2014年電子科技大學研究生試卷微波工程基礎 正式帶答案

1、 電子科技大學研究生試卷 （考試時間： 9:00 至11：00點 ，共 2小時） 效 2.5 段兆云、岳玲娜 學時 50 學分 課程名稱微波工程基礎 教師 考核日期 2014 年 1 月 6 日 成績教學方式 課堂教學 無 （學生填寫）考核方式： 32分）分， 共（每空格一、 填空題：1 題TE）1（波，它的相速與光速的關系是回旋管高頻結構中的工作模式一般為 n0 院cv?的關O型行波管中，電磁波的相速在與光速波；稱為 快 p 學 22?答c?v?cvk?的相速與光速的關系(TEM)橫電磁波系是這時， ，； pp 系統(tǒng)中才能傳播。 雙導體或多導體 這種波在 個倍 3 2GHz-16 GHz,

2、其帶寬為（2）一個微波放大器的工作范圍為 內 100 0dBm則輸出功率為頻程其增益為50dB,若輸入功率為。，；W 效應，而利 法拉第旋轉（3）縱向磁場鐵氧體微波元件利用的是鐵氧體的 名 _效應做成的微波元件則稱為橫向磁場鐵氧體微波元件。_用場移以 姓 4）普通電子管應用到微波頻率時，將不能正常工作，其主要的限制是：（ 。 ， 振蕩系統(tǒng)的限制 電子渡越時間的限制 線? 數(shù)，稱為相位常數(shù)（5）波的傳播條件是 ，這時是虛f_?_f c ? . 是實 數(shù)，衰減常數(shù)稱為波的截至條件是，這時 ?_? c 封 1l?，工作磁場為3.9T，（6）當回旋管工作在基模時要獲得140GHz的電磁輻射，） 5l?

3、；如果維持原來的磁場，則工作頻率變?yōu)?.78 T時，則所工作磁場為若 。700 GHz號 學密ZZ?20j? （7）特性阻抗為50的均勻傳輸線終端接負載,50為,20時，傳Lc 等三種傳輸狀態(tài)。 行駐波純行波純駐波輸線上分別形成 （）返波管中反饋回路是由慢波線和 8形成。電子注（9）微波管電子光學系統(tǒng)包括 電子槍 ，聚焦系統(tǒng) ，收集級 。 （10）熱陰極按照材料不同可分為 純金屬陰極 ， 薄膜陰極 ， 氧化物陰極 ，和 儲備式陰極 四種類型。 問答題 二、TE模式的過模圓波導，副波導為傳播TE10）一個由主波導為傳播基模的矩（101形波導組成的定向耦合器，請問如圖1給出的結構形式是否正確，為什

4、么？ （10分） 答：可以耦合(或者回答結構正確)（3分）。矩形波導中磁場為x向和z向，恰好和圓波導中磁場的分布一致，滿足存在同方向的磁場切向分量條件,磁耦合存在（3分）；另外，雖然矩形波導中存在平行于窄邊的電場(y向)，圓波導TE模01只存在角向電場分量，二者在耦合孔處附近方向一致，但對于小孔來講卻不是法向電場分量,且在矩形波導窄邊電場幅值為零，故電耦合不存在（3分）。根據(jù)小孔耦合理論，圓波導TE模可以在矩形波導中激勵起TE模（1分）。 1001 （2）在圖2所示的圓波導模式分布圖上，標出截止區(qū)和單模傳輸區(qū)，并根據(jù)圖寫TE模的單模傳輸條件。另外，雖然圓波導在模式圖上存在單模傳輸區(qū)，但實出11

5、際上并不能做到真正的單模傳輸，為什么？（8分） 2圖 圖畫正確 （3分） ?R?3.41R2.62?0.38?0.29R （2或者 單模條件： 分） c 原因：容易產(chǎn)生極化簡并模式 （3分） ac，,b各代表什么類型的電磁波？各所示的布里淵圖中，指出曲線33（）在圖有什么樣的色散特性？ （10分） 3圖a與b為前向波；（2分） c為返波；（2分） a為無色散波；（2分） b為正色散波；（2分） c為負色散波（2分） （4）“M”型管和“O”型管在電子與高頻場能量交換的特點上有什么不同？（10分） 相位聚焦與電子的速度調制一樣，都使電子群聚，由于在角向的同步速度基本BV，不變，因而相位聚焦與速度

6、調制不完全相同。相位聚焦改變漂移速度，它與aTWTV（加速電壓）。而高頻場都改有關。它不同于中電子運動速度，它直接取決于a變電子速度，前者改變漂移速度，后者改變運動速度。（5分） magnetron中，電子不是一次性將位能全部轉化為動能，而是每一次輪擺加在速一次，失去一部分位能，經(jīng)過多次輪擺，逐步失去位能轉化為動能，并交給高頻場。由于每次得到的速度不大，因而需要的同步速度不大（注：不嚴格還有磁場作TWT，一次加速速度大，同步速度也大。（5，不像用）分） mm7mm3的同軸線，為了固定內外導，內導體直徑為（5）有一個外導體直徑為?2.2?介質環(huán)的外，體的位置而引入一個介質支撐環(huán)，設介質環(huán)的相對介

7、電常數(shù)rmm7，試求介質環(huán)處同軸線內導體的直徑（即介質環(huán)的內徑）應為多少直徑亦為 12才能達到阻抗匹配？（分） 即只要使有介質支撐環(huán)一段同軸線的特性阻抗與沒有介質支撐環(huán)的同軸線解：要達到阻抗匹配， 2分）本身的特性阻抗相同就可以了。 （ 沒有介質支撐環(huán)的同軸線本身的特性阻抗為771?ln?60ln?Z? 分）4 （ec?323?假定介質支撐環(huán)內導體直徑為a， 607?lnZ? （4分） 0a?r?Z?Za?2(mm)到以得。求匹達，且要到阻抗配的要 們，我可=2.2由0cr(2分) （6）在速調管時空圖（圖4）上指出：（1）哪幾號電子不受高頻場影響，速度不變？哪幾號電子受高頻場加速？哪幾號電子

8、受高頻場減速？（2）在橫坐標上畫出高頻電場波形。（8分） 圖4 （1） 不受高頻場影響；（2分）1.5.9 （2分）2.3.4.10受高頻場減速； （2分）6.7.8受高頻場加速； （2） 2分）（ 10分）三、計算題（?75?Z，3GHz的信號，已知其特性阻抗一空氣介質無耗傳輸線上傳輸頻率為0?150Z? 終端接有的負載。求：L?線上駐波比 ；沿線電壓反射系數(shù) )?(z ；)(lZ和電壓反射系數(shù)距離終端處的輸入阻抗 )l?(12.5cml? 。inZ?Z150?7510L? 解（：2分） 2Z?Z150?7530L 1?1?1 32? （2分） 2? 1?1?12 31?j2zz?j2? （2分）ee?(z)? 23?ZljZtan?0LZZ?l)( 輸入