微波技術與天線考試復習重點(含答案)匯編

阻阻，傳輸常速數(shù)，及波微波技術與天線復提綱（2011級）一思題1.什么是微波微波有什么特答：微波是電磁波譜中介于超范圍從到000GHZ，波長從1；微波的特點：似性、穿透性、寬頻帶特性、熱效應特性、散射特性、抗低干擾性視距傳播性分布數(shù)不確定性、磁兼和磁環(huán)境污染2.試解釋一下長線的物理概念，說以長線基礎的輸線理的主要理現(xiàn)象哪一般是用哪些理量來述答長線是指傳輸線的幾何長度與工作波長相比擬的的傳輸線以長為礎物現(xiàn)：輸線反和落主要描述的物理有：輸入阻抗、射系數(shù)傳輸系數(shù)駐波系數(shù)。均傳輸線何建立效電路等效電中各個效元件何定義均勻傳輸線方程通解的含義如何求得傳輸線方程的解試解釋傳輸線的工作特性參數(shù)（特性阻抗、傳播常數(shù)、相速波長）答傳輸線的工作特性參數(shù)主要有特征1)特阻抗傳輸入射波電壓與入射電的比或反射波電壓與反射電比的負其式Z

RLGC

,它由自身的分布參數(shù)定與負及）傳常

是描述波和相的參數(shù)，中分為ii衰減常數(shù)和相常數(shù)，一的表達為(jwLG)

;3)傳線上電、電p流入射（反射波）等位面沿傳播向播的速度為速，即

4）線上電波的波自間波長

0

2的系0

r

。7.傳線狀參量輸入阻、反射數(shù)駐比是如定義，有何點，分析三之間關系答：輸入阻抗：傳輸線上任一的抗定義為點的壓和電之比，導波系統(tǒng)的態(tài)特性無關，()

0

jZ10

zz反系：輸線上任意一反射波壓與入射波壓的值稱為傳輸在點反射系數(shù)，對無耗傳輸線，的表達式為)ejz1

|1

j(

駐波線上波腹點電壓幅與波節(jié)點電壓振幅的比值為電壓駐波比為波數(shù)反射系數(shù)與輸入阻抗的關系：傳輸線的特性阻抗一定時，輸入阻抗與反射系數(shù)一，因此輸阻可過射數(shù)的量確；當ZZ0的反系數(shù)等，之為負載匹配。

時，=0，時傳輸上任一點1|駐波比反射系數(shù)的關：|

駐波取范是1

當線上反射時，波比為傳輸線全反射時，駐波比趨于無窮大。顯然，駐波比反映了傳輸線上駐波程，駐比大傳輸?shù)牟ㄔ街鼐鶆騻骶€輸入阻抗的特，與哪些參數(shù)有關均勻傳輸線反射系數(shù)的特簡述傳輸線的行波狀態(tài)，駐波狀態(tài)行駐波狀態(tài)16.17.

°到半感半容Smith軸左邊交為短路為路h表

左半軸為節(jié)半軸腹向向動在

順針之在

針TEMTE定截止軸EMTE方gg或者說傳播方向上沒有電矢量TM波是矢傳播垂直波指電矢矢量與傳播方向垂直；2）k是波導截面寸形狀及傳輸模式有的一個參量，當相移常數(shù)β時意味導c波系不再播亦稱為截止時c

，稱為截止波數(shù)c3矩形波導的主模是10模；圓波的主模TE11模；同軸線的主模是TEM模；帶狀線的主模TEM模微線的模是準T模。19.簡述矩形波導傳輸特性的主要參數(shù)定義：相移常數(shù)，截至波長，截至波數(shù)，波導波長，相速度，波TM波的波阻抗1）移和截止波數(shù)相移常數(shù)截止波數(shù)k的是kcc2）速v：電磁波的等相位面移動速度稱為相速，即vp

urr3）導波長：導行波的波稱為波導波長，它與波數(shù)的關系為

rr/c

E4）抗某個形橫向電場和向磁之，ZtHt導波系統(tǒng)中止長工波長和導長區(qū)。答導波波長稱為導長用λ表示，與數(shù)關式為

k

c

/k

中，k為工作波長。21.為什么空心的金波導內不能傳播波22.圓導01作22.圓導01作：是各mnmnmn答空心金屬波導內不能存在波。這是因為如果內存在，要磁完在波的截內且閉合線有克斯韋第一方程可知閉曲磁積等于與曲相交鏈的電流空心金屬導中不在向即傳方向的傳導電流故要有傳播向的位移電流位移電流的定義式可知要定電存顯這個結與TEM波的定義相矛，所以規(guī)金屬內能輸TEM波中模

T

模E

模。23.說明圓波中E01模什具有低損耗性。答：TE模磁只有徑向和軸向分量，故波導壁電無縱向分，只有周向電流。因此當傳輸率定時，隨著頻率高，管壁的熱損耗將單調下降，故其損耗相對其它模式來是低的，故可將工模的圓波用毫米波遠距離輸或作Q值諧腔24.什叫模式并現(xiàn)象矩形波的圓波導的模式簡并有何異同答的電磁波和各性為x方變化的半周期，n是向化半周期如果當個模TM和TE的截波等時說這種式在形導現(xiàn)的能性同這種現(xiàn)象叫簡。圓導中的式簡并和簡并為什么一矩形主工作下量線在導壁的中心線27.傳主TEM模時，必高模

TE模

和

T模線

波導模

和

模。，隔=1028.著w/h而小εr大,越小。微波網(wǎng)絡基礎中，如何將波導管等效成平行傳輸線的列出微波等電路網(wǎng)絡常用有種等效電路的矩表示明陣中的參數(shù)是如何測得到。S參數(shù)如何量。二端口網(wǎng)的參（，，，）的物理意義。33.

絡互易有有iijj

。阻抗匹元器件定義，作用并舉例明有哪些阻抗匹配元件。35.的0

理想相器

0j

j0

離。功率配器的定義，舉說有些答將路波功按比分成路的件稱功率配元主要包括定向耦合器功率分器以及各種波分支器件。達行路行gg達行路行gg簡述分定耦合器的作理并出雙分支定向耦合器[S]矩。答假輸電壓信號端“”經(jīng)點，到的點的信號路路支線直波λ，另一C→，波；故條路徑到達波行程差為，相的相位為π，即相位反因此選合適的性阻，使到的兩路信的振幅相等，端口“④”處的兩信號相互抵消從而實現(xiàn)隔。同由C的兩路號為同相信號，在端口“③”有合輸出信，即端口“③”為合端。耦合端輸出信號的大小同樣取決于各線的特性阻抗。

0

j

10

[]

j100j0j

簡述線定和功能答：用來輻射和收無線電波的裝稱為天。基功能）線應將能可多地變磁量2）線有方性3）天線適的化4）天線應有足夠的作頻帶。簡述天線近場和遠場區(qū)的特點Il2答近場：

0

Il4

0

sin

Ilsin4

①,場和似磁場H場問題中電流元的磁場似所以近區(qū)場稱為靜態(tài)場。由于強與的高方成,所以近場隨距的增大迅速減,即天線遠時可認為近區(qū)場近似為零。電場磁場相位差說玻廷量虛,也是說電能量場源場之來回,沒有量向輻,所以近區(qū)場又稱為感場。遠區(qū)場：j

r

sin

，Hj

Il2r

sin

①在遠，電本振子場有和兩個分，它在間相垂，在間上同相其玻印亭量

E

*

是實向r向這說明基本振子的遠區(qū)場是個著向向外傳的電波，遠場稱輻射。H

120

是個常數(shù)即等于媒質本阻抗因而遠場區(qū)有平行波同的性。③輻射場的強度與距離成反比離的增大輻射減小這是為輻射場以面的形式向外擴散，當距離增大時輻射能量分布到更大的球面。④不的向上，輻強不等。說電本子的射有向性。40.天線的參數(shù)有些答：線的參有：主瓣寬、旁電、比、向數(shù)。41.電子的方數(shù)F數(shù)D=電阻=80

l

2

，3dB波度900.天線的方向，面面答如果將作為空間角度和函數(shù)的天線方向性函數(shù)以圖形的形式表示出來，則稱為方向圖方向圖。E面最大輻射方向場所平由電場強度方向和最大輻射向構成的平面）H面含大輻射方向磁場量在的平面（磁場向最大輻射方構成平。簡述什是天線極化，極化分類答天線的極化是天線在最大輻射方向上輻射場的極化，一般是指輻射電場的空間取向。輻射場的極化是指在空間某一固定位置上電場矢量端點隨時間運動的軌跡軌跡形狀不同，可分為線極化、圓極化和橢圓極化。線極化電場矢量沿著條線做往復運動。極化分為水平化和垂直極。圓化：電場矢量的大小不變，其末端做圓周運動。分為左旋圓極化和右旋圓極化。橢極化電場矢量大小隨時間變化其端運動的軌跡是橢圓為旋橢極化右旋圓極。解釋天線方向圖參中的主寬度、瓣電平、前后比、方向數(shù)從接收角度講對天線的方向性有哪些要答：）主瓣寬盡能，抑干，如干與有用號來自同方，使瓣寬很窄也不抑干擾一面當波向易變化主瓣太難以保證穩(wěn)定的收，如何選擇主寬度，應根據(jù)具定。旁瓣電平盡可能，在何，電平盡可能。要求線方圖，最有一或可制的點以將點干擾向當擾方向變化時，點方向也隨變，抑制干擾，也稱為點動形成什么是簡的。答：所一般是指信號時間的。引起衰落的因大致分為兩：吸收性衰和干涉型衰落。吸收性落由于傳輸媒質電參數(shù)的變化使得號在媒質中的衰減發(fā)生的如大氣中的云霧等都對電波有吸收作用由氣象的隨機性因這種吸收的強弱也有起伏形成信的衰落。干涉衰：隨多干現(xiàn)象起信幅和位隨起伏為涉衰。什么是波長縮短效應試簡要解釋其原因。稱振子移常數(shù)自由空數(shù)亦即稱振上波短自空間波，這是一種長縮短現(xiàn)象。對稱子射引起子流衰,使振子電流速小,相移數(shù)大自由間波數(shù)致使波長縮;由振導體一半徑末端布電容增（為端應,末端流實不零這效振長度增加因而造成波縮。振子導體粗末效應越顯波縮短越嚴。對稱子線臂長等于少方性好答

時，向性最。49.半波對振子的向：。50.半振的78o。天線的效積答有效接收面積是衡量一個天線接收無線電波能力的重要指標它定義為天線以最Lmax,e0Lmax,e0大接收向對準來波方進行接收時接收天線到負平率為假定功率一塊波方直的所截獲則個面稱為收天有效收積記為,即有e

pL式,S入到天線電磁波時間平功率流度，其為

i簡述線益定義。答天線增益是這樣定的即入相天線在某一方向的遠區(qū)產(chǎn)生的功率流密度與想點源（無方向性）天線在同一方向同一距離處產(chǎn)生的功率流密度的比，稱為該線在該方向上增益系數(shù)，簡稱增，常用G示

SEmaxSE2P＝

Pin0P

E

＝寫出陣列天線的方向圖乘積定理，并作說明。答

E(r1

由上式得到如下結論天線元為相元的條件下陣方圖函數(shù)單因子陣因子之積這個特性稱為方向圖乘積定。式中，

稱為元子

2

稱為陣子元因子示組成天線陣單個輻射元的方向函數(shù)僅取決天元本的型lin0lin0尺寸。它體現(xiàn)天線元方性對天陣向性的響。陣因子表示各同性元組的天線的向性取決于線陣的排列方式及其天線元激電的對幅相位與線本的型尺無關。采用天線陣可增方向性，其主要理是什么答為了強天線的方向將干射元按某種式列構成系稱天線陣構成天線陣的輻射單元稱為天線或陣元。天線陣的輻射場是各天線元所產(chǎn)生場的矢量疊加，只要天元的流幅相位布足當關，可得到要輻特。二、課后習題；；；；；；；；；；；；；；；；；第有特性阻抗為Z的無耗均勻傳輸體間的參為2.25,0rr

,終端接有

Rl

的負載當MHz

時，其為。試求）輸線實際長度；（）負載終端反射系數(shù)）入反系）端阻。c/f解傳輸上的波長：r

3/100

因而，輸線的實際長：l/4/4mZ1（）終端放射系為：lZ1l（）端射為：inl

4924951511（）輸入阻抗：Zin501in

14951149/

2500AllAll1/50l

Z5016設某一均勻耗線特性阻抗為，終端接有未知負載Z,現(xiàn)傳輸線上測0l得電壓最大值最小值別為和電壓點的離負載l3min試求負載阻抗。l解根據(jù)駐波比定義

max20min反射系：由電壓波節(jié)點負載的置lmin

4

43求的負反射系數(shù)的相3，以ll

e

j

負載阻為ZZl

11

ll

1e1e

jj

250300j77

82.464.3

ininZjl3特性阻抗為100，長度為8的均勻無耗傳輸，終端接有負載0l

，始端接有電為，內阻抗的求（）輸線始的電壓）負吸平率終端的電壓解（根據(jù)輸入阻抗公式，輸入端的阻抗為：Z()Z8

0

Zanl0Zan0l

100

j300tan(4)j(200j300)

50(1j3)由此可的輸入端的電：UEing

inin

j500(j10050j1503

)26.56(（）由

((j

，以ej(1Aej(1in1inl1l

)2l2l故el

1l1

424.933.69)1（負吸功率：Re[UI]Re[Ullll

U

ll

]138.89特性抗150的均耗線終端接有負載250j用的0l阻變換器實現(xiàn)抗匹配，試求阻變換器的特性阻抗Z離終端距離l。01解：負載射系數(shù)：ll

j1003jj1717

0.3430.54第一個腹點離負載距：lmax

0.540.