微波与天线课后答案，西安电子科技大学
答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有ATM 网络，分组数据网络，PSTN ，ISDN ，移动通信网等。 答：通信链路包括接入链路和网络链路。 接入链路有：（1）Modem 链路，利用PSTN 电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem 设备来实现数据传输，速率为300b/s 和56kb/s ；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN 端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL ，x 表示不同的传输方案；（3）ISDN ，利用PSTN 实现数据传输，提供两个基本信道：B 信道（64kb/s ），D 信道（16kb/s 或64kb/s ）；（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s ～2Mb/s ；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s 。 网络链路有：（1）提供48kb/s ，56kb/s 或64kb/s 的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2）帧中 继，吞吐量大，速率为64kb/s ，s ；（3）SDH （同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N ；（4）光波分复用WDM ，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。 答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组都包 括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。 答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在实际 分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网PSTN 中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 答：差别：ATM 信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为支 持不同类型的业务，ATM 网络提供四种类别的服务：A,B,C,D 类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5,形成协议数据单元CS-PDU ，再将CS-PDU 分成信元，再传输。 答：OSI 模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP 五个相对独立的层次为：应用层， 运输层，互联网层，网络接入层，物理层。 它们的对应关系如下： OSI 模型 TCP/IP 参考模型 解： ()()Y t t X +=π2cos 2 ()()Y Y X cos 22cos 21=+=π
第2章 微波传输线 2.1什么是长线？如何区分长线和短线？举例说明。 答 长线是指几何长度大于或接近于相波长的传输线。工程上常将1.0>l 的传输线视为长线，将 1.0 第一章 1.1答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有ATM网络，X.25分组数据网络，PSTN，ISDN，移动通信网等。 1.2答：通信链路包括接入链路和网络链路。 接入链路有：（1）Modem链路，利用PSTN电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem设备来实现数据传输，速率为300b/s和56kb/s；（2）xDSL链路，通过数字技术，对PSTN端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL，x表示不同的传输方案；（3）ISDN，利用PSTN实现数据传输，提供两个基本信道：B信道（64kb/s），D 信道（16kb/s或64kb/s）；（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s～2Mb/s；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s。 网络链路有：（1）X.25提供48kb/s，56kb/s或64kb/s的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2）帧中继，吞吐量大，速率为64kb/s ，2.048Mb/s；（3）SDH（同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N；（4）光波分复用WDM，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。 1.3答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组都包括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。 1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网PSTN中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 1.5答：差别：ATM信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为支持不同类型的业务，A TM网络提供四种类别的服务：A,B,C,D类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5（ATM Adaptation Layer）,形成协议数据单元CS-PDU，再将CS-PDU分成信元，再传输。 1.7答：OSI模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP五个相对独立的层次为：应用层，运输层，互联网层，网络接入层，物理层。 它们的对应关系如下： OSI模型TCP/IP参考模型 1.10 1.11)0=θd 显然，的均值为常数，相关函数仅与时差有关，且为二阶矩过程，所以该随机过程是广义平稳的。 故()t X 的均值和相关函数都具有各态历经性， ()t X 是各态历经过程。 1-1 实用文档之"解： f=9375MHz, / 3.2,/ 3.1251c f cm l λλ===> " 此传输线为长线 1-2解： f=150kHz, 4/2000,/0.5101c f m l λλ-===?<< 此传输线为短线 1-3答： 当频率很高，传输线的长度与所传电磁波的波长相当时，低 频时忽略的各种现象与效应，通过沿导体线分布在每一点的损耗电阻，电感，电容和漏电导表现出来，影响传输线 上每一点的电磁波传播，故称其为分布参数。用1111,,,R L C G 表示，分别称其为传输线单位长度的分布电阻，分布电感，分布电容和分布电导。 1-4 解： 特性阻抗 050Z ====Ω f=50Hz X 1=ωL 1=2π×50×16.65×10-9Ω/cm=5.23×10-6Ω/cm B 1=ω C 1=2π×50×0.666×10×10-12=2.09×10-9S/cm 1-5 解： ∵ ()22j z j z i r U z U e U e ββ''-'=+ ()()220 1 j z j z i r I z U e U e Z ββ''-'= - 将 22233 20,2,42 i r U V U V z πβλπλ'===?= 代入 3 32 2 3 4 20220218j j z U e e j j j V ππλ-'==+=-+=- ()34 1 2020.11200 z I j j j A λ'== --=- ()()()34 ,18cos 2j t e z u z t R U z e t V ωλπω'=??''??==- ????? ()()()34,0.11cos 2j t e z i z t R I z e t A ωλπω'=??''??==- ????? 1-6 解： ∵Z L =Z 0 ∴()()220j z i r U z U e U β''== 微波技术与天线复习题 一、填空题 1微波与电磁波谱中介于（超短波）与（红外线）之间的波段，它属于无线电波中波长（最短）的波段，其频率范围从（300MHz）至（3000GHz）,通常以将微波波段划分为（分米波）、（厘米波）、（毫米波）和（亚毫米波）四个分波段。 2对传输线场分析方法是从（麦克斯韦方程）出发，求满足（边界条件）的波动解，得出传输线上（电场）和（磁场）的表达式，进而分析（传输特性）。 3无耗传输线的状态有（行波状态）、（驻波状态）、（行、驻波状态）。 4在波导中产生各种形式的导行模称为波导的（激励），从波导中提取微波信息称为波导的（耦合），波导的激励与耦合的本质是电磁波的（辐射）和（接收），由于辐射和接收是（互易）的，因此激励与耦合具有相同的（场）结构。 5微波集成电路是（微波技术）、（半导体器件）、（集成电路）的结合。 6光纤损耗有（吸收损耗）、（散射损耗）、（其它损耗），光纤色散主要有（材料色散）、（波导色散）、（模间色散）。 7在微波网络中用（“路”）的分析方法只能得到元件的外部特性，但它可以给出系统的一般（传输特性），如功率传递、阻抗匹配等，而且这些结果可以通过（实际测量）的方法来验证。另外还可以根据 微波元件的工作特性（综合）出要求的微波网络，从而用一定的（微波结构）实现它，这就是微波网络的综合。 8微波非线性元器件能引起（频率）的改变，从而实现（放大）、（调制）、（变频）等功能。 9电波传播的方式有（视路传播）、（天波传播）、（地面波传播）、（不均匀媒质传播）四种方式。 10面天线所载的电流是（沿天线体的金属表面分布），且面天线的口径尺寸远大于（工作波长），面天线常用在（微波波段）。 11对传输线场分析方法是从（麦克斯韦方程）出发，求满足（边界条件）的波动解，得出传输线上（电场）和（磁场）的表达式，进而分析（传输特性）。 12微波具有的主要特点是（似光性）、（穿透性）、（宽频带特性）、（热效应特性）、（散射特性）、（抗低频干扰特性）。 13对传输线等效电路分析方法是从（传输线方程）出发，求满足（边界条件）的电压、电流波动解，得出沿线（等效电压、电流）的表达式，进而分析（传输特性），这种方法实质上在一定条件下是（“化场为路”）的方法。 14传输线的三种匹配状态是（负载阻抗匹配）、（源阻抗匹配）、（共轭阻抗匹配）。 15波导的激励有（电激励）、（磁激励）、（电流激励）三种形式。 第4章 无源微波器件 4.1微波网络参量有哪几种？线性网络、对称网络、互易网络的概念在其中有何应用？ 答 微波网络参量主要有转移参量、散射参量、阻抗参量和导纳参量。线性网络的概念使网络参量可用线性关系定义；对二口网络，对称网络的概念使转移参量的d a =，散射参量的2211S S =，阻抗参量的2211Z Z =，导纳参量的2211Y Y =。互易网络的概念使转移参量的1=-bc ad ，散射参量的2112S S =，阻抗参量的2112Z Z =，导纳参量的2112Y Y =。 4.2推导Z 参量与A 参量的关系式（4-1-13）。 解 定义A 参量的线性关系为 定义Z 参量的线性关系为 4.3从I S S =* T 出发，写出对称互易无耗三口网络的4个独立方程。 解 由对称性，332211S S S ==；由互易性，2112S S =，3113S S =，3223S S =。三口网络的散射矩阵简化为 由无耗性，I S S =* T ，即 得 4.4二口网络的级联如图所示。写出参考面T 1、T 2之间的组合网络的A 参量。（参考面T 1处即组合网络的端口1，参考面T 2处即组合网络的端口2） 解 []? ? ? ? ??=1j 011B A ???? ? ?????-???? ?? +-+-=θθθθθθθθsin cos cos sin sin 11j sin j sin cos 00000BZ BZ B Z B Z BZ （l βθ=） 4.5微波电路如图所示。已知四口网络的S 矩阵是 其端口2、3直接接终端反射系数为2Γ、3Γ的负载，求以端口1、4为端口的二口网络 题4.4图 题4.5图 1.1答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有A TM 网络，X.25分组数据网络，PSTN ，ISDN ，移动通信网等。 1.2答：通信链路包括接入链路和网络链路。 接入链路有：（1）Modem 链路，利用PSTN 电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem 设备来实现数据传输，速率为300b/s 和56kb/s ；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN 端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL ，x 表示不同的传输方案；（3）ISDN ，利用PSTN 实现数据传输，提供两个基本信道：B 信道（64kb/s ），D 信道（16kb/s 或64kb/s ）；（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s ～2Mb/s ；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s 。 网络链路有：（1）X.25提供48kb/s ，56kb/s 或64kb/s 的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2） 帧中继，吞吐量大，速率为64kb/s ，2.048Mb/s ；（3）SDH （同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N ；（4）光波分复用WDM ，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。 1.3答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组 都包括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。 1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在 实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网PSTN 中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 1.5答：差别：ATM 信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为 支持不同类型的业务，ATM 网络提供四种类别的服务：A,B,C,D 类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5,形成协议数据单元CS-PDU ，再将CS-PDU 分成信元，再传输。 1.7答：OSI 模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP 五个相对独立的层次为： 应用层，运输层，互联网层，网络接入层，物理层。 它们的对应关系如下： OSI 模型 TCP/IP 参考模型 1.10解：()()Y t t X +=π2cos 2 第一章 均匀传输线理论 1．在一均匀无耗传输线上传输频率为3GHZ 的信号，已知其特性阻抗0Z =100Ω，终端接 l Z =75+j100Ω的负载，试求： ① 传输线上的驻波系数； ② 离终端10㎝处的反射系数； ③ 离终端2.5㎝处的输入阻抗。 2．由若干段均匀无耗传输线组成的电路如图，已知g E =50V ,Z 0=g Z = 1l Z =100Ω,Z 01=150Ω,2l Z =225Ω,求： ① 分析各段的工作状态并求其驻波比； ② 画出ac 段电压、电流振幅分布图并求出极值。 3．一均匀无耗传输线的特性阻抗为500Ω，负载阻抗l Z =200-j250Ω,通过4 λ 阻抗变换器及并联支节线实现匹配，如图所示，已知工作频率f =300MHZ ，求4 λ 阻抗变换段的特性阻抗01Z 及并联短路支节线的最短长度min l 。 4．性阻抗为0Z 的无耗传输线的驻波比为ρ，第一个电压波节点离负载的距离为min1l ，试证明此时终端负载应为 min1 min1 1tan tan l j l Z j l ρβρβ-Z =- 5 明无耗传输线上任意相距 4 λ 的两点处的阻抗的乘积等于传输线特性阻抗的平方。 6某一均匀无耗传输线特性阻抗为0Z =50Ω，终端接有未知负载l Z ，现在传输线上测得电压最大值和最小值分别为100mV 和200mV ，第一个电压波节的位置离负载min13 l λ =，试求 负载阻抗l Z 。 7．传输系统如图，画出AB 段及BC 段沿线各点电压、电流和阻抗的振幅分布图，并求出电压的最大值和最小值。（图中R=900Ω） 8．特性阻抗0150Z =Ω的均匀无耗传输线，终端接有负载250100l j Z =+Ω，用 4 λ 阻抗 通信网络基础模拟试题一 一填空题（每空2分，合计20分） 1. 所谓数据传输链路是指在上利用一定的形成的传输规定速率（和格式）的。 2. 路由器区别于交换机的关键特征是它可连接使用不同、具有不同的数据链路。 3. 链路层常用的检错方法有两类：和。 4. 目前单播的Ad Hoc路由算法为分、和地理位置辅助的路由算法。 5. 对于一个方向图G，若G的每一对节点之间都有一条方向性路径，则称图G是的方向图。 二简答题（每题10分合计40分） 1. 请简述Little定理。 2. 请描述选择重发式ARQ协议。 3. 请简述集中式最短路径算法中的Bellman-Ford算法。 4. 请简述令牌漏斗式速率控制算法 三计算题（每题20分合计40分） 1. 设到某自动提款机取钱的用户数N(T)组成Poisson流，平均每小时到达的用户数为10人，求中午（12点到14点）有2个用户来取钱的概率。 2. 一个通信链路的传输速率为50kb/s，设分组到达该链路的过程服从Poisson分布，平均到达率为600分组/分钟，分组长度服从指数分布，其均值为1000bit。求该链路队列中的平均分组数。 参考答案 一．填空题（共10空） 1. 物理传输媒介传输标准数据比特通道 2．物理传输媒介传输协议 3．奇偶校验循环冗余校验 4．平面式路由算法分层路由算法 5．强连通 二．简答题（共4题） 1. 参考教材 P85 2．参考教材 P53 3. 参考教材 P172 4. 参考教材 P205 三．计算题（共2题） 1. 已知λ=10人/小时，A(t)为[0,t)时间内到达的用户数，则A(t)服从泊松分布，代入教材P21页公式（1-14），即可求得为P=200e-20。 2. 由题意，该链路符合M/M/1排队模型，且λ=600分组/分钟=10分组/秒，分组的平均传输时间为1/μ=1000/50000=0.02秒，所以信道利用率ρ=λ/μ=0.2，代入教材P91页公式(3-39)可得队列中的平均分组数为N Q=0.05。 《微波技术与天线》傅文斌-习题答案-第章 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2 17 第2章 微波传输线 2.1什么是长线？如何区分长线和短线？举例说明。 答 长线是指几何长度大于或接近于相波长的传输线。工程上常将1.0>l 的传输线视为长线，将1.0 附录：习题参考答案 习题1 1.1什么是计算机网络？ 计算机网络是以资源共享和信息交换为目的，通过通信手段将两台以上的计算机互联在一起而形成的一个计算机系统。 1.2独立的个人计算机与连网的计算机各自的优缺点是什么？ 独立的个人计算机的优点是：不受黑客、非法入侵者及网络病毒的攻击；数据的安全性较高；缺点是：资源不能提供共享；也不能共享网上的资源；与其他计算机交换交换信息很困难。 连网的个人计算机的优点是：资源可以提供共享；也可以共享网上的资源；与其他计算机交换交换信息很方便。缺点是：容易受黑客、非法入侵者及网络病毒的攻击；数据的安全性较低。 1.3计算机网络发展有哪几个阶段？ 面向终端的联机系统阶段、具有通信功能的计算机网络阶段、具有统一网络体系结构并遵从国际化标准化协议的标准化网络阶段和网络互联阶段。 1.4网络的基本用途是什么？ (1) 信息共享与办公自动化、(2) 电子邮件、(3) 电子公告与广告、(4) IP电话、(5) 在线新闻、(6) 在线游戏、(7) 网上交友与实时聊天、(8) 电子商务及商业应用、(9) 虚拟时空、(10) 文件传输、(11) 网上教学与远程教育、(12) 万维网冲浪WWW、(13) 超并行计算机系统、(14) 网格计算机系统。 1.5网络操作系统的主要功能是什么? 协调用户。提供网络通信服务。控制用户访问。文件管理。系统管理。提供资源共享服务。 1.6网卡有什么作用？是否所有上网的计算机都需配置网卡？ (1)数据转换功能。(2) 数据缓存功能。(3) 通信服务功能。 不是所有上网的计算机都需配置网卡，比如采用电话拨号上网的计算机就不需配置网卡。 1.7线路控制器的主要功能是什么？ 由终端发送数据时，将并行数据转换成串行数据送到调制解调器； 接收数据时，将由调制解调器送来的串行数据转换成并行数据； 产生定时信号，并用硬件确定本机的地址号，以便与主机交换信息。 1.8调制解调器的主要功能是什么？在什么场合必须使用调制解调器？ 当计算机发送信息时，将计算机送来的数字信号转换成可以在电话线传输的模拟信号（这一转换过程称为调制过程），再通过电话线发送出去；收端接收信息时，把电话线上传送来的模拟信号转换成数字信号后再传送给计算机，供其接收和处理（这一转换过程称为解调过程）。 微波技术与天线复习提纲（2011级） 一、思考题 1. 什么是微波？微波有什么特点？ 答：微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，频率范围从300MHZ 到3000GHZ ， 波长从0.1mm 到1m ；微波的特点：似光性、穿透性、宽频带特性、热效应特性、散射特性、抗低频干扰特性、视距传播性、分布参数的不确定性、电磁兼容和电磁环境污染。 2. 试解释一下长线的物理概念，说明以长线为基础的传输线理论的主要物理现象有 哪些？一般是采用哪些物理量来描述？ 答：长线是指传输线的几何长度与工作波长相比拟的的传输线； 以长线为基础的物理现象：传输线的反射和衰落； 主要描述的物理量有：输入阻抗、反射系数、传输系数和驻波系数。 3. 均匀传输线如何建立等效电路，等效电路中各个等效元件如何定义？ 4. 均匀传输线方程通解的含义 5. 如何求得传输线方程的解？ 6. 试解释传输线的工作特性参数（特性阻抗、传播常数、相速和波长） 答：传输线的工作特性参数主要有特征阻抗Z 0，传输常数，相速及波长。 1)特征阻抗即传输线上入射波电压与入射波电流的比值或反射波电压与反射波电流比值的负值，其表达式为0R jwL Z G jwC +=+它仅由自身的分布参数决定而与负载及信号源无关；2）传输常数j γαβ=+是描述传输线上导行波的衰减和相移的参数，其中，α和β分别称为衰减常数和相移常数，其一般的表达式为()()R jwL G jwC γ=++传输线上电压、电流入射波（或反射波）的等相位面沿传播方向传播的速度称为相速，即 p v ωβ=；4）传输线上电磁波的波长λ与自由空间波长0λ的关系02r π λβε==。 7. 传输线状态参量输入阻抗、反射系数、驻波比是如何定义的，有何特点，并分析 三者之间的关系 答：输入阻抗：传输线上任一点的阻抗Z in 定义为该点的电压和电流之比，与导波系统的状态特性无关，10001tan ()tan in Z jZ z Z z Z Z jZ z ββ+=+ 反射系数：传输线上任意一点反射波电压与入射波电压的比值称为传输线在该点的反射系 《微波技术与天线》习题答案 章节 微波传输线理路 1.1 设一特性阻抗为Ω50的均匀传输线终端接负载Ω=1001R ，求负载反射系数 1Γ，在离负载λ2.0，λ25.0及λ5.0处的输入阻抗及反射系数分别为多少？ 解：31)()(01011=+-=ΓZ Z Z Z πβλ8.0213 1 )2.0(j z j e e --=Γ=Γ 31 )5.0(=Γλ （二分之一波长重复性） 31 )25.0(-=Γλ Ω-∠=++= 79.2343.29tan tan )2.0(10010 l jZ Z l jZ Z Z Z in ββλ Ω==25100/50)25.0(2λin Z （四分之一波长阻抗变换性） Ω=100)5.0(λin Z （二分之一波长重复性） 1.2 求内外导体直径分别为0.25cm 和0.75cm 的空气同轴线的特性阻抗；若在两导体间填充介电常数25.2=r ε的介质，求其特性阻抗及MHz f 300=时的波长。 解：同轴线的特性阻抗a b Z r ln 60 0ε= 则空气同轴线Ω==9.65ln 600a b Z 当25.2=r ε时，Ω== 9.43ln 60 0a b Z r ε 当MHz f 300=时的波长： m f c r p 67.0== ελ 1.3题 设特性阻抗为0Z 的无耗传输线的驻波比ρ，第一个电压波节点离负载的距离为1m in l ， 试证明此时的终端负载应为1 min 1 min 01tan tan 1l j l j Z Z βρβρ--? = 证明： 1 min 1min 010)(1 min 101min 010in tan l tan j 1/tan tan 1min 1min l j Z Z Z Z l j Z Z l j Z Z Z Z l in l βρβρρ ββ--? =∴=++?=由两式相等推导出：对于无耗传输线而言：）（ 1.4 传输线上的波长为： m f r 2c g == ελ 因而，传输线的实际长度为： m l g 5.04 ==λ 终端反射系数为： 961.051 49 01011≈-=+-= ΓZ R Z R 输入反射系数为： 961.051 49 21== Γ=Γ-l j in e β 根据传输线的4 λ 的阻抗变换性，输入端的阻抗为： Ω==25001 2 0R Z Z in 1.5 试证明无耗传输线上任意相距λ/4的两点处的阻抗的乘积等于传输线特性阻抗的平方。 证明：令传输线上任意一点看进去的输入阻抗为in Z ，与其相距 4 λ 处看进去的输入阻抗为' in Z ，则有： z jZ Z z jZ Z Z ββtan tan Z 10010 in ++= 第一章习题 1、试举出若干个模拟信号与数字信号的例子。 答：模拟信号：语音信号等 数字信号：计算机处理数据等。 2、请说明有线电视、市内电话、调频广播、移动电话、校园网等通信系统各使用哪些信道。答：有线电视：同轴电缆 市内电话：双绞线 调频广播：无线信道 移动电话：无线信道 校园网：双绞线、同轴电缆或光纤 3、试述通信系统的组成。 答：通信系统包括五个组成部分：1）信源；2）发送设备；3）接收设备；4）信宿；5）信道。 4、一个有10个终端的通信网络，如果采用网型网需要用到多少条通信链路？如果采用星型网需要有多少条通信链路？ 答：网状网：45条；星状网：10条 5、试述传码率，传信率，误码率，误信率的定义，单位。并说明二进制和多进制时码元速率和信息速率的相互关系。 答：1）传码率是指单位时间内通信系统传送的码元数目，单位为“波特”或“B”。 2）传信率也称为比特率（bit rate），是指单位时间内通信系统所传送的信息量，单位为“bit/s”或“bps”。 3）误码率就是码元在传输系统中被传错的概率，Pe=传输中的误码/所传输的总码数。 4）误信率是指发生差错的信息量在信息传输总量中所占的比例，Peb=系统传输中出错的比特数/系统传输的总比特数。 r=Rmlog2m（bit/s） 式中，r为传信率，Rm为m进制的传码率。 6、描述点对点通信的几种方式。 答：对于点对点之间的通信，按消息传送的方向与时间，通信方式可分为单工通信、半双工通信及全双工通信三种。 7、线路交换与分组交换的区别在哪里？各有哪些优点？ 答：线路交换：网上的交换设备根据用户的拨号建立一条确定的路径，并且在通信期间保持这条路径，从被呼用户摘机建立通话开始到一方挂机为止，这条线路一直为该用户所占用。线路交换的很大一个优点是实时性好。 分组交换：分组交换是一种存储与转发的交换方式，很适合于数据通信。它将信息分成一系列有限长的数据包，并且每个数据包都有地址，而且序号相连。这些数据包各自独立地经过可能不同的路径到达它们的目的地，然后按照序号重新排列，恢复信息。它的优点是线路利用率高。 8、已知二进制数字信号每个码元占用的时间为1ms，1、0等概率出现，求（1）码元速率，（2）每秒钟的信息量，（3）信息速率。 答：1）码元速率=1/0.001=1000（B） 2）每秒钟信息量=Rmlog2m=1000*1=1000（bit） 3）r=Rmlog2m=1000*1=1000（bit/s） 9、同上题，如果码元速率不变，改用8进制传输，且各码元等概率出现，求码元速率，信息速率。 答：1）码元速率=1/0.001=1000（B） 2）r=Rmlog2m=1000*3=3000（bit/s） 《计算机网络基础（第二版）》 习题参考答案 第一章 1 ?填空题 ⑴ 计算机网络按网络的覆盖范围可分为_局域网_、城域网和广域网 （2）从计算机网络组成的角度看，计算机网络从逻辑功能上可分为通信子网和—资源—子网。 ⑶计算机网络的拓扑结构有星型、树型、总线型、环型和网状型。 2 ?简答题 ⑴计算机网络的发展经过哪几个阶段？每个阶段各有什么特点？ 答: 单机系统:在单处理机联机网络中，由单用户独占一个系统发展到分时多用户系统， 被称为第一代网络。多机系统:将多个单处理机联机终端网络互相连接起来，以多处理 机为中心的网络，并利用通信线路将多台主机连接起来，为用户提供服务，形成了以通信子网为核心的第二代网络，随着分组交换技术的使用，逐渐形成了以遵守网络体构的第三代网系结络。In ternet是计算机网络发展最典型的实例，该网络的发展也促使新的高速网络技术的不断出现，又提高了网络的发展。 （2）什么是计算机网络？计算机网络的主要功能是什么？ 答：利用通信设备和线路，将分布在地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来， 以功能完善的网络软件（网络通信协议及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的 系统。 主要功能：1.数据交换和通信：在计算机之间快速可靠地相互传递数据、程序或文件； 2.资源 共享：充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）；3.提高系统的可靠性： 通过计算机网络实现的备份技术可以提高计算机系统的可靠性。 4.分布式网络处理和负载均 衡：将任务分散到网络中的多台计算机上进行，减轻任务负荷过重的单台主机。 （3）计算机网络分为哪些子网？各个子网都包括哪些设备，各有什么特点？ 答：从计算机网络系统组成的角度看，典型的计算机网络分为资源子网和通信子网。 资源子网由主机、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。 主机是资源子网的主要组成单元，为本地用户和网络中远程用户访问网络其他主机设备与资源提供服务。终端控制器负责终端和主计算机的信息通信。终端是直接面向用户的交互设备，可以是由键盘和显示器组成的简单的终端，也可以是微型计算机系统。计算机外设主要是网络中的一些共享设备，如大型的硬盘机、高速打印机、大型绘图仪等。 通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备 组成，完成网络数据传输、转发等通信处理任务。通信控制处理机也称为网络节点，实现通信子网中的分组存储转发节点，完成分组的接收、校验、存储和转发等功能。通信线路为通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道。通信线路包括电话线、双绞线、同轴电缆、光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。信号变换设备的功能是对信号进行变换以适应不同传输媒体的要求。 ⑷计算机网络的拓扑结构有哪些？它们各有什么优缺点？ 答：1. 星型拓扑网络:优点是很容易在网络中增加新的站点，容易实现数据的安全性和优先级控制，易实现网络监控；但缺点是属于集中控制，对中心节点的依赖性大，一旦中心节点有故障会引起整个网络的瘫痪。 2. 树型拓扑网络:树型拓扑网络层次结构的层不宜过多，以免转接开销过大，使高层节点的负荷过重。 3. 总线型拓扑网络:结构简单，安装方便，需要铺设的线缆最短，成本低。缺点是实时性较差，总线的任何一点故障都会导致网络瘫痪。 4. 环型拓扑网络:结构简单，传输延时确定，但是环中每个节点与连接节点之间的通信线路都会成为网络可靠性的屏障。环中节点出现故障，有可能造成网络瘫痪。网络节点的加入、退出以及环路的维护和管理都比较复杂。 5. 网状型拓扑网络：优点是可靠性高，但结构复杂，必须采用路由选择算法和流量控制方法。 广域网基本上采用网状型拓扑结构。 一、填空题 1．计算机网络系统的逻辑结构包括通信子网和- 资源子网两部分。 （主要网络：电信网络、有线电视网络、计算机网络） （计算机主要功能：资源共享（就是共享网络上的硬件资源、软件资源、信息资源）、数据通信、分配式处理） 2．ARPANET 是Internet的前身。 （互联网：ISO、IEEE、ARPA） 3．计算机网络按网络覆盖范围分为局域网LAN 、城域网MAN 和广域网WAN 3种。 (常见的拓扑结构：总线型、星型、环型、混合型) 4．模拟数据的数字化必须经过采样、量化、编码三个步骤。 5．数据交换技术主要有电路交换、报文交换，分组交换，其中分组交换交换技术有数据报和虚电路之分。 （存储交换：报文交换、分组交换） （数据：模拟数据和数字数据） 模拟通信系统通常：信源、调制器、解调器、信宿以及噪声源组成。） （数字数据调制：移幅键控ASK、移频键控FSK、移相键控PSK） 6．决定局域网特性的主要技术要素包括介质访问控制方法、拓扑结构和传输介质三个方面。 7．局域网体系结构仅包含OSI参考模型最低两层，分别是_物理层__层和_数据链路__层。 （OSI模型：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层） 8．CSMA/CD方式遵循“先听后发，__边听边发__，_冲突停发__，随机重发”的原理控制数据包的发送。 （以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，它定义了局域网中采用的电缆类型和信号处理方法，使用CSMA/CD技术，并以10Mbit/s的数据传输速率运行在多种 类型的电缆上。） 9．广域网由局域网及城域网组成。 10．现在以太网接入技术主要的解决方案有DSL 和Cable Modem 。 11．Internet上的文件服务器分专用文件服务器和匿名文件服务器。 二、选择题 1．电视频道的带宽是6MHz，假定没有热噪声，如果数字信号取4种离散值，那么可获得的最大数据率是 C 。 A．6Mbit/s B．12Mbit/s C．24Mbit/s D．48Mbit/s 2．如果一个码元所载的信息是两位，则一码元可以表示的状态为 B 。 A．2个B．4个C．8个D．16个 第一章通信网概述 1.1 简述通信系统模型中各个组成部分的含义，并举例说明。答：通信系统的基 本组成包括：信源，变换器，信道，噪声源，反变换器和信宿六部分。 信源：产生各种信息的信息源。变换器：将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号。信道：按传输媒质分有线信道和无线信道，有线信道中，电磁信号或光电信 号约束在某种传输线上传输；无线信道中，电磁信号沿空间传输。 反变换器：将信道上接收的信号变换成信息接收者可以接收的信息。信宿：信息的接收者。 噪声源：系统内各种干扰。 1.2 现代通信网是如何定义的？答：由一定数量的节点和连接这些节点的传输系 统有机地组织在一起的，按约定信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。适应用户呼叫的需要，以用户满意的效果传输网内任意两个或多个用户的信息。1.3 试述通信网的构成要素及其功能。答：通信网是由软件和硬件按特定方式构 成的一个通信系统。硬件由：终端设备，交换设备和传输系统构成，完成通信网 的基本功能：接入、交换和传输；软件由：信令、协议、控制、管理、计费等，它 们完成通信网的控制、管理、运营和维护， 实现通信网的智能化。 1.4 分析通信网络各种拓扑结构的特点。（各种网络的拓扑结构图要掌握） 答：基本组网结构： 》网状网：优点：①各节点之间都有直达线路，可靠性高；②各节点间不需要汇接交换功能，交换费用低；缺点：①各节点间都有线路相连，致使线路多，建设和维护费用大；②通信业务量不大时，线路利用率低。如网中有N 个节 点，则传输链路数H=1/2*N(N-1)。 》星形网：优点：①线路少，建设和维护费用低；②线路利用率高；缺点：① 可靠性低，②中心节点负荷过重会影响传递速度。如网中有N 个节点，则传 输链路数H=N-1。 》环形网：同样节点数情况下所需线路比网状网少，可靠性比星形网高。如网中有N 个节点，则传输链路数H=N。 6.1 简述天线的功能。 天线应有以下功能: ①天线应能将导波能量尽可能多地转变为电磁波能量。这首先要求天线是一个良好的电磁开放系统, 其次要求天线与发射机或接收机匹配。 ②天线应使电磁波尽可能集中于确定的方向上, 或对确定方向的来波最大限度的接受, 即天线具有方向性。 ③天线应能发射或接收规定极化的电磁波, 即天线有适当的极化。 ④天线应有足够的工作频带。 6.2 天线的电参数有哪些？ 方向图参数：主瓣宽度，旁瓣电平，前后比 方向系数 天线效率 增益系数 极化和交叉极化电平 频带宽度 输入阻抗与驻波比 有效长度 6.3 按极化方式划分, 天线有哪几种？ 按天线所辐射的电场的极化形式可将天线分为线极化天线、圆极化天线和椭圆极化天线。 6.4 从接收角度讲, 对天线的方向性有哪些要求？ 接收天线的方向性有以下要求: ①主瓣宽度尽可能窄, 以抑制干扰。但如果信号与干扰来自 同一方向, 即使主瓣很窄,也不能抑制干扰; 另一方面, 当来波方向易于变化时, 主瓣太窄则难以保证稳定的接收。因此, 如何选择主瓣宽度, 应根据具体情况而定。 ②旁瓣电平尽可能低。如果干扰方向恰与旁瓣最大方向相同, 则接收噪声功率就会较高, 也就是干扰较大; 对雷达天线而言, 如果旁瓣较大, 则由主瓣所看到的目标与旁瓣所看到的目标会在显示器上相混淆, 造成目标的失落。因此, 在任何情况下, 都希望旁瓣电平尽可能的低。 ③天线方向图中最好能有一个或多个可控制的零点, 以便 将零点对准干扰方向,而且当干扰方向变化时, 零点方向也随之改变, 这也称为零点自动形成技术。 6.8 有一长度为d l的电基本振子,载有振幅为I0、沿+y方向的时谐电 流,试求其方向函数, 并画出在xOy面、xOz面、yOz面的方向图。 F(θ) = sinθ，θ指辐射方向与y轴的夹角 xOy面 微波技术与天线考试试卷（A ） 一、填空（210?分=20分） 1、 天线是将电磁波能量转换为高频电流能量的装置。 2、 天线的方向系数和增益之间的关系为G D η=。 3、 对称振子越粗，其输入阻抗随频率的变化越_缓慢_，频带越宽。 4、 分析电磁波沿传输线传播特性的方法有场和路两种。 5、 半波对称振子的最大辐射方向是与其轴线垂直；旋转抛物面天线的最大辐射方向是其轴线。 6、 /4λ终端短路传输线可等效为电感的负载。 7、 传输线上任一点的输入阻抗in Z 、特性阻抗0Z 以及负载阻抗L Z 满足。 000tan tan L in L Z jZ z Z Z Z jZ z ββ+=+ 8、 微波传输线按其传输的电磁波波型，大致可划分为TEM 传输线，TE 传输线和TM 传输线。 9、 传输线终端接一纯感性电抗，则终端电抗离最近的电压波腹点的距离为14λφπ 。 10、 等反射系数圆图中，幅角改变π时，对应的电长度为0.25；圆上任意一 点到坐标原点的距离为/4λ。 二、判断（10?2分=20分） 1. 同轴线在任何频率下都传输TEM 波。√ 2. 无耗传输线只有终端开路和终端短路两种情况下才能形成纯驻波状态。〤 3. 若传输线长度为3厘米，当信号频率为20GHz 时，该传输线为短线。╳ 4. 二端口转移参量都是有单位的参量，都可以表示明确的物理意义。√ 5. 史密斯圆图的正实半轴为行波系数K 的轨迹。╳ 6. 当终端负载与传输线特性阻抗匹配时，负载能得到信源的最大功率。√ 7. 垂直极化天线指的是天线放置的位置与地面垂直。√ 8. 波导内，导行波的截止波长一定大于工作波长。√西电通信网络基础答案
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