微波技术与天线题库

简答：

1、 什么是TE 波，TM 波和TEM 波。在同轴线当中通常传播哪种波，在

金属波导中通常传输哪种波？

2、 反射系数、电压驻波比（VSWR ）的概念，并写出它们两者间的关系

式？

3、

散射矩阵⎥⎦⎤⎢⎣⎡=22211211S S S S S 中，各参数的意义是什么？ 4、 什么是微波的相速和群速？在同轴线中，相速与群速一致吗？金属

波导中，相速与群速一致吗？

5、 画一张Smith 圆图的草图，要求：

（1）说明圆图的横、纵坐标的含义；

（2）在图中标注短路点、开路点和匹配点的位置；

（3）标注纯电阻线（x=0）、纯电抗圆（r=0）的位置。

6、均匀传输线?

7、什么是插入损耗？写出无耗传输线上的插入损耗与电压反射系数的关系式。什么是回波损耗?无耗传输线上的回波损耗与电压反射系数的关系是什么?

8、什么是负载匹配？什么是源匹配？什么是共轭匹配？

9、试说明为什么在金属波导内不能传播TEM 波？

10、电磁波波长、频率及波速的关系？微波在自由空间中传播的速度？

11、写出短路线输入阻抗与反射系数的关系式？

12、试说明λ/4传输线的阻抗变换特性。

1、 一特性阻抗为75Ω的均匀传输线，终端接负载Z l =150Ω，求负载反

射系数，在离负载0.25λ及0.5λ处的反射系数又分别为多少？

2、 一条1.5m 长的传输线。在传输线终端短路时，在另一端测量的阻

抗值为j103Ω。当短路换为开路时，测得阻抗值为-j54.6Ω。求该传输线的特征阻抗和传播常数？

3、 设信号源开路电压()()83cos 210v t t π=⨯伏，内阻为50Ω，信号源连接

到一根4m 长75Ω的无耗传输线上，传输线另一端连接了匹配负载。如果信号的传播速度为82.510/m s ⨯，求在线上任意位置的瞬态电压和电流？

4、 求如右图所示的二端口网络的散射矩阵[S]。(提示：可先将λ/8开路线等效成一并联导纳Y)

5、某矩形波导三种主要模式的截止波长分布如下图：

（1）在图中标出“截止区”和“单模工作区”；

（2）若要使该波导工作在单模工作区，信号的工作波长应在什么范围内？

（3）若波导尺寸a=22mm,b=10mm,信源频率为10GHz,试问波导中可以传播的模式。

TE 10

TE 20TE 01

λ2 a a 2b

6、一条75Ω的无耗传输线的终端阻抗为Z l =75+150Ω。试用Smith 圆图确定：

（1）负载的反射系数； （2）VSWR ； （3）离负载0.3λ处的Z in ；

（4）第一个电压波节点Vmin 和第一个电压波腹点Vmax 相对于负载的距离；

（5）离负载0.4λ处的输入导纳Y in

7、特性阻抗为Z 0=50Ω，长度为λ/8的均匀无耗传输线，终端接有负载Z 1=70+j140Ω，始端接有

电压为500V （初始相位角为0度）、内阻为Rg=100Ω的电源。求：

（1）传输线始端的电压。（2）负载吸收的平均功率。

8、某无耗传输终端接100Ω的负载,若线上的VSWR 为1.5,求该线特征阻抗的两个可能值?

9、求图示双端口网络的散射矩阵

（注意其端口的参考面分别为T 1和T 2）。

00

T 1T 2

10、矩形波导的横截面尺寸为a=22.86mm, b=10.16mm, 将工作频率为10GHz 的信号接入此波导, 能否传输？若能, 将出现哪些模式？若窄边b 增大一倍,情况又如何。

11、设某一均匀无耗传输线特性阻抗为Z0=50Ω, 终端接有未知负载Z l 。现在传输线上测得电压最大值和最小值分别为100 mV 和20mV,第一个电压波节的位置离负载lmin1=λ

/5,求该负载阻抗Z l 。

12、特性阻抗为Z0=50Ω的均匀无耗传输线, 终端接有负载Z l =25+j50Ω, 用λ/4阻抗变换器实现阻抗匹配(如图所示), 试求λ/4阻抗变换器的特性阻抗Z 01及离终端距离。

（12分） （只要求出一组解即可）

13、一同轴电缆，内外导体直径分别为0.25cm 和0.75cm ，若在两导体间填充介电常数r

ε=2的介质，求（1）特性阻抗；（2）工作频率为800MHz 时的波长。

提示：同轴线特性阻抗0Z =

14、一条3m 长的传输线。在传输线终端短路时，在另一端测量的阻抗值为-232.4j Ω。当终端换为开路时，测得阻抗值为24.2j Ω。求该传输线的特征阻抗和传播常数？

15、有一特性阻抗Z 0=50Ω的无耗均匀双线传输线,填充空气介质，终端接有R l =1Ω的负载。当

f=100MHz 时, 其线长度为λ/4。试求：

（1） 传输线实际长度； （2） 负载终端反射系数；

（3） 输入端反射系数； （4） 输入端阻抗。

16、若自由空间均匀平面波的磁场强度为()100cos 60000x H t z e πβ=+

A/m 。求： （1）相位常数； （2）波长； （3）传播速度； （4）电场强度E

17、矩形波导的横截面尺寸为a=23mm, b=10mm ，波长为2cm 、3cm 的信号能否在其中传播？可能出现哪些模式？

18、试说明均匀传输线负载阻抗匹配的条件？若下图中Z 0≠Z l ，下图的方法能否使阻抗匹配？若能

说明其原理和条件？你还知道其它阻抗匹配的方法吗？试举例。

Z l

A

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。√

微波技术与天线复习提纲 简答题及答案

1. 为什么空心的金属波导内不能传播TEM 波？ 空心金属波导内不能存在TEM 波。这是因为：如果内部存在TEM 波，则要求磁场完全在波导的横截面内，而且是闭合曲线。有麦克斯韦第一方程可知，闭合曲线上磁场的积分等于与曲线相交链的电流。由于空心金属波导中不存在轴向即传播方向的传导电流，故必要求有传播方向的位移电流，由位移电流的定义式可知，要求一定有电场存在，显然这个结论与TEM 波的定义相矛盾，所以，规则金属内不能传输TEM 波。 2. 说明圆波导中TE01模为什么具有低损耗特性。 答：TE 01模磁场只有径向和轴向分量，故波导管壁电流无纵向分量，只有周向电流。因此当传输功率一定时，随着频率升高，管壁的热损耗将单调下降，故其损耗相对其它模式来说是低的，故可将工作在TE 01模的圆波导用于毫米波的远距离传输或制作高Q 值的谐振腔。 3. 列出微波等效电路网络常用有 5 种等效电路的矩阵表示，并说明矩阵中的参数是如何测量得到的。 答：（1）阻抗参量 当端口②开路时，I 2＝0，网络阻抗参量方程变为： 22111122111 211211 1 I I U Z I U Z I U U Z Z I I ===== = 则

当端口①开路时， I 1＝0，网络阻抗参量方程变为： （2）导纳参量 当端口②短路时，U 2＝0，网络导纳参量方程变为： 当端口①短路时，U 1＝0，网络导纳参量方程变为： （3）转移参量 当端口②开路时，I 2＝0，网络转移参量方程变为： 当端口②短路时，U 2＝0，网络转移参量方程变为： A 11：端口②开路时，端口①到端口②电压传输系数的倒数； A 21：端口②开路时，端口①与端口②之间的转移导纳； 1 11122 22221 2 122222 I I U Z I U Z I U U Z Z I I ====== 则11122122Y Y Y Y Y ⎡⎤=⎢⎥ ⎣⎦ 2211112211121121110 U U I Y U I Y U I I Y Y U U ===== = 则 1 11122 22221 2122222 00 U U I Y U I Y U I I Y Y U U ===== = 则 111 12221212222U A A U U A I A A I I ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤ ==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 221112 12121 111212 2 00 I I U A U I A U U I A A U U ===== = 则 () ()()()22112212221 1 1222220 U U U A I I A I U I A A I I ===-=-== --则

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）

微波技术与天线例题(2)

微波技术与天线例题（2） 1．电基本振子如图所示沿z轴放置，请回答下列问题： （1）指出辐射场的传播方向、电场方向和磁场方向。 （2）辐射的是什么极化的波？ （3）指出过Ｍ点的等相位面的形状。 （4）若已知Ｍ点的电场E，试求该点的磁场H。 （5）辐射场的大小与哪些因素有关？ （6）指出最大辐射方向和最小辐射方向。 （7）指出E面和H面，并概画方向图。 答：（1）辐射场沿r方向传播，电场沿θ方向，磁场沿φ方向； （2）线极化波； （3）球面； （4）120 =A/m； H Eπ （5）辐射场的大小与距离r、振子电流I、振子电长度lλ、子午角θ有关； （6）最大辐射方向：θ＝π/2；最小辐射方向：θ＝0和θ＝π。 （7）E面：YOZ平面；H面：XOY平面。方向图如下图所示。

（a）E面方向图（极坐标）（b）H面方向图（极坐标） 1 （c）E面方向图（极坐标）（d）H面方向图（极坐标）

2．某天线的增益系数为20dB ，工作波长为1m λ=，试求其有效接收面积e A 。 解：接收天线的有效接收面积为 2 4e A G λπ = 这里增益系数 20100G d B ==，波长 1m λ=，代入上式得 2125 1007.964e A m ππ = ⨯== 3．有两个半波振子组成一个平行二元阵如图所示，其间隔距离d ＝0.25λ，电流比221j m m I I e π =，求其E 面和H 面的方向函数及方向图。 解：此题所设的二元阵属于等幅二元阵，1m =，这是最常见的二元阵 类型。对于这样的二元阵，阵因子可以简化为 (,)2cos 2 a f ψ θϕ= 1) E 平面(y Oz) 相位差： ()cos cos 2 2 E kd π π ψδξδδ=+= + 阵因子： ()2cos(cos )4 4 a f π π δδ=+ 半波振子在E 面的方向函数可以写为 1cos(sin ) 2()cos f π δδδ = 根据方向图乘积定理，此二元阵在E 平面(y Oz)的方向函数为

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）

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。

《电磁场微波技术与天线》习题参考答案

《电磁场微波技术与天线》习题及参考答案 一、填空题： 1、静止电荷所产生的电场，称之为_静电场_；电场强度的方向与正电荷在电场中受力的方向__相同_。 2、电荷之间的相互作用力是通过电场发生的，电流与电流之间的相互作用力是通过磁 场发生的。 3、矢量场基本方程的微分形式是：A V和AJ；说明矢量场的散度 和旋度可以描述矢量场在空间中的分布和变化规律。 4、矢量场基本方程的积分形式是：SAdSV V dV和l AdlsJdS；说明矢 量场的环量和通量可以描述矢量场在空间中的分布和变化规律。 5、矢量分析中的两个重要定理分别是高斯定理和斯托克斯定理,它们的表达式分别是： v和lAdl s rotAdS。 AdV S AdS 6、静电系统在真空中的基本方程的积分形式是：∮D s·d S=q和E·d=0。 7、静电系统在真空中的基本方程的微分形式是：D V和E0。 8、镜象法的理论依据是静电场的唯一性定理。基本方法是在所求场域的外部放置镜像电荷以等效的取代边界表面的感应电荷或极化电荷。 9、在两种媒质分界面的两侧，电场E的切向分量E1t－E2t＝_0__；而磁场B的法向分量 B1n－B2n＝__0__。 10、法拉弟电磁感应定律的方程式为En=- d dt ，当dφ/dt>0时，其感应电流产生的磁场将阻 止原磁场增加。 11、在空间通信中，为了克服信号通过电离层后产生的法拉第旋转效应，其发射和接收天线都采用圆极化天线。 12、长度为2h=λ/2的半波振子发射天线，其电流分布为：I （z）=Im sink（h-|z|）。 13、在介电常数为e的均匀各向同性介质中，电位函数为11 22 xy5z,则电场强22 度E=xeye5e。 xyz 14、要提高天线效率，应尽可能提高其辐射电阻，降低损耗电阻。 15、GPS接收机采用圆极化天线，以保证接收效果。 二、选择题： 1、电荷只能在分子或原子范围内作微小位移的物质称为(D)。 A.导体 B.固体 C.液体 D. 2、相同的场源条件下，真空中的电场强度是电介质中的(D)倍。

《微波技术与天线》傅文斌 习题答案第2章

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。

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》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=