微波复习题.doc

1、一、填空1、充有 介质的无耗同轴传输线，其内、外导体直径分别为25.r，传输线上的特性阻抗 。（同轴线的单位分布电mba7,2 _0Z容和单位分布电感分别 )7012014,F85.,ln2l mabLC和 H2、 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）。4、 已知某天线在E平面上的方向函数为 ，其半功率波瓣宽度4sinF。_25.0二、判断1、无耗传输线只有终端开路和终端短路两种情况下才能形成纯驻波状态

2、。（ ）2、由于沿smith圆图转一圈对应 ， 变换等效于在图上旋转180，它也等效于通过24圆图的中心求给定阻抗（或导纳）点的镜像，从而得出对应的导纳（或阻抗）。（ ）4、当终端负载阻抗与所接传输线特性阻抗匹配时，则负载能得到信源的最大功率。（ ）5、微带线在任何频率下都传输准TEM波。（ ）6、导行波截止波数的平方即 一定大于或等于零。（ ）2ck7、互易的微波网络必具有网络对称性。（ ）9、天线的辐射功率越大，其辐射能力越强。（ ）10、二端口转移参量都是有单位的参量，都可以表示明确的物理意义。（ ）三、简答题（共19分）1、提高单级天线效率的方法？（4分）（）提高天线的辐射电阻（）降低

3、损耗电阻。2、在波导激励中常用哪三种激励方式？（6分）（1）电激励；（2）磁激励：（3）电流激励。3、从接受角度来讲，对天线的方向性有哪些要求？(9 分)（1） 主瓣宽度尽可能窄，以抑制干扰；（2） 旁瓣电平尽可能低；（3） 天线方向图中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，而且当干扰方向变化时，零点方向也随之改变； 四、计算题（41分）1、矩形波导BJ-26的横截面尺寸为 ，工作频率为3GHz，在终端接2.4386amb负载时测得行波系数为0.333，第一个电场波腹点距负载6cm，今用螺钉匹配。回答以下问题。（1）波导中分别能传输哪些模式？（6分）（2）计算这些模式相对应的

4、 及 。 （9分）p,g解：（1）利用矩形波导的截止波长的计算公式，计算各波型的截止波长；然后由传输条件 来判断波导中可能存在的波形。c2、设双端口网络 已知，终端接有负载 ,如图所示，求输入端反射系数。 （8分）S1Z3、设矩形波导宽边 ，工作频率 ，用 阻抗变换器匹配一段空气cm5.2aGHzf104g波导和一段 的波导，如图所示，求匹配介质的相对介电常数 及变换器长度。6.r r（8分）4、在一个均匀无耗传输线上传输频率为3GHz的信号，已知其特性阻 ，终端接10z的负载，试求：1075jZl（1）传输线上的驻波系数 ；（5分） （2）离终端 处的反射系数；（5分）cm答案一、 填空1、

5、50 2、强 3、 垂直 相同EH4、 5、馈源 轴 方向08一、填空题（每题 2 分，共 20 分）1、 微波传输线大致可分为三种类型：双导体传输线、波导和介质传输线。2、 无耗传输线的阻抗具有 /2 重复性和 /4 阻抗变换特性 两个重要性质。3、 共轭匹配的定义为：当 时，负载能得到最大功率值 。*ginZ gEPR412max4、 高波导的宽边尺寸 a 与窄边尺寸 b 之间的关系为 ba/2.5、 建立在等效电压、等效电流和等效特性阻抗基础上的传输线称为等效传输线。6、 极化方式主要有椭圆极化、圆极化和线极化三种方式。7、 横向尺寸远小于纵向尺寸并小于波长的细长结构的天线称为线天线。8

6、、 在无线电波传输过程中，产生失真的原因主要有媒质的色散效应和随机多径传输效应。二、判断题（每题 1 分，共 10 分）1、TE 波和 TM 波的最低次模分别为 和 （错）1TE10M2、将 而 的波称为 TE 波 （错）0zEzH4、辐射电阻越大，有效长度越短，天线的辐射能力越强 （错）5、天线通信的最佳功率 （对）max85.0ffopt6、智能天线技术使得空分多址（SDMA）成为可能 （对）7、若无耗线处于行波状态时，则终端反射系数为 ，且 （错）10Zin8、相速度可以用来表示波能量的传输速度 （错）9、多径效应造成了天线系统传输过程中信号的衰落 （对）10、天线接收的功率可分为三个部

7、分：接收天线的再辐射功率、负载吸收的功率和媒质的损耗功率。 （对）三、简答题（每题 6 分，共 24 分）1、微波的特点有哪些？答：（1）似光性 （2）穿透性 （3）款频带特性 （4）热效应特性 （5）散射特性 （6）抗低频干扰特性3、从接受角度来讲，对天线的方向性有哪些要求？（4） 主瓣宽度尽可能窄，以抑制干扰；（5） 旁瓣电平尽可能低；（6） 天线方向图中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，而且当干扰方向变化时，零点方向也随之改变； 4、为什么规则金属波导内不能传播 TEM 波？答：如果存在 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

8、程知，闭合曲线上磁场的积分应等于曲线相交链的电流，由于空心金属波导中不存在传播方向上的传导电流，故必须要求有传播方向的位移电流。由 ，tDJd知传播方向有电场存在，而与 TEM 波的定义相矛盾。四、 计算题（共 36 分）1、一根 75 均匀无耗传输线，终端接有负载 ，欲使线上电压11jXRZ驻波比为 ，则负载的实部 和虚部 应满足什么关系？(6 分)31R1X解：由驻波比 ，可得终端反射系数的模值应为5.01于是 将 代入上式，整理得负载的实部 和5.01Z7,011ZjXR1R虚部 应满足的关系式为X212105即负载的实部 和虚部 应在圆心为 、半径为 100 的圆上，上半圆的对应负载为

9、1RX,感抗，而下半圆的对应负载为容抗。2、设某矩形波导的尺寸为 试求工作频率在 3GHZ 时该波导能传输的模,4,8cmba式。 （8 分）解：由 得,3GHZffc1.0macTE6.210b801acTM0715.21可见，该波导在工作频率为 3GHZ 时只能传输 模。10E3、直立接地振子的高度 当工作波长 时，求此天线的有效高度及辐射,15mhm45电阻。若归于输入电流的损耗电阻为 5 ，求天线的效率。 （10 分）解：设天线上电流分布为zhkIzmsin根据有效高度的定义有zIdIhIheinsi00 d天线的有效高度为mkein 5.7tan2ta1在无限大理想导电地面上的单极天

10、线的辐射电阻的求法与自由空间对称振子的辐射电阻求法完全相同。但单极天线的镜像部分并不辐射功率，因此其辐射电阻为同样长度的自由空间对称振子辐射电阻的一半。根据上述分析和式 ，单极天线的辐射功率为sin15202FIPm dco所以单极天线的辐射电阻为 dR0 2cos15in153用 MATLAB 编程计算得9.可见，当天线高度 时，辐射电阻是很低的。h根据效率的定义有%5.81sin502.sin221 khR4、设某系统如图所示，双端口网络为无耗互易对称网络，在终端参考面 处接匹配负载，2T测得距参考面 距离 处为电压波节点，驻波系数为 1.5，试求该双端口网络的1Tgl25.0散射矩阵。

11、（12 分） S1l0Z1T2T0Z解:参考面的外反射系数 2.051gg1.42.0.1jejj于是 S网络对称，2.21j网络互易， 1S故， 可表示为：S2.0.12jj网络无耗，故 ,IS*即： 102.02.011*12jjJSj0.2.04*121jSj 978.2.978.jjS第一章 绪论1、 （2006）一般来说，微波是指频率为_到_的电磁波。第二章 传输线理论一、填空题1、 （2006 、2007、2009）波导中的电磁场模式为_；波导中不可能存在_模式。同轴线的主模为_，微带线的主模为_；2、 （2006 ）对于无耗传输线，线上任一点的反射系数模值与负载反射系数模值的关系

12、是_。3、 （2007 ）传输线与负载阻抗匹配，负载阻抗等于_ 。4、 （2007 ）特性阻抗为 的 TEM 传输线上传输行驻波，则相邻电压波腹与波节相距0Z_，相邻电压波节点相距_。5、 （2007 ）波导某电磁模式的截止波长为 ，则该模式的传输条件为工作波长 _c。c6、 （2006 、2007、2009）微带传输线介质基片一定（即 、 一定） ，导带宽度 W 越宽，rh微带线特性阻抗 _。0Z二、问答题1、 （2006、2007、 ）电路如图，均匀无耗线特性阻抗为 ，工作波长05Z，测得电压波幅 ，电压波节 ，电压波20cmmax10UVminUV节点距负载最近距离为 ；in.25Z求：

13、（1）负载阻抗 和负载吸收功率 （百分比）l lP（2 ）若用 阻抗变换进行匹配，求 阻抗变换器接入位置 d 和 阻抗变换器的特性444阻抗 。0Z d0 Z2g lZZlmin lZ0 0Z(2)(1)2、 （2006、2009）微波电路路如图所示，已知均匀无耗线特性阻抗为 ，负载阻05Z抗 0(1)lZj0.1(振 幅 值 )IA41Z0 ZgZ lABCD（1 ） =？时，AB 段传行波？lZ（2 ）指出 BC，CD 段的工作状态（行波、驻波、行驻波） ，并求出各段的电压驻波比， 。BCD（3 ） BC 段中电压波节点距负载求 （C 点）的最小距离lZmin?Z3、 （2006 ）空气煤质矩形波导尺寸为：宽边 ，窄边 。23am10b（1 ） 求此波导只传 波的工作频率范围；10TE（2 ）此波导只传 波时，在波导宽边中央测得两个相邻的电场强度波节点相距 ，2m求工作波长 ；4、 （ 2007）如图所示电路中 ，信源 ，源电动势为 ，05Z0gZ10(复 数 振 幅 值 )ev02LZ