微波工程復(fù)習(xí)資料(張 西昌)

1、一、 簡答題：1、 如何判斷長線和短線？長線是傳輸線幾何長度L與工作波長可以相比擬的傳輸線，（必須考慮波在傳輸中的相位變化效應(yīng)），短線是幾何長度L與工作波長相比可以忽略不計的傳輸線2、 均勻長線有幾種工作狀態(tài)？條件是什么？均勻無耗長線有三種工作狀態(tài)，分別是駐波、行波與行駐波。（1.5分）駐波：傳輸線終端開路、短路或接純電抗；（0.5分） 行波：半無限長傳輸線或終端接負(fù)載等于長線特性阻抗；（0.5分） 行駐波：傳輸線終端接除上述負(fù)載外的任意負(fù)載阻抗3、 什么是波導(dǎo)中的模式簡并？矩形波導(dǎo)和園波導(dǎo)中的簡并有什么不同？不同模式具有相同的特性（傳輸）參量叫做模式簡并。 矩形

2、波導(dǎo)中，TEmn與TMmn（m、n均不為零）互為模式簡并。 圓波導(dǎo)的簡并有兩種，一種是極化簡并。其二是模式簡并4、 說明二端口網(wǎng)絡(luò)S參量的物理意義？S11,1端口接源，2端口接匹配負(fù)載，1端口的電壓反射系數(shù)；S22：2端口接源，1端口接匹配負(fù)載，2端口的電壓反射系數(shù)； S12：2端口接源，1端口接匹配負(fù)載，2端口到1端口的電壓傳輸系數(shù)；S21：1端口接源，2端口接匹配負(fù)載，1端口到2端口的電壓傳輸系數(shù)； 5、 什么是傳輸線的特性阻抗？什么是傳輸線的輸入阻抗？特征阻抗：表示特定的傳輸線的這種特征或者是特性，稱之為該傳輸線的特征阻抗。特征阻抗是指信號沿傳輸線傳播時，信

3、號看到的瞬間阻抗的值。輸入阻抗：四端網(wǎng)絡(luò)、傳輸線、電子電路等的輸入端口所呈現(xiàn)的阻抗。實質(zhì)上是個等效阻抗。只有確定了輸入阻抗，才能進(jìn)行阻抗匹配，從信號源、傳感器等獲取輸入信號。6、 什么是半波振子天線？單個半波對稱振子可簡單地單獨立地使用或用作為拋物面天線的饋源，也可采用多個半波對稱振子組成天線陣。兩個或多個半波振子可組成雙極化和多極化天線，單極化天線只能表示當(dāng)個方向，垂直極化是最常用的，用垂直極化和水平極化就可以組成全向天線。二、 填空題：1、 從傳輸線方程看，傳輸線上任一點處的電壓和電位都等于該處相應(yīng)的 入射 波與 反射 波的疊加。2、 終端短路的傳輸線的輸入阻抗等于  j

4、0;Zc tgL ，終端開路的傳輸線的輸入阻抗  -j Zc tgL 。3、 電磁波的波長和頻率滿足 <c 或  f>fc 條件才能在波導(dǎo)中傳輸。4、 園波導(dǎo)的三種主要工作模式是 TE11 、 TE01 、 TM01 。5、 微波網(wǎng)絡(luò)的工作特性參量有 電壓傳輸系數(shù)T  、 插入衰減A 、 插入相移 、  輸入駐波比  、 。6、 無耗網(wǎng)絡(luò)的Z和Y參量是 純虛數(shù) ，A參數(shù)的 A11 和 A22 是實數(shù)。7、 分支調(diào)配器可調(diào)電納范圍是  + ，螺釘調(diào)配器可調(diào)容性電納范圍是0+。8、 微波調(diào)諧器兩個

5、主要功能是 儲能 和 選頻 。9、 輸入阻抗 是傳輸上某點向負(fù)載看去 ，該點電壓同電流之比。10、 波阻抗 是無界均勻媒質(zhì)中，傳輸均勻平面波時，橫向電場與橫向磁場之比。11、傳輸線上存在駐波時，傳輸線上相鄰的電壓最大值位置和電壓最小值位置相差 /4 ，在這些位置輸入阻抗共同的特點是 純電阻 。12、當(dāng)橫截面尺寸相同時，填充不同介電常數(shù)的矩形波導(dǎo)的截止波長是 相同 的，而截止頻率是 不同 的。13、全反射負(fù)載位于 Smith 園圖的 T=1 園上，Smith園圖的 實軸 位置阻抗為純電阻。14、在Smith園圖中，原點代表的傳輸線工作狀態(tài)是 行波狀態(tài)（匹配狀態(tài)） ，上半平面的阻抗性質(zhì)是 感性 。

6、三、計算題1、一空氣介質(zhì)無耗傳輸線上傳輸頻率3GHz的信號，已知其特性阻抗，終端接有負(fù)載，求：、線上駐波比; 、沿線電壓反射系數(shù); 、距離終端=12.5cm處的輸入阻抗和電壓反射系數(shù) 。2、已知傳輸線的特性阻抗 ，工作波長，終端負(fù)載阻抗 ，試求：線上的駐波比 以及距終端出現(xiàn)第一個電壓波節(jié)點的距離； 距離終端處的輸入阻抗。 3、已知傳輸線的的特性阻抗，工作波長，終端電壓發(fā)射系數(shù)。求：終端負(fù)載阻抗；電壓波腹和波節(jié)處的阻抗；距離終端第一個電壓波腹點和波節(jié)點距終端的距離。4、已知無耗傳輸線的特性阻抗，負(fù)載阻抗為，試求：終端駐波比，反射系數(shù)距負(fù)載0.15處的輸入阻抗。 5、一空氣填充的矩波導(dǎo)（a=22.

7、86mm.b=10.16mm），信號的工作頻率為10GHz，、求波導(dǎo)中主模的波導(dǎo)波長，相速和能速; 、若尺寸不變，工作頻率變?yōu)?5GHz，除主模，還能傳輸什么模？6、若內(nèi)充空氣的矩形波導(dǎo)尺寸為，工作頻率為3GHz。如果要求工作頻率至少高于主模TE10波的截止頻率的20%，且至少低于TE01波的截止頻率的20%。試求：波導(dǎo)尺寸a及b；根據(jù)所設(shè)計的波導(dǎo)，計算工作波長，相速，波導(dǎo)波長及波阻抗。7、某一內(nèi)部為真空的矩形金屬波導(dǎo)，其截面尺寸為25mm´10mm，當(dāng)頻率 的電磁波進(jìn)入波導(dǎo)中以后，該波導(dǎo)能夠傳輸?shù)哪Ｊ绞鞘裁?？?dāng)波導(dǎo)中填充介電常數(shù) 的理想介質(zhì)后，能夠傳輸?shù)哪Ｊ接袩o改變？ 8、有一無耗

8、互易的四端口網(wǎng)絡(luò)，其散射矩陣為 ，當(dāng)端口的微波輸入功率為 （其輸入歸一化電壓波為），其余端口均按匹配負(fù)載時，求：、網(wǎng)絡(luò)2.3.4.端口的輸出功率。、網(wǎng)絡(luò)2.3.4.端口的輸出信號相對于第1端口輸入信號的相位差。、當(dāng)?shù)?端口接一個反射系數(shù)為 的負(fù)載時，第3.4端口的輸出信號、。 9、對某一微波網(wǎng)絡(luò)的第i 端口，其歸一化入射電壓波動為 歸一化反射電壓波為 ，寫出此端口的入射功率和反射功率的表達(dá)式。證明當(dāng)網(wǎng)絡(luò)無耗時，其散射矩陣滿足幺正性，即 10、設(shè)銅制矩形腔尺寸，工作模式為，腔內(nèi)為空氣，求 值（銅材料的電導(dǎo)率 ）。11、已知二端口網(wǎng)絡(luò)的散射參量矩陣為求：二端口網(wǎng)絡(luò)的輸入相移，插入衰減,電壓傳輸系數(shù)及輸入駐波。 12、頻率的功率源饋送給電偶極子的電流為25A，設(shè)電偶極子的長度，計算（1）、赤道平面上離原點10km處的電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度；（2）、處的平均功率密度；（3）、輻射電阻。13、半波振子天線，其上電流分布為I(z)=Im sink(h-|z|)，求: