()(22 波阻抗：221k k Z c TM -=εμ2211k k Z cTE -=εμ TE10模场的分布：)2cos()sin(10πβωππωμ--=z t x a H a E y )2cos()sin(10πβωππβ+-=z t x a H a H x)cos()cos(10z t x aH H z βωπ-=0===y z x H E E第三章 微波集成传输线1.带状线又称三板线，它由两块相距为b 的接地板与中间宽度为w 厚度为t 的矩形截面导体组成。
导带厚度为0时的特性阻抗：Ω+=b bZ er 441.0300ωεπ相速度：r p c εν= 波导波长：r g ελν0=2.微带线 特性阻抗：CZ p υ10=相速度：LCp 1=υ波导波长：r g ελν0=第三章 微波网络基础1.单口网络反射系数：1)2(1||)(z j e z βφ-Γ=Γ电压：)](1[)(1z A z U Γ+=电流：)](1[)(1z Z A z I eΓ-=输入阻抗：)(1)(1)(z z Z z Z e in Γ-Γ+= 归一化电流电压：Y I Z I i Y U Z U u /;/====2.双口网络阻抗矩阵[Z]:[U]=[Z][I]互易网络：2112Z Z =;对称网络：2211Z Z = 导纳矩阵[Y]：[I]=[Y][U]互易网络：2112Y Y =;对称网络： 2211Y Y = [Z]矩阵和[Y]矩阵关系：1][][-=Z Y转移矩阵[A]:]][[][2211I U D C B A I U -=互易网络：AD-BC=1;对称网络：A=D [A]矩阵级联：[A]=]]...[][][[321n A A A A 输入阻抗：DCZ BAZ Z in ++=11反射系数：)()()()(111111e e e e in DZ B Z CZ A DZ B Z CZ A +++-+-=Γ散射矩阵[S]: ]][[][212121121121a a S S S S b b = 互易网络：2112S S =;对称网络： 2211S S = S11:表示端口2匹配时，端口1的反射系数；S22:表示端口1匹配时，端口2的反射系数；S12:表示端口1匹配时，端口2到1的反向传输系数；S21:表示端口2匹配时，端口1到2的正向传输系数； [S]与[z]关系：11])[]])([[]([][])[]])([[]([][---+=+-=S I S I z I z I z S[S]与[y]关系：11])[]])([[]([][])[]])([[]([][--+-=+-=S I S I z y I y I S 传输矩阵[T]: ]][[][222121121111a b T T T T b a= [T]矩阵的级联：[T]=]]...[][][[321n T T T T [S]参数的测量： 令终端短路，开路，接匹配负载时输入端发射系数分别是m o s ΓΓΓ,,so sm o so m o s m m S S S Γ-ΓΓ+Γ-Γ=Γ-ΓΓ-ΓΓ-Γ=Γ=2))((2;2212113.多口网络散射矩阵[b]=[S][a]j i ij a b S /=名称 电路图 [A]矩阵 [S]矩阵 [T] 矩阵 备注串联阻抗]101[Z ]222222[z z z z z z ++++ ]212221[z z z z +--Z Zz =并联导纳]101[Y ]222222[yy y yy y +-+++- ]212221[yy y y +-- 0Y Yy =理想变压器]100[nn ]11121211[222222n n n n n nn n +-+++- ]21212121[2222nn n n n n n n +--+短截线]cossinsincos[θθθθZjjZ][θθjjee--][θθjjee-glλπθ2=第五章微波元器件终端负载元件：短路活塞，劈形吸收片（波导），锥形/梯形吸收体（同轴线），半圆形电阻（微带线）微波连接元件：法兰盘（波导），衰减元件，相移元件。
阻抗匹配元件：螺钉调配器，多阶梯阻抗变换器功率分配元器件：定向耦合器，功率分配器，波导分支器第六章天线辐射与接收基本理论天线：将来自发射机的导波能量转变为无线电波，或者将无线电波转换为导波能量，用来辐射和接收无线电波的装置。
天线的功能要求：1.天线应能将导波能量尽可能多的转变为电磁波能量。
2.天线应使电磁波尽可能集中在确定的方向上，或者对确定方向的来波最大限度的接收，即具有方向性。
3.天线应能发射或接收规定极化的电磁波，即天线有适当的极化。
4.天线应有足够的工作频带。
电基本振子：一段长度远小于工作波长，电流I振幅均匀分布，相位相同的直线电流元。
天线的电参数方向图，主瓣宽度，旁瓣电平，方向系数，天线效率，极化特性，频带宽度，输入阻抗。
按极化形式分类：线极化天线，圆极化天线，椭圆极化天线（圆极化和椭圆极化可以分为左旋和右旋）。
接收天线的方向性要求：1.主瓣宽度尽可能窄，以抑制干扰2.旁瓣电平尽可能低。
3.天线方向图最好能有一个或多个可控制的零点，以便将零点对准干扰方向。
第七章地磁波传播概论视距传播：发射天线和接收天线处于相互能看的见得视线距离内的传播方式，用于超短波和微波波段。
天波传播：自发射天线发出的电磁波在高空被电离层反射后到达接收点的传播方式，主要用于中波和短波波段。
地面波传播：无线电波沿地球表面传播的方式，用于长波，中波，短波的低频段。
散射传播（不均匀媒质传播）：电磁波在低空对流层或高空电离层下缘遇到不均匀的介质团时就会发生散射，散射波得一部分到达接收天线。
衰落现象吸收性衰落：由于传输媒质中电参数的变化，使得信号在媒质中的衰减发生相应的变化而引起的衰落。