微波技術(shù)與天線復(fù)習(xí)題選

1、. 微波技術(shù)與天線復(fù)習(xí)題選微波基本概念：微波通常是指波長(zhǎng)為 至 的電磁波。微波通常是指頻率以 到 的電磁波。以波長(zhǎng)劃分，微波通常分為 波， 波， 波， 波。在微波工程中，C波段是指 厘米波， 波段是指 厘米波。L 波段是指 厘米波，S波段是指 厘米波。微波爐是利用某些物質(zhì)吸收微波能所產(chǎn)生的 效應(yīng)進(jìn)行的。微波波段中的 mm和 mm波可以無阻地通過大氣游離層，是電磁波通訊的宇宙窗口。 傳輸線參量特性：當(dāng)負(fù)載阻抗為 時(shí)，無耗傳輸線為行駐波狀態(tài)，此時(shí)傳輸線上反射系數(shù)的模 駐波比為 。 當(dāng)負(fù)載阻抗為 時(shí)，無 耗傳輸線為行波狀態(tài)，此時(shí)傳輸線上反射系數(shù)的模 駐波比為 。當(dāng)負(fù)載阻抗為 時(shí)，無耗傳輸線為純駐波狀

2、態(tài)，此時(shí)傳輸線上反射系數(shù)的模 駐波比為 。傳輸線終端短路時(shí)，其反射系數(shù)的模|（）|= ，駐波比= ，離負(fù)載/4處的輸入阻抗只有當(dāng)負(fù)載為 時(shí)，才能產(chǎn)生行駐波狀態(tài)，此時(shí)傳輸線上的反射系數(shù)的模介于 和 之間傳輸線上的負(fù)載給定后，沿?zé)o損耗傳輸線移動(dòng)時(shí)，其反射系數(shù)（）按下列規(guī)律變化：模 ，輻角按 而變。傳輸線處于行波工作狀態(tài)時(shí)，沿線電壓和電流具有相 相位，它們各自的振幅保持 ，輸入阻抗亦是個(gè) 量，且等于 阻抗。傳輸線終端短路時(shí)，其反射系數(shù)的模|（）|= ；傳輸線終端接匹配負(fù)載時(shí)，其反射系數(shù)的模|（）|= 。（設(shè)傳輸線為無損耗線）在阻抗圓圖上沿等駐波比圓旋轉(zhuǎn)時(shí)；順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，代表傳輸線上參考面向 方向移動(dòng)，

3、通時(shí)針旋轉(zhuǎn)代表傳輸線上參考面向 方向移動(dòng)。對(duì)串聯(lián)等效短路應(yīng)用 圓圖，對(duì)并聯(lián)等效電路應(yīng)用 圓圖。當(dāng)負(fù)載阻抗為 時(shí)，傳輸線上為行駐波狀態(tài)，此時(shí)傳輸線上的駐波比為 。求圖示傳播線電路A，B端的輸入阻抗。 圓圖基本概念：試畫一阻抗圓圖簡(jiǎn)圖。並標(biāo)出感性半圓。容性半圓、可調(diào)匹配圓及純電抗圓。 在復(fù)平面上作出阻抗圓圖的簡(jiǎn)圖，并在上面標(biāo)出短路點(diǎn)、開路點(diǎn)、匹配點(diǎn)、可調(diào)匹配圓。在阻抗圓圖上沿等 圓旋一周，相當(dāng)于在傳輸線上移動(dòng) 。 在阻抗圓圖上，歸一化電阻 = 的圓稱為可調(diào) 圓。 在阻抗圓圖上，歸一化電抗 = 的線稱為純 線。 在阻抗圓圖上，歸一化電阻 = 的點(diǎn)稱為短路點(diǎn)，歸一化電抗 =的點(diǎn)稱為開路點(diǎn)。 在阻抗圓圖

4、上，歸一化電阻 = 的圓稱為 圓。 圓圖應(yīng)用： 一無耗傳輸線的負(fù)載阻抗為50+50 ，傳輸線特性阻抗為50 ，試用公式方法求出其反射系數(shù)和駐波比。 已知平行雙線傳輸線的特性阻抗為250，負(fù)載阻抗為500j150，求距離終端4.8處的輸入導(dǎo)納。一個(gè)半波振子天線，其等效阻抗 =（65+j30），與一特性阻抗C =300的傳輸線聯(lián)接，為了匹配可串聯(lián)一個(gè)可調(diào)電容，試求串聯(lián)電容的位置及其容抗的數(shù)值。在一特性阻抗C 為50的無耗傳輸線上測(cè)得駐波比=5，電壓最小點(diǎn)（電壓波節(jié)點(diǎn)）在距負(fù)載/3處，求負(fù)載阻抗值。一傳輸線特性阻抗C=75，終端負(fù)載電阻R=250。利用并聯(lián)分支短路線進(jìn)行匹配，當(dāng)工作波長(zhǎng)=10CM時(shí)，

5、問距離 和問分支短路線距離終端位置L和長(zhǎng)度d分別取何值可以獲得匹配。一傳輸線的特性阻抗為Z =50 ，負(fù)載阻抗Z =100+ 50 ，求離負(fù)載0。24 處的輸入阻抗和輸入導(dǎo)納 微波傳輸線：根據(jù)所給出的模式做出橫截面的場(chǎng)分布（E線、H線）：下圖為一圓波導(dǎo)的截止波長(zhǎng)分布圖，已知R=1。2 ，現(xiàn)輸入一波長(zhǎng)為 =2。5 的電磁波，問此波能否在這 波導(dǎo)中傳播如能傳播可激發(fā)幾種模式？單模傳播的條件？ 微波網(wǎng)路參量： 微波網(wǎng)路（二端口）各S參量的意義 S參量的基本性質(zhì) 簡(jiǎn)單二端口網(wǎng)絡(luò)的S參量表示。 微波無源器件：下圖為一矩形波導(dǎo)的俯視圖（波導(dǎo)寬邊），已知波導(dǎo)中傳輸?shù)牟門E 波，外加恒定磁場(chǎng)方向及微波傳輸方

6、向如圖所示，距寬邊A的1/4處置一微波鐵氧體，試做出寬邊上的磁力線分布圖，并指出此時(shí)B-B面（微波鐵氧體）上是左旋極化波還是右旋極化波；若要微波單向傳輸并保持微波傳輸方向不變，此時(shí)應(yīng)采用鐵磁諧振效應(yīng)還是場(chǎng)移效應(yīng)。 微波諧振腔：下圖為一TE 圓柱形諧振腔，試在縱向和橫向截面上做出其場(chǎng)分布圖（E線、H線）一無耗傳輸線的特性阻抗為75歐，終端負(fù)載阻抗為250歐，利用并聯(lián)分支短路線進(jìn)行匹配，當(dāng)工作波長(zhǎng)為，10厘米時(shí)，求短路線的接入位置及長(zhǎng)度。微波天線以結(jié)構(gòu)劃分，天線通常分為 天線， 天線， 天線和 天線。發(fā)射天線與接收天線的電參量常用天線的特點(diǎn) 微波實(shí)驗(yàn)： 下圖為一微波特性參量（微波頻率，波導(dǎo)波長(zhǎng)，駐

7、波比，駐波相位）實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)。請(qǐng)?jiān)诳辗娇騼?nèi)上合適的微波器件的名稱。 簡(jiǎn)述微波頻率，波導(dǎo)波長(zhǎng)，駐波比，駐波相位的測(cè)量方法。 方向性系數(shù)參考標(biāo)準(zhǔn) 假想無方向性天線：在空間各個(gè)方向上具有均勻輻射的天線。（其立體方向圖為一球面）方向性系數(shù)D當(dāng)被研究天線的輻射功率9無方向性天線）的輻射功率時(shí)。被研究天線 在其最大輻射方向上產(chǎn)生的輻射功率密度（或輻射場(chǎng)強(qiáng)振幅的平方值）與無方向性天線在該處產(chǎn)生的功率密度（或場(chǎng)強(qiáng)振幅的平方值）之 S輻射功率密度方向系數(shù)的計(jì)算與表示。對(duì)被研究天線 總輻射功率：無方向性天線各個(gè)均勻輻射 （ 方向性系數(shù)）某一確定方向（）上的方向性系數(shù)益系數(shù)；以相同的輸入功率送入被研究天線和作為參考

8、標(biāo)準(zhǔn)的無方向性天線時(shí)。表述一、被研究天線在其最大輻射方向上產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)振幅的平均值，與無方向性天線在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)振幅的平方值的比值，表述二、或使接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)（在被研究天線最大輻射方向上的點(diǎn)）相同時(shí)，無方向性天線所需的輸入功率與被研究天線所需要的輸入功率之比增益系數(shù)與方向性系數(shù)關(guān)系：n被研究天線效應(yīng) 無方向天線效率=1極化極化：電場(chǎng)強(qiáng)度的取向隨時(shí)間變化的方式 極化方式：極化旋向極化匹配與極化損耗、極化損耗因子接收與發(fā)射必須相互適應(yīng)、達(dá)到極化匹配，否則產(chǎn)生極化損耗使天線不能有效接收。極化損耗因子：表征極化損耗的大小來波電場(chǎng)與接收天線電場(chǎng) 極化ai，ar 來波（接收電天線）電場(chǎng)所在方向的單位極化方向一

9、致 T與R 極化方向正交不同極化形式天線的配合、也可以互相配合使用線極化 圓極化，n 只收到兩分量之一圓極化 旋向同圓/橢圓 旋向不一n不能接收通信一般用線極化 設(shè)備劇烈擺動(dòng)/旋轉(zhuǎn)地影響 有 面采用圓極化 一 可以收到任何取向的線極化波 例：衛(wèi)星、導(dǎo)彈、天線指向經(jīng)常變，用圓極化天線跟蹤不易丟失目標(biāo)（駐波天線）將細(xì)導(dǎo)線編成一直徑較大的籠形而成編籠相當(dāng)把天線導(dǎo)體加粗天線的等效半徑d：導(dǎo)線直徑34mma：籠形直徑2a=13mn：導(dǎo)線根數(shù) n=68特性阻抗R=120（由于等效半徑a個(gè) Re 頻率變寬 其余特性與半波天線同菱形天線（行波天線）有四邊導(dǎo)線組成的特性阻抗兩邊導(dǎo)線張一定角度且兩邊電流相180頻

10、帶寬 占地面積大結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易維護(hù) 副瓣多且大調(diào)整容易 效率不高6070瓦 終端增益大 電阻吸收部分功率引向天線（八木天線、魚骨天線）有一個(gè)半波有源振子（激勵(lì)器）一個(gè)反射器 若長(zhǎng)個(gè)引向器（）組成有源振饋線與發(fā)射 接收機(jī)連反射器及引向器固定于金屬桿反射器有源引向 最大輻射方向4-3一特性阻抗Z =50 的同軸線測(cè)得駐波比 =5，駐波節(jié)點(diǎn)離負(fù)載距離為1/3求負(fù)載阻抗及負(fù)載離駐波電壓腹點(diǎn)的距離。1、已知同軸線的特性阻抗 50，負(fù)載阻抗為100+50，求離負(fù)載0。24 處的輸入阻抗。2、有一無耗傳輸線，其特性阻抗 為 50，負(fù)載阻抗 （0）=50+ 50 。試求：（A）負(fù)載處的反射系數(shù)（B）駐波比系數(shù)。

11、2、已知一傳輸線特性阻抗 =50 ，工作波長(zhǎng)入=10 ，負(fù)載阻抗 =33。3+ 33。3 求駐波比 ，反射系數(shù) 以及距終端7處的輸入阻抗。3、已知一傳輸線特性阻抗 =75 ，負(fù)載阻抗 =75+ 75 ，求傳輸線的駐波比 ，負(fù)載反射系數(shù) 及終端距電壓駐波最 微波元件 1、下圖所示為波型變換器，試在圖上所示的A、B、C、D各截面上作出相應(yīng)的電力線分布圖。1、 下圖為一ab=72mm34mm的矩形波導(dǎo)中各種模式的截止波長(zhǎng)分布圖?，F(xiàn)輸入一波長(zhǎng)為入=7cm的電磁波。問：A、此波能否在這波導(dǎo)傳輸？2、 B、此波在這波導(dǎo)中能否單模傳輸？3、 C、此波在這波導(dǎo)中能激勵(lì)幾種模式？4、 D、若要實(shí)現(xiàn)單模傳輸，輸入

12、電磁波的波長(zhǎng)應(yīng)為多少？5、 2。求下列各圖中的輸入阻抗Ein6、 7大點(diǎn)的距離。重要物理實(shí)驗(yàn)是（物理學(xué)）（科學(xué)）的新生長(zhǎng)點(diǎn)新學(xué)科有的實(shí)驗(yàn)理論上無法解決，研究下去常動(dòng)新的操素形成學(xué)科例：倫琴射線 放射線同位素一19世紀(jì)未光語學(xué)盧瑟福放射一建立核模型微波激射Maser1960 Laser理論與實(shí)驗(yàn)的兩條腿理論、實(shí)驗(yàn) （不可偏廢）實(shí)驗(yàn)理論不能解 實(shí)驗(yàn)總結(jié)理論進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)新理論普實(shí)/近實(shí) 原理簡(jiǎn)單、示波器普 1）各個(gè)電磁場(chǎng)分量的表示式 微波技術(shù)與天線試卷（B卷）（2003年 6月） 級(jí) 班 姓名 學(xué)號(hào) 成績(jī)（1）微波與天線基本知識(shí)1微波通常是指頻率從 到 的電磁波。2在微波工程中，3 厘米波是指 波段，

13、 5 厘米波是指 波段。3常用的微波振蕩器有 振蕩器， 振蕩器和 振蕩器。 4從結(jié)構(gòu)上，天線可以分為 狀天線， 狀天線和 。 （2）傳輸線基本理論1求下圖中的輸入阻抗Zin /4 /4 /4 7 Zc OO /4 Zc 5 Zc 開路 2 在復(fù)平面上作出阻抗圓圖的簡(jiǎn)圖，并在上面標(biāo)出短路點(diǎn)、開路點(diǎn)、純電阻線、純電抗圓。3一同軸傳輸線特性阻抗C =75，工作波長(zhǎng)=10cm，負(fù)載阻抗50+j50，求傳輸線上的駐波比，反射系數(shù)的大小|和距離終端7cm處的輸入阻抗in。4已知一傳輸線特性阻抗C=100，終阻抗為300-j100?，F(xiàn)利用并聯(lián)分支短路線進(jìn)行匹配，求分支短路線距離終端位置L和和長(zhǎng)度分支短路線的

14、長(zhǎng)度d。（3）微波傳輸線根據(jù)所給出的模式做出橫截面的場(chǎng)分布（E線、H線）： TE10 TE21 TE01 TM21 3.下圖為一ab=72mm34mm的矩形波導(dǎo)中各種模式的截止波長(zhǎng)分布圖。現(xiàn)輸入一波長(zhǎng)為入=7cm的電磁波。問： A)此波在這波導(dǎo)中能激勵(lì)幾種模式？ B)此波在這波導(dǎo)中能否單模傳輸？ H10 H20 H01 E11 H11 H12 E12 5.0cm 10.0cm 14.4cm（4）微波元器件 下圖為一TE10TEO01波型變換器，請(qǐng)標(biāo)出其A，B，C 三截面上的電磁場(chǎng)分布圖 （電力線，磁力線分布圖） （A） （B） （C）（5）微波網(wǎng)絡(luò) 二端口網(wǎng)絡(luò)的S參量的矩陣表示如下 b1 s11 s12 a1 = b2 s21 s22 a2 當(dāng)s12 = s21 時(shí)，表示該網(wǎng)絡(luò)元件為一 元件。 （6）微波諧振腔下圖為一同軸型微波諧振腔的剖面圖，請(qǐng)選用恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ▓?chǎng)解法、相位法、等效電納法或集中參量法）推導(dǎo)出其諧振波長(zhǎng)0 表達(dá)式。 L（7）微波測(cè)量下圖為一微波基本測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。請(qǐng)簡(jiǎn)要說明各微波器件的作用名稱。短路器反射