微波天線考試重點習題全解

1、1微波技術(shù)與天線復習提綱（微波技術(shù)與天線復習提綱（2010級）級）一、思考題一、思考題1.1.什么是微波？微波有什么特點？什么是微波？微波有什么特點？答：微波是電磁波譜中介于超短波與紅外線之間的波段，頻率范圍從300MHZ到3000GHZ，波長從0.1mm到1m；微波的特點：似光性、穿透性、寬頻帶特性、熱效應(yīng)特性、散射特性、抗低頻干擾特性、視距傳播性、分布參數(shù)的不確定性、電磁兼容和電磁環(huán)境污染。2.2.試解釋一下長線的物理概念，說明以長

2、線為基礎(chǔ)的傳輸線理論的主要物理現(xiàn)試解釋一下長線的物理概念，說明以長線為基礎(chǔ)的傳輸線理論的主要物理現(xiàn)象有哪些？一般是采用哪些物理量來描述？象有哪些？一般是采用哪些物理量來描述？答：長線是指傳輸線的幾何長度與工作波長相比擬的的傳輸線；以長線為基礎(chǔ)的物理現(xiàn)象：傳輸線的反射和衰落；主要描述的物理量有：輸入阻抗、反射系數(shù)、傳輸系數(shù)、和駐波系數(shù)。3.3.微波技術(shù)、天線與電波傳播三者研究的對象分別是什么？它們有何區(qū)別和聯(lián)微波技術(shù)、天線與電波傳播三者研

3、究的對象分別是什么？它們有何區(qū)別和聯(lián)系？系？答：微波技術(shù)、天線與電磁波傳播史無線電技術(shù)的一個重要組成部分，它們共同的基礎(chǔ)是電磁場理論，但三者研究的對象和目的有所不同。微波技術(shù)主要研究陰道電磁波在微波傳輸系統(tǒng)中如何進行有效的傳輸，它希望電磁波按一定要求沿傳輸系統(tǒng)無輻射地傳輸；天線是將微波導行波變成向空間定向輻射的電磁波，或?qū)⒖臻g的電磁波變成微波設(shè)備中的導行波；電波傳播研究電波在空間的傳播方式和特點。4.4.試解釋傳輸線的工作特性參數(shù)（特性

4、阻抗、傳播常數(shù)、相速和波長）試解釋傳輸線的工作特性參數(shù)（特性阻抗、傳播常數(shù)、相速和波長）答：傳輸線的工作特性參數(shù)主要有特征阻抗Z0，傳輸常數(shù)，相速及波長。1)特征阻抗即傳輸線上入射波電壓與入射波電流的比值或反射波電壓與反射波電流比值的負值，其表達式為它僅由自身的分布參數(shù)決定而與負載及信號源無關(guān)；2）0RjwLZGjwC???傳輸常數(shù)是描述傳輸線上導行波的衰減和相移的參數(shù)，其中，和分別稱為j???????衰減常數(shù)和相移常數(shù)，其一般的表達式

5、為3)傳輸線上電壓、電()()RjwLGjwC????流入射波（或反射波）的等相位面沿傳播方向傳播的速度稱為相速，即；4）傳輸線Pwv??上電磁波的波長與自由空間波長的關(guān)系。?0?02r???????5.5.傳輸線狀態(tài)參量輸入阻抗、反射系數(shù)、駐波比是如何定義的，有何特點，并傳輸線狀態(tài)參量輸入阻抗、反射系數(shù)、駐波比是如何定義的，有何特點，并分析三者之間的關(guān)系分析三者之間的關(guān)系答：輸入阻抗：傳輸線上任一點的阻抗Zin定義為該點的電壓和電流之

6、比，與導波系3從信號源到負載方向傳輸?shù)娜肷洳?，而無從負載向信號源方向的反射波。源阻抗匹配：電源內(nèi)阻等于傳輸線的特性阻抗稱之為源阻抗匹配。源阻抗匹配常用的方法是在信號源之后加一個去耦衰減器或隔離器。共軛阻抗匹配：對于不匹配電源，當負載阻抗折合到電源參考面上的輸入阻抗等于電源內(nèi)阻的共軛值時，稱之為共軛阻抗匹配。9.9.負載獲得最大輸出功率時，負載與源阻抗間關(guān)系：負載獲得最大輸出功率時，負載與源阻抗間關(guān)系：。ginZZ?10.10.史密斯圓圖

7、是求解均勻傳輸線有關(guān)史密斯圓圖是求解均勻傳輸線有關(guān)阻抗匹配阻抗匹配和功率匹配功率匹配問題的一類曲線問題的一類曲線坐標圖，圖上有兩組坐標線，即歸一化阻抗或?qū)Ъ{的坐標圖，圖上有兩組坐標線，即歸一化阻抗或?qū)Ъ{的實部和虛部實部和虛部的等值線的等值線簇與簇與反射系數(shù)反射系數(shù)的幅和模角幅和模角等值線簇，所有這些等值線都是圓或圓弧，故等值線簇，所有這些等值線都是圓或圓弧，故也稱阻抗圓圖或?qū)Ъ{圓圖。導納圓圖可以通過對也稱阻抗圓圖或?qū)Ъ{圓圖。導納圓圖可以

8、通過對阻抗圓圖阻抗圓圖旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)180180得到。得到。阻抗圓圖的上半部分呈阻抗圓圖的上半部分呈感性，下半部分呈性，下半部分呈容性。性。SmithSmith圓圖與實軸左邊圓圖與實軸左邊的交點為的交點為短路短路點，與橫軸右邊的交點為點，與橫軸右邊的交點為開路開路點。點。SmithSmith圓圖實軸上的點圓圖實軸上的點代表代表純電阻純電阻點，左半軸上的點為電壓波點，左半軸上的點為電壓波節(jié)點，右半軸上的點為電壓點，右半軸上的點為電壓波腹點。在傳

9、輸線上負載向電源方向移動時，對應(yīng)在圓圖上應(yīng)點。在傳輸線上負載向電源方向移動時，對應(yīng)在圓圖上應(yīng)順時針順時針旋轉(zhuǎn)，反之在傳輸線上電源向負載方向移動時，對應(yīng)在圓圖上應(yīng)轉(zhuǎn)，反之在傳輸線上電源向負載方向移動時，對應(yīng)在圓圖上應(yīng)逆時針逆時針旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。11.TEMTEM、TETE和TMTM波是如何定義的？什么是波導的截止性？分別說明矩形波導、波是如何定義的？什么是波導的截止性？分別說明矩形波導、圓波導、同軸線、帶狀線和微帶線的主模是什么？圓波導、同軸

10、線、帶狀線和微帶線的主模是什么？答：1）TE波，TM波，TEM波是屬于電磁波的三種模式。TE波指電矢量與傳播方向垂直，或者說傳播方向上沒有電矢量。TM波是指磁矢量與傳播方向垂直。TEM波指電矢量于磁矢量都與傳播方向垂直；2）Kc是與波導橫截面尺寸、形狀及傳輸模式有關(guān)的一個參量，當相移常數(shù)β=0時，意味導波系統(tǒng)不再傳播，亦稱為截止此時Kc=K故將Kc稱為截止波數(shù)3）矩形波導，主模TE10模；圓波導，主模TE11模；同軸線，主模TEM模；帶

11、狀線，主模TEM模；微帶線主模：準TEM模。12.簡述矩形波導傳輸特性的主要參數(shù)定義：相移常數(shù)，截至波長，截至波數(shù)，簡述矩形波導傳輸特性的主要參數(shù)定義：相移常數(shù)，截至波長，截至波數(shù)，波導波長，相速度，波導波長，相速度，TETE波和波和TMTM波的波阻抗波的波阻抗1）相移常數(shù)和截止波數(shù)：相移常數(shù)和截止波數(shù)的關(guān)系是?ck22ckk???2）相速：電磁波的等相位面移動速度稱為相速，即pv221rrpccuvkk??????3）波導波長：導行波