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微波技术期中考试题

安徽大学江淮学院2010—2011学年第 2 学期

《微波技术》期中考试试卷评分标准

一、填空题（每空1分，共20分）

1、微波是指频率从300MHz 至3000GHz 范围内的电磁波，其相应的波长从1m 至0.1mm 。

2、导行系统的种类有：TEM 或准TEM 传输线、金属波导和表面波波导三类。

3、阻抗圆图实轴上的点代表纯电阻点，实轴右半径上的点表示电压驻波最大点，其上数据代表驻波比。圆图旋转一周为波长。

4、特性阻抗为0Z 的无耗传输线终端接纯电容负载L L X Z j -=,现用一段小于4λ的开路线等效此电容负载，则等效开路线段的长度为0

2Z X arcctg L πλ。 5、无耗传输线终端接不同负载阻抗时有三种不同工作状态，即：行波状态、驻波状态和行驻波状态。

6、矩形波导)(b a >

线的主模是

二、证明在任意负载条件下，无耗传输线上反射系数和输入阻抗有下列关系：（20分）

（1）)4()(λ

ΓΓ±-=z z

（2）)()4(20z Z Z z Z in in =±λ

证明:

(1) z j L e z β2)(-Γ=Γ )()()4()4(2z e z e z j z j L Γ-=Γ=Γ=±Γ±-πλ

βλ

(2) )

(1)(1)(0z z Z z Z in Γ-Γ+=

)()(1)(1)4(1)4(1)4(2000z Z Z z z Z z z Z z Z in in =Γ+Γ-=±Γ-±Γ+=±λλ

三、下图为一无耗传输线及线上电压分布图，试求（20分）

（1）工作波长（2）驻波比（3）AB 处输入阻抗（4）负载阻抗L Z （5）终端反射系数

Z L

400伏

200伏

(米) 1.8 1.4 1.0 0.6 0.2 0

解：（1）m 6.1=λ （3分）

（2）2min

max ==V V ρ （3分）（3）Ω==250/)(0ρZ Z AB in （３分）

（4）min

0min 000

l tg jZ Z l tg jZ Z Z Z L L ββρ++= )(30040022.06.12215001min min 0

Ω-=-?-?=--=?j j tg j l jtg l tg j Z Z L πβρβρ （6分）（5）3

00j Z Z Z Z L L L -=+-=Γ （5分）四、如图所示，已知Ω==2001Z Z g ，0250Z =Ω，电源电动势（最大值）V 60=g E ，今得知01Z 和02Z 线上的行波系数分别为和，且B 点是这两段传输线的电压波节点，求电阻R1和R2的大小及各自吸收的功率，并绘出沿线电压的振幅分布。（20分）

解：Ω=?+-=-=Γ?=+-=

Γ?=?=1031,311125.001011111B B B B B Z Z Z Z Z B K 为波节点ρρρ 4分 Ω=?+-=-=Γ??=+-=Γ?=?=2073,73115.24.020*********R Z R Z R C B K C C 为波节点为波节点ρρρ 5分 1R Z B =//Ω=?2012R R 1分

Ω===4010

20)(2

201B A in Z Z Z 1分 )V(4020404060)()(波腹点=+?=

?+=A in g A in g

A Z Z Z E V 2分 V 202

401===ρA

B V V 1分 V 20=

C V 1分

w R V P B 10211

1== 1分 w R V P C 1021222== 1分

3分

五、如图所示的微波传输系统，其特性阻抗0Z 已知，若输入阻抗0Z Z in =，d 端的负载阻抗为05.0Z ，求e 点的负载阻抗L Z 及各点的反射系数和各段的电压驻波比，并分析各段的工作状态。 (20分)

解：（1）

0202Z Z Z d inc Z ==； 012Z Z Z inc inb ==；

10inb inb Z Z Z ==//2inb Z ， 022Z Z inb =? 又L inb Z Z Z Z 20022== 20Z Z L =?。 8分（2）

000=+-=Z Z Z Z in in a Γ； 000=+-=Z Z Z Z inb inb b Γ； 011=+-=Z Z Z Z inc inc c Γ； 315.05.0000000-=+-=+-=Z Z Z Z Z Z Z Z d d d Γ； 315.05.0000000-=+-=+-=Z Z Z Z Z Z Z Z L L e Γ。 5分（3） 111=-+=b b ab ΓΓρ； 111=-+=c c bc ΓΓρ； 211=-+=d d cd ΓΓρ ； 211=-+=e e be ΓΓρ 。 4分（4）

ab 段、bc 段工作于行波状态；cd 段、be 段工作于行驻波状态。3分

微波技术基础试题三

一．简答：（50分） 1．什么是色散波和非色散波？（5分）答：有的波型如TE 波和TM 波，当波导的形状、尺寸和所填充的介质给定时，对于传输某一波形的电磁波而言，其相速v p 和群速v g 都随频率而变化的，把具有这种特性的波型称为色散波。而TEM 波的相速v p 和群速v g 与频率无关，把具有这种特性的波型称为非色散波。 2．矩形波导、圆波导和同轴线分别传输的是什么类型的波？（5分）答：（1）矩形波导为单导体的金属管，根据边界条件波导中不可能传输TEM 波，只能传输TE 波和TM 波。（2）圆波导是横截面为圆形的空心金属管，其电磁波传输特性类似于矩形波导不可能传输TEM 波，只能传输TE 波和TM 波。（3）同轴线是一种双导体传输线。它既可传输TEM 波，也可传输TE 波和TM 波。 3．什么是TE 波、TM 波和TEM 波？（5分）答：根据导波系统中电磁波按纵向场分量的有无，可分为三种波型：（1）横磁波（TM 波），又称电波（E 波）:0=H Z ，0≠E Z ；（2）横电波（TE 波），又称磁波（H 波）：0=E Z ，0≠H Z ；（3）横电磁波（TEM ）：0=E Z ，0=H Z 。 4．导波系统中的相速和相波长的含义是什么？（5分）答：相速v p 是指导波系统中传输电磁波的等相位面沿轴向移动的速度。相波长λp 是指等相位面在一个周期T 内移动的距离。 5．为什么多节阶梯阻抗变换器比单节阻抗变换器的工作频带要宽？（5分）答：以两节阶梯阻抗变换器为例，设每节4 λ阻抗变换器长度为θ，三个阶

梯突变的电压反射系数分别为 Γ ΓΓ2 1 ,,则点反射系数为 e e U U j j i r θ θ 42210--ΓΓΓ++==Γ，式中说明，当采用单节变换器时只有两个阶梯突变面，反射系数Γ的表达式中只有前两项，若取ΓΓ=10，在中心频率处,2/πθ=这两项的和为零，即两突变面处的反射波在输入端相互抵消，从而获得匹配；但偏离中心频率时，因2/πθ≠，则两个反射波不能完全抵消。然而在多节阶梯的情况下，由于多节突变面数目增多，参与抵消作用的反射波数量也增多，在允许的最大反射系数容量Γm 相同的条件下，使工作频带增宽。 6．请简述双分支匹配器实现阻抗匹配的原理。（7分）答： B A Z L 如图设：AA’,BB’两个参考面分别跨接两个短截线，归一化电纳为jB 1,jB 2 A A’,BB’两参考面处的等效导纳，在考虑分支线之前和之后分别为 y iA ',y A A '' y iB ',y B B ' ' ,从负载端说起，首先根据负载导纳在导纳圆图上找到表示归一化负载导纳的点，以此点到坐标原点的距离为半径，以坐标原点为圆心画等反射系数圆，沿此圆周将该点顺时针旋转（4πd 1）rad ，

微波技术基础第四章课后答案杨雪霞概要

4-1 谐振腔有哪些主要的参量？这些参量与低频集总参数谐振回路有何异同点？答：谐振腔的主要特性参数有谐振频率、品质因数以及与谐振腔中有功损耗有关的谐振电导，对于一个谐振腔来说，这些参数是对于某一个谐振模式而言的，若模式不同，这些参数也是不同的。谐振频率具有多谐性，与低频中的回路，当其尺寸、填充介质均不变化时，只有一个谐振频率是不相同的。在谐振回路中，微波谐振腔的固有品质因数要比集总参数的低频谐振回路高的多。一般谐振腔可以等效为集总参数谐振回路的形式。 4-2 何谓固有品质因数、有载品质因数？它们之间有何关系？答：固有品质因数是对一个孤立的谐振腔而言的，或者说，是谐振腔不与任何外电路相连接（空载）时的品质因数。当谐振腔处于稳定的谐振状态时，固有品质因数0Q 的定义为 02T W Q W π =，其中W 是谐振腔内总的储存能量，T W 是一周期内谐振腔内损耗的能量。有载品质因数是指由于一个腔体总是要通过孔、环或探针等耦合机构与外界发生能量的耦合，这样不仅使腔的固有谐振频率发生了变化，而且还额外地增加了腔的功率损耗，从而导致品质因数下降，这种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l Q 。对于一个腔体，0 1l Q Q k = +，其中k 为腔体和外界负载之间的耦合系数。 4-4 考虑下图所示的有载RLC 谐振电路。计算其谐振频率、无载Q 0和有载Q L 。谐振器负载 1800Ω 解：此谐振电路属于并联谐振电路，其谐振频率为： 0356f MHz = = = 无载时， 017.9R Q w L = === 有载时， 040.25L e R Q w L = ===

微波技术基础考试题一

一、填空题（40分，每空2分） 1、微波是指波长从1米到0.1毫米范围内的电磁波。则其对应的频率范围从___ ___赫兹到___ __赫兹。 2、研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。一种是的分析方法，一种是分析方法。 3、微波传输线种类繁多，按其传输的电磁波型，大致可划分为三种类型、、。 4、测得一微波传输线的反射系数的模2 1=Γ，则行波系数=K ；若特性阻抗Ω=750Z ，则波节点的输入阻抗=)(波节in R 。 5．矩形波导尺寸cm a 2=，cm b 1.1=。若在此波导中只传输10TE 模，则其中电磁波的工作波长范围为。 6．均匀无耗传输线工作状态分三种：（1）（2）（3）。 7．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。 8.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。 9. 阻抗圆图是由等反射系数圆和__ ___组成。二、简答或证明题（20分，第1题8分，第2题6分，第3题6分） 1、设特性阻抗为0Z 的无耗传输的行波系数为K ，第一个电压波节点到负载的距离min l 证明：此时终端负载阻抗为：min min 0tan K 1tan j K l j l Z Z L ββ--= （8分）

2、若想探测矩形波导内的驻波分布情况，应在什么位置开槽？为什么？（请用铅笔画出示意图）（6分） 3、微波传输线的特性阻抗和输入阻抗的定义是什么？（6分）三、计算题（40分） 1、如图所示一微波传输系统，其 0Z 已知。求输入阻抗in Z 、各点的反射系数及各段的电压驻波比。（10分）

微波技术基础第二章课后答案杨雪霞知识分享

2-1 波导为什么不能传输TEM 波？答：一个波导系统若能传输TEM 波型，则在该系统中必须能够存在静电荷静电核或恒定电流，而在单导体所构成的空心金属波导馆内，不可能存在静电荷或恒定电流，因此也不可能传输TEM 波型。 2-2 什么叫波型？有哪几种波型？答：波型是指每一种能够单独地在规则波导中存在的电磁场的一种分布状态。根据场的横向分量与纵向分量之间的关系式划分波型，主要有三种： TEM 波（0z E =，0z H =），TE 波(0z E =,0z H ≠),TM 波（0z E ≠，0z H =） 2-3 何谓TEM 波，TE 波和TM 波？其波阻抗和自由空间波阻抗有什么关系？答：0z E =，0z H =的为TEM 波；0z E =,0z H ≠为TE 波；0z E ≠，0z H =为TM 波。 TE 波阻抗： x TE y E wu Z H ηβ = ==> TM 波阻抗： x TM y E Z H w βηε= == 其中η为TEM 波在无限答煤质中的波阻抗。 2-4 试将关系式y z x H H jw E y z ε??-=??，推导为1()z x y H E j H jw y βε?=+?。解：由y H 的场分量关系式0j z y H H e β-=（0H 与z 无关）得： y y H j H z β?=-? 利用关系式y z x H H jw E y z ε??-=??可推出： 11()()y z z x y H H H E j H jw y z jw y βεε???= +=+??? 2-5 波导的传输特性是指哪些参量？答：传输特性是指传输条件、传播常数、传播速度、波导波长、波形阻抗、传输功率以及损耗和衰减等。 2-6 何为波导的截止波长c λ？当工作波长λ大于或小于c λ时，波导内的电磁波的特性有何

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？

微波技术基础期末试题一

《微波技术基础》期末试题一选择填空题（共30分，每题3分） 1.下面哪种应用未使用微波（）（a）雷达（b）调频（FM）广播（c）GSM移动通信（d）GPS卫星定位 2.长度1m，传输900MHz信号的传输线是（）（a）长线和集中参数电路（b）长线和分布参数电路（c）短线和集中参数电路（d）短线和分布参数电路 3.下面哪种传输线不能传输TEM模（）（a）同轴线（b）矩形波导（c）带状线（d）平行双线 4.当矩形波导工作在TE10模时，下面哪个缝不会影响波的传输（） 5.圆波导中的TE11模横截面的场分布为（）（a）（b）（c） 6.均匀无耗传输线的工作状态有三种，分别为，和。

7.耦合微带线中奇模激励的对称面是壁，偶模激励的对称面是壁。 8.表征微波网络的主要工作参量有阻抗参量、参量、参量、散射参量和参量。 9.衰减器有衰减器、衰减器和衰减器三种。 10.微波谐振器基本参量有、和三种。二.（8分）在特性阻抗Z0=200?的传输线上，测得电压驻波比ρ=2，终端为 U0V，求终端反射系数、负载阻 =1 电压波节点，传输线上电压最大值 max 抗和负载上消耗的功率。三．（10分）已知传输线特性阻抗Z0=75?，负载阻抗Z L=75+j100?，工作频率为900MHz，线长l=0.1m，试用Smith圆图，求距负载最近的电压波腹点的位置和传输线的输入阻抗（要求写清必要步骤）。四．（10分）传输线的特性阻抗Z0=50Ω，负载阻抗为Z L=75Ω，若采用单支节匹配，求支节线的接入位置d和支节线的长度l（要求写清必要步骤）。五．（15分）矩形波导中的主模是什么模式；当工作波长为λ=2cm时，BJ-100型（a*b=22.86*10.16mm2）矩形波导中可传输的模式，如要保证单模传输，求工作波长的范围；当工作波长为λ=3cm时，求λp，vp及vg。六．（15分）二端口网络如图所示，其中传输线的特性阻抗Z0=200Ω，并联阻抗分别为Z1=100Ω和Z2=j200Ω，求网络的归一化散射矩阵参量S11和S21，网络的插入衰减（dB形式）、插入相移与输入驻波比。

微波技术基础第三章课后答案---杨雪霞

3-1 一根以聚四氟乙烯 2.10 r ε =为填充介质的带状线，已知其厚度b =5mm ，金属导带厚度和宽度分别为0t =、W =2mm ，求此带状线的特性阻抗及其不出现高次模式的最高频率。解: 由于/2/50.40.35W b ==>，由公式 2 0(0.35/)e W W b b W b ?=-?-? /0.35/0.35W b W b <> 得中心导带的有效宽度为：2e W W mm ≈=， 077.30.441e r Z W b ε= =Ω + 带状线的主模为TEM 模，但若尺寸不对也会引起高次模，为抑止高次模，带状线的最短工作波长应满足： 10 10 max(,) cTE cTM λλλ> 10 2 5.8cTE r mm λε== mm b r cTM 5.14210 ==ελ 所以它的工作最高频率 GHz c f 2010 5.141033 8 =??==-λ 3-2 对于特性阻抗为50Ω的铜导体带状线，介质厚度b =0.32cm ，有效相对介电常数 2.20 r ε =，求线的宽度W 。若介质的损耗角正切为0.001，工作频率为10GHz ，计算单位为dB/λ的衰减，假定导体的

厚度为t =0.01mm 。解 : 因为 0 2.2(50)74.2120 r Z ε==<和030/()0.4410.830 r x Z πε=-=，所以由公式 00,1200.850.6, 120 r r x Z W b x Z εε??? 其中， 0.441r x Z ε= - 计算宽度为(0.32)(0.830)0.266W bx cm ===。在10GHz ，波数为 1 2310.6r f k m πε-== 由公式 )(/2 tan 波TEM m Np k d δ α= 介电衰减为 m Np k d /155.02 ) 001.0)(6.310(2tan === δα 在10GHz 下铜的表面电阻为0.026s R =Ω。于是，根据公式 300002.710120 ,30()/0.16120,s r r c s r R Z Z A b t Np m R Z B Z b εεπαε-????? 其中 2121ln()W b t b t A b t b t t π+-=+ +-- 0.414141(0.5ln ) (0.50.7)2b t W B W t W t ππ=+ +++

微波技术基础期末复习题

《微波技术基础》期末复习题第2章传输线理论 1. 微波的频率范围和波长范围频率范围 300MHz ~ 3000 GHz 波长范围 1.0 m ~ 0.1mm ； 2. 微波的特点 ⑴ 拟光性和拟声性； ⑵ 频率高、频带宽、信息量大； ⑶ 穿透性强； ⑷ 微波沿直线传播； 3. 传输线的特性参数 ⑴ 特性阻抗的概念和表达公式特性阻抗＝传输线上行波的电压／传输线上行波的电流 0Z = ⑵ 传输线的传播常数传播常数 j γαβ=+的意义，包括对幅度和相位的影响。 4. 传输线的分布参数： ⑴ 分布参数阻抗的概念和定义 ⑵ 传输线分布参数阻抗具有的特性 ()()()in V d Z d I d =00 ch sh sh ch L L L L V d I Z d V d I d Z γγγγ+=+000th th L L Z Z d Z Z Z d γγ+=+

① 传输线上任意一点 d 的阻抗与该点的位置d 和负载阻抗Z L 有关； ② d 点的阻抗可看成由该点向负载看去的输入阻抗； ③ 传输线段具有阻抗变换作用；由公式 ()in Z d 000th th L L Z Z d Z Z Z d γγ+=+ 可以看到这一点。 ④ 无损线的阻抗呈周期性变化，具有λ/4的变换性和 λ/2重复性； ⑤ 微波频率下，传输线上的电压和电流缺乏明确的物理意义，不能直接测量； ⑶ 反射参量 ① 反射系数的概念、定义和轨迹； ② 对无损线，其反射系数的轨迹？； ③ 阻抗与反射系数的关系； [] []in ()1()()()1()V d d Z d I d d +++G =-G [][] 01()1()d Z d +G =-G ⑷ 驻波参量 ① 传输线上驻波形成的原因？ ② 为什么要提出驻波参量？ ③ 阻抗与驻波参量的关系； 5. 无耗传输线的概念和无耗工作状态分析 ⑴ 行波状态的条件、特性分析和特点； ⑵ 全反射状态的条件、特性分析和特点； ⑶ 行驻波状态的条件、特性分析和特点； 6. 有耗传输线的特点、损耗对导行波的主要影响和次要影响

西安电子科技大学微波技术基础08年考题

第1页共2页西安电子科技大学考试时间 120 分钟试题（A ） 1.考试形式：闭卷； 2.本试卷共五大题，满分100分。班级学号姓名任课教师一、简答题（每题3分，共30分） 1、微波无耗传输线特性阻抗Ω=500Z ，负载Ω=25l R ，则负载反射系数为（），驻波比为（）；终端为电压（）点，距终端4/λ处为电压（）。 2、理想无耗传输线工作状态有哪些？各种工作状态下终端负载有哪些特点？ 3、写出A 参数阻抗变换定理；写出双口网络，无耗时，A 参数的关系。 Z L Z 3题图 4、如图单枝节匹配，可调参数为两段传输线的长度ｌ和ｄ，简要说明两段传输线的作用。当我们用Smith 圆图来研究时，在Smith 圆图上找到归一化负载所对应的点，应该向（）方向转到与（）圆相交。【单枝节匹配的两个可调长度，和Smith 原图做没有关系，描述欠妥】

第2页共2页 Z L 4题图 5、试写出耦合带状线偶模阻抗e Z 0和奇模阻抗o Z 0的概念和意义，偶模阻抗和奇模阻抗哪个大，为什么？ 6、矩形波导、圆形波导、同轴线中传输的主模分别是什么？ 7、说明矩形波导的单模传输条件。 8、写出魔T 的S 矩阵,并分析1,2端口分别同相、反相输入时各个端口的输出特性。 8题图 9、互易无耗三端口网络能否同时匹配；举出三端口可以同时匹配的元件例子，并写出其S 矩阵。 10、什么是谐振，谐振腔的三个主要指标是什么？二、（15分）微带线的直角拐角的等效电路如图示。如果设归一化的 1,2==B X ，试求其二端口接匹配负载时，一端口的反射系数，对应的驻波比和归一化输入阻抗。

微波技术基础第二章课后答案---杨雪霞

2-4 试将关系式 y z x H H jw E y z ε??-=??，推导为 1()z x y H E j H jw y βε?= +?。解：由y H 的场分量关系式0j z y H H e β-=（0 H 与z 无关）得： y y H j H z β?=-? 利用关系式 y z x H H jw E y z ε??-=??可推出： 11()()y z z x y H H H E j H jw y z jw y βεε???= +=+??? 2-5 波导的传输特性是指哪些参量？答：传输特性是指传输条件、传播常数、传播速度、波导波长、波形阻抗、传输功率以及损耗和衰减等。 2-6 何为波导的截止波长c λ？当工作波长λ大于或小于c λ时，波导内的电磁波的特性有何不同？答：当波沿Z 轴不能传播时呈截止状态，处于此状态时的波长叫截止波长，定义为2c c k π λ = ；当工作波长大于截止波长时，波数c k k <，此时电磁波不能在波导中传播；当工作波长小于截止波长时，波数c k k >，此时电磁波能在波导内传播；

西安电子科技大学微波技术基础08年考题教程文件

西安电子科技大学微波技术基础08 年考题

西安电子科技大学考试时间120分钟试题（A） 1.考试形式：闭卷； 2.本试卷共五大题，满分100分。班级______________ 学号________________ 姓名 _________________ 任课教师一、简答题（每题3分，共30分） 1、微波无耗传输线特性阻抗Z。50 ，负载R 25 ，则负载反射系数为（），驻波比为（）；终端为电压（）点，距终端/4处为电压（）。 2、理想无耗传输线工作状态有哪些？各种工作状态下终端负载有哪些特点？ 3、写出A参数阻抗变换定理；写出双口网络，无耗时，A参数的关系。 ?_ -1 [A] |JZ L 3题图 4、如图单枝节匹配，可调参数为两段传输线的长度1和d,简要说明两段传输线的作用。当我们用Smith圆图来研究时，在Smith圆图上找到归- 化负载所对应的点，应该向（）方向转到与（）圆相交。【单枝节匹配的两个可调长度，和Smith原图做没有关系，描述欠妥】收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 5、试写出耦合带状线偶模阻抗Z °e 和奇模阻抗Z oo 的概念和意义，偶模阻抗和奇模阻抗哪个大，为什么？ 6 矩形波导、圆形波导、同轴线中传输的主模分别是什么？ 7、说明矩形波导的单模传输条件。 8、写出魔T 的S 矩阵并分析1,2端口分别同相、反相输入时各个端口的输出特性。 8题图 9、互易无耗三端口网络能否同时匹配；举出三端口可以同时匹配的元件例子，并写出其S 矩阵。 10、什么是谐振，谐振腔的三个主要指标是什么？二、（15分）微带线的直角拐角的等效电路如图示。如果设归一化的 X 2,B 1，试求其二端口接匹配负载时，一端口的反射系数，对应的驻波比和归一化输入阻抗。 Z L

微波技术基础试卷A

一、填空题（每空2分，共40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（10分）试证明无耗传输线上任意相距1/4波长的两点处的阻抗的乘积等于传输线特性阻抗的乘积，相距1/2波长的两点处的阻抗相等。三、（16分）电路如图1所示，已知Z 01=600欧姆，Z S =Z 02=450欧姆，R ＝900欧姆，Z L =400欧姆 (1) 画出沿线电压、电流和阻抗的振幅分布，并求其最大值和最小值。（2）求负载吸收的总功率和Z L ＝吸收的功率。四、圆图完成（要求写清必要步骤）（10分）已知传输线特性阻抗为Ω=500Z ，线长λ82.1=l ，V U 50max =，V U 13min =，距离始端最近的电压波腹点至始端距离为λ032.01max =d 。求in Z 和l Z 。五、(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？六、（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。 A

微波技术基础第四章课后答案杨雪霞汇总

4-1谐振腔有哪些主要的参量？这些参量与低频集总参数谐振回路有何异同点? 答：谐振腔的主要特性参数有谐振频率、品质因数以及与谐振腔中有功损耗有关的谐振电导，对于一个谐振腔来说，这些参数是对于某一个谐振模式而言的，若模式不同，这些参数也是不同的。谐振频率具有多谐性，与低频中的回路，当其尺寸、填充介质均不变化时，只有一个谐振频率是不相同的。在谐振回路中，微波谐振腔的固有品质因数要比集总参数的低频谐振回路高的多。一般谐振腔可以等效为集总参数谐振回路的形式。 4-2何谓固有品质因数、有载品质因数？它们之间有何关系？答：固有品质因数是对一个孤立的谐振腔而言的，或者说，是谐振腔不与任何外电路相连接（空载）时的品质因数。当谐振腔处于稳定的谐振状态时，固有品质因数 Q 。的定义为 Q o 2 ，其中W 是谐振腔内总的储存能量， W T 是一周期内谐振腔内损耗的能量。 W T 有载品质因数是指由于一个腔体总是要通过孔、环或探针等耦合机构与外界发生能量的耦合，这样不仅使腔的固有谐振频率发生了变化，而且还额外地增加了腔的功率损耗，从而导致品质因数下降，这种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 Q l 。对于一个腔体，Q l ，其中k 为腔体和外界负载之间的耦合系数。 1 k 4-4考虑下图所示的有载 RLC 谐振电路。计算其谐振频率、无载 Q o 和有载Q L 。谐振器解：此谐振电路属于并联谐振电路，其谐振频率为: | | 800 20 nH 10pF 1800 负载 2 LC .20 10 9 10 10 12 356 MHz 无载时, 有载 Q R R 800 17.9 w °L .L C 20 9 10 9/10 12 10 12 Q e 生 R L 1800 40.25 w °L .20 9 10 /10 12 10

通信微波技术基础思考题

微波技术与天线复习提纲（2010级）一、思考题 1.什么是微波？微波有什么特点？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？ 3.微波技术、天线与电波传播三者研究的对象分别是什么？它们有何区别和联系？ 4.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） 5.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 6.简述传输线的行波状态，驻波状态和行驻波状态。 7.分析无耗传输线呈纯驻波状态时终端可接那几种负载，各自对应的电压波腹点分布 8.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？ 9.负载获得最大输出功率时，负载与源阻抗间关系：史密斯圆图是求解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。导纳圆图可以通过对旋转180°得到。阻抗圆图的上半部分呈性，下半部分呈性。Smith圆图与实轴左边的交点为点，与横轴右边的交点为点。Smith圆图实轴上的点代表点，左半轴上的点为电压波点，右半轴上的点为电压波点。在传输线上负载向电源方向移动时，对应在圆图上应旋转，反之在传输线上电源向负载方向移动时，对应在圆图上应旋转。 TEM、TE和TM波是如何定义的？什么是波导的截止性？分别说明矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微带线的主模是什么？简述述矩形波导传输特性的主要参数定义：相移常数，截至波长，截至波数，波导波长，相速度，TE波和TM波的波阻抗 13.导波系统中工作波长与波导波长的区别。 14.为什么空心的金属波导内不能传播TEM波？ 15.圆波导中的主模为，轴对称模为，低损耗模为 16.说明圆波导中TE01模为什么具有低损耗特性。 17.什么叫模式简并现？矩形波的和圆波导的模式简并有何异同？ 18.圆波导中波型指数m和n的意义是什么？圆波导中单模传输的条件是什么？ 19.波导激励的方法有：，，。

微波技术基础试题二

2007/2008学年第二学期期末考试试题答案及评分标准（A 卷）微波技术基础一、填空题（40分，每空2分） 1、传输线的工作状态是指沿线电压、电流及阻抗的分布规律。对于均匀无耗传输线，根据终端所接负载阻抗的大小和性质的不同其工作状态分为三种：行波状态、驻波状状态、行驻波状态。 2、测得一微波传输线的反射系数的模21= Γ。则行波系数=K 3 1 ；若特性阻抗Ω=750Z ，则波节点的输入阻抗=波节） (in R Ω25。 3、均匀无耗传输线的特性阻抗为0Z ，终端负载获得最大功率时，负载阻抗=L Z 0Z 。 4、长线和短线的区别在于：前者为分布参数电路，后者为集中参数电路。 5、阻抗圆图的正实半轴为电压波腹点或电流波节点的轨迹，负实半轴为电压波节点或电流波腹点的轨迹。 6、圆波导传输的主模为 TE11 模，微带线传输的主模为准TEM 模。 7、在矩形波导中，当工作波长λ给定时，若要实现10TE 单模传输，则波导尺寸必须满足 a a 2<<λ， b 2>λ。 8、对于二端口网络来说，常用的工作参量有（请用文字叙述，用符号叙述不得分）电压传输系数、插入衰减、插入相移、输入驻波比。 9、表征二端口微波网络特性的参量可以分为两大类，请问反映网络参考面上入射波电压和反射波电压之间关系的参量有散射参量和传输参量。（注：请用文字叙述，用符号叙述不得分）。

二、简答题（20分，每题5分） 1、电磁波的波型是如何划分的，有哪几种波型。答：根据导波系统中电磁波按纵向场分量的有无，可分为三种波型：--------------2分（1）横磁波（TM 波），又称电波（E 波）:0=H Z ，0≠E Z ；-----------------1分（2）横电波（TE 波），又称磁波（H 波）：0=E Z ，0≠H Z ；----------------1分（3）横电磁波（TEM ）： 0=E Z ，0=H Z 。---------------------------------1分 2、微波传输线的特性阻抗和输入阻抗的定义是什么？答：（1）传输线的特性阻抗定义为传输线上入射波电压 )(z U i 与入射波电流)(z I i 之比，或反射电压 )(z U r 与反射波电流)(z I r 之比的负值，即) ()()()(0 z z z z I U I U z r r i i -==-------3分（2）输入阻抗的定义为该处电压U(z)与电流I(z)之比，即 ) () ()(z I z U z z in = -----2分 3、矩形波导和圆波导的主模是什么？（2分）主模传输的条件各是什么？（3分）答：矩形波导的主模是TE 10 模；主模传输的条件为：a<λ<2a,λ>2b-------------3分圆波导的主模是 TE 11 模；主模传输的条件为: 2.62R<λ<3.41R-----------------2分 4、若想探测矩形波导内的驻波分布情况，应在什么位置开槽？为什么？答：在波导宽壁的中心线上开一纵向窄槽，------------------------------------2分由于窄槽不切割电流线，因此它不影响波导内导行波的传输特性。通过此槽在波导中插入一小探针，外接晶体检波器和电流表，可测的波导内驻波的分布情况。----------------3分

微波技术基础第四章课后答案---杨雪霞

样不仅使腔的固有谐振频率发生了变化，而且还额外地增加了腔的功率损耗，从而导致品质因数下降，这种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l Q 。对于一个腔体，0 1l Q Q k =+，其中k 为腔体和外界负载之间的耦合系数。 4-4 考虑下图所示的有载RLC 谐振电路。计算其谐振频率、无载Q 0和有载Q L 。 = 谐振器负载 ? ? 800Ω 20nH 10pF 1800Ω 解：此谐振电路属于并联谐振电路，其谐振频率为： 09 12 3562220101010 f MHz LC ππ--= = =???? 无载时， 912 17.9 2010/1010R Q w L L C --== ==?? 有载时， 912040.25 2010/1010 L L e R Q w L L C --= ===?? 根据有载和无载的关系式1 11L e Q Q Q =+得： 1112.5 1111 40.2517.9 L e Q Q Q = = =++ 4-5 有一空气填充的矩形谐振腔。假定x 、y 、z 方

微波技术基础试卷-填空总汇

电子科技大学二零零六至二零零七学年第二学期期末 1、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。 2、矩形波导传输的基模是（TE10模）；宽度为a，高度为b（a>b）的空气填充矩形波导，当工作波长大于（2a ），电磁波不能在波导中传播。 3、在SMITH圆图中，原点代表的传输线工作状态是（行波状态（或匹配状态）），上半平面的阻抗性质是（感性）。《微波技术基础》期末试题二与参考答案 1．从传输线方程看，传输线上任一点处的电压和电流都等以该处相应的入射波和反射波的叠加。 2．终端短路的传输线的输入阻抗等于j Zc tgβl ，终端开路的传输线的输入阻抗等于-j Zc ctgβl 。 3．电磁波的波长和频率满足λ<λc 或f>fc 条件才能在波导中传输。 4. 圆波导的三种主要工作模式TE11 、TE01 、TM01 。 5. 无耗网络的Z和Y参数是纯虚数，A参数的A11 、和A22 是实数。 6. 微波网络的工作特性参量有电压传输系数T 、插入衰减A 、插入相移θ、输入驻波比ρ。 7．分支调配器可调电纳范围?∞~+∞，螺钉调配器可调容性电纳范围0~+∞。 8.微波谐振器有那两个主要功能储能、选频。微波技术与天线B卷

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--?==?=== πμμεπμπεm 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___________。答案 1、50 2、强 3、θE ?H 垂直相同 4、0 180 5、馈源轴方向电子科技大学二零零七至二零零八学年第一学期期期末考试（1）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（ 4/λ ），在这些位置输入阻抗共同的特点是（纯电阻）。（2）当横截面尺寸相同时，填充不同介电常数的介质的矩形波导的截止波长是（相同）的，而截止频率是（不同）的。（3）全反射负载位于SMITH 圆图的（ 1=Γ ）圆上。SMITH 圆图的（实轴）位置阻抗为纯电阻。（4）当用单并联短截线对负载进行阻抗匹配时，并联短截线应该接在输入导纳满足（ 0in Y G = ）位置。当改变并联短截线的长度时，输入导纳在SMITH 圆图上的变化轨迹是（沿等G 圆）。（5）无耗传输线谐振器串联谐振的条件是（ 0Z in = ），并联谐振的条件是（ ∞=in Z ）

08微波技术基础考试试卷B

一、填空题（共26分） 1、（3分）微波传输线按其传输的电磁波波型，大致可划分为传输线，传输线和传输线 2、（2分）从传输线的方程来看，传输线上任意一点的电压电流都等于该处相应的波和波的叠加。 3、（2分）圆波导的主模为，微带线的主模为。 4、（2分）阻抗匹配的方法中最基本的是采用和作为匹配网络。 5、（1分）波导具有__________滤波器的特性。 6、（2分）导波系统中传输电磁波的等相位面沿着轴向移动的速度，通常称为______速；而传输信号的电磁波是多种频率成份构成一个“波群”进行传播，其速度通常称为_____速。 7、（4分）波的相速随改变的现象称为波的色散，色散波的群速为。 8、（2分）耦合度为3dB的定向耦合器，输入端功率为10W，则耦合端功率为。 9、（4分）微带线中出现的高次模种类有和。 10、（4分）测得一微波传输线的反射系数的模|Γ|=0.5，则行波系数K=______；若特性阻抗Z0=75Ω，则波节点的输入阻抗R in（波节）=__________。二、简答题（共22分） 1、（5分）解释矩形波导中“简并波”的概念，并给出矩形波导中一对简并波型。 2、（5分）什么是截止波长？什么是工作波长？它们与波导波长关系如何？ 3、（12分）定性地阐述矩形波导中主模的场结构分布。三、利用圆图完成（20分） 1、(10分)一无耗传输线特性阻抗Z0=50Ω，长度为10cm，f=800MHz，假如输入阻抗 Z in=j60Ω，求出负载阻抗Z L；

2、（10分）在特性阻抗Z0=500Ω的无耗传输线上，测得∣U∣max=100V，∣U∣min=20V，第一电压波节点距终端0.15λ，求负载阻抗Z L及负载导纳Y L。四、（16分）有一特性阻抗为Z0=50Ω的无耗均匀传输线，导体间的媒质参数为εr=2.25,μr=1，终端接有R l=10Ω的负载。当f=1GHz时，其线长度为λg/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。五、若矩形波导截面尺寸为a=2b=8cm，试问当频率为5GHz时，波导中能传输哪些模式？若只要传输主模，工作频率应当如何选择？（16分）

微波技术基础第二章课后答案杨雪霞

2-1 波导为什么不能传输TEM 波答：一个波导系统若能传输TEM 波型，则在该系统中必须能够存在静电荷静电核或恒定电流，而在单导体所构成的空心金属波导馆内，不可能存在静电荷或恒定电流，因此也不可能传输TEM 波型。 2-2 什么叫波型有哪几种波型答：波型是指每一种能够单独地在规则波导中存在的电磁场的一种分布状态。根据场的横向分量与纵向分量之间的关系式划分波型，主要有三种： TEM 波（0z E =，0z H =），TE 波(0z E =,0z H ≠),TM 波（0z E ≠，0z H =） 2-3 何谓TEM 波，TE 波和TM 波其波阻抗和自由空间波阻抗有什么关系答：0z E =，0z H =的为TEM 波；0z E =,0z H ≠为TE 波；0z E ≠，0z H =为TM 波。 TE 波阻抗： x TE y E wu Z H ηβ = ==> TM 波阻抗： x TM y E Z H w βηε= == 其中η为TEM 波在无限答煤质中的波阻抗。 2-4 试将关系式y z x H H jw E y z ε??-=??，推导为1()z x y H E j H jw y βε?=+?。解：由y H 的场分量关系式0j z y H H e β-=（0H 与z 无关）得： y y H j H z β?=-? 利用关系式y z x H H jw E y z ε??-=??可推出： 11()()y z z x y H H H E j H jw y z jw y βεε???= +=+??? 2-5 波导的传输特性是指哪些参量答：传输特性是指传输条件、传播常数、传播速度、波导波长、波形阻抗、传输功率以及损耗和衰减等。 2-6 何为波导的截止波长c λ当工作波长λ大于或小于c λ时，波导内的电磁波的特性有何不