2015年微波技術(shù)與天線總復(fù)習(xí)題1

第頁微波技術(shù)及天線基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)題一、填空題1、微波是一般指頻率從至范圍內(nèi)的電磁波，其相應(yīng)的波長從至。并劃為四個波段；從電子學(xué)和物理學(xué)的觀點(diǎn)看，微波有、、、、等重要特點(diǎn)。2、無耗傳輸線上的三種工作狀態(tài)分別為：、、。3、傳輸線幾個重要的參數(shù)：波阻抗：；介質(zhì)的固有波阻抗為。特性阻抗：，或，Z0=其表達(dá)式為Z0=,是一個復(fù)數(shù)；其倒數(shù)為傳輸線的.輸入阻抗（分布參數(shù)阻抗）：,即Zin(d)=。傳輸線輸入阻抗的特點(diǎn)是：a)b)c)d)傳播常數(shù)：反射系數(shù)：駐波系數(shù)：無耗線在行波狀態(tài)的條件是：；工作在駐波狀態(tài)的條件是：；工作在行駐波狀態(tài)的條件是：。無耗傳輸線的特性阻抗=,輸入阻抗具有周期性，傳輸線上電壓及電流反射系數(shù)關(guān)系，駐波比和放射系數(shù)關(guān)系。4、負(fù)載獲得最大輸出功率時，負(fù)載Z0及源阻抗Zg間關(guān)系：。5、負(fù)載獲得最大輸出功率時，負(fù)載及源阻抗間關(guān)系：。6、史密斯圓圖是求街均勻傳輸線有關(guān)和問題的一類曲線坐標(biāo)圖，圖上有兩組坐標(biāo)線，即歸一化阻抗或?qū)Ъ{的的等值線簇及反射系數(shù)的等值線簇，所有這些等值線都是圓或圓弧，故也稱阻抗圓圖或?qū)Ъ{圓圖。阻抗圓圖上的等值線分別標(biāo)有，而和，并沒有在圓圖上表示出來。導(dǎo)納圓圖可以通過對旋轉(zhuǎn)180°得到。阻抗圓圖的實(shí)軸左半部和右半部的刻度分別表示或和或。圓圖上的電刻度表示，圖上0~180°是表示。7、Smith圓圖及實(shí)軸右邊的交點(diǎn)為點(diǎn)。Smith圓圖實(shí)軸上的點(diǎn)代表點(diǎn)，左半軸上的點(diǎn)為電壓波點(diǎn)，右半軸上的點(diǎn)為電壓波點(diǎn)。在傳輸線上電源向負(fù)載方向移動時，對應(yīng)在圓圖上應(yīng)旋轉(zhuǎn)。8、阻抗匹配是使微波電路或系統(tǒng)無反射運(yùn)載行波或盡量接近行波的技術(shù)措施，阻抗匹配主要包括三個方面的問題，它們是：（1）；（2）；（3）。9、負(fù)載獲得最大輸出功率時，負(fù)載及源阻抗間關(guān)系：10、矩形波導(dǎo)的的主模是模，導(dǎo)模傳輸條件是，其中截止頻率為，TE10模矩形波導(dǎo)的等效阻抗為，矩形波導(dǎo)保證只傳輸主模的條件是。11、矩形波導(dǎo)的管壁電流的特點(diǎn)是：（1）、（2）、（3）。12、模式簡并現(xiàn)象是指，主模也稱基模，其定義是。單模波導(dǎo)是指；多模傳輸是。13、圓波導(dǎo)中的主模為，軸對稱模為，低損耗模為。微帶線的特性阻抗隨著w/h的增大而。相同尺寸的條件下，εr越大,特性阻抗越14、微波元器件按其變換性質(zhì)可分為、、三大類。15、將由不均勻性引起的傳輸特性的變化歸結(jié)為等效。16、任意具有兩個端口的微波元件均可看做為。17、[Z]矩陣中的各個阻抗參數(shù)必須使用法測量；[Y]矩陣中的各參數(shù)必須用法測量；18、同一雙端口網(wǎng)絡(luò)的阻抗矩陣[Z]和導(dǎo)納矩陣[Y]關(guān)系是。19、多口網(wǎng)絡(luò)[S]矩陣的性質(zhì)：網(wǎng)絡(luò)互易有，網(wǎng)絡(luò)無耗有，網(wǎng)絡(luò)對稱時有.20、終端負(fù)載元件是典型的一端口互易元件，連接在傳輸系統(tǒng)的終端，是用來實(shí)現(xiàn)、或等功能的元件。主要包括三種負(fù)載、、和。21、微波電路中有一種器件，在振蕩器中作為振蕩回路，在放大器中用作諧振回路，在帶通或帶阻濾波器中作為選頻元件等，實(shí)現(xiàn)上述功能的器件稱為。22、常用的微波諧振器有諧振器、諧振器和諧振器等。23、實(shí)現(xiàn)微波諧振器總是通過一個或幾個端口和外電路連接，把諧振器和外電路相連的部分叫或。24、鐵氧體是一種色的陶瓷，它是微波技術(shù)中應(yīng)用很廣泛的的磁性物質(zhì)。25、電基本振子的歸一化方向函數(shù)，方向系數(shù)D=，3dB波瓣寬度.26、天線輻射場的強(qiáng)度及距離成（正比、反比）沿z軸放置的電基本振子遠(yuǎn)場區(qū)有和兩個分量，它們在空間上相互，在時間上（同相位、反相位）二、名詞解釋1、傳輸線理論2、TEM波、TE波和TM波3、傳播常數(shù)、相速、波長4、行波、駐波、行駐波5、傳輸線特性阻抗、輸入阻抗、反射系數(shù)、駐波比6、簡并模7、工作波長、波導(dǎo)波長8、Smith圓圖9、天線的互易定理10、S參數(shù)11、微波網(wǎng)絡(luò)12、天線方向圖參數(shù)中的前后比、方向系數(shù)13、電波傳播中的衰落現(xiàn)象14、天線方向圖參數(shù)中的主瓣寬度、旁瓣電平15、天線的有效長度、天線有效面積16、行波天線17、縫隙天線18、智能天線19、陣列天線方向圖乘積定理三、簡述題什么是微波？微波有什么特點(diǎn)？微波有哪些方面的應(yīng)用？試解釋一下長線的物理概念，說明以長線為基礎(chǔ)的傳輸線理論的主要物理現(xiàn)象有哪些？一般是采用哪些物理量來描述？無耗均勻傳輸線輸入阻抗的特性，及哪些參數(shù)有關(guān)？傳輸線狀態(tài)參量輸入阻抗、反射系數(shù)、駐波比是如何定義的，并分析三者之間的關(guān)系簡述傳輸線的行波狀態(tài)，駐波狀態(tài)和行駐波狀態(tài)試解釋傳輸線的工作特性參數(shù)（特性阻抗、傳播常數(shù)、相速和波長阻抗匹配的意義，阻抗匹配有哪三者類型，并說明這三種匹配如何實(shí)現(xiàn)？TEM、TE和TM波是如何定義的？什么是波導(dǎo)的截止性？分別說明矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、同軸線、帶狀線和微帶線的主模是什么？ 什么是波導(dǎo)的截止性？分別說明矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、同軸線的主模是什么？試說明規(guī)則波導(dǎo)內(nèi)不能傳輸TEM波的原因。說明圓波導(dǎo)中TE01模為什么具有低損耗特性。什么叫模式簡并現(xiàn)象？矩形波的和圓波導(dǎo)的模式簡并有何異同？列出微波等效電路網(wǎng)絡(luò)常用有5種等效電路的矩陣表示，并說明矩陣中的參數(shù)是如何測量得到的，及[Z]和[S]參數(shù)物理意義。簡述S參數(shù)如何測量15、什么是天線？天線工作的基本原理、功能、種類、結(jié)構(gòu)，以及如何說明天線具有方向性？16、簡述天線的定義和功能17、天線為什么可以等效為兩個基本振子，又是如何等效的？18、天線近場區(qū)及遠(yuǎn)場區(qū)分別有什么特點(diǎn)？19、簡述什么是天線的極化，極化的分類？20、對接收天線的方向性有哪些要求？21、采用天線陣可增強(qiáng)方向性，其主要原理是什么？22、什么是衰落？簡述引起衰落的原因。23.分別簡述兩種智能天線的工作原理及特性。24、寫出陣列天線的方向圖乘積定理，并作說明四、計(jì)算題1.在一均勻無耗傳輸線上傳輸頻率為3GHz的信號，已知其特性阻抗Z0=100Ω，終端接Z1=75＋j100Ω的負(fù)載，試求：傳輸線上的駐波系數(shù)；離終端10cm處的反射系數(shù)和輸入阻抗特性阻抗的均勻無耗傳輸線，終端接有負(fù)載，用的阻抗變換器實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，試求阻抗變換器的特性阻抗及離終端距離。有的無耗均勻傳輸線，媒質(zhì)參數(shù)為,終端接有負(fù)載。當(dāng)時，其線長度為。試求：（1）傳輸線實(shí)際長度；（2）負(fù)載終端反射系數(shù)；（3）輸入端反射系數(shù)；（4）輸入端阻抗。特性阻抗為的無耗傳輸線，終端接阻抗為的負(fù)載，采用單并聯(lián)短路支節(jié)匹配。求支節(jié)的位置和長度。在特性阻抗為的無耗雙導(dǎo)線上測得，第一個電壓波節(jié)點(diǎn)的位置，求負(fù)載，用并聯(lián)枝節(jié)進(jìn)行匹配，求出枝節(jié)的位置和長度。用BJ－100矩形波導(dǎo)以主模傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘枺?）求、、和波阻抗；（2）若波導(dǎo)寬邊尺寸增加一倍，問上述各量如何變化？（3）若波導(dǎo)窄邊尺寸增大一倍，上述各量如何變化？（BJ-100矩形波導(dǎo)尺寸為：）已知矩形波導(dǎo)的橫截面尺寸為a×b=23mm×10mm，波導(dǎo)內(nèi)填充空氣，求：（1）工作頻率為15GHz時，該波導(dǎo)中可以傳輸哪幾種模式；（2）工作頻率為10GHz時，主模式在該矩形波導(dǎo)中傳輸時對應(yīng)的截止波長c、相移常數(shù)、波導(dǎo)波長g和相速度Vp。矩形波導(dǎo)截面尺寸為，試求：（1）傳輸模的單模工作頻帶；（2）在a，b不變的情況下，如何才能獲得更寬的頻帶？試求圖示終端接匹配負(fù)載時的輸入阻抗，并求出輸入端匹配的條件。設(shè)雙口網(wǎng)絡(luò)[S]已知，終端接有負(fù)載，如圖所示，求輸入端的反射系數(shù)。設(shè)某系統(tǒng)如圖所示，雙口網(wǎng)絡(luò)為無耗互易對稱網(wǎng)絡(luò)，在終端參考面處接匹配負(fù)載；測得距參考面距離處為電壓波節(jié)點(diǎn)，駐波系數(shù)為1.5，試求該網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣?yán)眉壜?lián)法求如下圖所示的系統(tǒng)的總[ABCD]矩陣(即[A]矩陣)，推導(dǎo)出對應(yīng)的[S]參數(shù)矩陣（請寫出轉(zhuǎn)換計(jì)算過程），并根據(jù)[S]參數(shù)矩陣的特性對此網(wǎng)絡(luò)的對稱性做出判斷。設(shè)某定向耦合器的耦合度為33dB，定向度為24dB，端口1的入射功率為25w，計(jì)算直通端口②和耦合端口③的輸出功率。寫出下列各種理想雙口端口元件的[S]