微波復(fù)習(xí)題.docVIP

一、填空1、充有介質(zhì)的無(wú)耗同軸傳輸線，其內(nèi)、外導(dǎo)體直徑分別為，傳輸線上的特性阻抗。（同軸線的單位分布電容和單位分布電感分別)2、 匹配負(fù)載中的吸收片平行地放置在波導(dǎo)中電場(chǎng)最處，在電場(chǎng)作用下吸收片強(qiáng)烈吸收微波能量，使其反射變小。3、 平行z軸放置的電基本振子遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)只有和 兩個(gè)分量，它們?cè)诳臻g上（選填：平行，垂直），在時(shí)間上（選填：同相，反相）。4、 已知某天線在E平面上的方向函數(shù)為，其半功率波瓣寬度。二、判斷1、無(wú)耗傳輸線只有終端開(kāi)路和終端短路兩種情況下才能形成純駐波狀態(tài)。（ ）2、由于沿smith圓圖轉(zhuǎn)一圈對(duì)應(yīng)，變換等效于在圖上旋轉(zhuǎn)180，它也等效于通過(guò)圓圖的中心求給定阻抗（或?qū)Ъ{）點(diǎn)的鏡像，從而得出對(duì)應(yīng)的導(dǎo)納（或阻抗）。（ ）4、當(dāng)終端負(fù)載阻抗與所接傳輸線特性阻抗匹配時(shí)，則負(fù)載能得到信源的最大功率。（ ）5、微帶線在任何頻率下都傳輸準(zhǔn)TEM波。（ ）6、導(dǎo)行波截止波數(shù)的平方即一定大于或等于零。（ ）7、互易的微波網(wǎng)絡(luò)必具有網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱性。（ ）9、天線的輻射功率越大，其輻射能力越強(qiáng)。（ ）10、二端口轉(zhuǎn)移參量都是有單位的參量，都可以表示明確的物理意義。（ ）三、簡(jiǎn)答題（共19分）1、提高單級(jí)天線效率的方法？（4分）（1）提高天線的輻射電阻;（2）降低損耗電阻。2、在波導(dǎo)激勵(lì)中常用哪三種激勵(lì)方式？（6分）（1）電激勵(lì)；（2）磁激勵(lì)：（3）電流激勵(lì)。3、從接受角度來(lái)講，對(duì)天線的方向性有哪些要求？(9分)（1） 主瓣寬度盡可能窄，以抑制干擾；（2） 旁瓣電平盡可能低；（3） 天線方向圖中最好能有一個(gè)或多個(gè)可控制的零點(diǎn)，以便將零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)干擾方向，而且當(dāng)干擾方向變化時(shí)，零點(diǎn)方向也隨之改變； 四、計(jì)算題（41分）1、矩形波導(dǎo)BJ-26的橫截面尺寸為，工作頻率為3GHz，在終端接負(fù)載時(shí)測(cè)得行波系數(shù)為0.333，第一個(gè)電場(chǎng)波腹點(diǎn)距負(fù)載6cm，今用螺釘匹配?；卮鹨韵聠?wèn)題。（1）波導(dǎo)中分別能傳輸哪些模式？（6分）（2）計(jì)算這些模式相對(duì)應(yīng)的及。（9分）解：（1）利用矩形波導(dǎo)的截止波長(zhǎng)的計(jì)算公式，計(jì)算各波型的截止波長(zhǎng)；然后由傳輸條件來(lái)判斷波導(dǎo)中可能存在的波形。2、設(shè)雙端口網(wǎng)絡(luò)已知，終端接有負(fù)載,如圖所示，求輸入端反射系數(shù)。（8分）3、設(shè)矩形波導(dǎo)寬邊，工作頻率，用阻抗變換器匹配一段空氣波導(dǎo)和一段的波導(dǎo)，如圖所示，求匹配介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)及變換器長(zhǎng)度。（8分）4、在一個(gè)均勻無(wú)耗傳輸線上傳輸頻率為3GHz的信號(hào)，已知其特性阻，終端接的負(fù)載，試求：（1）傳輸線上的駐波系數(shù)；（5分） （2）離終端處的反射系數(shù)；（5分）答案一、 填空1、50 2、強(qiáng) 3、 垂直 相同4、 5、饋源 軸 方向一、填空題（每題2分，共20分）1、 微波傳輸線大致可分為三種類型：雙導(dǎo)體傳輸線、波導(dǎo)和介質(zhì)傳輸線。2、 無(wú)耗傳輸線的阻抗具有/2重復(fù)性和/4阻抗變換特性兩個(gè)重要性質(zhì)。3、 共軛匹配的定義為：當(dāng)時(shí)，負(fù)載能得到最大功率值。4、 高波導(dǎo)的寬邊尺寸a與窄邊尺寸b之間的關(guān)系為ba/2.5、 建立在等效電壓、等效電流和等效特性阻抗基礎(chǔ)上的傳輸線稱為等效傳輸線。6、 極化方式主要有橢圓極化、圓極化和線極化三種方式。7、 橫向尺寸遠(yuǎn)小于縱向尺寸并小于波長(zhǎng)的細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的天線稱為線天線。8、 在無(wú)線電波傳輸過(guò)程中，產(chǎn)生失真的原因主要有媒質(zhì)的色散效應(yīng)和隨機(jī)多徑傳輸效應(yīng)。二、判斷題（每題1分，共10分）1、TE波和TM波的最低次模分別為 和 （錯(cuò)）2、將而的波稱為TE波 （錯(cuò)）4、輻射電阻越大，有效長(zhǎng)度越短，天線的輻射能力越強(qiáng) （錯(cuò)）5、天線通信的最佳功率 （對(duì)）6、智能天線技術(shù)使得空分多址（SDMA）成為可能 （對(duì)）7、若無(wú)耗線處于行波狀態(tài)時(shí)，則終端反射系數(shù)為，且（錯(cuò)）8、相速度可以用來(lái)表示波能量的傳輸速度 （錯(cuò)）9、多徑效應(yīng)造成了天線系統(tǒng)傳輸過(guò)程中信號(hào)的衰落 （對(duì)）10、天線接收的功率可分為三個(gè)部分：接收天線的再輻射功率、負(fù)載吸收的功率和媒質(zhì)的損耗功率。 （對(duì)）三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共24分）1、微波的特點(diǎn)有哪些？答：（1）似光性 （2）穿透性 （3）款頻帶特性 （4）熱效應(yīng)特性 （5）散射特性 （6）抗低頻干擾特性3、從接受角度來(lái)講，對(duì)天線的方向性有哪些要求？（4） 主瓣寬度盡可能窄，以抑制干擾；（5） 旁瓣電平盡可能低；（6） 天線方向圖中最好能有一個(gè)或多個(gè)可控制的零點(diǎn)，以便將零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)干擾方向，而且當(dāng)干擾方向變化時(shí)，零點(diǎn)方向也隨之改變； 4、為什么規(guī)則金屬波導(dǎo)內(nèi)不能傳播TEM波？答：如果存在TEM波，則要求磁場(chǎng)應(yīng)完全在波導(dǎo)的橫截面內(nèi)，而且是閉合曲線，由麥克斯韋第一方程知，閉合曲線上磁場(chǎng)的積分應(yīng)等于曲線相交鏈的電流，由于空心金屬波導(dǎo)中不存在傳播方向上的傳導(dǎo)電流，故必須要求有傳播方向的位移電流。由，知傳播方向有電場(chǎng)存在，而與TEM波的定義相矛盾。四、 計(jì)算題（共36分）1、一根75均勻無(wú)耗傳輸線，終端接有負(fù)載，欲使線上電壓駐波比為，則負(fù)載的實(shí)部和虛部應(yīng)滿足什么關(guān)系？(6分)解：由駐波比，可得終端反射系數(shù)的模值應(yīng)為 于是 將代入上式，整理得負(fù)載的實(shí)部和虛部應(yīng)滿足的關(guān)系式為 即負(fù)載的實(shí)部和虛部應(yīng)在圓心為、半徑為100的圓上，上半圓的對(duì)應(yīng)負(fù)載為感抗，而下半圓的對(duì)應(yīng)負(fù)載為容抗。2、設(shè)某矩形波導(dǎo)的尺寸為試求工作頻率在3GHZ時(shí)該波導(dǎo)能傳輸?shù)哪Ｊ?。?分）解：由得 可見(jiàn)，該波導(dǎo)在工作頻率為3GHZ時(shí)只能傳輸模。3、直立接地振子的高度當(dāng)工作波長(zhǎng)時(shí)，求此天線的有效高度及輻射電阻。若歸于輸入電流的損耗電阻為5，求天線的效率。（10分）解：設(shè)天線上電流分布為 根據(jù)有效高度的定義有 天線的有效高度為 在無(wú)限大理想導(dǎo)電地面上的單極天線的輻射電阻的求法與自由空間對(duì)稱振子的輻射電阻求法完全相同。但單極天線的鏡像部分并不輻射功率，因此其輻射電阻為同樣長(zhǎng)度的自由空間對(duì)稱振子輻射電阻的一半。根據(jù)上述分析和式，單極天線的輻射功率為 所以單極天線的輻射電阻為 用MATLAB編程計(jì)算得 可見(jiàn)，當(dāng)天線高度時(shí)，輻射電阻是很低的。根據(jù)效率的定義有 4、設(shè)某系統(tǒng)如圖所示，雙端口網(wǎng)絡(luò)為無(wú)耗互易對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)，在終端參考面處接匹配負(fù)載，測(cè)得距參考面距離處為電壓波節(jié)點(diǎn)，駐波系數(shù)為1.5，試求該雙端口網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣。（12分） S解:參考面的外反射系數(shù)于是 網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱， 網(wǎng)絡(luò)互易，故，可表示為：網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗，故 ,即： 第一章 緒論1、（2006）一般來(lái)說(shuō)，微波是指頻率為_(kāi)到_的電磁波。第二章 傳輸線理論一、填空題1、 （2006、2007、2009）波導(dǎo)中的電磁場(chǎng)模式為_(kāi)；波導(dǎo)中不可能存在_模式。同軸線的主模為_(kāi)，微帶線的主模為_(kāi)；2、 （2006）對(duì)于無(wú)耗傳輸線，線上任一點(diǎn)的反射系數(shù)模值與負(fù)載反射系數(shù)模值的關(guān)系是_。3、 （2007）傳輸線與負(fù)載阻抗匹配，負(fù)載阻抗等于_。4、 （2007）特性阻抗為的TEM傳輸線上傳輸行駐波，則相鄰電壓波腹與波節(jié)相距_，相鄰電壓波節(jié)點(diǎn)相距_。5、 （2007）波導(dǎo)某電磁模式的截止波長(zhǎng)為，則該模式的傳輸條件為工作波長(zhǎng)_。6、 （2006、2007、2009）微帶傳輸線介質(zhì)基片一定（即、一定），導(dǎo)帶寬度W越寬，微帶線特性阻抗_。二、問(wèn)答題1、（2006、2007、）電路如圖，均勻無(wú)耗線特性阻抗為，工作波長(zhǎng)，測(cè)得電壓波幅，電壓波節(jié)，電壓波節(jié)點(diǎn)距負(fù)載最近距離為；求：（1）負(fù)載阻抗和負(fù)載吸收功率（百分比）（2）若用阻抗變換進(jìn)行匹配，求阻抗變換器接入位置d和阻抗變換器的特性阻抗。2、（2006、2009）微波電路路如圖所示，已知均勻無(wú)耗線特性阻抗為，負(fù)載阻抗（1）=？時(shí)，AB段傳行波？（2）指出BC，CD段的工作狀態(tài)（行波、駐波、行駐波），并求出各段的電壓駐波比，。（3）BC段中電壓波節(jié)點(diǎn)距負(fù)載求（C點(diǎn)）的最小距離3、 （2006）空氣煤質(zhì)矩形波導(dǎo)尺寸為：寬邊，窄邊。（1） 求此波導(dǎo)只傳波的工作頻率范圍；（2）此波導(dǎo)只傳波時(shí)，在波導(dǎo)寬邊中央測(cè)得兩個(gè)相鄰的電場(chǎng)強(qiáng)度波節(jié)點(diǎn)相距，求工作波長(zhǎng)；4、（2007）如圖所示電路中，信源，源電動(dòng)勢(shì)為，（1） 指出AB，BC段上的工作狀態(tài)。（2） 求出AB，BC段上的電壓駐波比。（3） 求B點(diǎn)的電壓值和BC段電壓波節(jié)點(diǎn)處的阻抗。5、（2009）已知無(wú)耗TEM傳輸線特性阻抗，電壓波節(jié)點(diǎn)阻抗為、該點(diǎn)電壓。傳輸線終端為電壓波腹點(diǎn)，求（1）終端反射系數(shù)和負(fù)載阻抗及負(fù)載吸收功率（2）若用阻抗變換器進(jìn)行匹配，求阻抗變換器接入位置和阻抗變換器的特性阻抗。第三章 微波網(wǎng)絡(luò)與元件二、簡(jiǎn)答題1、（2006、2007）測(cè)得某二端口網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)矩陣為問(wèn)：（1）此二端口網(wǎng)絡(luò)是否互易和無(wú)耗，用S參數(shù)說(shuō)明；（2）若端口接短路負(fù)載，求端口處的電壓駐波比。2、（2006）微波等效電路如圖所示。當(dāng)端口接匹配負(fù)載時(shí)，測(cè)得端口的反射系數(shù)，求此網(wǎng)絡(luò)的散射參數(shù)；3、（2007、2009）微波等效電路如圖所示。為網(wǎng)絡(luò)的參考面。，。求：（1）該網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移參數(shù)矩陣A；（2）該網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣S；（3）端口處接負(fù)載，求端口的輸入阻抗。4、（2009）已知一個(gè)無(wú)耗互易對(duì)稱的二端口元件，輸出端接匹配負(fù)載，測(cè)得輸入端的反射系數(shù)為，求（1）；(S11=0.8j s21=0.6)（2）求該元件的工作特性參數(shù)：輸入駐波比和元件的回波損耗 及插入損耗（3）若輸出端接開(kāi)路負(fù)載，求輸入端的電壓駐波比。（無(wú)窮）第四章 天線一、填空題1、 （2006）某發(fā)射天線方向系數(shù)為，該天線用于接收是方向系數(shù)等于_。2、（2006）N元均勻直線陣其電流等幅同相分布，其陣因子的最大為_(kāi)。3、（2007）電基本振子（或電流元）的遠(yuǎn)場(chǎng)E面方向圖函數(shù)為_(kāi)。4、（2009）某發(fā)射天線增益為G，該天線用于接收時(shí)增益為_(kāi)。二、簡(jiǎn)答題1、（2006、2007、2009）已知天線歸一化方向圖函數(shù)為，（1）寫(xiě)出最大輻射方向的方向系數(shù)D的表達(dá)式；（2）若已知天線方向系數(shù)為D=100，輸入功率為，該天線效率為，請(qǐng)計(jì)算最大輻射方向處的輻射場(chǎng)強(qiáng)度（峰值）。（3）若保持最大輻射方向上處的電場(chǎng)強(qiáng)度振幅與處相等，求此時(shí)天線的方向系數(shù)。2、（2006）喇叭天線口徑尺寸為，口徑場(chǎng)等幅同相（均勻）分布，求該喇叭天線的方向系數(shù)；3、（2006）如圖所示，3個(gè)半波振子（）形成均勻直線陣列，電流分布如圖所示，架設(shè)于理想地面上，求紙平面的方向圖函數(shù)。4、（2007、2009）空氣波導(dǎo)終端接喇叭天線。已知矩形波導(dǎo)寬邊和窄邊尺