微波天線考試試題

專業(yè)專業(yè)word可編輯填空題.微波是電磁波譜中介于超短波和紅外線之間的波段，它屬于無線電波中波長最短（即頻率最高）的波段，其頻率范圍從300MHz（波長1m）至3000GHz（波長0.1mm）。微波波段分為米波、厘米波、毫米波和亞毫米波四個分波段。.微波的特點（因其波長）：①似光性 ②穿透性 ③寬頻帶特性④熱效應特性 ⑤散射特性 ⑥抗低頻干擾特性.均勻傳輸線的分析方法：①場分析法：從麥克斯韋方程出發(fā)，求出滿足邊界條件的波動解，得出傳輸線上電場和磁場的表達式，進而分析傳輸特性；②等效電路法：從傳輸線方程出發(fā)，求出滿足邊界條件的電壓、電流波動方程的解，得出沿線等效電壓、電流的表達式，進而分析傳輸特性?！笠环N方法實質是在一定條件下化場為路”。.無線傳輸線的三種工作狀態(tài)：①行波狀態(tài)②純駐波狀態(tài)③行駐波狀態(tài).阻抗匹配的三種不同含義：①負載阻抗匹配②源阻抗匹配③共腕阻抗匹配.如何在波導中產(chǎn)生這些導行波呢？這就涉及到波導的邀助，在波導中產(chǎn)生各種形式的導行模稱為激勵,要從波導中提取微波信息,即波導的耦合。波導的激勵與耦合就本質而言是電磁波的輻射和接收，是微波源向波導內(nèi)有限空間的輻射或在波導的有限空間內(nèi)接收微波信息。由于輻射和接收是互易的,因此激勵與耦合具有相同的場結構。.激勵波導的三種方法：①電激勵②磁激勵③電流激勵.微波技術與半導體器件及集成電路的結合,產(chǎn)生了微波集成電路。.光纖可分為石英玻璃光纖、多組分玻璃光纖、塑料包層玻璃芯光纖、全塑料光纖。.光纖的三種色散：①材料色散②波導色散③模間色散.微波網(wǎng)絡正是在分析場分布的基礎上,用曙的分析方法將微波原件等效為也抗或電阻元件,將實際的波導傳輸系統(tǒng)等效為傳輸線,從而將實際的微波系統(tǒng)簡化為微波網(wǎng)絡。盡管用路”的分析法只能得到元件的外部特征,但它卻可給出系統(tǒng)的一般傳輸特性，如功率傳遞、阻抗匹配等。而且這些結果可以通過變際測量的方法來驗證。.還可以根據(jù)微波元件的工作特性綜合出要求的微波網(wǎng)絡,從而用一定的微波結構實現(xiàn)它,這就是微波網(wǎng)絡的綜合。.微波網(wǎng)絡的分析與綜合是分析和設計微波系統(tǒng)的有力工具,而微波網(wǎng)絡分析又是綜合的基礎。.微波系統(tǒng)也不例外地有各種無源、有源元器件，它們的功能是對微波信號進行必要的處理或變換，它們是微波系統(tǒng)的重要組成部分。微波元器件按其變換性質可分為線性互易元器件、線性非互易元器件以及非線性元器件三大類。.非線性元器件能引起頻率的改變，從而實現(xiàn)放大、調制、變頻等。主要包括微波電子管、微波晶體管、微波固態(tài)諧振器、微波場效應管及微波電真空器件等。.研究天線問題，實質上是研究天線在空間所產(chǎn)生的電磁場分布?？臻g任一點的電磁場都滿足麥克斯韋方程和邊界條件，因此,求解天線問題實質上是求解電磁場方程并滿足邊界條件。.天線的電參數(shù)：①天線方向圖及其有關參數(shù)②天線效率③增益系數(shù)④幽化和交叉極化電平⑤頻帶寬度⑥輸入阻抗與駐波比⑦有效長度.電波傳播方式：①視距傳播②大波傳播③地面波傳播④不均勻媒質傳播.什么是視距傳播？視距傳播，是指發(fā)射天線和接收天線處于相互能看見的視線距離內(nèi)的傳播方.視距傳播的特點？①視距r=4.125+Jh~%103m,當發(fā)射兩點間的距離rr時，兩天線互相看得見”，當發(fā)射兩點間的距離r>rv時，兩天線互相看不見”；②見電波是在地球周圍的大氣中傳播，大氣對電波產(chǎn)生折射與衰減；③除了自發(fā)射天線直接到達接收天線的直射波外，還存在從發(fā)射天線經(jīng)由地面反射到達接收天線的反射波，即存在多經(jīng)效應。.什么是大波傳播？大波傳播通常是指自發(fā)射天線發(fā)出的電波在高空被電離層反射后到達接收點的傳播方式，有時也稱電離層電波傳播。主要用于中波和短波波段。.何謂大波傳播的靜區(qū)？808N由于入射角6。<9omin=arcsinj-80.8Nmax的電波不能被電離層反射”回來，使 ；f 得以發(fā)射天線為中心的、一定半徑的區(qū)域內(nèi)就不可能有大波到達，從而形成了天波的靜區(qū)。.橫向尺寸遠小于縱向尺寸并小于波長的細長結構的天線稱為 線天線。它廣泛的應用于通信、雷達等無線電系統(tǒng)中.求解面天線的輻射問題,通常采用口徑場方法,即先由場源求得口徑面上的場分布，再求出天線的輻射場。分析的基本依據(jù)是：惠更斯-菲涅爾原理（本填空包含各章節(jié)及緒論內(nèi)容）計算題.設有一無耗傳輸線，終端接有負載乙=40-j30g則

①要使傳輸線上駐波比最小則該傳輸線的特性阻抗應取多少①要使傳輸線上駐波比最小則該傳輸線的特性阻抗應取多少？②此時最小的反射系數(shù)及駐波比各為多少？③離終端最近的波節(jié)點位置在何處？解：①要是線上駐波比最小，實質上只要使終端反射系數(shù)的模值最小，即乙乙1「」乙一Z°L：(40—Zof+302下1一|z-Z0「［(40+Z02+3021將上式對Zo求導，并令其為零,經(jīng)整理可得：402+302-Z；=0;即Z。=50。。這就是說，當特性阻抗Z0=50C時，終端反射系數(shù)最小，從而駐波比也為最小。②此時終端反射系數(shù)及駐波比分別為：,11 2-二二21-1Z,11 2-二二21-11 eZ1Z0 40-j30503③由于終端為容性負載，故離終端的第一個電壓波節(jié)點位置為zmin1二4二.設某一均勻無耗傳輸線特性阻抗為Z0=50C,終端接有未知負載Z1o現(xiàn)在傳輸線上測得電壓最大值和最小值分別為100mV和20mV,第一個電壓波節(jié)的位置離負載lmin1=〃3,試求該負載阻抗Z1o解：根據(jù)駐波比的定義：P=Um上=100=5；反射系數(shù)的模值：|「1|=》=2Umin20 P+1 3, 八二九九 工五由lmin1=——電十一二一,求得反射系數(shù)的相位*!=一4二43 3

1■「1——11■「1——1=82464.31--1因而反射系數(shù)為：「1=3,3；負載阻抗為：乙=乙.已知圓波導的直徑為50mm,填充空氣介質。試求：①TEii、TE01、TM01三種模式的截止波長。②當工作波長分別為70mm,60mm,30mm時，波導中出現(xiàn)上述哪些模式？③當工作波長為九=70mm時，求最低次模的波導波長九g解：①三種模式的截止波長為cte”-3.4126a=85.3150mmcte01-1.6398au40.9950mmCTM01CTM01-2.6127a-65.3175mm②當工作波長兒②當工作波長兒=70mm時當工作波長九=60mm時當工作波長九=30mm時只出現(xiàn)主模TE11；只出現(xiàn)主模TE11和TM01;只出現(xiàn)主模TE11、TM01和TE01；九 122.4498mm.已知工作波長九=5mm,要求單模傳輸，試確定圓波導的半徑，并指出是什么模式？解：圓波導中兩種模式的截止波長：入謝=3.4126a,九ctm01=2.6127a要保證單模傳輸，工作波長滿足以下關系：2.6127a<九<3.4126a即1.47mm<a<1.91mm時，可以保證單模傳輸，此時傳輸模式為主模TE110.求如圖所示雙端口網(wǎng)絡的［Z］矩陣和［Y］矩陣解：由［Z］矩陣的定義得：UiI1I2=0=Za ZcZ12廣=Zc=Z21I2I._01ZcZ22ZbZCZc而：YLZH=I，Zb ZcZaZb?Za?ZbZcIt-ZcIZa+Zc6.試求圖示終端接匹配負載時的輸入阻抗，并求出輸入端匹配的條件ZinjBZojB二，一_.r 1、jXZo1-BX+j2X--? rB)1ZojX出1-BXjBZo不引起反射的條件為：Zin=Zo一 1B2Zn從而求得：X=1BZo2B般可取X二Zo,1B=——Zo ￡=| ： 45d— — 4/m.設矩形波導寬邊a=2.5cm,工作頻率f=10GHz,用%/4阻抗變換器匹配一段空氣波導和一段8r=2.56的波導，如圖所示，求匹配介質的相對介電常數(shù)明及變換器長度。解：各部分的等效特性阻抗如圖所示，根據(jù)傳輸線的四分之一波長阻抗變換性:Z0Z0v'性:Z0Z0v''rc可得斗=1.6兒=一=3cm,九=-^==2.37cmf r匹配段內(nèi)波導波長：變換的長度l=-=匹配段內(nèi)波導波長：變換的長度l=-=0.67cm4.有兩個平行于z軸并沿x軸方向排列的半波振子,若①d=>V4,，=叮2。②d=3，“4,，=町2。試分別求其E面和H面的方向函數(shù)，并畫出方向圖解：半波振子的方向函數(shù)cosJ)—\—陣因子:評解：半波振子的方向函數(shù)cosJ)—\—陣因子:評)cos[).其中kd=kdsin日cos邛+，。由方向圖乘積定理，二元陣的方向函數(shù)等于二者的乘令中=0得E面方向函數(shù)FE3）=cos—cosH -令中=0得E面方向函數(shù)FE3）=sin日4TOC\o"1-5"\h\zo 冗令8=90得H面方向函數(shù)FH（中）=cos—（1+cos中）42）d=3，"4,，二叼26 1令平=0得E面方向函數(shù)cos—cosH - cos—(令平=0得E面方向函數(shù)sin6 4G 冗令8=90得H面方向函數(shù)Fh（中片cos—（1+3cos中）4.直立振子的高度h=10m,當工作波長九=300m時，求它的有效高度以及歸于波腹電流的輻射電阻解:h h .I解:h h .Imhein=0Izdz^0Imsin: