微波复习提纲
《微波》复习提纲 社會の犧牲品 ?
Chap 1 传输线理论
§1.1 基本概念
传输线：定义：能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同组成的导波系统。
分类(按所引导的电磁波类型)：1.TEM 波传输线(双导体)；2.TE 或TM 波传输线(单导体)；3.表面波传输线。 基本要求：工作频带宽、功率容量大(或满足要求)、工作稳定性好、损耗小、尺寸小和成本低。 分析方法：场的方法(横向问题)、路的方法(纵向问题)。
长线：在微波系统中，传输线的长度l 远大于所传输的电磁波的波长、或者可与波长λ相比拟。 导行波：被波导引导向一定方向传播的电磁波。
分布参数电路：在微波段，趋肤效应、电感效应、电容效应、并联电导和漏电流效应不是集中于传输线上的某一位置，而是沿着整个传输线的长度分布的电路。
§1.2 均匀无耗传输线上的行波
常量：90110F /m 36επ?=×，，70410H /m μπ?=
×0120377ηπ=Ω≈Ω
无耗线：在微波范围内，若R L ω 和G C ω (ω为电磁波的角频率)，则可把传输线近似看作无耗线。
均匀无耗线上的电压、电流基本方程：(,)(,)u z t i z t L z t ??=???； (,)(,)
i z t u z t C
z t ??=???。 波动方程：22
22(,)(,)u z t u z t LC z t ??=
??； 2222(,)(,)i z t i z t LC z t ??=??。 在简谐变化的情况下有：(,)Re[()]j t
u z t U z e
ω=； (,)Re[()]j t
i z t I z e
ω=。
其中U (z )和I (z )分别表示电压和电流的复振幅，因此波动方程变为：
222
2()()()d U z LCU z U z dz ωβ=?=?； 222
()()()d I z LCI z I z dz
ωβ=?=?2?
，其通解为： 12()()()j z j z U z A e A e U z U z ββ?+=+=+； 12()()()j z j z I z B e B e I z I z ββ?+=+=+?
其中，=β相移常数，表示单位距离内电压波和电流波(即电磁波)相位的变化量。 若令31211221122||,||,||,||j 4j j j A A e A A e B B e B B e ???====?，则电压、电流的瞬时值可写为：
11221324(,)Re[()]||cos()||cos()(,)Re[()]||cos()||cos()
j t j t
u z t U z e A t z A t z i z t I z e
B t z B t z ωωω?βω?βω?βω?β==+?++==+?++++
由上可见，在波的传播过程中，只有相位的变化，而无幅度的变化，这种波称为行波。
电压波和电流波的等相位面沿传播方向移动的速度，称为相速，用表示，且p
v p v ωβ==
于是，2p v ωπβλ===
p v =
β=
称η=波阻抗。真空中的波阻抗为0120377ηπ=Ω≈Ω。
称()()()()
c U z U z Z I z I z +?
+?===?为无耗传输线的特性阻抗，它不代表损耗，而是反映传输线在行波状态下电压与电流之间的比值关系的一个量，其值与传输线填充的介质和线的横向尺寸有关，与线长和频率无关。
§1.3 均匀无耗有载传输线
反射系数：定义Γ2()Γ()()j z l c u l c Z Z U
z z U z Z Z e β?
?+?==+为电压反射系数，终端(z =0)时，Γ0
Γ(0)|Γ(0)|j j l c u u
l c
Z Z e e Z Z ??Γ?==+， 于是有：0
(2)22Γ()Γ(0)|Γ(0)|j z j z j z l c u u u
l c
Z Z z e e e Z Z Γβ?ββ?????===+。同理可得电流反射系数，且有Γ()i z Γ()Γ()i u z z =?。
性质：①一般情况下为复数，由于常用电压反射系数，故将()()u z z ΓΓ简写为；②均匀无耗传输线上各点电压(或电流)反射系数的模相同，相角不同；③当； 0Γmax 220,1,2,3,|()|=|(0)|[1+|(0)|]z n n U z U β?π+?==Γ 时，电压有当。电流的最大、最小值与电压相反。
0Γmin 2(2+1)0,1,2,3,|()|=|(0)|[1|(0)|]z n n U z U β?π+?==?Γ 时，电压有
驻波比s ：定义m a x m a x m in m in |()||()|1|()|1||
|()||()|1|()|1||
U z I z z s U z I z z +Γ+Γ=
===
?Γ?Γ为驻波比。显然有1||1s s ?Γ=+成立。 驻波比从量的方面反映传输线上反射波的情况，但它只反映了反射波强弱的程度，并不反映其相位关系。另外，还用行波系数K 来表示传输线上反射波的强弱程度，它定义为：m in m in m ax m ax |()||()|1|()|1||1
|()||()|1|()|1||U z I z z K U z I z z s
?Γ?Γ=
===+Γ+Γ=
取值范围： 0|Γ|1; 1; 01s K ≤≤≤≤∞≤≤。
输入阻抗Z in (z )：定义tg ()1()()()()()tg 1()l c in c c in in c l Z jZ z U z z Z z Z Z R z jX I z Z jZ z z z βΓβΓ++====++?为与终端(z=0)相距z 处的输入阻抗。
可见，当(),l c in c c Z Z Z z Z ==时，即线上任意位置的输入阻抗都等于Z )，此时只有入射波，为行波状态； 当(/2l c Z Z λ≠时，一段有限长传输线除整数倍外可以起阻抗变换作用，工作时要尽量加以避免。
※均匀无耗传输线接不同类型负载时的工作状态
一、行波状态：当传输线无限长，或其终端接有等于特性阻抗的负载时。
此时线上各点电压(电流)振幅相等，均不随z 变化；随着时间的增加，一个随着时间作简谐振荡的、等振幅值的电磁波把信号源的能量不断地传向负载，并被负载完全吸收。(),Γ0,1,1in c Z z Z s K ====。
二、纯驻波状态：当传输线终端短路、开路或接有纯电抗性负载时。 此时负载不吸收能量，从信号源传向负载的入射波在终端产生全反射，线上的入射波与反射波相叠加，从而形
当终端接有纯电抗性负载时，终端不再是电压或电流波腹、节点，而是介于波腹值与0之间的某一值， 若负载为纯电感性的，那么从终端起向信源方向移动时，首先出现电压波腹点(电流波节点)； 若负载为纯电容性的，那么从终端起向信源方向移动时，首先出现电压波节点(电流波腹点)。
三、行驻波状态：当传输线终端接有复数阻抗l l l Z R jX =±时。 此时从信号源传向负载的能量有一部分被负载吸收，另一部分则被反射回去，即传输线上既有行波成分，又有驻波成分，因此称为行驻波状态，习惯上称为驻波状态。此时有：
02222|(0)| 1 arctg l c l l c X Z R X Z ?Γ??±Γ=<=??+???
0000c c , (0), 0 ; <, (0), 0, ;Z R >, (0), , ; ,|(0)|0()1l c l c l l l l l c l c c
c l c l c l l c l
R Z R Z R
Z R Z R s R Z R Z Z Z
Z R s Z R s R Z R ?π??π?ΓΓΓΓ??=Γ==Γ===++?Γ=
===Γ==+若则或若则若则若则，不确定为任意值，。
由tg ()()()()()tg l c in c in in c l Z jZ z U z Z z Z R z jX I z Z jZ z
z ββ+===++可知：
当0(/4)/z 2n λ?πλΓ=+时(n =0,1,2,3, )，即电压腹点(电流节点)处有：max max |()|in c Z z R sZ ==；
当0(/4)(21)/z n 4λ?πλΓ=++时，即电压节点(电流腹点)处有：min min |()|/in c c Z z R KZ Z s ===。
综上所述：在传输线上，电压的腹点即电流的节点、电压的节点即电流的腹点，且腹节点相距λ/4；电压腹、节点处|Z in |分别出现最大R max 、最小值R min ，且均为纯阻性；在线上每经过λ/4的距离，输入阻抗可以由感性变为容性，或者相反，也可以由R max 变为R min ，或者相反，称为λ/4阻抗变换性；在线上每经过λ/2的距离，输入阻抗的性质和模保持不变，这称为λ/2阻抗重复性。
§1.4 传输线应用
当特性阻抗为Z c 的λ/4传输线终端接有负载Z l 时，有2/in c l Z Z Z =；对于λ/2传输线，无论其终端接什么性质的负载，总有Z in =Z l 成立，即它具有把终端负载原封不动地“搬到”始端的作用。
※§1.5 阻抗园图 构成原理：
一、反射系数圆
传输线终端负载处(z =0)的反射系数一般为复数，可表示为：(0)(0)(0)r i j Γ=Γ+Γ，也可以用极坐标的形式表示为：0
(0)|(0)|j e
?ΓΓ=Γ，于是可以用-r i j ΓΓ复平面上的矢量来表示(0)Γ。半径为|(0)Γ|的圆即可描述相同负载、
同一传输线上各点的反射系数(模和相角)。因为|(0)Γ|与驻波比s 一一对应，故反射系数圆也是驻波比圆。
在传输线上每移动λ/2，对应于反射系数矢量沿圆周转动一周，转动的角度用电长度(或称波长数)/z λΔ来表示，且距离φΔ与电长度之间的关系为：24/z z φβπΔΔΔ==λ。电长度的零点通常选在φπ=处，沿顺时针方向转动时体现在传输线上为向信源方向移动，沿逆时针方向转动时体现在传输线上为向负载方向移动。 二、电阻圆与电抗圆
输入阻抗Z in (z )可以表示为：11in c
in in Z Z R jX +Γ
==+?Γ
，将其除以特性阻抗c Z ，就得到了归一化的输入阻抗z ，以及相应的归一化电阻r 和归一化的电抗x ，即c c c
Z R X z j r Z Z Z jx ==+=+r i ，将j Γ=Γ+Γ代入Z in 的表达式，即可得到：()2
2
2
2211111r i r i r r r x ???????Γ?+Γ=Γ?+Γ?=???????++?????
??和2
1x ??
?，它们分别对应于两族圆，称为电阻圆和电抗圆，其中所有的电阻圆相切于(1，j 0)点，所有的电抗圆分为上下两部分，也相切于(1，j 0)点，其中上半部分电抗曲线对应于感
性电抗(+jx )，下半部分电抗曲线对应于容性电抗(-jx )。
三、阻抗圆图：把反射系数圆、电阻圆以及电抗圆都绘在一起，便构成了一个完整的阻抗圆图。 性质：
? 实轴上所有的点(除两个端点外)表示阻抗是纯电阻性的；
? 右半实轴上的点是电压振幅的腹点(电流节点)，该点的归一化电阻r 在数值上就等于驻波比s ，实轴的右端点
(1，j 0)点是开路点；
? 左半实轴上的点是电压振幅的节点(电流腹点)，该点的归一化电阻r 在数值上就等于行波系数K (也即1/s )，实
轴的左端点(-1，j0)点是短路点；
? 坐标原点(0，j 0)处的||=0，x =0，r=1，s=1，是匹配点；
()z Γ? 单位圆周界上(||=1)的点(除实轴两个端点外)，r =0,表示纯电抗。 ()z Γ四、导纳圆图 将阻抗圆图中的电阻r 换为电导g ，电抗x 换为电纳b ，电压反射系数()z Γ换为电流反射系数，就得到了导纳圆图。但是原来阻抗圆图上电压腹点(电流节点)的位置，在导纳圆图上则应是电流腹点(电压节点)，原来在阻抗圆图上的开路点和短路点位置对应于导纳圆图上的短路点和开路点位置。匹配点仍为原点。 ()i z Γ
※§1.6 阻抗匹配
目的：使信号源输出功率最大，使终端负载吸收全部入射功率，使信号源工作稳定。 实现：信号源与传输线共轭匹配：; ||||g in g in R R X X =±=?； 负载与传输线行波匹配：l c Z Z =。
阻抗匹配措施：
1、λ/4阻抗变换器进行匹配；
2、并联电抗元件匹配：
⑴单株线匹配：对于支线处有：z in =1(即tg 0 tg 0c X Z l x l ββ+=+或 =)，通过改变支线和负载的距离d 及支线的长度来实现调配。
l ⑵双株线匹配：支线间距离确定(一般为λ/8，λ/4或3λ/8)，通过改变支线的长度来改变电纳值，使远离负载的
支线处有z l in =1(即tg 0 tg
0c X Z l x l ββ+=+或 =)。具体用导纳圆图实现方法见课本P39。此方法会由于d 1的选取过短而产生盲区，应加以避免。
习题：
P50 1-6、1-7 掌握：
? 已知Z c 及腹点(或节点)处的Z in ，会求节点(或腹点)处的Z in ； ? 阻抗圆图的应用、传输线的几种工作状态及阻抗匹配的方法。
Chap 2 规则波导
波导(导波系统)：在微波波段使用的，能够导引电磁波沿着一定方向传播的传输线。
规则波导：沿轴线方向，横截面的形状、尺寸、填充介质的分布状态和电参数均不变化的无限长的直波导。
(说明：这是为了研究波导工作为行波状态时，电磁波沿轴向的传播规律，以及电、磁场在横截面上的分布规律而假想的模型。)
空心金属波导中传输的电磁波是TE 或TM 模，不可能是TEM 模，所以采用“场”的分析方法，并利用边界条件求解。
§2.1 波动方程与导行波
当波导中的电磁场为简谐场时，可以用复数形式来表示它们：; (,,,)Re()(,,,)Re()j t
j t
E x y z t Ee
H x y z t He ωω== ， 其中，; x y z x y z
E xE yE zE H xH yH zH =++=++ 。 再由麦克斯韦方程组可以得到规则波导中的波动方程(即齐次亥姆霍兹方程)：22220; 0E K E H K H ?+=?+=
式中，/2/K v ωπλ===称为介质波数(或相移常数)，而λ是角频率为ω的TEM 波在无界媒质中的波长。 将规则波导放入广义柱坐标系中，设波沿z 轴方向传播，横截面为(u ,v )平面，波导内表面电导率无限大，且
内部填充的是无耗的简单介质，波导内无自由电荷和传导电流，其横截面沿z 轴方向不变化，波导无限长。于是，
可以将电磁场分解为：(,,)(,)(); (,,)(,)()E u v z E u v Z z H u v z H u v Z z ==，
式中，E (u,v )和H (u,v )在位置确定的情况下，仅为横向坐标(u,v )的函数，它们表示电磁场在波导横截面内的分布状态，称为分布函数，而Z (z )仅是纵向坐标z 的函数，它表示电磁场沿z 轴的传播规律，称为传播因子。总起来讲，电场E 仍为(u,v,z )的函数。
由微分算子运算可得纵向分量的解为：()z z Z z A e A e γγ+??=+，在规则波导中它表示仅传播方向相反外其他特性均相同的两个行波的叠加，因此只需考虑一个方向的行波就行了。取第一项得：()z Z z A e γ+?=。式中，γ称为传播常数，它一般为复数，表示为：j γα=+β，而这里的α为衰减常数，β为相移常数。对于无耗波导，0,,()j z j Z z A e βαγβ+?===。
在推导过程中可得出22c K K 2γ=+，称K c 为截止波数，它与波导横截面的形状、尺寸以及所传输的电磁波的波型(模)有关。对于无耗波导，2222c K K K 2
γβ=+=?。可见，当0z β=时，波不再沿轴传播，呈截止状态。此时有,2/2/,c c K K c πλπλλ==即这里的称为截止波长
，/(2c c f K =称为截止频率。
§2.2 规则波导中的导行波
根据在§2.1中求得的纵向场分量的解和纵、横向分量之间的关系，可以求出横向场分量的解。 一、波型
由K c 、E z 和H z 的取值关系，可以将规则波导中的波分为三个类型： 1、TEM 波型(0,0,0,c z z c K E H λ====∞)
这种波型电场和磁场只有横向分量，故要传输TEM 波，在波导中必须能够存在静电荷或恒定电流(双导体或多导体系统)，而在由单导体构成的波导中不可能存在静电荷或恒定电流，因此它们不可能传输TEM 波。 2、TE 波型()：这种波型电场只有横向分量，E 20,0,0c z z K E H >=≠t 、H t 和单位矢量z 构成右手螺旋系。 3、TM 波型()：这种波型磁场只有横向分量，E 20,0,0c z z K H E >=≠t 、H t 和单位矢量z 构成右手螺旋系。
二、传输特性
1、传输条件：对于某一类波型而言，若要在给定的波导内能够传输，则要求电磁波的工作波长c λλ<，或者说工作
频率c f f >。可见这类波导具有高通滤波器的特性。
2、相关参数：
衰减常数α：表示波导单位长度上波的幅值的衰减量，与波导横截面的形状、尺寸、波导管壁内表面的材料、
填充介质、传输波型以及工作频率(或工作波长)等因素有关。()(c d )ααα=+波导壁引起介质引起 相移常数β：表示波沿波导的轴向传播时单位距离内相位的变化量。
规则波导中，β=2/K πλ= ，2/c c K πλ=。
相速：波的等相位面沿波导的轴向传播的速度。
p v 色散：当给定波导及传输波型时，电磁波的相速(以及群速p v g v )随频率变化而变化。 1)TEM
波型波导中，,c p v v λ=∞∴==，其中v 为光速。它是非色散波型。
2)TE 、TM
波型波导：p v v ωβ==>，其中v 为光速，λ为工作波长。它们是色散波型。
波导波长g λ：又称相波长，指在波导内沿其轴向传播的电磁波相邻两个同相位点之间的距离，它与相对应。 p v 若电磁波的频率是f ，
则有/g p v f λλ==
此时有2/2g βπλλ== 。
可知，TEM 波型波导c λ=∞，故g λλ=，而TE 、TM 波型波导的g λλ>，且g λ随频率变化，因
此它们具有色散特性。
群速g v ：经过调制的波是一个多频率成分的波，由这些多频率成分构成的“波群”的速度就称为群速。它代表
能量的传播速度，它小于光速v 。
d d d d g z v t ωω
ωβ==
== 。可见，。 2p g v v v ?= 波型阻抗w Z ：定义|E t |与|H t |的比值为波型阻抗，它在波导横截面内处处相等，与坐标z 无关，具有阻抗的量纲。 对于TEM 、TE 和TM
模，波阻抗分别为：
TEM Z η==，η为波导介质的波阻抗；
TE ///
g Z /g ωμβληλλ====；
TM //g Z /g βωεληλλ==== 。
※§2.3 矩形波导
纵向场分量：
()(); ()()z E E z H H E X x Y y H X x Y y ==只要求解出了纵向场分量，利用横、纵向分量之间的关系式可求出各个横向分量，整个场结构就求出来了。 一、波型及场结构
1、TM 波型()：0,0z z H E =≠0cos()cos()j z z x x y y E E K x K y e β???=++ 边界条件为：0, 0, /2; , 0, / ;
0, 0, /2; , 0, / z x z x z y z y x E x a E K y E y b E K n b ?ππ?ππ======???
======??。
m a 代入上式，
0 z E E ∴=场结构：由场分量的表示式可知，TM 0n 、TM m0和TM 00的波型是不存在的，因此最低次模是TM 11。式中的m 表示场
量沿x 轴(x 从0到a )出现的半周期(半个纯驻波)的数目，n 表示场量沿y 轴(y 从0到b )出现的半周期的数目。据此可绘制出TM 波型的场结构图。此波导中场量沿z 轴为行波，而沿x 和y 轴为纯驻波分布。 2、TE 波型()：0,0z z E H =≠H 0cos()cos()j z z x x y y H K x K y e β???=++
边界条件为：0, 0, 0; , 0, / ;
0, 0, 0; , 0, / x x x x y y y y x H x a H K y H y b H K n b ?π?π======???======??
。m a 代入上式，
0 z H H ∴= 场结构：由场分量的表示式可知，在一对m 、n 的值中，有一个可以取0，但不能同时为0。因此，TE 波的最低次模
是TE 10(a >b 时)或TE 01(a
二、矩形波导中电磁波的传输特性
截止波数K c ： c K =
截止波长
λc ：2c c K πλ=
=
可知，K c 和λc 波导横截面尺寸和波型的函数，当m 和n 均不为0时，TM mn 和TE mn 具有相同的K c 和λc 。于是， 称这种K c 和λc 相同，但波型(场结构)不相同的情况为波型的简并现象。
截止频率f
c ：c c v f λ==，它与波导横截面尺寸、波型、波导填充介质有关。 TE 10模：2,
/2c c a f v a λ==； TE 01模：2,/2c c b f v b λ==；
TE
11和TM
11模：2 c c a f λ==
尺寸选择：用于某种特定模传输的波导，其尺寸(a b ×)与工作波长(λ)应满足单模传输条件：02
b a λ
λ<<
<<
工程上常取：0.7, (0.4~0.5)a b a λ==
三、管壁电流
当电磁波在波导中传播时，会在波导壁的内表面上感应出高频电流，称为管壁电流。因实际波导壁内表面并非理想导体，而是良导体，因此高频电流会透入其内部，但深度很小，可近似认为分布在其内表面上，称为表面电流。
四、激励与耦合
在波导中建立起所需要的某频率和某种波型的电磁场的方法，称为波导的激励。 激励的要求：能激励起所需要的某频率和某种波型的场，并能有效地抑制不需要波型的场；能较好地与波导相
匹配，使浩大源的能量无反射或反射很小地馈入波导中；有时还要求馈入波导的能量可以调节。
激励的方法：1、探针(棒)激励；2、环激励；3、孔(缝)激励 等。
从波导中取出某频率和某种波型电磁场的能量的方法，称为波导的耦合，它是激励的逆过程。
※§2.4 圆波导
一、波动方程在圆柱坐标系中的解
纵向场分量：()(); ()()z E E z H H E R r H R r φ?φ?== 其通解为：
1 cos sin ()J (); ()=m c m m R r A K r B ?
?φ?=
式中，A 1和B 均为待定的系数，J (为第一类m 阶贝塞尔函数。从场量沿)m c K r ?方向的变化看，cos sin m m ??和代
表圆波导中能够独立存在的两种波型，这两种波型具有相同的截止波长和传输特性，只是在波导的横截面上，
场的极化方向不同。在的时候，这种情况被称为波型的极化简并。
0m ≠因此波动方程的解为：00cos cos sin sin J () , J ()j z j z m c z m c m m m m E E K r H H K r e e z
ββ??????==
二、波型及场结构
1、TM 波型()：0,0z z H E =≠0cos sin J ()j z
z m c m m E E K r e β???=
设圆波导管的内半径为R ，则可求得：, 2/2/mn c c c K K R
mn R νλππ===ν
式中mn ν为m 阶贝塞尔函数的第n 个根值，查表可得。
场结构：从TM波型的场结构表示式可知，场量沿圆周和半径方向均呈纯驻波分布状态，且沿圆周按三角函数规律分
布，沿半径按贝塞尔函数或其导函数的规律分布。m 除表示贝塞尔函数的阶数之外，还表示场量沿圆周分布的整驻波的个数；n 除了表示贝塞尔函数或其导函数的根的序号之外，还表示场量沿半径分布的半个驻波的个数，即场量出现最大值的个数。主模为TM 01模，其特点为：场结构具有轴对称性，而且易与矩形波导中的TE 10波型的场发生耦合；它具有较强的电场纵向分量。
2、TE 波型()：0,0z z E H =≠0cos sin J ()j z
z m c m m H H K r e β???=
设圆波导管的内半径为R ，则可求得：, 2/2/mn c c c K K R
mn R μλππ===μ
式中mn μ为m 阶贝塞尔函数导函数的第n 个根值，查表可得。
场结构：从TE波型的场结构表示式可知，场量沿圆周和半径方向均呈纯驻波分布状态，且沿圆周按三角函数规律分
布，沿半径按贝塞尔函数或其导函数的规律分布。m 和n 的含义与TM mn 波型一样。主模为TE 11模，其特点为：容易被矩形波导中的TE 10波型所激励，但极易使场结构的极化面产生旋转。TE 10模的特点：具有轴对称性，电场只有E ?分量，它分布在圆波导的横截面内成为闭合曲线；磁场有分量。波导壁的内表面上只
有沿圆周方向的表面电流，而没有纵向电流，因此导体损耗较小。
r H H 和z
在传输功率不变的条件下，TE 01波型的衰减常数随着频率的升高而降低，这对于长距离传输信号的功率，以及把这种波型用于微波谐振腔中，都是比较合适的。在圆波导中，TM 1n 与TE 0n 这两种波型，虽然它们的场结构不同，但截止波长相同，因此具有相同的传输特性，这也是一种波型简并，称为E-H 简并。
§2.5 同轴线波导
同轴线是一种双导体系统，故其主模为TEM 波，是无色散波。 特性阻抗Z c
：/c Z U I =a 为内导体的外半径，b 为外导体的内半径，r ε为相对介电常数。 对于TM 0n 和TE 0n 波型： 2()/c c n K b a
b a n π
λ≈
=??， ； 对于TE m 1波型：()/c a b m λπ=+
尺寸选择：最短工作波长min λ与同轴线尺寸之间应满足 min ()a b λπ
+≤
§2.6 微带线
带状线为双导体系统，故其主模为TEM 模。 带状线的参数：
特性阻抗 1/(c
)p
Z v C = 其中，
相速度0
p
v v == 式中，L 、C 为带状线单位长度上的分布电感和分布电容，r ε为填充介质的相对介电常数，00v 0f λ=为真空中的光速。 于是有波导波长
0g λλ=若t 为中心导体带的厚度，w 为中心导体带的宽度，b 为上下接地板的间距
若则称为宽导体带，此时有/()0.35w b t ?≥24p C C C f =+，其中为平板电容，p C f C 为边缘电容。 若则称为窄导体带。 /()0.35w b t ?<
微带线中的参数 如果微带线的形状和尺寸不变，当它被单一的空气介质所包围着时，其分布电容为，当它由空气和相对介电常数为0C r ε的介质所填充，它的电容为，于是定义等效相对介电常数1C 10re C C ε=。因此，实际微带线的
特性阻抗
0c Z 0001c Z v C =为形状、尺寸相同，填充介质全部是空气的微带线的特性阻抗。
一般情况下，当导体带厚度t =0时，等效相对介电常数1(1re r q )εε≈+?，其中1/2
100.5[1(1)]h q w
?≈++
，称为填充系数，它表示1r ε>的介质的填充程度。
当q =0时，1re ε=，表示微带线中填充的全部是空气介质；当q =1时，re r εε=，表示微带线全部被相对介电常数为r ε的介质填充。当导体带的厚度t ≠0时，导体带的边缘电容增加而不能忽略。若将增加的影响等效为导体带的宽度增加了，则它与t =0时的等效宽度w w Δe 和实际宽度w 的关系为e w w w =+Δ，其中可用下式计算：若w Δ/1/2w h π≤，4(ln
1)t w w t ππΔ=+；若2/1/2(ln 1t h
w h w t ππ
≥Δ=，
)+。 相速：0p v v =
波导波长：0g λλ= 在微带线中，当传输频率较高时，TE 、TM 模的混合模式引起的色散现象不可忽略。当频率升高到波长与微带线尺寸可比拟时，就可能出现高次模：波导模和表面波模。 波导模是存在于导体带与接地板之间的一种模式，包括TE 和TM 两种模式。
表面波模是一种其大部分能量集中在微带线接地板表面附近的介质中、并沿接地板表面传播的一种电磁波，它也有TE 和TM 两种模式，最低次模分别为TE 0和TM 0模。
※强耦合：当表面波的相速度与准TEM 波模的相速度相同时，这两类模会产生很强的相互影响，
使工作状况变坏，这种现象称为强耦合。
? 当频率为TE f =TE 模与准
TEM 模的相速度相同，两者之间发生强耦合；
? 当频率为TM f =
TM 模与准TEM 模的相速度相同，两者之间发生强耦合。
? 在微带线的设计中，为避免准TEM 模与表面波模之间的强耦合，工作频率应低于f TE 和f TM 中的较低者，若工作频
率较高，可采用r ε较小的材料，以及较小的h ，借以提高f TE 和f TM ，从而达到避免强耦合的目的。
Chap 3 微波谐振器
在微波范围内，当谐振回路的线长与电磁波的波长可以相比拟时，就会产生能量的辐射，波长越短辐射越严重，介质损耗和由趋肤效应引起的导体损耗也急剧增加，这必然会降低回路的质量。
有两种避免辐射的方法：1、把电磁波封闭在金属空腔中(如各种空腔谐振器)；2、把电磁波聚集在高介电常数的介质内(如各种开放型谐振器)。
§3.1 谐振器的主要特性参数 一、谐振频率 金属腔体两端封闭，且在两端处既不吸收，也不辐射能量，而是形成全反射，此金属腔体就形成了谐振腔。 四种求解方法： 1、相位法 谐振腔内的纯驻波场可看作行波场在腔长l 的两端之间来回反射相叠加形成的，即：对于谐振腔内任意一点，当行波场相叠加时，若其相位差为2π的整数倍(同相)时，就产生了谐振。 设电磁波在两端处反射系数的相角分别为12θθ和，行波的相移常数为β，谐振器长为l 时，由谐振条件：1222 ( 0,1,2l p p ,3)βθθπ++== 可以得到β的值。对于无色散波，再由2/2/r r f v βπλπ==可以求得谐振波长r λ和
谐振频率f r 。而对于色散波
，则由2/2g v βπλ==求得。式中，v 是TEM 波在无界介质中的传播速度，f c 是构成谐振器的传输线的截止频率。 可见，当谐振器一定时，不同的p 值对应于不同的β值，即对应于不同的f r ，也就是说，不同的p 值表示不同的谐振波型，这就叫做谐振器的多谐性。 2、电纳法 根据谐振时谐振器的总电纳为0来确定谐振频率。它适用于电容加载同轴线谐振腔(如同轴线谐振器)。对于一个电容量为C ，长度为l 的谐振腔，谐振的条件为：0r
f f B ==∑ ，也即：212ctg(r r c f l f C Z v
)=0π? 其中，B 为总电纳，C 为加载电容，Z c 为同轴线的特性阻抗，v 是电磁波的速度。 3、集中参数法 对于某些谐振器，若它的电场和磁场相对而言是分别集中于谐振器的不同部位，而且谐振器的几何尺寸又小于谐振波长r λ，则可利用集中参数的概念画出其等效电路，求出谐振器的等效电感L 和等效电容C ，若忽略损耗，
则：1/2r f =
4、场叠加法 对于已知形状、尺寸和填充介质的腔体，将腔内存在的场进行叠加，并利用边界条件和谐振条件求解f r 。它适用于形状规则，边界条件明确的谐振腔。本方法的关键是求出本征值K ，一旦K 值求得，则可由/2r f Kv π=和
/2/r r v f K λπ==求得谐振频率和谐振波长。
因此，当谐振腔的形状、尺寸和填充介质给定后，可以有许多模使它产生谐振，即对应着许多不同的谐振频率，即多谐性。但是对于简并模而言，同一个谐振频率却可以对应着不同的模。 二、品质因数 1、固有品质因数 它是对一个孤立的谐振器而言的，是谐振器不与任何外电路相连时的品质因数，反映了谐振器的损耗大小、频率选择性的强弱以及工作稳定度。它定义为：
022r
r
r
T
W W Q W P
ωωωωπ
π
====谐振器内总的储能一周期内谐振器的耗能ω= 其中，，P 为一周期内谐振器中的平均损耗功率，T W PT =r ω为谐振角频率。
Q 0大，损耗小、频率选择性强、工作稳定度高，但工作频带较窄；Q 0小，情况相反。
Q 0与腔体容积V 、腔壁内表面面积S 有关。在能够抑制干扰模的前提下，要提高Q 0值，应尽可能地使V 大一些，使S 小一些，并选用电导率1σ较大的材料作为腔壁的内表面，而且表面粗糙度也要尽量地小。 2、有载品质因数 把考虑了外界负载作用情况下的腔体的品质因数称为有载品质因数，它表示为：
2r
L r L i W W Q r c P P P ωωπω===ω=+谐振器内总的储能一周期内谐振器的耗能
其中，P i 表示腔本身的损耗功率，P c 表示外界负载上损耗的功率。于是可写成：
011i c i c L
r r r P P P P Q W W W Q ωωω+==+=+
1c Q
同理，r ω为谐振角频率，Q 0为腔体的固有品质因数，Q c 为耦合品质因数(或外部品质因数)。用耦合系数k 来表示腔体与外界负载之间的耦合程度，。因此，还可以将写为0/c k Q Q =L Q 0/(1)L Q Q k =+ 。
3、等效电导 等效电导G 0是与腔内损耗功率有关的一个参数，它的值并非唯一，也不确定，它取决于所选择的参考面。
§3.2 圆柱形谐振腔
优点：有较高的固有品质因数、调谐方便、结构坚固、易于加工制作等。
腔体中存在TE mnp 和TM mnp 两种模式，标号m 和n 与圆波导中的含义相同，而标号p 则表示沿腔体的纵向(z 轴)场量变化的半周期(半驻波)数。 一、电磁场的表示式
1、TE mnp 模：cos sin J ()sin(/)z m m c m m H H K r p z l ??π=
由边界条件可得：()()()2
2
22/ ( 1,2,3,) ///c mn 2
p l p K K p l R p l βππμπ===+=+ ，
其中，m =0,1,2,3, ；n =1,2,3, ；p =1,2,3, 2、TM mnp 模：cos sin J ()cos(/)z m m c m m E E K r p z l ??π=
由边界条件可得：()()(2
2
22/ ( 1,2,3,) ///c mn )2
p l p K K p l R p l βππνπ===+=+ ，
其中，m =0,1,2,3, ；n =1,2,3, ；p =1,2,3, 二、谐振频率与波型图 1、谐振频率及谐振波长
/2 /2/r r r f Kv v f K πλπ===
※对于TE mnp
模，有：
/2r f Kv π==
=
2/22r K λπππ====
※对于TM mnp 模，有：
/2r f Kv π==
2/2/2/r K λπππ==== 如果用X mn 代替以上各式中的mn mn μν和，则可以把谐振波长r λ写成一个表达式(其中D =2R )：
21/r K D λπ===
2、波型图 描述了圆柱形谐振腔的谐振频率随谐振模式和腔体尺寸的变化关系。它们的代数关系为：
2
2
2
2
()2mn r vX vp D f D l π??????
=+??????????
??
对于给定的波型，2()r f D 与2
(/)D l 的关系在波型图上是一条直线，其斜率为(vp /2)2，截距为(vX mn /π)2。 在实际应用中，无论何种情况，都要在波型图中选定一个工作方块，即以选定的工作波型的调谐曲线为对角线，以最小和最大的2
()r f D 的值，以及与其相对应的2
(/)D l 的值所确定的一个矩形区域。在设计时应该让尽量少的干扰波型落入工作方块内。 谐振腔中的干扰波型有如下几种：1、自干扰型(m 和n 相同，p 不同)；2、一般干扰型(m 和n 不同，p 相同)；3、交叉型(m 、n 、p 都不同)；4、简并型(干扰波型调谐曲线与选定的工作波型的调谐曲线完全重合，谐振频率完全相同，但是场结构不同)。 ※三、常用的3种主要模式 1、TE 011模
特点：电场只有?方向的分量，磁场只有r 和z 方向的分量，腔体侧壁和两个端壁的内表面上只有?方向的电流，
且侧壁与端壁间也没有电流通过。
优点：场结构稳定，无极化简并模；损耗小，并随频率的升高而减小；Q 0值很高。
缺点：不是腔中最低次模，在同样频率范围的情况下，要求腔体体积较大，干扰模也增多，工作频带变窄。 2、TE 111模
特点：当腔体的长度l > 2.1R 时，它是腔中的最低次模，可以避免其他干扰模的影响。 优点：同样的情况下，其体积较小，无干扰模存在，工作频带较宽。
缺点：Q 0值在同样情况下不及TE 011模高，若加工不完善，容易引起极化简并模式。 3、TM 010模
特点：电场只有z 轴方向的分量，磁场只有?方向的分量，场量沿z 和?方向均无变化，且对于z 轴具有对称性。 当腔体长度l < 2.1R 时，它是腔中的最低次模，可以避免其他干扰模的影响。 优点：调谐范围大，在同样的情况下，其体积小。
缺点：Q 0值在同样情况下比TE 011模低，与TE 111模相比，或者大，或者小，视D /l 的值而定。
§3.3 矩形谐振腔 一、电磁场的表示式
1、TE mnp 模()：0,0z z E H =≠cos(/)cos(/)sin(/)z m H H m x a n y b p z l πππ=
2、TM mnp 模()：0,0z z H E =≠sin(/)sin(/)cos(/)z m E E m x a n y b p z l πππ= 二、特性参数
2
2
222c m n K K a b 2
p l πππββ??????==+=++????????????
22r r r Kv v f f K πλπ=====对于TE mnp 模，m ，n =0,1,2,3, ；p =1,2,3, ；其中m 、n 不能同时为0；主模为TE 101； 对于TM mnp 模，m ，n =1,2,3, ；p =0,1,2,3,
§3.4 同轴线谐振腔
工作模式为TEM 模，场结构简单、稳定、无色散、无频率下限，工作频率范围较宽，但Q 0值较低。 一、1/2波长型同轴线谐振腔
可视为两端短路的一段同轴线构成。由相位法或电纳法求出2/ ( 1,2,3,)r l p p λ== ，即当l 为半波长的整 数倍时，腔体就产生谐振。此条件亦可由β和谐振条件推出。 二、1/4波长型同轴线谐振腔
可视为一端短路，另一端开路的同轴线构成。可求出4/(21) ( 1,2,3,)r l p p λ=?= ，即当l 为1/4波长的奇 数倍时，腔体就产生谐振。
比较：因为1/4波长型腔比1/2波长型腔少一个短路板，所以其短路板上的损耗只有1/2型腔短路板上损耗功率的
一半，但是由于结构上的原因，1/4波长型腔的测量精度要比1/2波长型腔差。 三、电容加载型同轴线谐振腔 由谐振条件 0r
f f B
==∑ 可推出 212ctg(r r c
f l f C Z v
)=0ππ?，
可解得：1arctg ( 0,1,2,3,)222
r r r c l p p f CZ λ
λ
π
π=+=…。
式中r λ为谐振波长，C 为加载电容。因此，若给定了 r c f C Z v 、
、和时，即可求出l 的值。特性阻抗亦可根据其尺寸 由§2.5中的公式求出。
§3.5 谐振腔的等效电路
用于解决“外电耦合”问题。谐振时，频率、功率及品质因数应满足条件：2r ω=集总参数的并联谐振回路在其谐振频率附近的特性为：①电纳曲线()B f ωω=与成线性关系，且d /d 0B ω>； ②当 ()r B f ωωω==时，通过零点；③电导G 近似等于常数。
集总参数的串联谐振回路在其谐振频率附近的特性为：①电抗曲线()X f ωω=与成线性关系，且d /d 0X ω>； ②当 ()r X f ωωω==时，通过零点；③电阻R 近似等于常数。
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 0，传输常数错误!未找到引用源。，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0Z =它仅由自身的分布参数决定而与负载及信号源无关；2）传输常数j γαβ=+是描述传输线上导行波的衰减和相移的参数，其中，α和β分别称为 衰减常数和相移常数，其一般的表达式为γ=传输线上电压、电 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 p v ωβ= ；4）传输线上电磁波的波长λ与自由空间波长0λ 的关系2π λβ==。
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，10001tan ()tan in Z jZ z Z z Z Z jZ z ββ+=+ 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2(2)10110 ()||j z j z Z Z z e Z Z βφβ---Γ==Γ+ 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10Z Z =时，1Γ=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：111||1|| ρ+Γ=-Γ，驻波比的取值范围是1ρ≤<∞；当传输线上无反射时，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？
微波技术基础(目录大纲)
课程详情： 微波技术基础（64讲）-西安电子科技大学梁昌洪等 国家级精品课程 “微波技术基础”简介 “微波技术基础”课程在西安电子科技大学是早已闻名的精品课程。60年代初在我校毕德显教授的有力指导和系统策划下，出现了蒋同泽的《长线》和吕海寰的《超高频技术》，这是全国最早的同类教材，对多所高校均有大的影响，只是当时军校的原因，没有正式出版。文革结束后，廖承恩编写的《微波技术基础》一直是国内多所高校引用和执教的教材。1988年梁昌洪的《计算微波》获全国优秀教材奖，同时实践的需要也希望把微波集成电路的进展，网络的统一思想，计算机的应用以及CAI的先进手段融入教学。90年代后期根据上述思想，推出了《简明微波》作为教学改革和课程发展的一次有益尝试。 目前的“微波技术基础”是电子信息专业微波方向学生的骨干课程，其讲授的内容涵盖了微波技术所涉及的各个方面的基础知识，信息量大。为该课程配套的电子工程学院实验中心微波实验室和国家电工电子基地条件优良，实验设备从传统微波实验的测量线到现代的网络分析仪一应俱全，并建设了微波技术虚拟实验室，学生可以在虚拟实验室中进行有效的工程实际经验的训练。 总的来说，西安电子科技大学的“微波技术基础”在长期教学实践和学科发展中，已经逐步形成了自身的特色。总结起来主要有： （1）现代性 在内容、方法讲述和实施等环节都要体现跟上时代的潮流。在内容选择上紧密结合通信等学科的发展，引入微波集成电路，光纤、开腔等实践需求的领域和内容；在方法上复频率法，统一传输线理论，特性阻抗的微扰理论等等，都是梁昌洪教授和同事们在教学科研结合上的创新体会；讲述和实施的CAI和虚拟实验使教材的现代性有所增色。 （2）简明性 本课程在简明扼要，通俗易懂上狠下功夫，使内容尽量集中于发展主线，脉络清晰，在教学上强调。 统一性传输线和波导的统一；圆波导和矩形波导的统一；网络理论对于微波技术基础的主线统一。 主题性在本课程执教过程中，大胆实施分讲制，每一讲都有一个主题，有一个“戏核”，每5－6讲为一个单元，每个单元都有一个脉络一个系统，整个课程有一条主线，即把网络方法和场论方法的有机结合。这样在教学中便于小结归纳，便于提纲挈领。 少而精在教材核课程设置中强调少而精，“少则深，多则惑”。把主要内容和方法反映上来，其余的让学生去发掘，创造。 （3）实践性 这是一门实际应用的工科课程。因此，强调理论联系实际，强调实验与虚拟实验相结合，强调学生的主观能动性和自身创新性。 客观地讲，本课程是当前国内外较好的课程之一，在具体的教学中获得了国内外同行和学生的好评。 微波技术基础（Fundamentals of Microwave Technology
微波技术与天线复习大纲
微波技术与天线复习大纲 绪论 一、基本概念 1、什么是微波，微波的波段如何划分？ 答：微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，频率围从300MHz到30 00GHz，波长从0.1mm到1m。 通常，微波波段分为米波、厘米波毫米和亚毫米波四个波段。 2、微波有何特点及特性？ 答：似光性；穿透性；宽频带特性；热效应性；散射性；抗低频干扰性；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。 第一章均匀传输线理论 一、基本概念 1、什么是微波传输线（或导波系统）？ 答：微波传输线（或导波系统）是用以传输信息和能量的各种形式的传输系统的总称。它的作用是引导电磁波沿一定的方向传输，因此又称为导波系统，它所引导的电磁波称为导行波。 2、什么是均匀传输线，它是如何分类的？ 答：截面尺寸、形状、媒质分布、材料及边界条件均不变的导波系统成为规则导波系统或均匀传输线。 可大致分为三种类型： （1）双导体传输线（或TEM波传输线）；由两根或两根以上的平行导体构成，主要包括平行双线、同轴线、带状线和微带线等。由于其上传输的电磁波是TEM波或准TEM波，所以又称为TEM波传输线。 （2）波导：均匀填充介质的金属波导管，主要包括矩形波导，圆波导、脊形波导和椭圆波导等。 （3）介质传输线：因电磁波沿此类传输线表面传播，故又称为表面波波导，主要包括介质波导，镜像线和单根表面波传输线等。 二、计算题（一般是课后练习题） 1.1 设一特性阻抗为50Ω的均匀传输线终端接负载R1=100Ω，求负载反射系数。在负载0.2，0.25及0.5处的输入阻抗及反射系数分别为多少？
解：， ，， 由于，，故当分别为0.2，0.25及0.5时有： ， 将上述所算得的反射系数带入求输入阻抗的公式则有 （化简略） 1.4 有一特性阻抗=50Ω的无耗均匀传输线，导体间的媒质参数= 2.25，=1，终接=1Ω的负载。当=100MHz时，其线长度为。试求： （1）传输线的实际长度。（2）负载终端反射系数。（3）输入端反射系数。（4）输入端阻抗。 解：先求波长，欲求波长应知道波的传播速度（一下简称为波速）。 波速 其中，分别是自由空间中电介质常数和磁导率常数，分别是相对电介质常数和相对磁导率常数，为光速。 ，，于是， （1）传输线的实际长度 （2）负载终端反射系数 （3）输入端反射系数 （4）输入端阻抗 1.11 设特性阻抗为=50Ω的无耗均匀传输线，终端接有负载阻抗Ω为复阻抗时，可以用一下方法实现阻抗变换器匹配：即在终端或在阻抗变换器前并接一段终端短路线，试分别求这两种情况下阻抗变换器的特性阻抗及短路线长度。 解：图(a)中的短路线的输入导纳为，， 由，可得到短路线的长度，此时终端等效为纯电阻，即。因此阻抗变换器的特性阻抗为。
(整理)_微波技术_B卷.
安徽大学 2011 — 2012 学年第 2 学期 《 微波技术 》考试试卷（B 卷） （闭卷 时间120分钟） 院/系 年级 专业 姓名 学号 一、填空题（每空1分，共20分） 1. 已知一无耗传输线的特性阻抗Ω=750Z ，在其终端接负载阻抗Ω=100L Z ，则终端电压反射系数为 ，传输线上的电压驻波比为 。 2. 均匀无耗传输线工作状态分为三种： 、 、 。 3. 史密斯阻抗圆图实轴上的点代表 ，实轴左半径上的点表示电压驻波 ，电流驻波 ，其上数据代表 ，在圆图上旋转一周为 λ。 4. 带状线的工作模式为 ，其相速度p V = ，微带线的工作模式为 。 5. 在空腔谐振器中磁场占优势的区域将腔壁向外拉出一小体积V ?，谐振频率将_________；将腔壁向内推入一小体积V ?，谐振频率将_________。 6. 在奇、偶模分析法中，对耦合线端口①和②的任意激励电压1V ，2V ，总可以分解为一对奇、偶模激励电压o V 和e V 的组合，奇模电压o V ： ，偶模电压e V ： 。 7. 微波谐振器的基本参数为__________ 、__________ 和__________。
二、简答题（每小题6分，共12分） 1. 简述线性互易二端口网络散射参数测量中“三点法”的原理。 2. 写出下列理想二端口元件的[]S 矩阵。 （1）理想衰减器；（2）理想相移器；（3）理想隔离器。 三、证明题（10分） 1. 试证明无耗传输线的负载阻抗为： 1 1min min 0 tan 1tan d jK d j K Z Z L ββ--= 式中K 为行波系数，1m in d 为第一个电压驻波最小点至负载的距离。
微波系统简介
微波系统简介 1微波发信设备 1.1设备组成 从目前使用的数字微波通信设备来看，分为直接调制式发信机（使用微波调相器）和变频式发信机。中小容量的数字微波（480路以下）设备可以用前一种方案。而中大容量的数字微波设备大多数采用变频式发信机，这是因为这种发信机的数字基带信号调制是在中频上实现的，可得到较好的调制特性和较好的设备兼容性。 下面以一种典型的变频式发信机为例加以说明，如图所示。 变频式发信机方框图 由调制机或收信机送来的中频已调信号经发信机的中频放大器放大后，送到发信混频器，经发信混频，将中频已调信号变为微波已调信号。由单向器和滤波器取出混频后的一个边带（上边带或下边带）。由功率放大器把微波已调信号放大到额定电平，经分路滤波器送往天线。 微波功放及输出功放多采用场效应晶体管功率放大器。为了保证末级的线性工作范围，避免过大的非线性失真，常用自动电平控制电路使输出维持在一个合适的电平。 一种微波功率放大器 公务信号是采用复合调制方式传送的，这是目前数字微波通信中采用的一种传递方式。它是把公务信号通过变容器实现对发信本振浅调频的。可见这种调制方式设备简单，在没有复用设备的中继站也可以上、下公务信号。
1.2性能指标 ◆工作频段 从无线电频谱的划分来看，我们把频率为0.3GHz~300GHz的射频称为微波频率。目前使用的范围只有1GHz~40GHz，工作频率越高，越能获得较宽的通频带和较大的通信容量。也可以得到更尖锐的天线方向性和天线增益。但是，当频率较高时，雨、雾及水蒸气对电波的散射或吸收衰耗增加，造成电波衰落和收信电平下降。这些影响对12GHz以上的频段尤为明显，甚至随频率的增加而急剧增加。 目前我国基本使用2、4、6、7、8、11GHz频段。其中2、4、6GHz频段因电波传播比较稳定，故用于干线微波通信，而支线或专用网微波通信常用2、7、8、11GHz。当然，对频率的使用，还要经申请，由上级主管部门和国家无线电管理委员会批准才行。 ◆输出功率 输出功率是指发信机输出端口处功率的大小。输出功率的确定与设备的用途、站距、衰落影响及抗衰落方式等因素有关。由于数字微波的输出比模拟微波有较好的抗干扰性能，故在要求同样的通信质量时，数字微波的输出功率可以小些。当用场效应晶体管功率放大器作末级输出时，一般为几十毫瓦到1瓦左右。 ◆频率稳定度 发信机的每个波道都有一个标称的射频中心工作频率，用f0表示。工作频率的稳定度取决于发信本振源的频率稳定度。设实际工作频率与标称工作频率的最大偏差值为Δf, 则频率稳定度的定义为 （3-1） 式中K为频率稳定度。 对于采用PSK调制方式的数字微波通信系统而言，若发信机工作频率不稳，即有频率漂移，将使解调的有效信号幅度下降，误码率增加。对于PSK调制方式，要求频率稳定度为1310-5~5310-6。 发信本振源的频率稳定度与本振源的类型有关。近年来由于微波介质稳频振荡源可以直接产生微波频率，并具有电路简单、杂波干扰及热噪声较小的优点，所以正在被广泛采用，其自身的频率稳定度可达到1310-5~2310-5左右。当用公务信号对介质稳频振荡源进行浅调制时，其频率稳定度会略有下降。对频率稳定度要求较高或较严格时，例如（1~5）310-6，可采用脉冲抽样锁相振荡源等形式的本振源。 除上述三项主要指标外，对发信机还有其他一些细节的技术要求，这里不再详述。2微波收信设备 2.1设备组成 数字微波的收信设备和解调设备组成了收信系统，这里所讲的收信设备只包括射频
微波技术复习提纲
微波技术与天线复习提纲 第一章均匀传输线 1、微波传输线 微波传输线试用以传输微波信息和能量的各种形式的传输系统的总称，它的作用是引导电磁波沿一定的方向传输，因此又称为导波系统，其所引导的电磁波又成为导行波。 2、均匀传输线 一般将截面尺寸、形状、媒质分介、材料及边界条件都不变的导行波系统称为规则导行系统，又称为均匀传输线。 微波传输线的分类：①双导体传输线②波导③介质传输线 3、均匀传输线方程 4、均匀传输线方程的解 传输线边界条件通常有以下三种： 5、传输线工作特性参数 传输线工作特特性参数主要有特性阻抗,传播常数，相速与波长。 特性阻抗：将传输线上导行波的电压和电流值比定义为传输线的特性阻抗，用Z0来表示。它与工作频率有关，由传输线自身分布参数决定，与负载和电源无关。 传播常数： 相速Vp与波长：传输线上相速定义为电压电流入射波（或反射波）等相位面沿传播方向
的传输速度， 6、传输状态参量 传输线状态参量主要有输入阻抗，反射系数，驻波比等。 反射系数：定义传输线上任意一点z处的反射波电压（或电流）与入射电压（或电流）之比为电压（电流）反射系数。 入射阻抗与反射系数的关系：当z=0时，Γ（0）=Γ1，则终端负载阻抗Z1与终端反射系数Γ1的关系为：Γ1=(Z1-Z0)/(Z1+Z0) 驻波比：ρ=|U|max /|U|min 其行波系数为：K=1/ρ 7、行波状态 行波状态就是反射系数的传输状态，此时的反射系数Γ1=0，而负载阻抗等于传输线的特性阻抗，即Z1=Z0,也可以称此时的负载为匹配负载。 8.纯驻波状态 纯驻波状态就是全反射状态，即终端反射系数Γ1=1。 9.行驻波状态
物联网专业教学大纲
物联网专业（4 年制）教学大纲无线龙物联网专业教学大纲按照物联网三层结构规划了培养目标： 传感层：无线节点硬件和核心协议栈软件设计，RFID无源有源标签设计技术掌 握，低功耗无线设计，基础无线网络技术掌握，安全和加密原理和设计；网络层：多种网络网关设计，HF,UHF —RFID读卡器设计，掌握主流无线和无线网络标准，主要路由算法掌握，网络监视和数据库设计；应用层：掌握应用系统设计技术关键，物联网应用软件开发；应用数据结构，数 据流设计；能够独立设计不同需要的物联网应用系统 目前物联网技术发展很快，涉及到多种网络技术，不同网络各有特点，适用于不同的应用环境，所以，教学大纲要求掌握多种网络技术（3G GPRS蓝牙， WI-FI,ZIGBEE, 专用网络等）和网络间路由和数据处理，无线有线网关设计等新技术；无线龙物联网专业教学大纲由7 个主要的知识模块组成： 1、单片机和嵌入式知识模块 知识点包括：从最基础的8051单片机到ARM嵌入式技术，由浅入深，知识点包括：微机原理，接口技术，微控制器体系和原理，实时操作系统，C语言编程技 术等等 2、无线片上系统（SoC）知识模块 知识点包括：无线单片机通讯接口设计，无线有线收发器原理和结构，通讯原理和结构，嵌入式软件基础等； 3、无线通讯和无线网络知识模块 知识点包括：短距离无线数据通讯基础和原理，无线自组网技术，基本无线网络 拓扑，ZIGBEE无线技术和802.15,.4无线标准，高级的ZIGBEE技术。网络安全和加密技术，C语言和无线网络算法高级技术原理； 4、高频微波知识模块 知识点包括：高频微波技术基础，调制和解调技术，天线原理和设计，阻抗匹配和反射，高频仪器使用，微波放大器设计，无线单片机高频测试和调试方法和原理等； 5、RFID知识模块 知识点包括：电磁技术基础，RFID标签防冲突算法，EPC和IS0-18000 —6C通讯协议和原理；大功率RFID读卡器原理和设计，RFID和物联网数据库结构和原理等；
微波技术与天线复习提纲终极整理
“微波技术与天线”课程复习提纲 一、微波基本概念..............................................错误!未定义书签。 1．了解微波的基本概念：频率、波长等..................错误!未定义书签。 2．了解微波的主要特性................................错误!未定义书签。 二、传输线基本理论............................................错误!未定义书签。 1．了解传输线的特性参量（反射系数、驻波比、驻波相位、输入阻抗、输入导纳等），传输线任一截面特性参量的计算，周期性与倒置性在解题中的应用。错误!未定义书签。 2．掌握传输线的工作状态与终端负载的关系，了解传输线的三种工作状态及相关特性参量的特点。........................................错误!未定义书签。 3．熟悉圆图的基本特点（特殊点、线、半圆、圆）........错误!未定义书签。 4．掌握用圆图确定均匀无耗传输线任意截面的特性参量以及解决传输线的阻抗/导纳调配的问题。.........................................错误!未定义书签。 三、微波传输线................................................错误!未定义书签。 1．熟练掌握三种主要微波传输线（矩形，圆柱形，同轴）的模式的场分布及其特点，能作出或判断传输线横截面的模式图。..................错误!未定义书签。 2．掌握各种传输线特性参量及其运用。..................错误!未定义书签。 3．了解波导传输线的截止波长分布图及其应用。..........错误!未定义书签。 四、微波网络参量..............................................错误!未定义书签。 1．了解散射参量S参量和转移参量A参量的基本概念......错误!未定义书签。 2．了解S散射矩阵和A转移矩阵各参量的意义............错误!未定义书签。 3．了解S参量和A参量的基本特性及应用................错误!未定义书签。
物联网专业教学大纲
物联网专业（4年制）教学大纲 无线龙物联网专业教学大纲按照物联网三层结构规划了培养目标： 传感层：无线节点硬件和核心协议栈软件设计，RFID无源有源标签设计技术掌握，低功耗无线设计，基础无线网络技术掌握，安全和加密原理和设计； 网络层：多种网络网关设计，HF,UHF －RFID读卡器设计，掌握主流无线和无线网络标准，主要路由算法掌握，网络监视和数据库设计； 应用层：掌握应用系统设计技术关键，物联网应用软件开发；应用数据结构，数据流设计；能够独立设计不同需要的物联网应用系统 目前物联网技术发展很快，涉及到多种网络技术，不同网络各有特点，适用于不同的应用环境，所以，教学大纲要求掌握多种网络技术（3G、GPRS/蓝牙， WI-FI,ZIGBEE, 专用网络等）和网络间路由和数据处理，无线有线网关设计等新技术； 无线龙物联网专业教学大纲由7个主要的知识模块组成： 1、单片机和嵌入式知识模块 知识点包括：从最基础的8051单片机到ARM嵌入式技术，由浅入深，知识点包括：微机原理，接口技术，微控制器体系和原理，实时操作系统，C语言编程技术等等 2、无线片上系统（SoC)知识模块 知识点包括：无线单片机通讯接口设计，无线有线收发器原理和结构，通讯原理和结构，嵌入式软件基础等； 3、无线通讯和无线网络知识模块 知识点包括：短距离无线数据通讯基础和原理，无线自组网技术，基本无线网络拓扑，ZIGBEE无线技术和802.15,.4无线标准，高级的ZIGBEE技术。网络安全和加密技术，C语言和无线网络算法高级技术原理； 4、高频微波知识模块 知识点包括：高频微波技术基础，调制和解调技术，天线原理和设计，阻抗匹配和反射，高频仪器使用，微波放大器设计，无线单片机高频测试和调试方法和原理等； 5、RFID知识模块
微波通信系统讲解学习
微波培训 一、概述 1.微波通信是在微波频段，通过地面视距进行信息传播的一种无 线通信手段。所谓微波是指频率在300MHz至300GHz范围内的 电磁波！ 2.微波不像无线电广播那样从一个点向许多地点发送信号，微波 通信是一个点到点的通信系统，当两点间直线距离内无障碍物 的时候就可以使用微波通信。 3.微波通信设备对于无线通信的基站的互联具有较好的适应性， 体积小、重量轻、安装容易。其室外单元和天线可直接安装于 无线基站的轻型铁塔上，使用十分简便。配置也比较灵活，工 作频段和发射功率可以很容易的调整，我们在现场根据现场的 需要来进行调整即可，通信容量和备份配置也是多种多样，可 供用户选择。 4.备份最常用的就是1＋1。就是在一端的微波设备里有两个室内 单元，一个做主用，另外一个做备有，当主用的室内单元出现 故障，不能继续工作的时候，通信就会自动的切换到备用的室 内单元上进行，这样就不会中断通信，。 5.现在省内移动所使用最多的微波设备有3种，分别是地杰的 SUPER STAR、戴维斯的WaveLink PDH、爱立信的MINI LINK E!另外今年刚出现带有美化天线烽火科技的虹信微 波，这几种微波的基本组成结构是一样的，都是由天线、室 外单元、馈线、室内单元组成。 6.
戴维斯的WaveLink PDH是智能化中、短距离点对点PDH数字微波传输设备，频段是从7GHZ----38GHZ,容量为4/8/16 E1等类型。根据基站的需要，安装的IDU配置也不一样，有4个E1的，8个E1的，16个E1的，最常用的是8个E1的。戴维斯的WaveLink PDH具有全频段无损切换，前向误码纠错及自动功率增益控制等先进功能。 7．硬件组成 它们的硬件是由天线、软波导、室外单元（ODU）、馈线、避雷器、室内跳线、室内单元（IDU）组成。 (1)天线：也就是我们经常在塔上看到那个大锅，根据系统频率，传输距离，和系统的需求，可以被配置为不同直径的天线， 常用的有0.3m、0.6m、1.2m、2m等几种，当然还有更大的2.5m、3m的。天线还分为垂直极化和水平极化两种，电磁波垂直于地磁方向称为垂直极化，如果是水平于地磁方向的成为水平极化。一般多采用垂直极化，因为垂直极化的抗干扰能力要比水平极化的强。 (2)软波导：除了0.3m的天线不使用软波导采用硬连接以外，其余各型号的天线均使用软波导叫软连接，软波导就是起到一个连接天线和ODU的作用。 (3)室外单元( Out Door Unit:ODU ):微波的大部分功能都是由室外单元来完成的，通信的处理，微波容量的大小就是由ODU 来完成的，ODU里面的容量卡决定了这跳微波的容量，跟IDU上面的E1输出口数量是应该对应的，如果容量卡和IDU 对应不上就会出现E1不通的现象。
数字微波技术及建设方案
数字微波技术及建 设方案
泰立TL 数字电视系统 X X X X X X X X X X 数字电视MMDS传输覆盖系统 技术参考方案 7月
泰立TL 数字电视系统方案 一、数字电视的特点 1、概述 随着先进的计算机技术、集成电路技术、通信技术迅速向电视领域渗透，电视业正迎来一场革命性的变化，这种变化概括地说主要体现在两方面，即电视的数字化和网络化。电视的数字化是网络化的前提和必要条件，网络化是数字化的有益延伸和拓展。 电视技术从模拟向数字过渡是必然的发展方向，从技术角度来讲，数字电视技术具有的优点主要体现在以下几个方面： （1）数字信号在传输过程中经过再生技术和纠错编解码技术使噪声不逐步积累，基本不产生新的噪声，保持信噪比基本不变，收端图像质量基本保持与发端一致，适合多环节、长距离传输。 （2）利用数字压缩技术使传输信道带宽比模拟电视明显减少，一般为模拟电视的1/6左右，甚至更小，这样能够合理利用各种类型的频谱资源，传送更多的电视节目。 （3）采用数字编码方法，便于实现加扰和解扰技术，使收费电视在实际中得以应用。
2、数字电视系统组成的关键技术 数字有线电视是一个系统工程，它的关键技术包括：数字压缩、信道编码与调制、条件接收CA、用户管理系统SMS、中间件技术、机顶盒技术STB等。它们的成熟度不尽相同，在做系统集成方案时必须考虑到上述关键技术的彼此关联度及现实的应用与发展，并遵循总局对数字电视平台的统一规划，有重点、分阶段的实施。 信源压缩编码:主要包含离散余弦变换(DCT)、差分编码、运动补偿、熵编码等。对于运动图像的压缩编码,国际组织已制订了MPEG的国际标准(MPEG是运动图片专家组的简称)。 MPEG影视压缩过程包括滤波、彩色空间变换、数字化、分辨率转换、图像变换、量化和编码7个步骤。其中前4个步骤又称为图像预处理,以获得较大的压缩率与提高图像质量。后3个步骤为图像压缩,即将图像分成8×8个像素的图像块,然后用数学方法如离散余弦变换,把空间域表示的图像变成频率域中的系数,再对系数按不同等级量化,减少高频分量,最后再采用无损压缩技术
微波技术基础 简答题整理
第一章传输线理论 1-1.什么叫传输线？何谓长线和短线？ 一般来讲，凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同体组成的导波系统，均可成为传输线；长线是指传输线的几何长度l远大于所传输的电磁波的波长或与λ可相比拟，反之为短线。（界限可认为是l/λ>=0.05） 1-2.从传输线传输波形来分类，传输线可分为哪几类？从损耗特性方面考虑，又可以分为哪几类？ 按传输波形分类： （1）TEM（横电磁）波传输线 例如双导线、同轴线、带状线、微带线；共同特征：双导体传输系统； （2）TE（横电）波和TM（横磁）波传输线 例如矩形金属波导、圆形金属波导；共同特点：单导体传输系统； （3）表面波传输线 例如介质波导、介质镜像线；共同特征：传输波形属于混合波形（TE波和TM 波的叠加） 按损耗特性分类： （1）分米波或米波传输线（双导线、同轴线） （2）厘米波或分米波传输线（空心金属波导管、带状线、微带线） （3）毫米波或亚毫米波传输线（空心金属波导管、介质波导、介质镜像线、微带线） （4）光频波段传输线（介质光波导、光纤） 1-3.什么是传输线的特性阻抗，它和哪些因素有关？阻抗匹配的物理实质是什么？ 传输线的特性阻抗是传输线处于行波传输状态时，同一点的电压电流比。其数值只和传输线的结构，材料和电磁波频率有关。 阻抗匹配时终端负载吸收全部入射功率，而不产生反射波。 1-4.理想均匀无耗传输线的工作状态有哪些？他们各自的特点是什么？在什么情况的终端负载下得到这些工作状态？
（1）行波状态： 0Z Z L =，负载阻抗等于特性阻抗（即阻抗匹配）或者传输线无限长。 终端负载吸收全部的入射功率而不产生反射波。在传输线上波的传播过程中，只存在相位的变化而没有幅度的变化。 （2）驻波状态： 终端开路，或短路，或终端接纯抗性负载。 电压，电流在时间，空间分布上相差π/2，传输线上无能量传输，只是发生能量交换。传输线传输的入射波在终端产生全反射，负载不吸收能量，传输线沿线各点传输功率为0.此时线上的入射波与反射波相叠加，形成驻波状态。 （3）行驻波状态： 终端负载为复数或实数阻抗（L L L X R Z ±=或L L R Z =）。 信号源传输的能量，一部分被负载吸收，一部分反射回去。反射波功率小于入射波功率。 1-5.何谓分布参数电路？何谓集总参数电路？ 集总参数电路由集总参数元件组成，连接元件的导线没有分布参数效应，导线沿线电压、电流的大小与相位，与空间位置无关。分布参数电路中，沿传输线电压、电流的大小与相位随空间位置变化，传输线存在分布参数效应。 1-6.微波传输系统的阻抗匹配分为两种：共轭匹配和无反射匹配，阻抗匹配的方法中最基本的是采用λ/4阻抗匹配器和支节匹配器作为匹配网络。 1-7.传输线某参考面的输入阻抗定义为该参考面的总电压和总电流的比值；传输线的特征阻抗等于入射电压和入射电流的比值；传输线的波阻抗定义为传输线内横向电场和横向磁场的比值。 1-8.传输线上存在驻波时，传输线上相邻的电压最大位置和电压最小位置的距离相差λ/4，在这些位置输入阻抗共同的特点是纯电阻。 第二章 微波传输线 2-1.什么叫模式或波形？有哪几种模式？
微波技术基础复习重点
第一章引论 微波是指频率从300MHz到3000GHz范围内的电磁波，相应的波长从1m到0.1mm。包括分米波（300MHz到3000MHz）、厘米波（3G到30G）、毫米波（30G 到300G）和亚毫米波（300G到3000G）。 微波这段电磁谱具有以下重要特点：似光性和似声性、穿透性、信息性和非电离性。 微波的传统应用是雷达和通信。这是作为信息载体的应用。 微波具有频率高、频带宽和信息量大等特点。 强功率—微波加热弱功率—各种电量和非电量的测量 导行系统：用以约束或者引导电磁波能量定向传输的结构 导行系统的种类可以按传输的导行波划分为： (1)TEM(transversal Electromagnetic,横电磁波)或准TEM传输线 (2)封闭金属波导(矩形或圆形，甚至椭圆或加脊波导) (3)表面波波导(或称开波导) 导行波：沿导行系统定向传输的电磁波，简称导波 微带、带状线，同轴线传输的导行波的电磁能量约束或限制在导体之间沿轴向传播。是横电磁波(TEM)或准TEM波即电场或磁场沿即传播方向具有纵向电磁场分量。 开波导将电磁能量约束在波导结构的周围(波导内和波导表面附近)沿轴向传播，其导波为表面波。 导模(guided mode ):即导波的模式，又称为传输模或正规模，是能够沿导行系统独立存在的场型。特点： (1)在导行系统横截面上的电磁场呈驻波分布，且是完全确定的，与频率以 及导行系统上横截面的位置无关。 (2)模是离散的，当工作频率一定时，每个导模具有唯一的传播常数。 (3)导模之间相互正交，互不耦合。 (4)具有截止频率，截止频率和截止波长因导行系统和模式而异。 无纵向磁场的导波(即只有横向截面有磁场分量)，称为横磁(TM)波或E波。 无纵向电场的导波(即只有横向截面有电场分量)，称为横电(TE)波或H波。 TEM波的电场和磁场均分布在与导波传播方向垂直的横截面内。 第二章传输线理论 传输线是以TEM模为导模的方式传递电磁能量或信号的导行系统，其特点是横向尺寸远小于其电磁波的工作波长。 集总参数电路和分布参数电路的分界线：几何尺寸L/工作波长>1/20。 这些量沿传输线分布，其影响在传输线的每一点，因此称为分布参数。 传播常熟是描述导行系统传播过程中的衰减和相位变化的参数。 传输线上的电压和电流是由从源到负载的入射波和反射波的电压以及电流叠加，在传输线上呈行驻波混合分布。 特性阻抗：传输线上入射波的电压和入射波电流之比，或反射波电压和反射波电流之比的负值，定义为传输线的特性阻抗。 传输线上的电压和电流决定的传输线阻抗是分布参数阻抗。
微波技术与天线复习知识要点
《微波技术与天线》复习知识要点 绪论 微波的定义： 微波是电磁波谱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。 微波的频率范围：300MHz~3000GHz ,其对应波长范围是1m~ 0.1mm 微波的特点（要结合实际应用）： 似光性，频率高（频带宽），穿透性（卫星通信），量子特性（微波波谱的分析） 第一章均匀传输线理论 均匀无耗传输线的输入阻抗（2个特性） 定义： 传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比称为传输线的输入阻抗注： 均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗、工作频率有关。 两个特性： 1、λ／2重复性： 无耗传输线上任意相距λ／2处的阻抗相同Z in(z)=Z in(z+λ／2)
2、λ／4变换性:Zin(z)-Z in(z+λ／4)=Z 02 证明题： (作业题) 均匀无耗传输线的三种传输状态（要会判断）参数 |Γ|ρZ 1行波01 匹配驻波1∞ 短路、开路、纯 电抗行驻波 0＜|Γ|＜1 1＜ρ＜∞ 任意负载 能量电磁能量全部 被负载吸收电磁能量在原 地震荡 1.行波状态： 无反射的传输状态 匹配负载：
负载阻抗等于传输线的特性阻抗 沿线电压和电流振幅不变 电压和电流在任意点上同相 2.纯驻波状态： 全反射状态 负载阻抗分为短路、开路、纯电抗状态 3.行驻波状态： 传输线上任意点输入阻抗为复数 传输线的三类匹配状态（知道概念） 负载阻抗匹配： 是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形，此时只有从信源到负载的入射波，而无反射波。源阻抗匹配： 电源的内阻等于传输线的特性阻抗时，电源和传输线是匹配的，这种电源称之为匹配电源。此时，信号源端无反射。 共轭阻抗匹配： 对于不匹配电源，当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗为电源内阻抗的共轭值时，即当Z in=Z g﹡时，负载能得到最大功率值。 共轭匹配的目的就是使负载得到最大功率。 传输线的阻抗匹配（λ／4阻抗变换）(P15和P17) 阻抗圆图的应用（*与实验结合）
电磁场理论与微波技术复习提纲
电磁场理论与微波技术复习提纲 一、总体要求 通过本课程的学习，建立起电磁场与电磁波的基本思想，掌握电磁场与微波技术的基本概念、基本原理、基本分析方法，对波导理论有比较完整的理解，了解电磁场与微波技术的最新发展和应用。 “电磁场理论与微波技术”由“电磁场与电磁波基本理论”和“微波技术基础”两部分构成。第一部分“电磁场理论”所占比例约为：55% 第二部分“微波技术基础”所占比例约为：45% “电磁场与电磁波基本理论”部分重点考查内容为： 基本概念和理论 静电场 恒定电场 麦克斯韦方程组 平面电磁波 “微波技术基础”部分考查内容为： 基本概念和理论 传输线理论 波导理论 微波网络基础 二、考试形式与试卷结构 1、试题分为选择题（20%）、填空题（20%）、名词解释题（8%）、简答题（10%）、计算题（42%）。试卷总分100分。 2、考试形式为闭卷考试 3、考试时间：120分钟 名词解释： 1、坡印廷矢量和平均坡印廷矢量 2、电位移矢量 3、主模 4、色散
5、体电荷分布、面电荷分布、线电荷分布、体电流分布、面电流分布、线电流分布 6、电偶极子 7、直线极化、左右旋圆极化、椭圆极化 8、趋肤效应 9、均匀平面波、TEM模、TE模、TM模 10、全反射和全透射 11、波导 12、基本振子和对称振子 13、简并现象 14、微波 简答题： 1、如何判断长线和短线？ 2、何谓分布参数电路？何谓集总参数电路？ 3、何谓色散传输线？对色散传输线和非色散传输线各举一个例子。 4、均匀无耗长线有几种工作状态？特点？条件是什么？ 5、说明二端口网络几种参量的物理意义？ 6、发生全反射和全透射的条件 7、分析微波网络的方法 8、写出常见的微波元件9、分析天线的方法10、写出常见的天线 11、用哪些参数可以描述天线的性能指标，并解释其中的一到两个参数。 12、通量和散度的区别 13、旋度和环流的区别14、负载匹配和电源匹配 计算题： 1、矢量分析 1.1、1. 2、1.4、1.15、1.20 2、无界空间均匀平面波2.45、2.46、3.2、3.14 3、理想介质和良导体为边界的均匀平面波垂直入射3.17、3.22 4、分离变量法2.23，平行导体板（ppt例题） 5、阻抗圆图 6、波导模式和波长等计算5.11、5.12 7、高斯定理和安培环路定理（ppt例题）
SDH数字微波通信系统
SDH数字微波通信系统 摘要:SDH数字微波通信是新一代的数字微波传输体制。它兼有SDH数字通信和微 波通信两者的优点，本文简单介绍了SDH的速率和帧结构，阐明了SDH数字微波传输设备采用的关键技术以及SDH数字微波通信系统的组成。 关键字:SDH 微波通信数字 ABSTRACT:SDH digital microwave communication is the new generation of digital microwave transmission system. It both SDH digital communications and microwave communication advantage of the two, this article simply introduces the rate and frame structure SDH, expounds SDH digital microwave transmission equipment the key technologies used and SDH digital microwave communication system composition. Keywords:SDH digital microwave communication 1.SDH简介 SDH是新一代的数字传输体制。SDH有全世界统一的数字信号和帧结构标准，它把北美、日本和欧洲、中国流行的两大准同步数字体系(三个地区性标准)在STM—l等级上获得统一第一次实现了数字传输体制上的世界睦标准，因采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构，避免对整个高速复用信号分解，达到一步复用特性，使上、下业务十分容易，也大大简化了数字交叉连接设备(DXC)；SDH帧结构中安排了丰富的开销比特，大大加强了网络的运行管理和维护能力；不同厂家的产品可以互通，降低了联网成本。毫无疑问，传输网的发展方向应该是高度灵活和规范化的SDH网。SDH不仅可以应用于光纤通信系统中，而且还可以运用于微波通信系统之中，从而可以建立一个全新的SDH数字微波通信网络。 1、SDH的比特速率 同步数字体系最基本的模块信号(即同步传送模块)是STM—l，其比特速率为155．520Mbit ／s，更高级的STM-N信号可以按字节同步复接获得，其fbN=(155．520*N)Mbit／s，目前SDH只能支持一定的N值，即N为l、4、16、64等。 S rM—l l55．520Mbit／s STM-4 622．080Mbit／s sTM一16 2488．320Mbit／s STM一64 9953．280Mbit／s 2、s1M一1的帧结构 STM—l的帧结构为净负荷区域、段开销区域和管理单元指针区域组成。以矩阵结构表达，共为9行270列(字节)，帧长125us。SOH较为复杂，已经包含了定帧信息、公务、段误码监测、自动备用倒换、段数据通信等信息。
微波技术全参数
微波技术详细资料 详细说明 2.4/5.8 G频段数字微波无线监控设备,无线监控设备; 5GHz免申请频段 外接高增益天线 点对点距离达30公里以上 OE供电，外接高增益强大天线，超远距离； 高达130Mbps有效带宽，适合用作骨干链路或超远距离传输； 系统特性 5.8G频段工作，免申请频段 POE供电，施工简单方便 频率通道自动调整，免除了手动修改的麻烦 28dBm输出自动增益控制，高接收灵敏度 点对点和点对多点视频应用，可无缝漫游 最远传输距离达30公里或以上 MIMO技术，能够稳定可靠提供高净带宽 更高的有效带宽 主要适用范围 1、平安城市监控； 2、110报警中心城市监控； 3、交通电子警察监控； 4、武警和消防武警的作战指挥中心； 5、森林防火监控系统； 6、国家自然保护区远程监控； 7、工厂、矿山、电厂、油库、港口、码头无线监控； 8、小区智能监控； 9、银行联网监控； ...... 欢迎客户前来合作，可为您定制生产专门用途的无线监控，无线微波，森林防火，COFDM移动视频，无线影音，无线视频监控，单兵便携式COFDM监控，无线视频，无线图像传输，远程微波图像传输无线监控 2.4/5.8 G频段数字微波无线监控设备,无线监控设备; 我的产品的特点是5.8G频段工作，免申请频段
POE供电，施工简单方便 频率通道自动调整 22.4/5.8 G频段数字微波无线监控设备,无线监控设备; 8dBm输出自动增益控制，高接收灵敏度 点对点和点对多点视频应用 最远传输距离达10公里或以上 MIMO技术 我的产品的优势是POE供电，单一设备集成强大MIMO天线，施工简便最远传输距离达10公里或以上 MIMO技术，能够稳定可靠提供高净带宽
电磁场与电磁波讲稿----传输线基本理论
复习： 一、传输线方程 利用Kirchhoff 定律，有 z t u C Gu t z i t z z i z t i L Ri t z u t z z u ???+=+?+-???+=+?+-)(),(),()(),(),( 两边同除Δz ，当典型Δz →0时，有 瞬时值u , i 与复数振幅U , I 的关系为 ()()()()??? ????=-=- 0 02 22 2 2 2z I dz z I d z U dz z U d γγ 频率域的电报方程 其中ZY =2γ，C j G Y L j R Z ωω+=+=,。 三、通解为 ()()() ?? ???-= +=-- 1 z z z z Be Ae Z z I Be Ae z U γγγγ 式中，C j G L j R Z ωω++= 0，Z 0称为传输线的特性阻抗， ()()βαωωγj C j G L j R +=++= ，为传播常数。 三 定解的求取 在微波传输线的通解中，A 、B 为待定常数，其值由传输线的始端或终端的已知条件确定。 有三个边界条件： 图 2-6 边界条件坐标系 1. 终端条件解 已知传输线终端电压U L 和电流I L ，沿线电压电流表达式
以源为坐标初始点，则终端条件U (L)=U L ,I (L)=I L ，代入通解： ( ) ? ? ???-= +=-- 1 L L L L L L Be Ae Z I Be Ae U γγγγ 可得： ???? ?? ?-=+=-L L L L L L e I Z U B e I Z U A γγ)(2 1 )(2 1 00 从而得到任意位置z 处的电流和电压值： ) (00 )(00)(0)(0)(21)(21)()(2 1 )(21)(z L L L z L L L z L L L z L L L e I Z U Z e I Z U Z z I e I Z U e I Z U z V --------+=-++= γγγγ 但是在大量的实际问题中，究竟源在哪里，零点在哪里我们不关心，不需要 知道，如果我们知道终端条件，我们就知道前面的所有情况。因此，在今后的微波技术里面，建立另外一种坐标，把终端取为坐标原点，零点，朝源方向走，这就是负载坐标，（z ’坐标）。z=L-z 。 将终端条件U (0)=U L , I (0)=I L 代入上式可得 ()B A Z I B A U L L -= +=0 1 解得 ()L L I Z U A 021+=， ()L L I Z U B 021-= 将A , B 代入式(2-6)得 z L L z L L z L L z L L e I Z U Z e I Z U Z z I e I Z U e I Z U z V γγγγ----+=-++= )(21)(21)()(2 1 )(21)(00 0000 整理后可得 ()()? ? ? ?? +=+= ch sh sh ch 00z I z Z U z I z Z I z U z U L L L L γγγγ 2. 始端条件解 已知传输线始端电压V 0和电流I 0，沿线电压电流表达式 这时将坐标原点z =0选在始端较为适宜。将始端条件U (0)=U 0, I (0)=I 0代入