2012 微波试题样题A

5・2若一两端口微波网络互易，则网络参量［Z ］、［S ］的特征分别是什么?解：％ = ^21&2 - ^21因为,V2 '1 ；50__-2 -声 A = 4 =T 丄1 Mo = J-2.50_25 -一1 375 .「A B4 2」 所以， C D =AS =■J1 200 ~4因为，归一化电压和电流为：匕⑵=卡二=4⑵+勺•⑵ \ Zn ；厶(z)二厶⑵= q. (z) — 勺(z)a 〕+忧=A(a 2 +b 2) + B(a 2-b 2)/Z oq — b、= CZ Q {CI 2 + E) + Z)(tz 2—b°)从而解得:~b i~「1 -(A-B/Z O )TT-1 (A + B/ZjA.-1 -(CZ 0 - D)」［-1 (CZ 0 + D)_a 2_所以进而推得［S ］矩阵为:a b_AB/Z （「c dcz () D 归一化ABCD 矩阵为:所以:5-4某微波网络如右图。

写出此网络的［ABCD ］矩阵，并用［ABCD ］矩阵推导出対应的［S ］及［T ］ 参数矩阵。

根据［S ］或［T ］阵的特性对此网络的对称性做出判断。

解：2（AD-BC ）—A + B / Z （）— CZ （）+ D乙+Zc — K z _7 U 乙+Z 』v[Z][/] = [V]⑸一 A + B/Z （）+CZo + D_ A + B/ Z （）—CZ Q — D2 由(3)式解得[S] -1 1 ~—- + 4/ 27 . 27所以, b\ _ 1~ 2A —B / Z° — CZ （）+DA —B / Z （）+ CZ 1 A + B / Z° — CZ Q — D A — B / Z° — CZ°+ D2 A + B/Zo + CZo + D A-B/Z +CZ -D7 .—/21力• ----- 4 j 2----- 4 j 2 7 . * （9）因为［s ］阵的转置矩阵［sy 二［S ］,所以，该网络是互易的。

《微波技术基础》期末试题一与参考答案一、选择填空题（每题 3 分，共30 分）1.下面哪种应用未使用微波（第一章）b（a）雷达（b）调频（FM）广播（c）GSM 移动通信（d）GPS 卫星定位2.长度1m，传输900MHz 信号的传输线是（第二章）b（a）长线和集中参数电路（b）长线和分布参数电路（c）短线和集中参数电路（d）短线和分布参数电路3.下面哪种传输线不能传输TEM 模（第三章）b（a）同轴线（b）矩形波导（c）带状线（d）平行双线4.当矩形波导工作在TE10 模时，下面哪个缝不会影响波的传输（第三章）b5.圆波导中的TE11模横截面的场分布为（第三章）b（a）（b）（c）6.均匀无耗传输线的工作状态有三种，分别为行波、驻波和行驻波。

（第二章）Z L 0L 7.耦合微带线中奇模激励的对称面是 电 壁，偶模激励的对称面是 磁 壁。

（第三章）8.表征微波网络的主要工作参量有阻抗参量、 导纳 参量、 传输 参量、散射参量和 转移参量。

9.衰减器有吸收衰减器、 截止衰减器和 极化衰减器三种。

10.微波谐振器基本参量有 谐振波长 、 固有品质因数 和等效电导衰减器三种。

二、传输线理论工作状态（7 分）（第二章）在特性阻抗Z 0=200Ω的传输线上，测得电压驻波比ρ=2，终端为电压波节点，传输线上电压最大值 U max =10V ，求终端反射系数、负载阻抗和负载上消耗的功率。

解： Γ = ρ -1 = 12ρ +1 3由于终端为电压波节点，因此Γ =- 123由Γ =Z L - Z 0= - 12+ Z 3 可得，Z L =100Ω 负载吸收功率为P 2Z 0 ρ三、Smith 圆图（10 分）（第二章）已知传输线特性阻抗Z 0=75Ω，负载阻抗Z L =75+j100Ω，工作频率为 900MHz ，线长l =0.1m ，试用Smith 圆图求距负载最近的电压波腹点与负载的距离和传输线的输入阻抗Z 0Z L解：由工作频率为900 MHz，可得λ=1 m 3而线长为l=0.3λ1.计算归一化负载阻抗ZL=ZLZ= 1+j1.33在阻抗圆图上找到 A 点。

安徽大学 2011 — 2012 学年第 2 学期 《 微波技术 》考试试卷（A 卷）（闭卷 时间120分钟）院/系 年级 专业 姓名 学号一、选择题（每小题3分，共15分）1. 根据如图1所示的史密斯阻抗圆图，电压驻波最大点位于( )。

(a) BC 段 (b) AB 段(c) AC 段 (d) BD 段图12. 特性阻抗为0Z 的无耗传输线，终端负载为纯感抗L L jX Z =,现用一段小于4λ的短路线等效此电感，则其长度为( )。

(a)02Z X arcctgL λπ(b)02Z X arcctg L πλ (c) 02Z X arctg L λπ3. 在空腔谐振器中电场占优势的区域将腔向外拉出一小体积V ∆, 则谐振器频率将( )。

(a) 升高； (b) 降低; (c) 不变4. 矩形金属波导谐振腔的主模是( )。

(a) TE 101 (b) TE 01 (c) TE 011 (d) TE 105. 带状线的主模是( )。

(a) TE (b) TM (c) TEM二、填空题（每空1分，共20分）1.2. 已知一无耗传输线的特性阻抗Ω=750Z ，在其终端接负载阻抗Ω=50L Z ，则终端电压反3. 在奇、偶模分析法中，对耦合线端口①和②的任意激励电压1V ，2V ，总可以分解为一对奇、偶模激励电压o V 和e V 的组合，奇模电压o Ve V ：4. 微波网络的五套参量为、、___散射矩阵______ 、__转移矩阵_______和_传输矩阵________。

5.微波谐振器的基本参数为__谐振波长或谐振频率________ 、和____。

6. 三端口网络不可能同时实现_互易_________、____无耗______和__完全匹配________。

7. 互易网络[S]矩阵具有_对称性_________、无耗网络射[S]阵具有__幺正性________。

三、证明题（10分）证明互易无耗二端口网络的11S 、11ϕ和22ϕ确定后，网络的所有散射参数就被完全确定。

西安电子科技大学2012年攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目代码及名称 822 电磁场与微波技术 A 考试时间 2012 年 1 月 8 日下午（ 3 小时）答题要求:所有答案（填空题按照标号写）必须写在答题纸上，写在试卷上一律作废，准考证号写在指定位置!一、（15 分）位于XOY 平面内的半径为a 、圆心在坐标原点的均匀带电圆盘，其面电荷密度为ρs ，如图所示，试求圆盘的电位。

二、（15 分）一个Z 方向无限长、横截面为axb 的矩形金属管，其三个边的电位为零，第四边与其它边绝缘，电位是10sin()xaπ，如图所不，试求管内的电位分布。

三、（15 分）已知无源自由空间中的电场强度矢量y m E E sin(t kz)êω=-（1）由麦克斯韦方程求磁场强度；（2）证明ω/k 等于光速；（3）试求坡印廷矢量的时间平均值。

四、（15分）均匀平面电磁波自空气入射到理想导体表面（z=0）。

己知入射波电场)5(j z i x E e e e -=+（V/m ）试求：（1）反射波电场和磁场；（2）理想导体表面的面电荷密度和面电流密度。

五、（25 分）（1）特性阻抗Z 0=500Ω，负载Z L =1000Ω，试求输入反射系数г和驻波比ρ。

（2）试给出导波波长λg 与波长λ的关系式。

如图a*b 矩形波导，试求TE 10截止波长λc 。

（3）什么是TEM 波？什么是TE 、TM 波？ （4）为什么柱形空心波导不能传输TEM 波？（5）带线传输线如图。

若带宽w 增加，特性阻抗如何变化？若高度b 增加，特性阻抗如何变化？为什么？六、（10 分）典型的微波衰减器网络如图所示，其中均表示归一化参数。

试求出输入端匹配时要求1R 和2R 满足的关系式（1R 和2R表示电阻）。

七、（10 分）半波长矩形波导（两端短路）谐振腔如图所示，若工作模式为TE 101，试画出电磁场分布图。

八、（10 分）若天线在最大辐射方向的辐射电场为 ˆˆ()()y x j j jkz xm ym E z xEe yE e e φφ-=+ ，则 （1）在 情况下，天线呈线极化特性；（2）在 情况下，天线呈圆极化特性； （3）左旋圆极化天线发射 极化波； （4）右旋圆极化天线接收 极化波。

一、填空1、充有25.2r =ε介质的无耗同轴传输线，其内、外导体直径分别为mm b mm a 72,22==，传输线上的特性阻抗Ω=__________0Z 。

（同轴线的单位分布电容和单位分布电感分别()()70120104,F 1085.8,ln 2ln 2--⨯==⨯===πμμεπμπεm a b L abC 和mH ) 2、 匹配负载中的吸收片平行地放置在波导中电场最___________处，在电场作用下吸收片强烈吸收微波能量，使其反射变小。

3、平行z 轴放置的电基本振子远场区只有________和________ 两个分量，它们在空间上___________（选填：平行，垂直），在时间上_______________（选填：同相，反相）。

4、已知某天线在E 平面上的方向函数为()⎪⎭⎫⎝⎛-=4sin 4sin πθπθF ，其半功率波瓣宽度_________25.0=θ。

5、旋转抛物面天线由两部分组成，___________ 把高频导波能量转变成电磁波能量并投向抛物反射面，而抛物反射面将其投过来的球面波沿抛物面的___________向反射出去，从而获得很强___________。

二、判断1、传输线可分为长线和短线，传输线长度为3cm ，当信号频率为20GHz 时，该传输线为短线。

（ 错）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。

（错 ）3、由于沿smith 圆图转一圈对应2λ，4λ变换等效于在图上旋转180°，它也等效于通过圆图的中心求给定阻抗（或导纳）点的镜像，从而得出对 应的导纳（或阻抗）。

（ 对）4、当终端负载阻抗与所接传输线特性阻抗匹配时，则负载能得到信源的最大功率。

（ 错）5、微带线在任何频率下都传输准TEM 波。

（ 错）6、导行波截止波数的平方即2c k 一定大于或等于零。

（ 错） 7、互易的微波网络必具有网络对称性。

（错）8、谐振频率0f 、品质因数0Q 和等效电导0G 是微波谐振器的三个基本参量。

2012年普通高等学校招生全国统一考试（福建卷）理科综合测试（物理）第I 卷 选择题（共108分）13.一列简谐波沿x 轴传播，t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点P 正沿y 轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是A ．沿x 轴负方向，60m/sB ．沿x 轴正方向，60m/sC ．沿x 轴负方向，30 m/sD ．沿x 轴正方向，30m/s 【答案】A【解析】根据波的形成和传播规律可知，波沿x 轴负向传播，B 、D 错误；由图甲可知波长24,m λ=由图乙可知周期T (0.550.15)0.40s s =-=,则波速24/60/,0.40v m s m s T λ===选项A 正确，C 错。

14．如图，理想变压器原线圈输入电压u ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器，V 1和V 2是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；A 1和A 2是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示。

下列说法正确的是( )A ．I 1和I 2表示电流的瞬时值B ．U 1和U 2表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变小 【答案】C【解析】交流电表的示数表示交流电的有效值，选项A 、B 错误；滑片P 向下滑动过程中，原、副线圈的匝数n 1、n 2不变，U 1不变，则2211U n U n =不变；R 连入电路的电阻减小，则流过副线圈的电流220U I R R =+变大，根据1122U I U I =，可知I 1变大，选项C 正确，D 错。

15．如图，在点电荷Q 产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q 1、q 2分别置于A 、B 两点，虚线为等势线。

取无穷远处为零电势点，若将q 1、q 2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是( )A ．A 点电势大于B 点电势B ．A 、B 两点的电场强度相等C ．q 1的电荷量小于q 2的电荷量D ．q 1在A 点的电势能小于q 2在B 点的电势能【答案】C【解析】由外力克服电场力做功可知电场力做负功，点电荷Q 带负电，电场线指向Q ，根据“沿着电场线电势降低”可知B 点的电势高于A 点的电势，选项A 错误；根据场强2k E Q r=可知，距离Q 较近的A 点的场强较大，选项B 错误；电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到零电势能点的过程中电场力做的功，q 2可知两个电荷在两点的电势能相等，选项D 错误。

（2分）（6分）一、填空题（每空2分，共40分）1.入射、反射2.终端、0vzv4/4。

3.电压波腹点、电压波节点4. TEM 、TE 、TM5. TE10、TE11、高通6阻抗参量.转移参量 散射参量 7. Zi2=Z2i 、S 12=S 2i 8.行波状态、驻波状态、行驻波状态二、简答题三、解答：（1）由匚=上冬=一0.2/ =也堂=1.5 4+4" \-r L即B-C 段传输行驻波，Z L < Z 01得出：C 为电压波节点，B 为电压波腹点。

（2分）=Z 012/ Z L =900 欧姆。

ZinB = Z|inB 〃R=450 欧姆= Z°|即A ・B 段传输行波。

由 Z inA = Z inA W 出：I" 450V闫=1AA-B 段：k| = |t/B | = 450V|L|=|I A I=IAZjnA = ZjnB =450Q(2分) B.C 段：|f/B | = Kax| =450V|Uc| = |*打=匹J = 300V P/ =EJ = 0.5A nun 2|【c| =，max = P Anin = 0.75ARgx = Z LinB = 900QRmin = Z L =40°Q振幅 |V(d)、|l(d) . | Zin (cl) | 随 d 的变化图（2分）（2）负载吸收的总功率为：P = 1|U A||I A| = 225W1 1 9Z L吸收的功率为:P L=-|U min||l max| = -Z L|l mia| =U2.5W （2 分）完成（要求写清必要步骤）（10分）p =耳地=3.846 ,在阻抗圆图中找到归一化电阻为3.846的点A , I I minmax过A点作等反射系数圆，A点为波腹点，（4分）过A点沿等反射系数圆向信源方向旋转0.032波长数，至B点, Z in =2.5-71.8,故Z所=125-/900。