题库-微波技术与天线

微波技术与天线题库

一、填空题

1. 驻波比的取值范围为 ；当传输线上全反射时，反射系数为 ，此时驻波比ρ等

于 。

2. γ=α+j β称为 ，其中α称为 ，它表示传输线上的

波 ， β称为 ，它表示传输线上的

波 。

3. 特性阻抗50欧的均匀传输线终端接负载Z 1为20j 欧、50欧和20欧时，传输线上分别形

10cm ，如图所示：

Z in ＝ ；

Z in ＝ ；在z=5cm 处的输入阻抗Z in ＝ ；

处， Z in 呈 性。

= 。

5. 无耗传输线的终端短路和开路时，阻抗分布曲线的主要区别是终端开路时在终端处等效

为 谐振电路，终端短路时在终端处等效为 谐振电路。

6. 一段长度为l （0

纯 。

7. 阻抗匹配分为 阻抗匹配、 阻抗匹配和 阻抗匹配，它们反映

Z 0，根据各点在下图所示的阻抗圆图

；

⑤R ＜Z0，X ＝0 ( ); ⑥R ＝Z 0，X ＝0 ( );

⑦Г=0 ( ); ⑧SWR=1 ( );

⑨=1Γ ( ); ⑩ SWR=∞ ( ).

9. 在导行波中, 截止波长λc最长的电磁波模称为该导波系统的主模。矩形波导的主模为模, 因为该模式具有场结构简单、稳定、频带宽和损耗小等特点, 所以实用时几乎毫无例外地工作在该模式。

10. 与矩形波导一样，圆波导中也只能传输TE波和TM波；模是圆波导的主模，模是圆波导第一个高次模，而模的损耗最低，这三种模式是常用的模式。

11. 在直角坐标系中，TEM波的分量 E z和 H z为零；TE波的分量为零；TM波的分量为零。

12. 低频电路是参数电路，采用分析方法，微波电路是参数电路，采用分析方法。

13. 简并模式的特点就是具有相同的和不同的。

14. 微带线的弯区段、宽度上的阶变或接头的不连续性可能会导致电路性能的恶化，主要是因为这种不连续性会引入。

15. 写出下列微波元件的名称。

(a) (b) (c) (d)

16. 下图(a)为微带威尔金森功分器，特性阻抗‘等于，其电长度L等于。

图（b）的名称是，1端口和2端口之间功率相差，2端口和3端口之间相位相差，4端口为隔离端口，是使用时该端口如何处理？。

17. 散射参量矩阵[S]中，元素S

ii的物理意义

，元素

S ij 的物理意义 。 二、判断题

1. 无耗传输线终端短路，当它的长度大于四分之一波长时，输入端的输入阻抗为容抗，将

等效为一个电容。（ ）

2. 无耗传输线上驻波比等于1时，则反射系数的模等于0。（ ）

3. 阻抗圆图上，|Γ|=1的圆称为单位圆，在单位圆上，阻抗为纯电抗，驻波比等于无限大。

（ ）

4. 只要无耗传输终端接上一个任意的纯电阻，则入射波全部被吸收，没有反射，传输线工

作在匹配状态。（ ）

5. 在传输线上存在入射波和反射波，入射波和反射波合成驻波，驻波的最大点电压值与最

小点上的电压值的比即为传输线上的驻波比。（ ）

6. 导纳圆图由等反射系数圆. 等电抗圆和等电阻圆组成，在一个等电抗圆上各点电抗值相

同。（ ）

7. 圆波导的截止波长与波导的截面半径及模式有关，对于TE11模，半径越大，截止波长越

短。（ ）

8. 矩形波导的工作模式是TE10模，当矩形波导传输TE10模时，波导波长（相波长）与波

导截面尺寸有关，矩形波导截面的窄边尺寸越小，波导波长（相波长）越长。（ ）

9. 在矩形谐振腔中，TE101模的谐振频率最小。（ ）

10. 同轴线是TEM 波传输线，只能传输TEM 波，不能传输TE 或TM 波。（ ）

11. 矩形波导传输的TE10波，磁场垂直于宽边，而且在宽边的中间上磁场强度最大。（ ）

12. 圆波导可能存在“模式简并”和“极化简并”两种简并现象。（ ）

13. 矩形波导中所有的模式的波阻抗都等于377欧姆。（ ）

14. 矩形谐振腔谐振频率和腔体的尺寸与振荡模式有关，一般来讲，给定一种振荡模式，腔

体的尺寸越大，谐振频率就越高。（ ）

15. 两段用导体封闭的同轴型谐振腔，当它谐振在TEM 模时，其长度等于半波长的整数倍。

（ ）

16. TE 波和TM 波的最低次模分别为11TE 和 10TM 。（ ）

17. 将0≠z E 而0=z H 的波称为TE 波。 （ ）

18. 相速度可以大于波能量的传输速度。 （ ）

19. 均匀无耗传输线工作在行波状态时，沿线各点的电压和电流均不变。

20. 传输线的特性阻抗Z 0是传输线上的电压和电流的比值。

21. λ/4阻抗变换器是常见的阻抗匹配器件，可以用在各种宽带匹配系统中。

22. 波导系统中的相速度小于光速，群速度大于光速，都是频率的函数，都是色散波。

23. 矩形波导传输的模式为TMmn ，TEmn ，其中m 表示场分布沿波导宽边方向的半驻波分布的个数，n 表示场分布沿波导窄边方向的半驻波的个数。

24. 矩形波导的截止波长与波导尺寸、传输模式和填充介质有关。

25. 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。

26. 定向耦合器的耦合度越大，信号耦合能力越弱。

三、选择题

1. 已知传输线的特性阻抗为50Ω，在传输线上的驻波比等于2，则在电压驻波波节点上的输入阻抗等于：（）

A. 100Ω

B. 52Ω

C. 48Ω

D. 25Ω

2. 传输线上的驻波比等于2，在驻波波幅点上的电压等于10V，则驻波波节点上的电压等于：（）

A. 20V

B. 12V

C. 8V

D. 5V

3. 常用微波传输系统中，可以传输TEM波的是（）

A. 矩形波导

B. 同轴线

C. 圆波导

D.脊形波导

4. 在传输线上当观察点由负载沿线向信号源方向移动时，对应于阻抗圆图上：

A. 沿等反射系数圆顺时针方向移动

B. 沿等电阻圆移动

C. 沿等电抗圆移动

D. 沿等反射系数圆反时针方向移动

5. 传输线上负载端的反射系数等于0.2，则传输线上的驻波比等于

A. 5

B. 0.6667

C. 1.5

D. 0.2

6. 一段长度为l的末端开路的传输线，其输入阻抗0，则其长度应该满足

A. 等于0

B. 等于半波长

C. 等于四分之一波长

D. 等于八分之一波长

7. 为了使矩形波导中能单模传输TE10波，其工作波长必须

A. 小于TE10波的截止波长大于TE20波的截止波长

B. 等于TE10波的截止波长

C. 大于TE10波的截止波长

D. 小于TE20波的截止波长

8. 矩形波导中激励TE10模时，探针应：

A. 在波导的宽边中间插入探针并使探针垂直于宽边

B. 在波导的窄边插入探针并使探针垂直于窄边

C. 在波导的宽边中间用小环激励，并使小环面垂直窄边

D. 在波导的窄边中间用小环激励，并使小环面平行于宽边

9. 矩形波导中的主模TE10模，其电场在垂直于波导的宽边方向上的分布规律是：

A. 正弦分布，在宽边中间最大

B. 余弦分布，在宽边中间为0

C. 均匀分布

D. 线性分布，宽边中间为0

10. 当某种模式的波在波导中传输时，波导中的波长与自由空间的波长的关系是

A. <

B. =

C. >

D. =1

11. 为使矩形谐振腔工作在TE101振荡模式，其腔的最小长度应为：

A. λ

B. λg

C. λ/2

D. λg/2

12. 圆柱形谐振腔的三个常用振荡模是TM010, TE011, TE111；其中

A. TE111的场分布是轴对称的

B. TE011谐振频率最低的

C. TM010的谐振频率与长度无关

D. TM010的Q 值最高

13. 波导测量线是在波导的宽壁中线上开小槽，并插入一短探针进行耦合，这种耦合是

A ． 电耦合 B. 磁耦合 C. 电磁耦合 D. 临界耦合

14. 下列传输结构中，能传播TE/TM 模的是（ ）。

A. 同轴线

B. 矩形波导

C. 圆波导

D. 平行板波导

15. 下列传输结构中，不能传播TEM 模的是（ ）。

A. 同轴线

B. 矩形波导

C. 圆波导

D. 平行板波导

四、计算题

1. 已知无耗传输线的特性阻抗Z 0=100Ω，工作波长为λ=300cm ，接上阻抗为Z L =100+100j Ω的负载，求：（1）在离开负载100cm 处的阻抗；（2）线上的驻波比。

2. 用测量线测量阻抗时，已知用于制作测量线的传输线的特性阻抗为Z 0=75Ω，当线的末端接上待测负载Z L 时，测得线上的驻波比为ρ=3，当线的末端短路时，电压的最小点向负载的方向移动了0.1λ，请用圆图求出待测负载的阻抗。

3. 空气矩形波导的横截面尺寸为a=23mm ，b=10mm ，传输频率为9GHz 的TE 10波，求截止频率f c ，波导波长λg ，相速v p ，和波阻抗Z TE 。

4. 有一矩形空气波导，传输频率f ＝10GHz 的TE 10波，测得导波波长λg =4cm ，求：(1)波的截止频率f c ，相速v p 、群速v g 及波阻抗Z TE 。

5.500=Z Ω的无损传输线，终端接未知负载Z L ，实验已测得各项数据如图所示。试求：(1)驻波系数；(2)反射系数)(z Γ；(3)负载阻抗Z L 。

第6题图

500=Z Ω的无损传输线，终端接未知负载Z L ，实验已测得各项数据如图所示。试求：(1)驻波系数ρ；(2)反射系数)(z Γ；(3)负载阻抗Z L 。

说明：已知波形中波长应为40cm 。

解 （1）315

45||||min max ===U U ρ （2） 5.01

1||2=+-=Γρρ 第一电压最小点满足

L min 2l φβπ-=- (按照反射系数一般表达式2L ()j z z e β-Γ=Γ，则相位是按照2z β-递减的，又负载的起点是Z=0处，所以反射系数的整体相位应该是负的。这样才能体现出负载是起点。)

L min 222

0.05=0.42l ππφβππ=-=⨯-- 2=πβλ（） 故 L L L ||2

j j e φΓ=Γ=- 22100.4L ()=22j z j z j z j j z e

e e πβπ---Γ=Γ=-- 于是 L 0

L

130401L Z Z j +Γ==--Γ（） Ω

6. 有一个二端口网络如图所示，试求(1)R 1、R 2满足何种关系时，网络的输入端反射系数为零？(2)在上述条件下，若网络的工作衰减L A =20dB 时，R 1、R 2各等于多少？图中传输线为理Z L

想无耗传输线段，特性阻抗为Z C =50Ω。（111221221111122122a a a a S a a a a +--=+++，2111122122

2S a a a a =+++）

解： 先求A 矩阵

242πλπθλ=⋅= 2121250 50cos sin 0 1 0 1 0 1 0 1 01111sin 1 1 1 1 1 cos 0 1c c c c j j jZ jZ R A j j R R R R j Z Z θθθθ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦1215050 50j R R R ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎛⎫+⎢⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦

将A 归一化

21112212212150 1 / 2500501 c c j j R A A Z a A Z A j j R R R ⎡⎤⎢⎥⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎛⎫⎣⎦+⎢⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦

输入端反射系数为零，即S 11=0，即

111221221111122122

0a a a a S a a a a +--==+++ 1250R R ⇒-=Ω （2）212211

10lg 20lg 20A L S dB S ==-=。

215.56,55.56R R =Ω=Ω

五、简答题

1. 什么是长线、短线？简述长线和短线的本质区别。

所谓长线是指传输线的几何长度和线上传输电磁波的波长的比值（即电长度）大于或接近于1。反之，称为短线。长线为分布参数电路；短线为集总参数电路。

2. 图示为一段开路微带线，请画出长度分别为λ/8, 3λ/8和5λ/8时的等效电路图。

提示:判断不同位置处是感性还是容性，画出对应的等效元件图。

3. 波导的工作波长，波导波长和截止波长的区别。

4. 矩形波导中“简并”与圆波导的简并有何异同？

5. 画出矩形波导TE10模横截面场分布。

6. 何谓色散传输线？对色散传输线和非色散传输线各举一例。

7. 简述开槽线测量阻抗方法。

8. 画出同轴线TEM模的横截面场分布。

9. 简述TRL网络分析仪校正方法。

微波技术与天线总复习题及其答案

微波技术与天线基础总复习题 一、填空题 1、微波是一般指频率从 至 范围内的电磁波，其相应的波长从 至 。并 划为 四个波段；从电子学和物理学的观点看，微波有 、 、 、 、 等 重要特点。 2、无耗传输线上的三种工作状态分别为： 、 、 。 3、传输线几个重要的参数： （1） 波阻抗： ；介质的固有波阻抗为 。 （2） 特性阻抗： ，或 ，Z 0=++ I U 其表达式为Z 0= ,是一个复数； 其倒数为传输线的 . （3） 输入阻抗（分布参数阻抗）： ,即Z in (d)= 。传输线输入阻抗的 特点是： a) b) c) d) （4） 传播常数： （5） 反射系数： （6） 驻波系数： （7） 无耗线在行波状态的条件是： ；工作在驻波状态的条件是： ；工作在行驻波状态的条件是： 。 4、负载获得最大输出功率时，负载Z 0与源阻抗Z g 间关系： 。 5、负载获得最大输出功率时，负载与源阻抗间关系： 。 6、史密斯圆图是求街均匀传输线有关 和 问题的一类曲线坐标 图，图上有两组坐标线，即归一化阻抗或导纳的 的等值线簇与反 射系数的 等值线簇，所有这些等值线都是圆或圆弧，故也称阻 抗圆图或导纳圆图。阻抗圆图上的等值线分别标有 ， 而 和 ，并没有在圆图上表示出来。导纳圆图可 以通过对 旋转180°得到。阻抗圆图的实轴左半部和右半 部的刻度分别表示 或 和 或 。圆图上的 电刻度表示 ，图上0~180°是表示 。

7、阻抗匹配是使微波电路或系统无反射运载行波或尽量接近行波的技术措施，阻抗匹配主要包括三个方面的问题，它们是：（1）；（2）；（3）。 8、矩形波导的的主模是模，导模传输条件是，其中截止频率为，TE10模矩形波导的等效阻抗为，矩形波导保证只传输主模的条件是。 9、矩形波导的管壁电流的特点是：（1）、（2）、（3）。 10、模式简并现象是指， 主模也称基模，其定义是。单模波导是指；多模传输是。 11、圆波导中的主模为，轴对称模为，低损耗模为。 12、微波元器件按其变换性质可分为、、三大类。 13、将由不均匀性引起的传输特性的变化归结为等效。 14、任意具有两个端口的微波元件均可看做为。 15、[Z]矩阵中的各个阻抗参数必须使用法测量； [Y]矩阵中的各参数必须用法测量； 同一双端口网络的阻抗矩阵[Z]和导纳矩阵[Y]关系是。 16、多口网络[S]矩阵的性质：网络互易有，网络无耗有，网络对称时有 . 17、终端负载元件是典型的一端口互易元件，连接在传输系统的终端，是用来实现、或等功能的元件。主要包括三种负载、、和。 18、微波电路中有一种器件，在振荡器中作为振荡回路，在放大器中用作谐振回路，在带通或带阻滤波器中作为选频元件等，实现上述功能的器件称为。 19、常用的微波谐振器有谐振器、谐振器和谐振器等。 20、实现微波谐振器总是通过一个或几个端口和外电路连接，把谐振器和外电路相连的部分叫或。

题库-微波技术与天线

微波技术与天线题库 一、填空题 1. 驻波比的取值范围为 ；当传输线上全反射时，反射系数为 ，此时驻波比ρ等 于 。 2. γ=α+j β称为 ，其中α称为 ，它表示传输线上的 波 ， β称为 ，它表示传输线上的 波 。 3. 特性阻抗50欧的均匀传输线终端接负载Z 1为20j 欧、50欧和20欧时，传输线上分别形 10cm ，如图所示： Z in ＝ ； Z in ＝ ；在z=5cm 处的输入阻抗Z in ＝ ； 处， Z in 呈 性。 = 。 5. 无耗传输线的终端短路和开路时，阻抗分布曲线的主要区别是终端开路时在终端处等效 为 谐振电路，终端短路时在终端处等效为 谐振电路。 6. 一段长度为l （0

9. 在导行波中, 截止波长λc最长的电磁波模称为该导波系统的主模。矩形波导的主模为模, 因为该模式具有场结构简单、稳定、频带宽和损耗小等特点, 所以实用时几乎毫无例外地工作在该模式。 10. 与矩形波导一样，圆波导中也只能传输TE波和TM波；模是圆波导的主模，模是圆波导第一个高次模，而模的损耗最低，这三种模式是常用的模式。 11. 在直角坐标系中，TEM波的分量 E z和 H z为零；TE波的分量为零；TM波的分量为零。 12. 低频电路是参数电路，采用分析方法，微波电路是参数电路，采用分析方法。 13. 简并模式的特点就是具有相同的和不同的。 14. 微带线的弯区段、宽度上的阶变或接头的不连续性可能会导致电路性能的恶化，主要是因为这种不连续性会引入。 15. 写出下列微波元件的名称。 (a) (b) (c) (d) 16. 下图(a)为微带威尔金森功分器，特性阻抗‘等于，其电长度L等于。 图（b）的名称是，1端口和2端口之间功率相差，2端口和3端口之间相位相差，4端口为隔离端口，是使用时该端口如何处理？。 17. 散射参量矩阵[S]中，元素S ii的物理意义

(完整word版)微波技术与天线考试试卷

一、填空 1、充有25.2r =ε介质的无耗同轴传输线，其内、外导体直径分别为mm b mm a 72,22==，传输线上的特性阻抗Ω=__________0Z 。（同轴线的单位分布电容和单位分布电感分别 () () 70120104,F 1085.8,ln 2ln 2--?==?=== πμμεπμ πεm a b L a b C 和m H ) 2、 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()?? ? ??-=4sin 4 sin πθπθF ，其半功率波瓣宽度 _________25.0=θ。 5、 旋转抛物面天线由两部分组成，___________ 把高频导波能量转变成电磁波能量并投向抛物反射面，而抛物反射面将其投过来的球面波沿抛物面的___________向反射出去，从而获得很强___________。 二、判断 1、传输线可分为长线和短线，传输线长度为3cm ，当信号频率为20GHz 时，该传输线为短线。（ 错） 2、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。（错 ） 3、由于沿smith 圆图转一圈对应2 λ ，4 λ变换等效于在图上旋转180°，它也等效于通过圆图的中心求 给定阻抗（或导纳）点的镜像，从而得出对 应的导纳（或阻抗）。（ 对） 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。（ 错） 5、微带线在任何频率下都传输准TEM 波。（ 错） 6、导行波截止波数的平方即2 c k 一定大于或等于零。（ 错） 7、互易的微波网络必具有网络对称性。（错） 8、谐振频率0f 、品质因数0Q 和等效电导0G 是微波谐振器的三个基本参量。（ 对） 9、天线的辐射功率越大，其辐射能力越强。（错 ） 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。（错 ） 三、简答题（共19分） 1、提高单级天线效率的方法？（4分） （1）提高天线的辐射电阻; （2）降低损耗电阻。 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；

微波技术与天线考试试卷与答案

微波技术与天线考试试卷（A ） 一、填空（210⨯分=20分） 1、 天线是将电磁波能量转换为高频电流能量的装置。 2、 天线的方向系数和增益之间的关系为G D η=。 3、 对称振子越粗，其输入阻抗随频率的变化越_缓慢_，频带越宽。 4、 分析电磁波沿传输线传播特性的方法有场和路两种。 5、 半波对称振子的最大辐射方向是与其轴线垂直；旋转抛物面天线的最大辐射方向是其轴线。 6、 /4λ终端短路传输线可等效为电感的负载。 7、 传输线上任一点的输入阻抗in Z 、特性阻抗0Z 以及负载阻抗L Z 满足。 000tan tan L in L Z jZ z Z Z Z jZ z ββ+=+ 8、 微波传输线按其传输的电磁波波型，大致可划分为TEM 传输线，TE 传输线和TM 传输线。 9、 传输线终端接一纯感性电抗，则终端电抗离最近的电压波腹点的距离为14λφπ 。 10、 等反射系数圆图中，幅角改变π时，对应的电长度为0.25；圆上任意一 点到坐标原点的距离为/4λ。 二、判断（10⨯2分=20分） 1. 同轴线在任何频率下都传输TEM 波。√ 2. 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。 〤 3. 若传输线长度为3厘米，当信号频率为20GHz 时，该传输线为短线。╳ 4. 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。√ 5. 史密斯圆图的正实半轴为行波系数K 的轨迹。╳ 6. 当终端负载与传输线特性阻抗匹配时，负载能得到信源的最大功率。√ 7. 垂直极化天线指的是天线放置的位置与地面垂直。√ 8. 波导内，导行波的截止波长一定大于工作波长。√

微波技术与天线试卷和答案B

微波技术与天线试卷B 一、填空题（每空2分，共40分） 1．长线和短线的区别在于：前者为 参数电路，后者为 参数电路。 2．均匀无耗传输线工作状态分三种：（1） （2） （3） 。 3．当传输线的负载为纯电阻R L >Z 0时，第一个电压波腹点在 ；当负载为感性阻抗时，第一个 电压波腹点距终端的距离在 范围内。 4． 微波传输系统的阻抗匹配分为两种： 和 。阻抗匹配的方法中最基本的是采用 和 作为匹配网络。 5． 表征微波网络的参量有： ； ； ； ； 。 6． 微波谐振器有别于传统谐振器在于它的 特性。频率大于300MHz 一般就需要使用微波谐 振器，这是由于 使得 等原因。微波谐振器常见有 和 等类型。 1．分布、集中。 2．行波状态、驻波状态、行驻波状态。 3． 终端、0/4z λ<< 4．共扼匹配、无反射匹配、/4λ阻抗匹配器、枝节匹配器 5．阻抗参量；导纳参数、转移参数、散射参数、传输参数。 6．高频率时Q 值高的；高于300MHz 时，传统LC 回路欧姆损耗、介质损耗、辐射损耗增大； Q 值降低； 传输线型；金属波导型 二、（20分）长度为3λ/4，特性阻抗为600Ω的双导线，端接负载阻抗300Ω；其输入端电压为600V 。 试画出沿线电压、电流和阻抗的振幅分布图，并求其最大值和最小值。 解答： L Z Z Z Z L L +-= Γ =-1/3=1/3exp(j π) （2分） V V V e e V V e e V d V L L j j L d j L d j L L 450600 )3/4()3 1 1()4/3() ||1()()3(2/3)2(-==-=+=∴Γ+=++-+-Φ+πππββλ （4分）

微波技术与天线考试复习重点含答案

微波技术与天线复习提纲（2011级） 一、思考题 1•什么是微波？微波有什么特点？ 答：微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，频率范围从300MHZ到3000GHZ，波长从0.1mm到1m ;微波的特点：似光性、穿透性、宽频带特性、热效应特性、散射特性、抗低频干扰特性、视距传播性、分布参数的不确定性、电磁兼容和电磁环境污染。 2•试解释一下长线的物理概念，说明以长线为基础的传输线理论的主要物理现象有哪些？一般是采用哪些物理量来描述？ 答：长线是指传输线的几何长度与工作波长相比拟的的传输线； 以长线为基础的物理现象：传输线的反射和衰落； 主要描述的物理量有：输入阻抗、反射系数、传输系数和驻波系数。 3•均匀传输线如何建立等效电路，等效电路中各个等效元件如何定义? 4•均匀传输线方程通解的含义 5.如何求得传输线方程的解？ 6•试解释传输线的工作特性参数（特性阻抗、传播常数、相速和波长）答：传输线的工作特性参数主要有特征阻抗Z。，传输常数•，相速及波长。 1）特征阻抗即传输线上入射波电压与入射波电流的比值或反射波电压与反射波电流比值的 负值，其表达式为Z0、R jWL，它仅由自身的分布参数决定而与负载及信号源无关；2）0Y G jwC 传输常数j是描述传输线上导行波的衰减和相移的参数，其中，和分别称为 衰减常数和相移常数，其一般的表达式为.（R jwL）（G jwC）;3）传输线上电压、电 Vp — 流入射波（或反射波）的等相位面沿传播方向传播的速度称为相速，即；4）传输线上电磁波的波长与自由空间波长0的关系

7•传输线状态参量输入阻抗、反射系数、驻波比是如何定义的，有何特点，并分析三者之间的关系 答：输入阻抗：传输线上任一点的阻抗Z in定义为该点的电压和电流之比，与导波 系统的状态特性无关，ZMZ) Z o Zl jZ0tan Z Z0 jZ 1 tan z 反射系数：传输线上任意一点反射波电压与入射波电压的比值称为传输线在该点的反射系 数，对于无耗传输线，它的表达式为(z) 乞Ze j2 z | i|j( 2 z) 乙Z o 驻波比：传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅的比值为电压驻波比，也称为驻波系数。 反射系数与输入阻抗的关系：当传输线的特性阻抗一定时，输入阻抗与反射系数一一对应， 因此，输入阻抗可通过反射系数的测量来确定；当乙 Z o时，1=0，此时传输线上任一点 的反射系数都等于0,称之为负载匹配。 驻波比与反射系数的关系：匚丄^1，驻波比的取值范围是1 ；当传输线上无反 1 I i l 射时，驻波比为1,当传输线全反射时，驻波比趋于无穷大。显然，驻波比反映了传输线上驻波的程度，即驻波比越大，传输线的驻波就越严重。 8•均匀传输线输入阻抗的特性，与哪些参数有关？ 9•均匀传输线反射系数的特性 10.简述传输线的行波状态，驻波状态和行驻波状态。 11•什么是行波状态，行波状态的特点 12•什么是驻波状态，驻波状态的特性 13.分析无耗传输线呈纯驻波状态时终端可接哪几种负载，各自对应的电压电流分布 14.介绍传输功率、回波损耗、插入损耗 15.阻抗匹配的意义，阻抗匹配有哪三者类型，并说明这三种匹配如何实现?

微波技术与天线答案-殷际杰

2.1题 007030ln 104,1044.0,3.030R D L m cm R m cm D πμπμ= ⨯=⨯====-- 119 90 01043.675 ln 1036175ln 10941 ln -⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯ = = πππεR D C 无损耗线 1 .51875ln 120ln 000==== π εμR D C L Z Ω 31 103101010088006 00= ⨯=⨯==εμωβC L 8 103⨯=p v m/s m p 31010388 =⨯=λ 2.2解 Ω =⨯⨯==--85.4910666.010655.112 9 000C L Z 50Hz 时： 43900210.51010655.15022--=⨯⨯⨯⨯==ππL f X L Ω 7312001009.21010666.05022--⨯=⨯⨯⨯⨯==ππC f B C S 100MHz 时： 1039.871010655.1102239800=⨯⨯⨯⨯==-ππL f X L Ω 0.421010666.010********=⨯⨯⨯⨯==-ππC f B C S 2.3 解： d D z r r ln 60 0εμ= r r p εμλλ0 = 1.在空气里时57.96210 ln 600==z 由于 8103⨯=p V 所以0 λ λ=p 2.在高分妇材料介质中 38.64210 ln 5.11600=⨯ =z

由于8 8 102125.210⨯=⨯⨯3=p V 所以 32λλ=p 2.4 形式上，低频或直流电功率传输线横截面为多连通区域，传送信号的有单连通与多连通。 在内容上，电力传输注重功率容量及传输损耗，信号线要求适应很高的频率，且有频带宽度要求，注重信息速率。 2.5 （1） Ω ===Ω ==∞==5.3715075'1502 2011312012 1L A A A L A A Z z Z Z Z z z z （2） Ω ===Ω ==∞==1002550252 220223121Z Z Z Z Z Z Z B B B L B B 2.6 频率为100MHz 时 Ω=⨯= Ω ====⨯=120750600 150150600300310 1032 208 8 D L D E Z Z Z Z m λ 012020====Ω =A BC L CF CD Z Z Z Z Z Z 频率为200MHz 时 Ω =Ω=Ω==⨯⨯=3003006005.11021038 8CD D DE Z Z Z m λ

微波技术与天线习题答案

《微波技术与天线》习题答案 章节 微波传输线理路 1.1 设一特性阻抗为Ω50的均匀传输线终端接负载Ω=1001R ，求负载反射系数 1Γ，在离负载λ2.0，λ25.0及λ5.0处的输入阻抗及反射系数分别为多少？ 解：31)()(01011=+-=ΓZ Z Z Z πβλ8.0213 1 )2.0(j z j e e --=Γ=Γ 31 )5.0(=Γλ （二分之一波长重复性） 3 1 )25.0(-=Γλ Ω-∠=++= 79.2343.29tan tan )2.0(10010 l jZ Z l jZ Z Z Z in ββλ Ω==25100/50)25.0(2λin Z （四分之一波长阻抗变换性） Ω=100)5.0(λin Z （二分之一波长重复性） 1.2 求内外导体直径分别为0.25cm 和0.75cm 的空气同轴线的特性阻抗；若在两导体间填充介电常数25.2=r ε的介质，求其特性阻抗及MHz f 300=时的波长。 解：同轴线的特性阻抗a b Z r ln 60 0ε= 则空气同轴线Ω==9.65ln 600a b Z 当25.2=r ε时，Ω== 9.43ln 60 0a b Z r ε 当MHz f 300=时的波长： m f c r p 67.0== ελ 1.3题 设特性阻抗为0Z 的无耗传输线的驻波比ρ，第一个电压波节点离负载的距离为

1min l ，试证明此时的终端负载应为1 min 1 min 01tan tan 1l j l j Z Z βρβρ--⨯ = 证明： 1 min 1min 010)(1 min 101 min 010in tan l tan j 1/tan tan 1min 1min l j Z Z Z Z l j Z Z l j Z Z Z Z l in l βρβρρ ββ--⨯ =∴=++⨯=由两式相等推导出：对于无耗传输线而言：）（ 1.4 传输线上的波长为： m f r 2c g == ελ 因而，传输线的实际长度为： m l g 5.04 ==λ 终端反射系数为： 961.051 49 01011≈-=+-= ΓZ R Z R 输入反射系数为： 961.051 49 21== Γ=Γ-l j in e β 根据传输线的4 λ 的阻抗变换性，输入端的阻抗为： Ω==25001 2 0R Z Z in 1.5 试证明无耗传输线上任意相距λ/4的两点处的阻抗的乘积等于传输线特性阻抗的平方。 证明：令传输线上任意一点看进去的输入阻抗为in Z ，与其相距 4 λ 处看进去的输入阻抗为' in Z ，则有： z jZ Z z jZ Z Z ββtan tan Z 10010 in ++=

微波技术与天线考试试卷

微波技术与天线考试试卷 1.充有$\epsilon_r= 2.25$介质的无耗同轴传输线，其内、外导体直径分别为$2a=2$mm，$2b=7$mm，传输线上的特性阻抗$Z=$ Z=\frac{60}{\sqrt{\epsilon_r}}\ln\frac{b}{a}=\frac{60}{\sqr t{2.25}}\ln\frac{7}{1}=75\,\Omega$$ 2.匹配负载中的吸收片平行地放置在波导中电场最大处，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$E$和$H$两个分量，它们在空间上垂直，在时间上同相。 4.已知某天线在$E$平面上的方向函数为 $F(\theta)=\sin\left(\frac{\pi}{4}\sin\theta-\frac{\pi}{4}\right)$，其半功率波瓣宽度为$2\theta_{0.5}=30^\circ$。

5.旋转抛物面天线由两部分组成，馈源把高频导波能量转 变成电磁波能量并投向抛物反射面，而抛物反射面将其投过来的球面波沿抛物面的焦线向反射出去，从而获得很强的定向性。 判断题： 1.传输线可分为长线和短线，传输线长度为3cm，当信号 频率为20GHz时，该传输线为短线。（错） 2.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。（错） 3.由于沿Smith圆图转一圈对应$\lambda/2$，$\lambda$变 换等效于在图上旋转180°，它也等效于通过圆图的中心求给 定阻抗（或导纳）点的镜像，从而得出对应的导纳（或阻抗）。（对） 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。（错） 5.微带线在任何频率下都传输准TEM波。（错） 6.导行波截止波数的平方即$k_c^2$一定大于或等于零。（错） 7.互易的微波网络必具有网络对称性。（错）

华北水利水电学院微波技术与天线考试卷A[1]

一 二 三 四 五 六 七 八 九 总 分 一、填空题（每空1分，共20分） 1．从传输线方程看，传输线上任一点处的电压或电流都等于该处相应的 波和 波的叠加。 2．当传输线的负载为纯电阻R L >Z 0时，第一个电压波腹点在 ；当负载为感性阻抗时，第一个电压波腹点距终端的距离在 范围内。 3．阻抗圆图的正实半轴为 的轨迹，负实半轴为 的轨迹。 4．导波系统中的电磁波按纵向场分量的有无，一般分为三种波型（或模）； 波； 波； 波。 5． 矩形波导中的主模为： ；圆型波导中的主模为：_ __； 波导具有 滤波器的特性。 6． 表征微波网络的参量有 ；导纳参量； ； ；传输参量。 7． 若一两端口微波网络互易，则网络参量[Z]的特征为 ；网络参量[S]的特征分别 为 。 8． 无耗传输线的工作状态分为： ； ； 。 二、简答题 （3小题，每小题10分，共30分） 1. 微波传输线大致可以分为几种类型？对于每种类型有哪些分析方法？（10分） 2.请问波导的激励与耦合有哪些种类？每一种有什么样的特点？（10分） 3. 天线的电参数有哪些？请简要说出每一个参数的定义和性质。（10分） 三、（16分）内外导体直径分别为0.15cm 和0.45cm ，导体间填充介电常数为εr 和μr =1的 介质，终端接有R1=1欧的负载，当f=100MHz 时，其长度为λ/4。 求：1）其特性阻抗；2）波长；3）负载终端反射系数；4）输入端反射系数；5）输入端阻抗。 四、(10分)若矩形波导截面尺寸cm b a 82==，试问当频率为GHz 5和2GHz 时，波导中

将分别能传输哪些模式？若要只传输主模，工作频率的应当如何选择？ 五、（14分）如图所示电路，设两段传输线的特性阻抗分别为01Z 和02Z 。试求由参考面T 确定的网络的 散射参量。 六、（10分）有一驻波比为1.75的标准失配负载，标准波导尺寸为a ×b 0=2×1cm 2 ,当不考虑阶梯不连续性 电容时，求失配波导的窄边尺寸b 1。 一、填空题（每空2分，共40分） 1．长线和短线的区别在于：前者为 参数电路，后者为 参数电路。 2．均匀无耗传输线工作状态分三种：（1） （2） （3） 。 3．当传输线的负载为纯电阻R L >Z 0时，第一个电压波腹点在 ；当负载为感性阻抗时，第一个 电压波腹点距终端的距离在 范围内。 4． 微波传输系统的阻抗匹配分为两种： 和 。阻抗匹配的方法中最基本的是采用 和 作为匹配网络。 5． 表征微波网络的参量有： ； ； ； ； 。 6． 微波谐振器有别于传统谐振器在于它的 特性。频率大于300MHz 一般就需要使用微波谐 振器，这是由于 使得 等原因。微波谐振器常见有 和 等类型。 二、（20分）长度为3λ/4，特性阻抗为600Ω的双导线，端接负载阻抗300Ω；其输入端电压为600V 。 试画出沿线电压、电流和阻抗的振幅分布图，并求其最大值和最小值。 三、计算题（要求写清必要步骤）（共20分，每小题10分） 1． 一无耗传输线特性阻抗Ω=500Z ，长度为cm 10，MHz f 800=，假如输入阻抗Ω=60j Z in b0 b1 Z 01 Z 02 T

《微波技术与天线》习题答案

第一章 1-1解： f=9375MHz, / 3.2,/ 3.1251c f cm l λ λ===> ， 此传输线为长线。 1-2解： f=150kHz, 4 /2000,/0.5101c f m l λλ-===⨯<< ，此传输线为短线。 1-3答： 当频率很高，传输线的长度与所传电磁波的波长相当时，低频时忽略的各种现象与效应，通过沿 导体线分布在每一点的损耗电阻，电感，电容和漏电导表现出来，影响传输线上每一点的电磁波 传播，故称其为分布参数。用1111,,,R L C G 表示，分别称其为传输线单位长度的分布电阻，分布电感，分布电容和分布电导。 1-4 解： 特性阻抗 050Z ====Ω f=50Hz X 1=ωL 1=2π×50×16.65×10-9 Ω/cm=5.23×10-6 Ω/cm B 1=ω C 1=2π×50×0.666×10×10-12=2.09×10-9 S/cm 1-5 解： ∵ ()22j z j z i r U z U e U e ββ''-'=+ ()()220 1 j z j z i r I z U e U e Z ββ''-'= - 将 22233 20,2,42 i r U V U V z πβλπλ'===⋅= 代入 332 2 3 4 20220218j j z U e e j j j V ππλ-'==+=-+=- ()34 1 2020.11200 z I j j j A λ'== --=- ()()()34 ,18cos 2j t e z u z t R U z e t V ωλπω'=⎛⎫ ''⎡⎤==- ⎪⎣⎦ ⎝⎭ ()()()34 ,0.11cos 2j t e z i z t R I z e t A ωλ πω'=⎛⎫''⎡⎤==- ⎪⎣⎦⎝⎭ 1-6 解： ∵Z L =Z 0 ∴()()220j z i r U z U e U β' '== ()()()2123 2 1 100j j z z U z e U z e πβ' ' -''== ()() ()() 6 1 1100,100cos 6j U z e V u z t t V ππω'=⎛ ⎫=+ ⎪⎝ ⎭ 1-7 解： 2 10.20.21 30j L e c cm f πρρλ-Γ=-=-==Γ+== 由 011L L L Z Z +Γ=-Γ 得 0110.2 100150110.2 L L L Z Z -Γ+===Ω+Γ- 由 ()()()22max 0.20.2j z j z L z e e z πββ-'-''Γ=Γ==Γ= 得 max1 max120,7.54 z z cm λ π β''-=== 1-8 解： (a) ()(),1in in Z z z ''=∞Γ= (b) ()()0100,0in in Z z Z z ''==ΩΓ=

微波与天线习题

第一章 均匀传输线理论 1．在一均匀无耗传输线上传输频率为3GHZ 的信号，已知其特性阻抗0Z =100Ω，终端接 l Z =75+j100Ω的负载，试求： ① 传输线上的驻波系数； ② 离终端10㎝处的反射系数； ③ 离终端2.5㎝处的输入阻抗。 2．由若干段均匀无耗传输线组成的电路如图，已知g E =50V ,Z 0=g Z = 1l Z =100Ω,Z 01=150Ω,2l Z =225Ω,求： ① 分析各段的工作状态并求其驻波比； ② 画出ac 段电压、电流振幅分布图并求出极值。 3．一均匀无耗传输线的特性阻抗为500Ω，负载阻抗l Z =200-j250Ω,通过4 λ 阻抗变换器及并联支节线实现匹配，如图所示，已知工作频率f =300MHZ ，求4 λ 阻抗变换段的特性阻抗01Z 及并联短路支节线的最短长度min l 。

4．性阻抗为0Z 的无耗传输线的驻波比为ρ，第一个电压波节点离负载的距离为min1l ，试证明此时终端负载应为 min1 min1 1tan tan l j l Z j l ρβρβ-Z =- 5 明无耗传输线上任意相距 4 λ 的两点处的阻抗的乘积等于传输线特性阻抗的平方。 6某一均匀无耗传输线特性阻抗为0Z =50Ω，终端接有未知负载l Z ，现在传输线上测得电压最大值和最小值分别为100mV 和200mV ，第一个电压波节的位置离负载min13 l λ =，试求 负载阻抗l Z 。 7．传输系统如图，画出AB 段及BC 段沿线各点电压、电流和阻抗的振幅分布图，并求出电压的最大值和最小值。（图中R=900Ω） 8．特性阻抗0150Z =Ω的均匀无耗传输线，终端接有负载250100l j Z =+Ω，用 4 λ 阻抗

《微波技术与天线》傅文斌-习题标准答案-第4章

《微波技术与天线》傅文斌-习题答案-第4章

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38 第4章 无源微波器件 4.1微波网络参量有哪几种？线性网络、对称网络、互易网络的概念在其中有何应用？ 答 微波网络参量主要有转移参量、散射参量、阻抗参量和导纳参量。线性网络的概念使网络参量可用线性关系定义；对二口网络，对称网络的概念使转移参量的d a =，散射参量的2211S S =，阻抗参量的2211Z Z =，导纳参量的2211Y Y =。互易网络的概念使转移参量的1=-bc ad ，散射参量的2112S S =，阻抗参量的2112Z Z =，导纳参量的2112Y Y =。 4.2推导Z 参量与A 参量的关系式（4-1-13）。 解 定义A 参量的线性关系为 () ()⎩⎨ ⎧-+=-+=221 221I d cU I I b aU U 定义Z 参量的线性关系为 ⎩⎨ ⎧+=+=2 2212122 121111I Z I Z U I Z I Z U ⎥⎥ ⎥⎦ ⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢ ⎣⎡=c d c c bc ad c a Z Z Z Z 1 2221 1211 Z 4.3从I S S =* T 出发，写出对称互易无耗三口网络的4个独立方程。 解 由对称性，332211S S S ==；由互易性，2112S S =，3113S S =，3223S S =。三口网络的散射矩阵简化为 ⎥⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎢⎣⎡=1123 13 231112 131211S S S S S S S S S S 由无耗性，I S S =* T ，即 ⎥⎥⎥⎦ ⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣ ⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡100010001*11*23 * 13*23*11* 12 * 13 * 12* 11 1123 13 2311121312 11 S S S S S S S S S S S S S S S S S S

微波技术与天线傅文斌习题答案

第2章 微波传输线 2.1什么是长线？如何区分长线和短线？举例说明。 答 长线是指几何长度大于或接近于相波长的传输线。工程上常将1.0>l 的传输线视为长线，将 1.0

微波技术与天线复习题

微波技术与天线复习题 一、填空题 1微波与电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段,它属于无线电波中波长最短的波段,其频率范围从300MHz至3000GHz,通常以将微波波段划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个分波段; 2对传输线场分析方法是从麦克斯韦方程出发,求满足边界条件的波动解,得出传输线上电场和磁场的表达式,进而分析传输特性; 3无耗传输线的状态有行波状态、驻波状态、行、驻波状态; 4在波导中产生各种形式的导行模称为波导的激励,从波导中提取微波信息称为波导的耦合,波导的激励与耦合的本质是电磁波的辐射和接收,由于辐射和接收是互易的,因此激励与耦合具有相同的场结构; 5微波集成电路是微波技术、半导体器件、集成电路的结合; 6光纤损耗有吸收损耗、散射损耗、其它损耗,光纤色散主要有材料色散、波导色散、模间色散; 7在微波网络中用“路”的分析方法只能得到元件的外部特性,但它可以给出系统的一般传输特性,如功率传递、阻抗匹配等,而且这些结果可以通过实际测量的方法来验证;另外还可以根据微波元件的工作特性综合出要求的微波网络,从而用一定的微波结构实现它,这就是微波网络的综合; 8微波非线性元器件能引起频率的改变,从而实现放大、调制、变频等功能;

9电波传播的方式有视路传播、天波传播、地面波传播、不均匀媒质传播四种方式; 10面天线所载的电流是沿天线体的金属表面分布,且面天线的口径尺寸远大于工作波长,面天线常用在微波波段; 11对传输线场分析方法是从麦克斯韦方程出发,求满足边界条件的波动解,得出传输线上电场和磁场的表达式,进而分析传输特性; 12微波具有的主要特点是似光性、穿透性、宽频带特性、热效应特性、散射特性、抗低频干扰特性; 13对传输线等效电路分析方法是从传输线方程出发,求满足边界条件的电压、电流波动解,得出沿线等效电压、电流的表达式,进而分析传输特性,这种方法实质上在一定条件下是“化场为路”的方法; 14传输线的三种匹配状态是负载阻抗匹配、源阻抗匹配、共轭阻抗匹配; 15波导的激励有电激励、磁激励、电流激励三种形式; 16只能传输一种模式的光纤称为单模光纤,其特点是频带很宽、容量很大,单模光纤所传输的模式实际上是圆形介质波导内的主模 HE, 11 它没有截止频率; 17微波网络是在分析场分布的基础上,用路的分析方法,将微波元件等效为电抗或电阻元件,将实际的导波传输系统等效为传输线,从而将实际的微波系统简化为微波网络;