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《微波技术基础》课程学习知识要点第一章 学习知识要点1．微波的定义— 把波长从1米到0.1毫米范围内的电磁波称为微波。
微波波段对应的频率范围为: 3×108Hz ～3×1012Hz 。
在整个电磁波谱中，微波处于普通无线电波与红外线之间，是频率最高的无线电波，它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽10000倍。
一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个波段。
2．微波具有如下四个主要特点：1) 似光性、2) 频率高、3) 能穿透电离层、4) 量子特性。
3．微波技术的主要应用：1) 在雷达上的应用、2) 在通讯方面的应用、3) 在科学研究方面的应用、4) 在生物医学方面的应用、5) 微波能的应用。
4．微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科，它的基本理论是经典的电磁场理论，研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。
一种是“场”的分析方法，即从麦克斯韦方程出发，在特定边界条件下解电磁波动方程，求得场量的时空变化规律，分析电磁波沿线的各种传输特性；另一种是“路”的分析方法，即将传输线作为分布参数电路处理，用克希霍夫定律建立传输线方程，求得线上电压和电流的时空变化规律，分析电压和电流的各种传输特性。
第二章 学习知识要点1. 传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。
微波传输线是一种分布参数电路，线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数，它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。
传输线方程是传输线理论中的基本方程。
2. 均匀无耗传输线方程为()()()()d U z dz U z d I z dzI z 2222220-=-=ββ 其解为 ()()()U z A e A e I z Z A e A e j z j zj z j z=+=---120121ββββ 对于均匀无耗传输线,已知终端电压U 2和电流I 2，则:对于均匀无耗传输线,已知始端电压U 1和电流I 1，则:()()⎪⎭⎪⎬⎫+=+= sin cos sin cos 022022Z z jU z I z I z Z jI z U z U ββββ其参量为 Z L C 000=，βπλ=2p ，v v p r =0ε，λλεp r=03. 终端接的不同性质的负载，均匀无耗传输线有三种工作状态： (1) 当Z Z L =0时，传输线工作于行波状态。
微波技术基础2006年秋季期末考试试题A 卷 （时间120分钟）一、简答题（每题3分，共30分）1． 试用负载阻抗L Z 和特性阻抗0Z 表示反射系数L Γ。
2． 试用反射系数模||Γ表示无耗传输系统驻波比ρ。
3． 理想传输线工作状态有哪些？各种工作状态下终端负载L Z 有哪些特点？4． 矩形波导、圆形波导、同轴线和介质圆波导中传输的主模分别是什么？5． 矩形腔l b a ⨯⨯，写出101TE 模时的谐振波长λ。
6． 若传输线节容性负载（L L L jX R Z +=，0<L X ），那么其行驻波分布离负载端最近的是电压波节点，还是电压波腹点？7． Smith 阻抗圆图是由哪两个坐标系组成的？8． 写出特性阻抗为0Z ，电长度为θ的传输线段的A 矩阵。
9． 在其它条件相同时，微带宽度w 增大，特性阻抗0Z 是变大还是变小？为什么？10． 环行器的端口定义和散射矩阵如下，该环行器环行方向是顺时针还是逆时针？⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=010001100S二、如图所示，传输线上并联阻抗jX R Z +=，若用短路活塞和4λ阻抗变换器进行匹配（短路负载与Z 并联），求匹配时活塞的位置L 和4λ阻抗变换器的特性阻抗'0Z 。
（15分）第二题图三、无限长波导传输10TE 模，电场为y z j i a e x aE E ˆ)sin(0βπ-= 。
现在于z=0处放置一短路板，求此种情况下在z<0区域的合成电场E 和磁场H 。
（20分）zE E =0 第三题图 z=0 放置短路板的矩形波导四、证明：当无耗互易二端口网络的11S 、11ϕ和21ϕ确定后，网络的所有散射参数就完全确定了（其中11ϕ和21ϕ分别是11S 和21S 的相角）。
（20分）五、已知如图3所示的矩形谐振腔cm a 2.2=，cm b 0.1=，cm l 2.9=，内部工作在104TE 模式（空气填充）。
（15分）（1）求谐振波长0λ（2）写出腔内电场和磁场的表达式（3）画出腔内的电、磁力线图。
1.定向耦合器的能力越强，则C 越大。
（ ）2.由于设计技术的提高，三端口网络可以同时满足无耗、互易，又完全匹配。
（ ）3.散射参数是从归一化的电磁波出发定义的网络参数。
（ ）4.通常人们把TEM 波传输线称为长线。
（ ）5.传输线的本征阻抗就是指的特性阻抗。
（ ）1.常见的微波集成传输线有： 、 、 、 、、、 。
带状线的主模是模,第一高次模为： 模。
微带线的主模是 模,微带线中的高次模有两种： 模、 模。
耦合带状线传输的主模为 模，耦合微带线传输的主模为： 。
悬置的微带线传输的主模是： 模，共面线传输的主模是 模。
2.传输线的特征参量由传输线的 、 、所决定，是传输线自身固有的；传输线的特征参量包括： 、 、 、 。
3.阻抗匹配可分为： 匹配和 匹配两种。
4.波导的激励方式有四种： 激励、 、激励和 。
5.在波导中，导波的工作模式不同，而截止波长却相同的现象称为： 。
1、试阐述微波的主要特性。
（10分）答：2、试阐述TEM 波的特性。
（10分）答：1、（20分）有一个空气填充的铜制圆波导，其半径a 为 1.9cm ，要传输的信号的工作频率6f GHz =，问：（1）该信号在圆形波导中传播的导模是什么？是否存在简并。
（2）求该信号的导波波长g λ、相速度p v 和群速度g v 。
（在整个计算过程和结果均保留到小数点后面第三位，在计算中可能会用到的值：'11 1.841u =；01 2.405u =0.632=0.632=）2、（20分）分析图二给出的平行双线，在画场为路的方法中：(1)画出均匀长线dz 段的等效模型（10分）；(2)写出教材上给出的对应的电报方程（10分）；图二。
