微波技术基础习题2

《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 1101R j L Z G j C ⑵ 传输线的传播常数传播常数 j γαβ=+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⑵ 传输线分布参数阻抗具有的特性()()()in V d Z d I d =00ch sh sh ch L L L L V d I Z d V d I d Z γγγγ+=+000th th L L Z Z d Z Z Z d γγ+=+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 ()in Z d 000th th L L Z Z d Z Z Z dγγ+=+ 可以看到这一点。

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；in ()1()()()1()V d d Z d I d d 01()1()d Z 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⑴ λ/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：00(,,)(,)0j z z z z E H x y z H x y e β-==≠TE 导模的条件：00(,,)(,)0j z z z z H E x y z E x y e β-==≠4. 关于矩形波导的5个特点；5. 掌握矩形波导TE 10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。

电子科技大学二零零六至二零零七学年第二学期期末1、传输线某参考面的输入阻抗定义为该参考面的（总）电压和（总）电流的比值；传输线的特征阻抗等于（入射）电压和（入射）电流的比值；传输线的波阻抗定义为传输线内（横向电场）和（横向磁场）的比值。

2、矩形波导传输的基模是（TE10模）；宽度为a，高度为b（a>b）的空气填充矩形波导，当工作波长大于（2a ），电磁波不能在波导中传播。

3、在SMITH圆图中，原点代表的传输线工作状态是（行波状态（或匹配状态）），上半平面的阻抗性质是（感性）。

《微波技术基础》期末试题二与参考答案1．从传输线方程看，传输线上任一点处的电压和电流都等以该处相应的入射波和反射波的叠加。

2．终端短路的传输线的输入阻抗等于j Zc tgβl ，终端开路的传输线的输入阻抗等于-j Zc ctgβl 。

3．电磁波的波长和频率满足λ<λc 或f>fc 条件才能在波导中传输。

4. 圆波导的三种主要工作模式TE11 、TE01 、TM01 。

5. 无耗网络的Z和Y参数是纯虚数，A参数的A11 、和A22 是实数。

6. 微波网络的工作特性参量有电压传输系数T 、插入衰减A 、插入相移θ、输入驻波比ρ。

7．分支调配器可调电纳范围−∞~+∞，螺钉调配器可调容性电纳范围0~+∞。

8.微波谐振器有那两个主要功能储能、选频。

微波技术与天线B卷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 a b C 和m H ) 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）。

微波试题及答案在现代社会中，微波技术已经广泛应用于通信、雷达、天文学等领域。

掌握微波知识对于从事相关行业的人士来说至关重要。

本篇文章将介绍一些微波试题及其答案，帮助读者深入了解微波技术。

试题一：什么是微波？答案：微波是电磁波的一种，具有较短的波长和高频率特点，通常波长在1毫米至1米之间。

微波具有很强的穿透力和方向性，被广泛应用于通信、雷达、医疗等领域。

试题二：什么是微波导？答案：微波导是一种用于传输微波信号的特殊波导结构。

微波导常见的形式有矩形波导、圆柱波导等，其内部壁面具有优良的导波性能，能够有效地传输微波信号。

试题三：微波的功率和频率有何关系？答案：微波的功率和频率之间呈正比关系。

功率越大，频率也相应增加。

这是因为微波的功率与电磁波的幅度相关，而频率则与波的周期有关。

试题四：什么是微波障碍物？答案：微波障碍物是指在微波传输过程中会对信号产生干扰或反射的物体。

微波障碍物可能导致信号衰减、多径效应等问题，影响信号的传输质量。

试题五：微波天线的作用是什么？答案：微波天线是用于接收和发射微波信号的装置。

它能够将电磁波能量转换成电流或电流转换成电磁波能量，并将其传输到空间中进行无线通信或能量传输。

试题六：什么是微波功率放大器？答案：微波功率放大器是一种用于增加微波信号功率的装置。

它通过引入恒定的电源电压来驱动微波管或半导体器件，实现对微波信号电压的放大。

试题七：什么是微波衰减器？答案：微波衰减器是一种用于降低微波信号功率的装置。

它通过引入衰减材料或实现信号的反向传播等方式，对微波信号进行衰减，用于调节微波信号的强度。

试题八：什么是微波干扰？答案：微波干扰是指在微波传输过程中，由于不同信号的干涉或其他外界干扰因素而导致的信号失真或中断现象。

微波干扰可能影响通信、雷达等应用的正常运行。

试题九：如何解决微波干扰问题？答案：解决微波干扰问题可以采取多种方法。

例如，可以提高微波系统的抗干扰能力，使用合适的隔离器或拐角衰减器，合理安排微波设备的布局等，从而减少微波干扰。

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。

《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。

2007/2008学年第二学期期末考试试题答案及评分标准（A卷）微波技术基础一、填空题（40分，每空2分）1、传输线的工作状态是指沿线电压、电流及阻抗的分布规律。

对于均匀无耗传输线，根据终端所接负载阻抗的大小和性质的不同其工作状态分为三种：行波状态、驻波状状态、行驻波状态。

2、测得一微波传输线的反射系数的模『| = *。

则行波系数K = 若特性阻抗乙）=75Q , 则波节点的输入阻抗R in（波节）= 25Q O3、均匀无耗传输线的特性阻抗为乙），终端负载获得最大功率时，负载阻抗Z L = Z（） o4、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。

5、阻抗圆图的正实半轴为电压波腹点或电流波节点的轨迹，负实半轴为电压波节点或电流波腹点的轨迹。

6、圆波导传输的主模为TE11 模,微带线传输的主模为模。

7、在矩形波导小，当工作波长久给定时，若要实现TE"）单模传输，则波导尺寸必须满足a< A <2a , A>2h o8、对于二端口网络來说，常用的工作参量有（请用文字叙述，用符号叙述不得分）电压传输系数、插入衰减、插入相移、输入驻波比。

9、表征二端口微波网络特性的参量可以分为两大类，请问反映网络参考面上入射波电压和反射波电压Z间关系的参量有散射参暈和传输参暈。

（注：请用文字叙述，用符号叙述不得分）。

二、简答题（20分，每题5分）1、 电磁波的波型是如何划分的，有哪几种波型。

答：根据导波系统中电磁波按纵向场分量的有无，可分为三种波型： ---------------- 2分（1） ----------------------------------------------------------------------------------------------- 横磁波（TM 波），又称电波（E 波）：Hz" EzHO ； ------------------------------------------- 1分 （2） ----------------------------------------------------------------------------------------------- 横电波（TE 波），又称磁波（H 波）： E z = o ， H 严; ----------------------------------- 1 分 ⑶横电磁波（TEH ）： Ez = O ，Hz = °。

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。

微波技术基础期末考试试题# 微波技术基础期末考试试题## 一、选择题（每题2分，共20分）1. 微波的频率范围是：A. 30 MHz - 300 MHzB. 300 MHz - 3 GHzC. 3 GHz - 30 GHzD. 30 GHz - 300 GHz2. 微波传输中，下列哪种波是最常见的：A. 表面波B. 行波C. 驻波D. 空间波3. 微波天线的增益是指：A. 天线的接收面积B. 天线接收信号的能力C. 天线对信号的聚焦能力D. 天线对信号的衰减能力4. 下列哪个不是微波通信的优点：A. 传输距离远B. 频带宽C. 抗干扰能力强D. 体积小，重量轻5. 微波器件中，下列哪个不是常用的微波器件：A. 微波放大器B. 微波滤波器C. 微波调制器D. 微波整流器## 二、填空题（每空2分，共20分）1. 微波的波长范围通常在________毫米到________毫米之间。

2. 微波的传播方式主要有________、________和________。

3. 微波天线的指向性是指天线在________方向上辐射或接收电磁波的能力。

4. 微波通信系统中，________用于将微波信号与基带信号进行转换。

5. 微波器件的参数之一是________，它影响微波信号的传输效率。

## 三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述微波通信的基本原理及其特点。

2. 解释什么是相位调制，并简述其在微波通信中的应用。

3. 描述微波天线的主要类型及其各自的特点。

## 四、计算题（共30分）1. 假设有一个工作在10 GHz频率的微波信号，其波长是多少？（10分）2. 给定一个增益为15 dBi的抛物面天线，计算其半功率波束宽度。

（10分）3. 一个微波放大器的输入功率为1 mW，增益为20 dB，求输出功率。

（10分）## 五、论述题（共30分）1. 论述微波技术在现代通信领域中的应用，并分析其发展趋势。

（15分）2. 讨论微波技术在军事通信中的优势及其面临的挑战。

2-1 波导为什么不能传输TEM 波？答：一个波导系统若能传输TEM 波型，则在该系统中必须能够存在静电荷静电核或恒定电流，而在单导体所构成的空心金属波导馆内，不可能存在静电荷或恒定电流，因此也不可能传输TEM 波型。

2-2 什么叫波型？有哪几种波型？答：波型是指每一种能够单独地在规则波导中存在的电磁场的一种分布状态。

根据场的横向分量与纵向分量之间的关系式划分波型，主要有三种：TEM 波（0z E =，0z H =），TE 波(0z E =,0z H ≠),TM 波（0z E ≠，0z H =） 2-3 何谓TEM 波，TE 波和TM 波？其波阻抗和自由空间波阻抗有什么关系？答：0z E =，0z H =的为TEM 波；0z E =,0z H ≠为TE 波；0z E ≠，0z H =为TM 波。

TE 波阻抗：x TE y E wuZ H ηβ===>TM 波阻抗：x TM y E Z H w βηε=== 其中η为TEM 波在无限答煤质中的波阻抗。

2-4 试将关系式y z x H H jw E y z ε∂∂-=∂∂，推导为1()zx y H E j H jw yβε∂=+∂。

解：由y H 的场分量关系式0j zy H H eβ-=（0H 与z 无关）得：y y H j H zβ∂=-∂利用关系式y z x H H jw E y zε∂∂-=∂∂可推出： 11()()y z zx y H H H E j H jw y z jw yβεε∂∂∂=+=+∂∂∂ 2-5 波导的传输特性是指哪些参量？答：传输特性是指传输条件、传播常数、传播速度、波导波长、波形阻抗、传输功率以及损耗和衰减等。

2-6 何为波导的截止波长c λ？当工作波长λ大于或小于c λ时，波导内的电磁波的特性有何不同？答： 当波沿Z 轴不能传播时呈截止状态，处于此状态时的波长叫截止波长，定义为2c ck πλ=； 当工作波长大于截止波长时，波数c k k <，此时电磁波不能在波导中传播； 当工作波长小于截止波长时，波数c k k >，此时电磁波能在波导内传播；2-7 矩形波导中的截止波长c λ和波导波长g λ，相速度p υ和群速度g υ有什么区别和联系？它们与哪些因素有关？ 答：波导波长为2g πλλβ==>，c λ为截止波长群速为g c υ=<，相速为p υ=，且2p g c υυ⋅=，与c ，工作波长λ，截止波长c λ有关。