微波技術(shù)與天線考試試卷

1、一、填空1、充有介質(zhì)的無耗同軸傳輸線，其內(nèi)、外導體直徑分別為，傳輸線上的特性阻抗。（同軸線的單位分布電容和單位分布電感分別)2、 匹配負載中的吸收片平行地放置在波導中電場最處，在電場作用下吸收片強烈吸收微波能量，使其反射變小。3、 平行z軸放置的電基本振子遠場區(qū)只有和 兩個分量，它們在空間上（選填：平行，垂直），在時間上（選填：同相，反相）。4、 已知某天線在E平面上的方向函數(shù)為，其半功率波瓣寬度。5、 旋轉(zhuǎn)拋物面天線由兩部分組成， 把高頻導波能量轉(zhuǎn)變成電磁波能量并投向拋物反射面，而拋物反射面將其投過來的球面波沿拋物面的向反射出去，從而獲得很強。二、判斷1、傳輸線可分為長線和短線，傳輸線長度為

2、3cm，當信號頻率為20GHz時，該傳輸線為短線。（ 錯）2、無耗傳輸線只有終端開路和終端短路兩種情況下才能形成純駐波狀態(tài)。（錯 ）3、由于沿smith圓圖轉(zhuǎn)一圈對應，變換等效于在圖上旋轉(zhuǎn)180°，它也等效于通過圓圖的中心求給定阻抗（或?qū)Ъ{）點的鏡像，從而得出對應的導納（或阻抗）。（ 對）4、當終端負載阻抗與所接傳輸線特性阻抗匹配時，則負載能得到信源的最大功率。（ 錯）5、微帶線在任何頻率下都傳輸準TEM波。（ 錯）6、導行波截止波數(shù)的平方即一定大于或等于零。（ 錯）7、互易的微波網(wǎng)絡必具有網(wǎng)絡對稱性。（錯）8、諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)和等效電導是微波諧振器的三個基本參量。（ 對）9、天線

3、的輻射功率越大，其輻射能力越強。（錯 ）10、二端口轉(zhuǎn)移參量都是有單位的參量，都可以表示明確的物理意義。（錯 ）三、簡答題（共19分）1、提高單級天線效率的方法？（4分）（1）提高天線的輻射電阻;（2）降低損耗電阻。2、在波導激勵中常用哪三種激勵方式？（6分）（1）電激勵；（2）磁激勵：（3）電流激勵。3、從接受角度來講，對天線的方向性有哪些要求？(9分)（1） 主瓣寬度盡可能窄，以抑制干擾；（2） 旁瓣電平盡可能低；（3） 天線方向圖中最好能有一個或多個可控制的零點，以便將零點對準干擾方向，而且當干擾方向變化時，零點方向也隨之改變； 四、計算題（41分）1、矩形波導BJ-26的橫截面尺寸為，

4、工作頻率為3GHz，在終端接負載時測得行波系數(shù)為0.333，第一個電場波腹點距負載6cm，今用螺釘匹配?；卮鹨韵聠栴}。（1）波導中分別能傳輸哪些模式？（6分）（2）計算這些模式相對應的及。（9分）解：（1）利用矩形波導的截止波長的計算公式，計算各波型的截止波長；然后由傳輸條件<來判斷波導中可能存在的波形。2、設(shè)雙端口網(wǎng)絡已知，終端接有負載,如圖所示，求輸入端反射系數(shù)。（8分）3、設(shè)矩形波導寬邊，工作頻率，用阻抗變換器匹配一段空氣波導和一段的波導，如圖所示，求匹配介質(zhì)的相對介電常數(shù)及變換器長度。（8分）4、在一個均勻無耗傳輸線上傳輸頻率為3GHz的信號，已知其特性阻，終端接的負載，試求：（

5、1）傳輸線上的駐波系數(shù)；（5分） （2）離終端處的反射系數(shù)；（5分）答案一、 填空1、50 2、強 3、 垂直 相同4、 5、饋源 軸 方向一、填空題（每題2分，共20分）1、 對于低于微波頻率的無線電波的分析，常用電路分析法；對于微波用場分析法來研究系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。2、 微波傳輸線大致可分為三種類型：雙導體傳輸線、波導和介質(zhì)傳輸線。3、 無耗傳輸線的阻抗具有/2重復性和/4阻抗變換特性兩個重要性質(zhì)。4、 共軛匹配的定義為：當時，負載能得到最大功率值。5、 高波導的寬邊尺寸a與窄邊尺寸b之間的關(guān)系為b>a/2.6、 微帶傳輸線的基本結(jié)構(gòu)有兩種形式：帶狀線和微帶線，其衰減主要是由導體損耗和介

6、質(zhì)損耗引起的。7、 建立在等效電壓、等效電流和等效特性阻抗基礎(chǔ)上的傳輸線稱為等效傳輸線。8、 極化方式主要有橢圓極化、圓極化和線極化三種方式。9、 橫向尺寸遠小于縱向尺寸并小于波長的細長結(jié)構(gòu)的天線稱為線天線。10、 在無線電波傳輸過程中，產(chǎn)生失真的原因主要有媒質(zhì)的色散效應和隨機多徑傳輸效應。二、判斷題（每題1分，共10分）1、TE波和TM波的最低次模分別為 和 （錯）2、將而的波稱為TE波 （錯）3、描述光纖傳輸特性主要是色散和損耗 （對）4、輻射電阻越大，有效長度越短，天線的輻射能力越強 （錯）5、天線通信的最佳功率 （對）6、智能天線技術(shù)使得空分多址（SDMA）成為可能 （對）7、若無耗線

7、處于行波狀態(tài)時，則終端反射系數(shù)為，且（錯）8、相速度可以用來表示波能量的傳輸速度 （錯）9、多徑效應造成了天線系統(tǒng)傳輸過程中信號的衰落 （對）10、天線接收的功率可分為三個部分：接收天線的再輻射功率、負載吸收的功率和媒質(zhì)的損耗功率。 （對）三、簡答題（每題6分，共24分）1、微波的特點有哪些？答：（1）似光性 （2）穿透性 （3）款頻帶特性 （4）熱效應特性 （5）散射特性 （6）抗低頻干擾特性2 、HE11模的主要優(yōu)點？ （1）它不具有截止波段，而其它模只有當波導直徑大于0.626時，才有可能傳輸； （2）在很寬的頻帶和較大的直徑變化范圍內(nèi)，HE11模的損耗較??； （3）它可以直接由矩形波導

8、的主模激勵，而不需要波型變換；3、從接受角度來講，對天線的方向性有哪些要求？（4） 主瓣寬度盡可能窄，以抑制干擾；（5） 旁瓣電平盡可能低；（6） 天線方向圖中最好能有一個或多個可控制的零點，以便將零點對準干擾方向，而且當干擾方向變化時，零點方向也隨之改變； 4、為什么規(guī)則金屬波導內(nèi)不能傳播TEM波？答：如果存在TEM波，則要求磁場應完全在波導的橫截面內(nèi)，而且是閉合曲線，由麥克斯韋第一方程知，閉合曲線上磁場的積分應等于曲線相交鏈的電流，由于空心金屬波導中不存在傳播方向上的傳導電流，故必須要求有傳播方向的位移電流。由，知傳播方向有電場存在，而與TEM波的定義相矛盾。四、 計算題（共36分）1、一

9、根75均勻無耗傳輸線，終端接有負載，欲使線上電壓駐波比為，則負載的實部和虛部應滿足什么關(guān)系？(6分)解：由駐波比，可得終端反射系數(shù)的模值應為 于是 將代入上式，整理得負載的實部和虛部應滿足的關(guān)系式為 即負載的實部和虛部應在圓心為、半徑為100的圓上，上半圓的對應負載為感抗，而下半圓的對應負載為容抗。2、設(shè)某矩形波導的尺寸為試求工作頻率在3GHZ時該波導能傳輸?shù)哪Ｊ?。?分）解：由得 可見，該波導在工作頻率為3GHZ時只能傳輸模。3、直立接地振子的高度當工作波長時，求此天線的有效高度及輻射電阻。若歸于輸入電流的損耗電阻為5，求天線的效率。（10分）解：設(shè)天線上電流分布為 根據(jù)有效高度的定義有 天線的有效高度為 在無限大理想導電地面上的單極天線的輻射電阻的求法與自由空間對稱振子的輻射電阻求法完全相同。但單極天線的鏡像部分并不輻射功率，因此其輻射電阻為同樣長度的自由空間對稱振子輻射電阻的一半。根據(jù)上述分析和式，單極天線的輻射功率為 所以單極天線的輻射電阻為 用MATLAB編程計算得 可見，當天