下载文档原格式
微波技术考试试题1. 选择题1) 微波技术是指波长在几毫米至几厘米之间的电磁波。
以下哪个波段属于微波技术范畴？A. 毫米波段B. 米波段C. 厘米波段D. 千米波段2) 微波技术在通讯领域有着广泛的应用，以下哪种通讯技术不属于微波通讯？A. 蜂窝网络B. 卫星通讯C. 光纤通讯D. 无线局域网3) 下列哪个设备通常被用于检测微波辐射？A. 电灶B. 电视C. 微波炉D. 洗衣机4) 微波技术在医学影像学中也有着重要应用，以下哪种医学影像技术不是基于微波原理？A. X射线摄影B. 核磁共振成像C. 超声波成像D. CT扫描5) 微波技术还广泛应用于雷达系统中，以下哪种雷达系统不属于微波雷达？A. 气象雷达B. 雷达测速仪C. 卫星雷达D. 红外线雷达2. 简答题1) 请简要介绍微波技术在食品加热领域的应用原理及优势。
2) 为什么微波技术在通讯领域中被广泛应用？有哪些主要的应用场景？3) 请说明微波技术在医学影像学中的主要应用，并简要描述其工作原理。
4) 何为微波辐射，有哪些常见的设备或场景会产生微波辐射？5) 请举例说明微波雷达在军事和民用领域中的典型应用。
3. 论述题微波技术作为一种高频电磁波技术，其在现代社会中发挥着重要作用。
请结合自己的理解，就微波技术的未来发展趋势、挑战和创新方向进行详细的论述。
4. 实验题请设计一份实验方案，以验证微波辐射对食品的加热效果，并描述实验步骤、所需材料和预期结果。
5. 计算题某微波通讯系统工作在5GHz频段，频率为5 x 10^9 Hz，求对应的波长。
以上为微波技术考试试题，请根据题目要求认真回答，谢谢。
微波期末复习题微波期末复习题微波工程作为电子信息工程专业的重要课程之一，是电磁场与微波技术的基础，对于学生的专业素养和就业竞争力具有重要意义。
期末考试是对学生所学知识的综合考验，因此复习备考是至关重要的。
本文将从微波的基本概念、传输线理论、微波器件和微波系统设计等方面，为大家总结一些常见的期末复习题。
一、基本概念1. 什么是微波？微波的频率范围是多少？微波是指频率范围在300MHz至300GHz之间的电磁波。
它是电磁波谱中介于射频波和红外线之间的一部分。
2. 请简述微波的特点和应用。
微波具有高频率、短波长、高传输速率、大带宽、穿透力强等特点。
在通信、雷达、卫星通信、医疗诊断、无线电频率干扰测试等领域有广泛应用。
二、传输线理论1. 什么是传输线？请简述传输线的特点。
传输线是用来传输电信号的导线或导体，由两个或多个导体构成。
传输线具有传输电信号、阻抗匹配、波的反射和传输损耗等特点。
2. 什么是行波方程？请写出传输线的行波方程。
行波方程是描述传输线上电压和电流随时间和位置变化的方程。
传输线的行波方程为：∂^2V/∂z^2 = LC ∂^2V/∂t^2∂^2I/∂z^2 = LC ∂^2I/∂t^2其中，V为电压，I为电流，z为传输线上的位置，t为时间，L为电感，C为电容。
三、微波器件1. 请简述微波管的工作原理和应用。
微波管是一种利用电子束与电磁场相互作用来放大和调制微波信号的器件。
它由阴极、阳极、聚束极和螺旋线等部分组成。
微波管广泛应用于雷达、通信、卫星通信等领域。
2. 什么是微带线？请简述微带线的特点和应用。
微带线是一种将导体带贴在介质基板上的传输线结构。
它具有体积小、重量轻、制作简单、易于集成等特点。
微带线广泛应用于微波集成电路、天线、滤波器等微波器件中。
四、微波系统设计1. 请简述微波天线的原理和分类。
微波天线是将电信号转换为电磁波或将电磁波转换为电信号的装置。
根据天线的方向性，可以将微波天线分为定向天线和非定向天线两类。
北京航空航天大学2006～2007学年第一学期微波技术期末考试试卷（A）标准答案及评分标准一、简答题（每小题3分）1、如何判断长线和短线？答：长线是传输线几何长度l与工作波长λ可以相比拟的传输线（1.5分），（必须考虑波在传输中的相位变化效应），短线是几何长度l与工作波长λ相比可以忽略不计的传输线（1.5分）。
（界限可以认为是/0.05lλ≥）。
2、何谓分布参数电路？何谓集总参数电路？答：集总参数电路由集总参数元件组成，连接元件的导线没有分布参数效应，导线沿线电压、电流的大小与相位与空间位置无关（1.5分）。
分布参数电路中，沿传输线电压、电流的大小与相位随空间位置变化，传输线存在分布参数效应（1.5分）。
3、何谓色散传输线？对色散传输线和非色散传输线各举一个例子。
答：支持色散模式传输的传输线，（0.5分）色散模式是传输速度（相速与群速）随频率不同而不同的模式（0.5分）。
支持非色散模式传输的传输线（0.5分），非色散模式是传输速度（相速与群速）不随频率而改变的模式。
（0.5分）色散模式传输线：波导（0.5分）非色散模式传输线：同轴，平行双导体，微带。
（0.5分）4、均匀无耗长线有几种工作状态？条件是什么？答：均匀无耗长线有三种工作状态，分别是驻波、行波与行驻波。
（1.5分）驻波：传输线终端开路、短路或接纯电抗；（0.5分）行波：半无限长传输线或终端接负载等于长线特性阻抗；（0.5分）行驻波：传输线终端接除上述负载外的任意负载阻抗；（0.5分）5、什么是波导中的模式简并？矩形波导和圆波导中的简并有什么异同？答：不同模式具有相同的特性（传输）参量叫做模式简并。
（1分）矩形波导中，TE mn与TM mn（m、n均不为零）互为模式简并。
（1分）圆波导的简并有两种，一种是极化简并。
其二是模式简并，（1分）6、 空气填充的矩形波导（宽边尺寸为a ，窄边尺寸为b ）中，要求只传输10H 波型，其条件是什么？答：由于10H 的截止波长2c a λ=，而20H 的截止波长为a ，01H 的截止波长为2b ，若保证10H 单模传输，因此传输条件max (,2)2a b a λ<<（3分）。
一、简答题（每小题3分） 1、 如何判断长线和短线？答：长线是传输线几何长度l 与工作波长λ可以相比拟的传输线（1.5分），（必须考虑波在传输中的相位变化效应），短线是几何长度l 与工作波长λ相比可以忽略不计的传输线（1.5分）。
（界限可以认为是/0.05l λ≥）。
2、 何谓分布参数电路？何谓集总参数电路？答：集总参数电路由集总参数元件组成，连接元件的导线没有分布参数效应，导线沿线电压、电流的大小与相位与空间位置无关（1.5分）。
分布参数电路中，沿传输线电压、电流的大小与相位随空间位置变化，传输线存在分布参数效应（1.5分）。
3、 何谓色散传输线？对色散传输线和非色散传输线各举一个例子。
答：支持色散模式传输的传输线，（0.5分）色散模式是传输速度（相速与群速）随频率不同而不同的模式（0.5分）。
支持非色散模式传输的传输线（0.5分），非色散模式是传输速度（相速与群速）不随频率而改变的模式。
（0.5分） 色散模式传输线：波导（0.5分）非色散模式传输线：同轴，平行双导体，微带。
（0.5分）4、 均匀无耗长线有几种工作状态？条件是什么？答：均匀无耗长线有三种工作状态，分别是驻波、行波与行驻波。
（1.5分） 驻波：传输线终端开路、短路或接纯电抗；（0.5分）行波：半无限长传输线或终端接负载等于长线特性阻抗；（0.5分） 行驻波：传输线终端接除上述负载外的任意负载阻抗；（0.5分）5、 什么是波导中的模式简并？矩形波导和圆波导中的简并有什么异同？答：不同模式具有相同的特性（传输）参量叫做模式简并。
（1分） 矩形波导中，TE mn 与TM mn （m 、n 均不为零）互为模式简并。
（1分）圆波导的简并有两种，一种是极化简并。
其二是模式简并，（1分）6、 空气填充的矩形波导（宽边尺寸为a ，窄边尺寸为b ）中，要求只传输10H 波型，其条件是什么？答：由于10H 的截止波长2c a λ=，而20H 的截止波长为a ，01H 的截止波长为2b ，若保证10H 单模传输，因此传输条件max (,2)2a b a λ<<（3分）。
2、 计算串联阻抗的ＡＢＣＤ矩阵。
4、简述微波谐振电路与低频谐振电路的异同点。
5、标出阻抗圆图中特殊的点、线、面。
6、简述微波传输线的分布参数是如何产生的，并画出长为dz(远小于波长)的小线元的等效电路。
7、证明串联阻抗的ＡＢＣＤ矩阵。
101A B Z C D ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦
8、从均匀传输线上取一段电长度为θ= βl 的传输线，试求其散射矩阵、传输矩阵和归一化转移矩阵。
9、计算并联导纳的ＡＢＣＤ矩阵。
11、什么是微波互易网络。
12、 微波加热应用了微波的什么特点？
13、画出同轴线横截面内主模的电场、磁场分布。
14、 测得某两端口网络的S 矩阵为
[]⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎣⎡∠∠∠∠=o o o o 00.2900.8900.800.1s
问此两端口网络是否互易和无耗，为什么？
15、如何将微波系统等效成微波网络？
0Z 0
Z
Z 12。
P36习题9 试求如题图2-2所示各电路的输入阻抗Z3A/5【解】a ） 利用传输线的性质，这是匹配的情况，= Z f , = Z （）:b ） 根据半波重复性可知半波长段的输入阻抗等于=Z A =3Z 0,再根据四分之一波长的变换 性得：Z n/,xZ （,=Z （；^Z fl ,=Z 0/3；c) 根据半波重S 性得：Z r/=Z 1=2Z 0, Z crf =2Z 0//2Z 0=Z 0, Z rt/, = Z o习题24 （数值不一样）无耗线的特性阻抗为50Q,终端接负载阻抗Z £,测得任意电压波 节点的输入阻抗为25Q ，而且终端为电压波腹。
求Z,，和终端反射系数1\。
解：波节点和波腹点相距A/4: r _Z,-Z 0_ 100-50 _ 1 L+Z 0 " 100 + 50 ~ 3习题25 （作业有）设特性阻抗为Z （）=50£l 的均匀无耗传输线，终端接有负载阻抗Z, =1OO + /75Q 为笈阻抗时，可用以下方法实现入/4阻抗变换器匹配：即在终端或在入/4 阻抗变换器前并接一段终端短路线，如题1.11图所示，试分別求这两种情况下X/4阻抗变换 器的特性阻抗Z （）1及短路线长度（最简便的方式是:归一化后采用Smith 圆图计算）故有：Z itl xZ L =Z^ Z L =(ibtA/2rC 7z3Z 0< =2Z 0(1) 令负载导纳为K ，并联短路线输入阻抗力1 100 + 775 ImCO -0.0048由于负载阻抗匹配所以——+ y^ImCrj^O (注意易错：+75j 用-75j 抵消，K11抗是不能直接相 yZ 0 tan f3l加)所以 / = 0.287A(如果在 Smith 圆图上 Z = 0.037A + 0.25A = 0.2871)令并联短路线和负载并联后的输入阻抗为z 2.Z 2 = l/Re[y, 1 = 156Q 则 Z OI = ^/Z 0Z 2 =88.38Q (2)令4特性阻抗为z ()1,并联短路线K ：为/所以士+罡+吾)△i"2 An An An參]Z () tan (31 由于匹配则 L+iOO RO = r 0 Z o tan (51 Z o 2,得/ = 0.148 义 Z 01 =70.7QZ",2= Z 01Z l+Z o Jtan^-_Zo2iZ 01+Z lt /tan 夕I =X解:Z i n\P76习题1 1.—空气填充的矩形波导，其截面尺寸/2=4cm,试画出截止波长.的分 布图，并说明工作频率/；=30出和/2=50沿的电磁波在该波导中可以传输哪些模式。
《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。
《微波技术基础》题集一、选择题（每题2分，共20分）1.微波是指频率为（）的电磁波。
A. 300MHz-300GHzB. 300Hz-300MHzC. 300GHz-300THzD. 300kHz-300MHz2.微波在真空中的传播速度与（）相同。
A. 光速B. 声速C. 电场传播速度D. 磁场传播速度3.微波的主要特性不包括（）。
A. 直线传播B. 穿透性强C. 反射性D. 绕射能力强4.微波传输线主要包括（）。
A. 同轴电缆和光纤B. 双绞线和同轴电缆C. 光纤和波导D. 双绞线和波导5.在微波通信中，常用的天线类型是（）。
A. 偶极子天线B. 抛物面天线C. 环形天线D. 螺旋天线6.微波谐振腔的主要作用是（）。
A. 储存微波能量B. 放大微波信号C. 转换微波频率D. 衰减微波信号7.微波加热的原理是（）。
A. 微波与物体内部的分子振动相互作用B. 微波使物体表面温度升高C. 微波直接转化为热能D. 微波引起物体内部化学反应8.微波在介质中的传播速度与介质的（）有关。
A. 密度B. 介电常数C. 磁导率D. 温度9.微波通信中，为了减少信号的衰减，通常采取的措施是（）。
A. 增加信号频率B. 减小信号功率C. 使用中继站D. 改用光纤通信10.微波测量中，常用的仪器是（）。
A. 示波器B. 微波功率计C. 万用表D. 频谱分析仪（部分功能重叠，但更专用于频率分析）二、填空题（每题2分，共20分）1.微波的频率范围是_________至_________。
2.微波在真空中的传播速度约为_________m/s。
3.微波的_________特性使其在雷达和通信系统中得到广泛应用。
4.微波传输线中，_________具有宽频带、低损耗的特点。
5.微波天线的作用是将微波能量转换为_________或相反。
6.微波加热过程中，物体吸收微波能并将其转化为_________。
7.微波在介质中的衰减主要取决于介质的_________和频率。
微波技术复习题一、填空题1.若传输线的传播常数γ为复数，则其实部称为衰减常数，量纲为奈培/米(Np/m)或者分贝/米(dB/m)，它主要由导体损耗和介质损耗产生的；虚部称为相位常数，量纲为弧度/米(rad/m)，它体现了微波传输线中的波动过程。
2.微波传输线中相速度是等相位面移动的速度，而群速度则代表能量移动的速度，所以相速度可以大于光速，而群速度只能小于或等于光速，且相速度和群速度的乘积等于光速的平方或c23.在阻抗圆图中，上半圆的阻抗呈感性，下半圆的阻抗呈容性，单位圆上为归一化电阻零，实轴上为归一化电抗零。
4.矩形金属波导(a>b)的主模是TE10，圆形金属波导的主模是TE11，同轴线的主模是TEM。
5.若传输线端接容性负载(Z L=R L+jX L，X L<0)，那么其行驻波分布离负载端最近的是电压节点；若端接感性负载(Z L=R L+jX L，X L>0)，那么其行驻波分布离负载端最近的是电压腹点。
6.阻抗圆图是由单位电压反射系数坐标系和归一化阻抗坐标系组成的，其中前者又由单位电压反射系数的模值圆和单位电压反射系数的相角射线组成，而后者又由归一化电阻圆和归一化电抗圆组成。
7.在金属波导截止的情况下，TE模的波阻抗呈感性，此时磁储能大于(大于/小于)电储能；TM模的波阻抗呈容性，此时电储能大于(大于/小于)磁储能。
8.微带线的主模为准TEM模，这种模式的主要特征是Hz和Ez都不为零，未加屏蔽时，其损耗包括导体损耗，介质损耗和辐射损耗三部分。
9.特性阻抗为50Ω的均匀传输线终端接负载R L为j20Ω,50Ω,20Ω时，传输线上分别形成纯驻波，纯行波，行驻波。
10.均匀传输线的特性阻抗为50Ω，线上工作波长为10cm,终端接有负载Z L，Z Lˊ1).若Z L=50Ω，在zˊ=8cm处的输入阻抗Z in=50Ω, 在zˊ=4cm处的输入阻抗Z in=50Ω。
2).若Z L=0，在zˊ=2.5cm处的输入阻抗Z in=∞Ω, 在zˊ=5cm处的输入阻抗Z in=0Ω,当0<zˊ<2.5cm处, Z in呈感性，当2.5<zˊ<5cm处, Z in呈容性3). 若Z L=j50Ω，传输线上的驻波系数ρ=∞。
《微波技术基础》期末复习题
第 2 章传输线理论
1.微波的频率范围和波长范围
频率范围300MHz ~ 3000 GHz波长范围 1.0 m ~ 0.1mm；
2.微波的特点
⑴拟光性和拟声性；
⑵ 频率高、频带宽、信息量大；
⑶ 穿透性强；
⑷ 微波沿直线传播；
3.传输线的特性参数
⑴特性阻抗的概念和表达公式
特性阻抗＝传输线上行波的电压／传输线上行波的电流
R1 + jwL1
Z0 =
G1 + jwC1
⑵ 传输线的传播常数
传播常数j的意义，包括对幅度和相位的影响。
4.传输线的分布参数：
⑴ 分布参数阻抗的概念和定义
Z in ( d) V (d ) V L ch d I L Z0sh d Z L Z 0 th d I (d ) V L sh d I
L ch d
Z
0 Z0 Z L th d
Z0
⑵ 传输线分布参数阻抗具有的特性
①传输线上任意一点 d 的阻抗与该点的位置 d 和负载阻抗 Z L有关；
② d 点的阻抗可看成由该点向负载看去的输入阻抗；
③ 传输线段具有阻抗变换作用；
由公式 Z in (d ) Z0 Z L Z0 th d 可以看到这一点。
Z0 Z L th d
④无损线的阻抗呈周期性变化，具有λ/4的变换性和λ/2重复性；
⑤ 微波频率下，传输线上的电压和电流缺乏明确的物理意义，不能直
接测量；
⑶ 反射参量
① 反射系数的概念、定义和轨迹；
② 对无损线，其反射系数的轨迹？；
③ 阻抗与反射系数的关系；
Z in(d ) = V + (d) [1+ G(d )]= Z0 [1+ G(d )]
I + (d )[1- G(d )] [1- G(d ) ]
⑷ 驻波参量
① 传输线上驻波形成的原因？
② 为什么要提出驻波参量？
③ 阻抗与驻波参量的关系；
5.无耗传输线的概念和无耗工作状态分析
⑴ 行波状态的条件、特性分析和特点；
⑵ 全反射状态的条件、特性分析和特点；
⑶ 行驻波状态的条件、特性分析和特点；
6.有耗传输线的特点、损耗对导行波的主要影响和次要影响
7.引入史密斯圆图的意义、圆图的构成；
8.阻抗匹配的概念、重要性
9.阻抗匹配的方式及解决的问题
⑴ 负载—传输线的匹配
⑵ 信号源—传输线的匹配
⑶ 信号源的共轭匹配
10.负载阻抗匹配方法
⑴λ/4 阻抗匹配器
⑵ 并联支节调配器
⑶ 串联支节调配器
第 3 章规则金属波导
1.矩形波导的结构特点、主要应用场合；
2. 矩形波导中可同时存在无穷多种TE 和 TM 导模；
3.TE 和 TM 导模的条件；
TE 导模的条件：E z 0 H z (x, y, z) H 0 z( x, y)e j z TE 导模的条件：H z 0 E z (x, y, z) E0 z (x, y)e j z 0 0
4.关于矩形波导的 5 个特点；
5.掌握矩形波导 TE10模的场结构，并在此基础上掌握 TE m0模的场结构；
6.管壁电流的概念；
7.管壁电流的大小和方向；
8.矩形波导的传输特性（导模的传输条件与截止）；
9.圆形波导主模 TE11 模的场结构。
10.圆形波导主模 TE11 模与矩形波导 TE10模的场结构有什么相同和不同？
11.圆形波导圆对称 TM 01模的场结构；
12.有关同轴线的基本概念和特性；
13.由同轴线的场方程出发，我们得到了任何频率的电磁波都能以 TEM 波的形
式在同轴线内传输的结论，为什么？
14.导模在波导中存在并传输的 2 个前提和激励的本质；
15.4 种基本得激励方法的名称和基本方法；
第 4 章微波集成传输线
1.带状线、微带线、偶合带状线和偶合微带线的结构和场结构；
2.带状线、微带线、偶合带状线和偶合微带线的各自优缺点、应用场合；
3.带状线传输的主模是 TEM 模；
4.微带线的准 TEM 特性；
5.耦合传输线的概念；
6. 微带线场结构的特殊性和微带线的场应满足的 2 个边界条件；
第 6 章微波网络基础
1.微波元件等效电路获得的方法；
2.均匀波导等效电路的特性；
3.实用微波元件和系统的不均匀性所引起的结果；
4.微波网络的分类及特点；
5.微波网络阻抗和导纳矩阵的定义和简单网络的阻抗和导纳矩阵的求解；
6.互易网络和无耗网络的概念；
7.散射矩阵的概念、定义、特性和提出的原因；
8.ABCD 矩阵的概念、定义、特性和提出的原因
9.掌握简单二端口网络 ABCD 矩阵的求解；
第 7 章微波谐振器：
1.微波谐振器的概念；
2.微波谐振器与 LC 谐振回路的区别；
3.微波谐振器的基本特性；
4.谐振器的品质因数 Q 的定义、物理意义
5.谐振电路空载 Q 值、有载 Q 值和外部 Q 值各自的定义及有载 Q 值与另外
2 个 Q 值的关系；
6.短路λ/ 2 线型谐振器、短路λ/ 4 线型谐振器和开路λ/ 2 线型谐振器各自
构成什么形式的谐振器（并联 RLC 型和串联 RLC 型）；
7.为什么矩形波导谐振腔和圆形导谐振腔能够构成谐振器；
c 2 2
8. 对圆形导谐振腔的 TE111模式，其谐振频率为： 1.841 ，
f
111
2 l
a 由此我们得到了可采用短路活塞来调节长度L 进行调谐，为什么？
9.对圆形导谐振腔的 TM 010模式，为什么上面的方法行不通？。
