微波技术与天下资料-范瑜-排版

微波技术与天线(课程资料)-v1.0一填空1.矩形波导传输的主模为TE10；微带线传输的主模为TEM模，同轴线传输的主模为TEM模。2.测得一微波传输线的反射系数的模为0.5，则驻波系数等于3；若传输线特性阻抗为75欧姆，则波节点的输入阻抗为25。3.微波传输线是一种分布参数电路，其线上的电压和电流沿线的分布规律可以由传输线方程来描述。4.均匀无耗传输线的特性阻抗为，终端负载获得最大功率时，负载阻抗ZL。5.矩形波导尺寸a=2cm，b=1.1cm，若在此波导中只传输TE10模，则其中电磁波的工作波长范围为2.2cmλ4cm。6.由测量线测得某微波传输系统的行驻波分布如图所示。若测量线检波特性为平方率检波，则该系统的驻波比等于2，相移常数等于1rad/cm。7.微波传输线按照其传输的电磁波波型，大致可以划分为TEM波传输线，TE、TM传输线和表面波传输线。8.长线和短线的区别在于：前者为分布参数电路，后者为集中参数电路。9.均匀无耗传输线工作状态分三种：行波状态、纯驻波状态、行驻波状态。10.阻抗圆图的正实半轴为感性阻抗的轨迹，负实半轴为容性阻抗的轨迹。11.微波传输系统的阻抗匹配分为两种，共轭匹配和无反射匹配。阻抗匹配的方法中最基本的是采用λ/4阻抗变换器和支结调配器作为匹配网络。12.从传输线方程看，传输线上任一点处的电压或电流都等于该处相应的入射波和反射波的叠加。13.当负载为纯电阻RL，且RLZ0时，第一个电压波腹点在终端；当负载为感性阻抗是，第一个电压波腹点距离终端的距离在0zλ/4范围内。14.导波系统中的电磁波按照纵向场分量的有无，一般分为三种波型：TEM波、TE波、TM波。15.波导系统中传输电磁波的等相位面沿着轴向移动的速度，通常称为相速；而传输信号的电磁波是多种频率成份构成一个波群进行传播，其速度通常称为群速度。16.波速随着波长或频率变化的现象称为波的色散，色散波的相速无限媒质中的光速，而群速无限媒质中的光速。17.若一两端口微波网络互易，则网络参量Z的特征为z12=z21，网络参量S的特征为S12=S21。18.微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，其频率范围为300MHz—3000GHz。19.传输线是用于传输微波信息和能量的各种形式的传输系统的总称，它的作用是引导电磁波沿一定的方向传输。20.微波传输线大致可以分为三种类型：双导体结构传输线、单导体结构传输线、介质传输线21.对于无耗传输线，负载阻抗不同则波的反射也不同，从而导致传输线的工作状态也不同，微波技术与天线(课程资料)-v1.0通常其工作状体可以分为行波状态、纯驻波状态、行驻波状态22.在无线通信系统中，需要将来自发射机的导波能量转变为无线传输，或者将无线电波转换为导波能量，用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。23.对于各种天线而言，在离天线相同距离不同方向上，天线辐射场的相对值与空间方向的关系称为。24.尽管发射天线与接收天线的变换能量的物理过程不同，但同一天线用作收、发时的电参数在数值上是相同的，即收、发天线具有。25.平行z轴放置的电基本振子远场只有E和H两个分量，它们在空间上相互垂直（选择填写平行或垂直），时间上同相位（选择填写同相或反相）。26.已知某天线在E平面上的方向函数为，其半功率波瓣宽度为180。27.对于低于微波频率的无线电波的分析，常用电路分析法，对于微波用场分析法来研究系统内部结构。28.无耗传输线的阻抗具有/2重复性和/4阻抗变换特性__两个重要性质。29.天线的极化方式主要有椭圆极化、圆极化和线极化三种方式。30.横向尺寸远小于纵向尺寸并小于__波长的细长结构的天线称为线天线。31.波导中的电磁场模式为；波导中不可能存在模式。32.对于无耗传输线，线上任一点的反射系数模值与负载反射系数模值的关系是。33.传输线与负载阻抗匹配，负载阻抗等于。34.特性阻抗为Z0的TEM传输线上传输行驻波，则相邻电压波腹与波节相距，相邻电压波节点相距。35.波导某电磁模式的截止波长为c，则该模式的传输条件为工作波长c。36.某发射天线方向系数为D发，该天线用于接收是方向系数D收等于。37.N元均匀直线阵其电流等幅同相分布，其阵因子的最大famax为。38.电基本振子（或电流元）的远场E面方向图函数为。39.某发射天线增益为G，该天线用于接收时增益为。40.微波三端口网络的S11的定义是。三计算分析题1均匀波导中设置两组金属膜片，其间距为，等效网络如图所示。利用网络级联方法计算下列工作特性参量。1输入驻波比；2电压传输系数；3插入衰减；4插入相移。微波技术与天线(课程资料)-v1.02如图所示一微波传输系统，其已知。求输入阻抗、各店的反射系数及各段的电压驻波比。3一微波元件的等效网络如图所示，其中，利用网络级联的方法计算该网络的下列工作特性参量。1电压传输系数；2插入衰减；3插入相移；4插入驻波比。4如图所示，R22Z0。当终端接匹配负载时，要求输入端匹配。求：1电阻R1的取值；2网络的工作特性参量：电压传输系数T；插入衰减L以及插入相移。5求下面电路中的输入阻抗Zin，各点的反射系数，各段的电压驻波比。6已知电磁波的频率分别为f15GHz，f215GHz，用矩形波导（a=22.86mm,b=10.16mm）传输时，试分别判断波导中可能传输哪些波型？微波技术与天线(课程资料)-v1.00.2ej320.98ej7已知二端口网络的散射矩阵为：S0.98ej0.2ej3，求该网络的插入衰减L(dB)，2插入相移，电压传输系数T，输入驻波比。8试用无耗互易网路的一元性证明：无耗互易三端口网络不可能同时实现端口匹配。即其散射参数s11、s22、s33不可能全部为零。9一根75Ω的均匀无耗传输线，终端接有负载ZLRLjXL，若线上电压驻波比为3，则负载的实部和虚部满足什么关系？解：由驻波比3，可得终端反射系数的模值应为5.0111于是5.001011ZZZZ将75,0111ZjXRZ代入上式，整理得负载的实部1R和虚部1X应满足的关系式为22121100125XR即负载的实部1R和虚部1X应在圆心为0,125、半径为100的圆上，上半圆的对应负载为感抗，而下半圆的对应负载为容抗。10某系统如图所示，双端口网络为无耗互易对称网络，在终端参考面T2处接匹配负载，测得距离参考面T1距离l10.125g处为电压波节点，驻波系数为1.5，试求该双端口网络的散射矩阵。解:参考面的外反射系数2.05.25.0111ggg125.044212.02.0211jeejj于是2.0111jS网络对称，2.02211jSS网络互易，2112SS故，S可表示为：2.02.01212jSSjS网络无耗，故ISS*,即：10012.02.02.02.01212*12*12jSSjJSSj02.02.0104.0*1212212SjSjS9798.012S2.09798.09798.02.0jjS11一根特性阻抗为50Ω，长度俄i0.1875m的均匀无耗传输线，其工作频率为200MHz，终端接负载ZL40j30，求其输入阻抗。12已知传输线的特征阻抗为50Ω，终端接负载Z30j20，求：1终端反射系数；2距离终端/4处的反射系数；3传输线上的电压驻波比；4传输线上距离终端/2处的输入阻抗大小。13有一无耗传输线，终端接负载阻抗ZL=40+j)。试求：(1)要使线上的驻波比最小，传输线的特性阻抗Z0应为多少？（注意：Z0为实数）(2)该最小驻波比和相应的电压反射系数之值；(3)距负载最近的电压波节点位置和该处的输入阻抗(等效阻抗)。14已知平行双线传输线的特性阻抗为250Ω，负载阻抗为500-j150Ω，求距离终端4.8处的输入导纳。15在Smith阻抗圆图上，开路点、短路点、匹配点分别在什么位置上？等电抗圆在什么位置相切？等电阻圆在什么位置相切？16无耗传输线的特性阻抗Z0=50，负载电流IL=jA，负载阻抗ZL=j50。试求：(1)把传输线上的电压V(z)、电流I(z)写成入射波与反射波之和的形式；(2)利用欧拉公式改写成纯驻波的形式。17如图所示，信号源电压Eg300V，内阻Rg100，主线各段的特征阻抗分别为Zc150，Zc2100，负载R115，R215（1）试画出主线上电压、电流幅度分布图，（2）求出R1和R2的吸收功率。18在空气填充的矩形波导（ab）中，要求只传输TE10波，其条件是什么？若波导尺寸不变，而全填充r1,r1的介质，只传输TE10波的条件又是什么？0.1000.890019测得某二端口网络的S矩阵为00.8900.200，问此二端口网络是否互易和无耗？若在端口2短路，求端口1处的反射损耗。20求下图所示终端接匹配负载时的输入阻抗，并求出输入端匹配的条件。21求下图所示并联网络的S矩阵。22微波网络的S矩阵具有什么特点？S矩阵的幺正性表示了什么意义？23写出1GHz，10nH的串联电感的S参数，设特征阻抗是50欧姆，此S矩阵有什么特点？24五直线阵，其中心连线单元边射阵，天线元间距为半个波长，各天线元上的电流振幅按照1:2:3:2:1的比例分布。试确定阵因子和归一化方向图。25已知某天线在E平面上的方向函数为F()cos4cos，求E平面波峰位置并4g微波技术与天线(课程资料)-v1.0计算其半功率波瓣宽度。26、微波电路路如图所示，已知均匀无耗线特性阻抗为Z050，负载阻抗Zl(1j)Z0ZgZ0ABCDI0.1A(振幅值)Z0Z1ZlZ440（1）Zl=？时，AB段是行波状态？（2）指出BC，CD段的工作状态（行波、驻波、行驻波），并求出各段的电压驻波比BC，CD。（3）BC段中电压波节点距负载求Zl（C点）的最小距离Zmin?27空气媒质矩形波导尺寸为：宽边a23mm，窄边b10mm。求此波导只传TE10波的工作频率范围；（2）此波导只传TE10波时，在波导宽边中央测得两个相邻的电场强度波节点相距22mm，求工作波长；28如图所示电路中Z0Zg50，信源Z4Z0，源电动势为e2100v(复数振幅值)，ZL2Z0Z0Z1Z0ZL2Z0ABC（1）指出AB，BC段上的工作状态。（2）求出AB，BC段上的电压驻波比AB,BC。（3）求B点的电压值UB和BC段电压波节点处的阻抗。29已知无耗TEM传输线特性阻抗Z0传输线中断为电压波腹点，求50，电压波节点阻抗为25、该点电压Umin5V。（1）终端反射系数l和负载阻抗Zl及负载吸收功率Pl（2）若用阻抗变换器进行匹配，求阻抗变换器接入位置d和阻抗变换器的特性阻抗Z'。4400.8900.20微波技术与天线(课程资料)-v1.00.1030测得某二端口网络的S参数矩阵为[S][]0.890问：（1）此二端口网络是否互易和无耗，用S参数说明；（2）若端口2接短路负载，求端口1处的电压驻波比m。31已知一个无耗互易对称的二端口元件，输出端接匹配负载，测得输入端的反射系数为0.8j/2le，求（1）S11,S21,S22；（2）求该元件的工作特性参数：输入驻波比、电压传输系数T和元件的固有衰减L(dB)（3）若输出端接开路负载，求输入端的电压驻波比in。32已知天线归一化方向图函数为F(,)，（1）写出最大辐射方向的方向系数D的表达式；（2）若已知天线方向系数为D=100，输入功率为Pm100W，该天线效率为A0.6