微波技术与天线考试复习重点含答案
微波技术与天线试卷和答案B

微波技术与天线试卷B一、填空题(每空2分,共40分)1.长线和短线的区别在于:前者为 参数电路,后者为 参数电路。
2.均匀无耗传输线工作状态分三种:(1) (2) (3) 。
3.当传输线的负载为纯电阻R L >Z 0时,第一个电压波腹点在 ;当负载为感性阻抗时,第一个电压波腹点距终端的距离在 范围内。
4. 微波传输系统的阻抗匹配分为两种: 和 。
阻抗匹配的方法中最基本的是采用和 作为匹配网络。
5. 表征微波网络的参量有: ; ; ; ; 。
6. 微波谐振器有别于传统谐振器在于它的 特性。
频率大于300MHz 一般就需要使用微波谐振器,这是由于 使得 等原因。
微波谐振器常见有 和 等类型。
1.分布、集中。
2.行波状态、驻波状态、行驻波状态。
3. 终端、0/4z λ<<4.共扼匹配、无反射匹配、/4λ阻抗匹配器、枝节匹配器 5.阻抗参量;导纳参数、转移参数、散射参数、传输参数。
6.高频率时Q 值高的;高于300MHz 时,传统LC 回路欧姆损耗、介质损耗、辐射损耗增大; Q 值降低; 传输线型;金属波导型二、(20分)长度为3λ/4,特性阻抗为600Ω的双导线,端接负载阻抗300Ω;其输入端电压为600V 。
试画出沿线电压、电流和阻抗的振幅分布图,并求其最大值和最小值。
解答:L Z Z Z Z L L +-=Γ =-1/3=1/3exp(j π) (2分)V V V e e V V e e V d V L L j j L d j L d j L L 450600)3/4()311()4/3()||1()()3(2/3)2(-==-=+=∴Γ+=++-+-Φ+πππββλ (4分)|)(/)(||)(|)]/2cos(3/29/10[450)]2cos(||2||1[|||)(|)]/2cos(3/29/10[450)]2cos(||2||1[|||)(|2/12/122/12/12d I d V d Z d d V d I d d V d V in L L L L L L L L =+=-ΦΓ-Γ+=-=-ΦΓ+Γ+=++λπβλπβ (2分)振幅|V(d)|、|I(d)|、|Zin(d)|随d 的变化图 (4分)(2分) (2分) (2分)(2分)三、计算题(要求写清必要步骤)(共20分,每小题10分)1. 一无耗传输线特性阻抗Ω=500Z ,长度为cm 10,MHz f 800=,假如输入阻抗Ω=60j Z in (1)求出负载阻抗L Z ;(2)为了替代L Z 需用多长的终端短路传输线?(1) 解:2.15060~j j Z in == (2分)cm 5.371080010368=⨯⨯=λ 267.05.3710==λl (2分) 所以,在阻抗圆图中以2.1j 点向负载方向沿等反射系数圆旋转267.0波长数到l Z ~点,Ω==Ω===Γ-==Γ-==Γ+==Γ+=++++300|)(|/|)(||)(|1200|)(|/|)(||)(|5.0|]|1[|||)(|300|]|1[|||)(|1|]|1[|||)(|600|]|1[|||)(|max min min min max max 0min min 0max max d I d V d Z d I d V d Z AZ V d I V V d V AZ V d I VV d V in in L L L L L L L L得到07.1~j Z l -=,故Ω5.535007.1j j Z l -=⨯-=。
微波技术考试试题及答案

微波技术考试试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 微波是指频率范围在()的电磁波。
A. 30MHz-300GHzB. 300MHz-3GHzC. 3GHz-30GHzD. 300GHz-3THz答案:C2. 微波传输损耗主要取决于()。
A. 传输距离B. 天气条件C. 传输介质D. 发射功率答案:B3. 微波天线的主要参数不包括()。
A. 增益B. 波束宽度C. 极化方式D. 频率范围答案:D4. 微波中继站的主要作用是()。
A. 放大信号C. 滤波信号D. 调制信号答案:A5. 微波通信系统中,()用于将微波信号转换为电信号。
A. 发射机B. 接收机C. 天线D. 调制器答案:B6. 微波通信的特点是()。
A. 传输距离远B. 传输速率高C. 抗干扰能力强D. 以上都是答案:D7. 微波天线的极化方式主要有()。
A. 垂直极化和水平极化B. 圆极化和椭圆极化C. 线性极化和圆极化D. 线性极化和椭圆极化答案:C8. 微波中继器的主要功能是()。
B. 转换信号C. 滤波信号D. 调制信号答案:A9. 微波通信系统通常采用的调制方式是()。
A. 调频B. 调幅C. 调相D. 调脉冲答案:A10. 微波传输损耗与()成正比。
A. 传输距离B. 频率的平方C. 天气条件D. 发射功率答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 微波是指频率范围在 GHz至 GHz的电磁波。
答案:3;302. 微波传输损耗主要取决于天气条件,其中对损耗影响最大。
答案:雨衰3. 微波天线的主要参数包括增益、波束宽度、极化方式和。
答案:馈电网络4. 微波中继站的主要作用是放大信号,以克服损耗。
答案:传输5. 微波通信系统中,接收机用于将微波信号转换为。
答案:电信号6. 微波通信的特点是传输距离远、传输速率高和。
答案:抗干扰能力强7. 微波天线的极化方式主要有线性极化和。
答案:圆极化8. 微波中继器的主要功能是放大信号,以克服损耗。
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。
(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~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 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。
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。
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/cmB 1=ωC 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''-'=+()()2201j z j z i r I z U e U e Z ββ''-'=- 将 2223320,2,42i r U V U V z πβλπλ'===⋅= 代入 33223420220218j j z Ueej j j V ππλ-'==+=-+=-()3412020.11200z Ij j j A λ'==--=- ()()()34,18cos 2j te 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''==()()()212321100j j z z U z e U z e πβ''-''== ()()()()611100,100cos 6jU z e V u z t t V ππω'=⎛⎫=+ ⎪⎝⎭1-7 解:210.20.2130j L e ccm fπρρλ-Γ=-=-==Γ+==由 011L L L Z Z +Γ=-Γ 得 0110.2100150110.2L LL Z Z -Γ+===Ω+Γ- 由 ()()()22max 0.20.2j z j z L z e e z πββ-'-''Γ=Γ==Γ= 得 max1max120,7.54z z cm λπβ''-===1-8 解: (a) ()(),1in in Z z z ''=∞Γ= (b) ()()0100,0in in Z z Z z ''==ΩΓ= (c) ()()00012200,3in in in in Z Z Z z Z z Z Z -''==ΩΓ==+(d) ()()02200,1/3in in Z z Z z ''==ΩΓ= 1-9 解: 1 1.21.510.8ρ+Γ===-Γ 0max 0min 75,33Z Z Z Z ρρ==Ω==Ω1-10 解: min2min124z z cm λ''=-= min1120.2,0.514L z ρππβρλ-'Γ===⨯=+min1min120.2j z z L e β'-'Γ=-=Γ ∴2420.20.2j jL eeππ⨯-Γ=-=1-11 解: 短路线输入阻抗 0in Z jZ tg l β= 开路线输入阻抗 0in Z jZ ctg l β=- a) 00252063in Z jZ tgjZ tgj πλπλ=⨯=Ω b) 002252033in Z jZ tg jZ tg j πλπλ=⨯=-Ωc) 0173.23in Z jZ ctgj π=-=-Ω d) 02173.23in Z jZ ctg j π=-=Ω1-12 解: 29.7502050100740.6215010013o j L L L Z Z j j e Z Z j -++Γ=Γ====++1-13 解: 表1-41-17 解: 1350.7oj L e Γ= 1-18 解: minmax0.6U K U ==min143.2o z β'= 用公式求min1min10min1min111L j tg z K jtg z Z Z Z jtg z jKtg z ρββρββ''--==''-- 0.643.25042.8522.810.643.2oojtg j j tg -==-Ω-⨯ 用圆图求 ()42.522.5L Z j =-Ω短路分支线的接入位置 d=0.016λ时()0.516B =- 最短分支线长度为 l=0.174λ()0.516B =- 1-19 解: 302.6 1.4,0.3,0.30.16100L L lZ j Y j λ=-===+ 由圆图求得 0.360.48in Z j =+1824in Z j =+Ω1.01 1.31in Y j =-()0.020.026in Y j S =- 1-20 解: 12L Y j =+0.5jB j =()()()()0.150.6 1.460.150.60.960.20.320.380.2 1.31 1.54in in in in Y j Y jB j Y j Z j λλλλ=-+=-=+=-∴6577in Z j =-Ω 1-21 解: 11 2.5 2.50.20.2L L Y j j Z ===+- 并联支节输入导纳 min 2.5B ctg l β=-=-min 0.061l λ=此时 1/2.5L Z '=500/2.5200LZ '==Ω(纯电阻) 变换段特性阻抗316Z '===Ω 1-22 解: 1/0.851.34308.66o o L arctg ϕ=-=-=由 max120L z ϕβ'=-= 得 max10.43z λ'= 由 min12L z ϕβπ''=-=- 得 min10.1804L z ϕπλλπ+'== 1-23 解: 原电路的等效电路为由 1in Z j '+= 得 1in Z j '=- 向负载方向等效(沿等Γ图)0.25电长度 得 1in in Z Z ''='则 in in Y Z '''=由in in in Y Y j Z ''''''=+= 得 12in in Y Z j j ''''=-=- 由负载方向等效0.125电长度(沿等Γ图)得12L Y j =+0.20.4L Z j =-1-24 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。
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 Zπβλ8.02131)2.0(j z j e e --=Γ=Γ31)5.0(=Γλ (二分之一波长重复性)31)25.0(-=ΓλΩ-∠=++= 79.2343.29tan tan )2.0(10010ljZ Z ljZ Z Z Z in ββλΩ==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abZ r ln 600ε= 则空气同轴线Ω==9.65ln 600abZ 当25.2=r ε时,Ω==9.43ln600abZ rε 当MHz f 300=时的波长:m f c rp 67.0==ελ1.3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1min l ,试证明此时的终端负载应为1min 1min 01tan tan 1l j l j Z Z βρβρ--⨯=证明:1min 1min 010)(1min 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 βρβρρββ--⨯=∴=++⨯=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 fr2cg ==ελ因而,传输线的实际长度为:m l g5.04==λ终端反射系数为: 961.0514901011≈-=+-=ΓZ R Z R输入反射系数为: 961.0514921==Γ=Γ-lj in eβ 根据传输线的4λ的阻抗变换性,输入端的阻抗为:Ω==2500120R ZZ in1.5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。
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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。
,传输常数•,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Z0、R jWL,它仅由自身的分布参数决定而与负载及信号源无关;2)0Y G jwC传输常数j是描述传输线上导行波的衰减和相移的参数,其中,和分别称为衰减常数和相移常数,其一般的表达式为.(R jwL)(G jwC);3)传输线上电压、电Vp —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;4)传输线上电磁波的波长与自由空间波长0的关系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,ZMZ) Z o Zl jZ0tan ZZ0 jZ 1 tan z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(z) 乞Ze j2 z | i|j( 2 z)乙Z o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;当乙 Z o时,1=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:匚丄^1,驻波比的取值范围是1 ;当传输线上无反1 I i l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?16.负载获得最大输出功率时,负载与源阻抗间关系:Z in Z g17.史密斯圆图是求解均匀传输线有关 阻抗匹配 和 功率匹配 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 实部和虚部 的等值线 簇与 反射系数 的 幅和模角 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。
导纳圆图可以通过对 阻抗圆图 旋转180°得到。
阻抗 圆图的上半部分呈 感 性,下半部分呈 容 性。
Smith 圆图与实轴左边的交点为 短路 点,与横轴右边的交点为 开路 点。
Smith 圆图实轴上的点代表 纯电 阻点,左半轴上的点为电压波 节点,右半轴上的点为电压波 腹 点。
在传输 线上负载向电源方向移动时,对应在圆图上应 顺时针 旋转,反之在传输线上 电源向负载方向移动时,对应在圆图上应 逆时针 旋转。
18. TEM TE ft 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?答:1)TE 波,TM 波,TEM 波是属于电磁波的三种模式。
TE 波指电矢量与传播方向垂直,或者说传播方向上没有电矢量。
TM 波是指磁矢量与传播方向垂直。
TEM 波指电矢量和磁矢量都与传播方向垂直;2)k c 是与波导横截面尺寸、 形状及传输模式有关的一个参量,当相移常数B =0时,意味导波系统不再传播,亦称为截止 ,此时k c k ,故将k c 称为截止波数3) 矩形波导的主模是TE 10模;圆波导的主模是TE 11模;同轴线的主模是TEM 模;带 状线的主模是TEM 模;微带线的主模是准TEM 模。
19. 简述述矩形波导传输特性的主要参数定义:相移常数,截至波长,截至波数,波 导波长,相速度,TE 波和TM 波的波阻抗相移常数和截止波数:相移常数和截止波数人的关系是相速V p :电磁波的等相位面移动速度称为相速,即V p1) 2)波阻抗:某个波形的横向电场和横向磁场之比,即Z H t3) 波导波长g :导行波的波长称为波导波长,它与波数的关系式为2kJ k :/k2—24)E t20.导波系统中截止波长、工作波长和波导波长的区别答:导行波的波长称为波导波长,用入g表示,它与波数的关系式为2 2 1g k J k;/k2其中,2 /k为工作波长。
21.为什么空心的金属波导内不能传播 TEM波?答:空心金属波导内不能存在TEM波。
这是因为:如果内部存在TEM波,则要求磁场完全在波导的横截面内,而且是闭合曲线。
有麦克斯韦第一方程可知,闭合曲线上磁场的积分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,故必要求有传播方向的位移电流,由位移电流的定义式可知,要求一定有电场存在,显然这个结论与TEM波的定义相矛盾,所以,规则金属内不能传输TEM波。
22.圆波导中的主模为 TE11模,轴对称模为 TM oi模,低损耗模为TE oi模。
23.说明圆波导中TE01模为什么具有低损耗特性。
答:TE oi模磁场只有径向和轴向分量,故波导管壁电流无纵向分量,只有周向电流。
因此当传输功率一定时,随着频率升高,管壁的热损耗将单调下降,故其损耗相对其它模式来说是低的,故可将工作在TE oi模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。
24.什么叫模式简并现象?矩形波的和圆波导的模式简并有何异同?答:波导中的电磁波是各种TM mn模和TE mn模的各种线性组合,m为X方向变化的半周期数,n是y方向变化的半周期数;如果当两个模式TM mn和TE mn的截止波长相等时,也就说明这两种模式在矩形波导里出现的可能性相同,这种现象就叫做简并。
25.解释圆波导中的模式简并和极化简并26.为什么一般矩形(主模工作条件下)测量线探针开槽开在波导宽壁的中心线上?27.带状线传输主模TEM模时,必须抑制高次模 TE 模和 TM模微带线的高次模有波导模式和表面波模式。
28.微带线的特性阻抗随着 w/h的增大而减小。
相同尺寸的条件下, 特性阻抗越小。
29.微波网络基础中,如何将波导管等效成平行传输线的?30.列出微波等效电路网络常用有 5种等效电路的矩阵表示,并说明矩阵中的参数是如何测量得到的。
31.S参数如何测量。
32.二端口网络的S参数(S11,S12,S21,S22)的物理意义。
33.多口网络S矩阵的性质:网络互易有S T S,网络无耗有S S I ,网络对称时有S ii S jj。
34.阻抗匹配元器件的定义,作用,并举例说明有哪些阻抗匹配元件。
0 e35.写出理想的双口元件的S矩阵,理想衰减器的S = 0l e,理想相移e 0,理想隔离器S=°36.功率分配元器件的定义,并举例说明有哪些?答:将一路微波功率按比例分成几路的元件称为功率分配元件,主要包括定向耦合器、功率分配器以及各种微波分支器件。
37.简述双分支定向耦合器的工作原理,并写出3dB双分支定向耦合器的[S]矩阵答:假设输入电压信号从端口“①”经A 点输入,则到的 D 点的信号有两路,一路由分支线直达,其波行程为入g /4,另一路由 ATBTCTD ,波行程为3入g /4,;故两条路径到达的 波行程差为入g /2,相应的相位差为n,即相位相反。
因此若选择合适的特性阻抗,使到达 的两路信号的振幅相等,则端口“④”处的两路信号相互抵消,从而实现隔离。
同样由A T C 的两路信号为同相信号,故在端口“③”有耦合输出信号,即端口 “③” 为耦合端。
耦合端输出信号的大小同样取决于各线的特性阻抗。
10 jj 0 1 0 01[S]•、 1 0 0 j0 1 j 038.简述天线的定义和功能 答:用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。
基本功能:1)天线应能将导波能量尽可能多地转变成电磁波能量; 天线有适当的极化。
4)天线应有足够的工作频带。
39. 简述天线近场区和远场区的特点① 在近区,电场E 和E r 与静电场问题中的电偶极子的电场相似 问题中的电流元的磁场相似,所以近区场称为准静态场。
② 由于场强与1/r 的高次方成正比,所以近区场随距离的增大而迅速减小 ,即离天线较远时,可认为近区场近似为零。
③ 电场与磁场相位相差 90°,说明玻印廷矢量为虚数 ,也就是说,电磁能量在场源和场之间来回振荡,没有能量向外辐射,所以近区场又称为感应场。
2)天线具有方向性;3)答:近区场:E r.IIj 772 c o s ,.IIj 772 . sinIl . 2 sin 4 r 2,磁场H 和恒定电流场j^sin e jkr, H j 丄 sin e jkr远区场:E2r①在远场,电基本振子的场只有E和H 两个分量,它们在空间上相互垂直,在时间上同1 *相位,所以其玻印亭矢量S -E H是实数,且指向r方向。
这说明电基本振子的远区场2是一个沿着径向向外传播的横电磁波,故远区场又称辐射场。
E 1~0②°120 是一个常数,即等于媒质的本征阻抗,因而远场区具有与平H V °行波相同的特性。
③辐射场的强度与距离成反比,随着距离的增大,辐射场减小。
这是因为辐射场是以球面波的形式向外扩散的,当距离增大时,辐射能量分布到更大的球面面积上。
④在不同的方向上,辐射强度不相等。
这说明电基本振子的辐射是有方向性的。
40.天线的电参数有哪些?答:天线的电参数有:主瓣宽度、旁瓣电平、前后比、方向系数41.电基本振子的归一化方向函数 F , = sin 方向系数 D=15,辐射电阻R =80(丄)2,3dB波瓣宽度 2 0.5= 90°.42.解释天线的方向图,以及E面和H面?答:如果将作为空间角度q和f函数的天线方向性函数以图形的形式表示出来,则称为方向图或方向性图。