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第七章微波通信和卫星通信（习题与参考答案）一、填空题1、微波通信分为通信和通信两类。
2、数字已成为一种重要的手段，并与，一起作为当今三大传输手段。
3、电磁频谱，包含从到的各种波、光和射线的。
4、电磁波的频率非常高，故微波又称为。
电磁波的传播速度υ与其频率f 、波长λ之间的固定关系是。
若微波是在真空中传播，则速度为。
5、微波频段的波长范围为，频率范围为。
6、微波中继通信是利用微波作为并采用方式在地面上进行的通信。
7、微波中继通信主要用来传送、、、基地站与交换中心之间的信号。
8、微波频段占用的频带约，而全部长波、中波和短波频段占有的频带总和不足。
9、当通信频率高于时，、及的活动对其影响小。
10、当天线面积给定时，与的平方成反比。
11、微波通信的工作波长，天线尺寸可做得，通常做成，的面式天线。
12、数字微波通信系统设备由、、、等组成。
13、在民用数字微波通信中数字微波通信系统的终端复用设备是时分复用设备。
14、微波站的基本功能是传输来自设备的信号。
15、微波站分为、、和。
16、数字微波站的主要设备包括、、、、等。
17、目前的微波中继系统中大多数采用方式，勤务信号经常采用方式。
18、微波中继范围很宽，工作频率，愈容易获得较宽的和的通信容量。
19、输出功率是指处功率的大小。
输出功率的确定与设备的、、及方式等因素有关。
20、微波通信对频率的要求取决于所采用的以及对的要求。
发信机的工作频率的取决于发信的频率。
21、数字微波通信系统多采用调制方式，若发信机不稳，有，将使解调的幅度下降，增加。
22、要求1⨯10-6～5⨯10-6时，则必须采用石英晶体控制的或。
23、微波收信设备包括、和三部分。
24、对于一个中继段而言，前一个微波站的发信频率就是同一波道的。
频段使用。
25、噪声系数是的重要指标。
数字微波收信机的噪声系数一般为。
26、收信机本身产生的热噪声功率，值就越大，也就是说值是衡量收信机热噪声性能的一项指标。
27、收信机要使接收的已调信号地通过，就要具有足够的工作，即。
微波控制电路在微波工程中，需要对信号进行控制的场合很多，例如控制电路的通断，改变信号的传输通路，改变微波信号幅度的大小、相位等。
要解决这些微波控制问题，可以采用微波铁氧体器件，也可以采用微波半导体器件。
目前微波半导体器件的应用更为广泛。
控制电路广泛应用于微波测量、微波中继、雷达、卫星通信等系统。
常用的有源器件包括PIN二极管、砷化镓场效应三级管、变容管和肖特基势垒二极管。
PIN管是最主要的器件，它的开路和短路特性好，控制速度快，微波损耗小，可控功率容量大，因此在微波高频段和高功率电路中经常采用PIN管。
PIN二极管基本特性PIN二极管的结构PIN二极管是在重摻杂的P+和N+中间夹一层宽度较大的不摻杂的本征层。
本征层又叫做I 层，将二极管极间电容减小，击穿电压提高。
中间层的厚度为1~100um,这取决于应用要求和频率范围。
在电压是正向时，二极管像是一个由所加电流控制的可变电阻器。
然而在反向电压时，低摻杂的内层产生空间电荷，其区域达到高摻杂的外层。
这种效应即使在小的反向电压下也会发生，直到高电压下基本保持恒定，其结果使二极管表现为类似于平行板电容器。
一般形式的PIN二极管及经台面处理的实用器件如图1所示，与常规的平面结构相比，台面形式的优点是使杂散电容大为减少。
PIN结特性PIN管的直流伏安特性和PN结二极管是一样的，都具有整流作用，其工作机理是：在零偏压时，由于扩散作用，P区的空穴和N区的电子分别向I区扩散后复合，这样在I区边界附近建立起一电场。
由于这一建立起来的电场阻碍空穴和电子继续向I层注入，因此最终会达到动态平衡，因此本征区处于不导电状态，在加反偏压时，PN结不导电的程度更甚。
但是在微波频率的特性却有很大差别。
由于I层的总电荷主要是由直流偏置电流产生，而不是由微波电流瞬时值产生的，所以对微波信号只呈现为一个线性电阻，此阻值由直流偏置决定，正偏压时阻值小，接近短路；负偏压时阻值大，接近开路。
图2中信号1和信号2的微波电阻值一样。
第七章微波谐振器§7-1 引言在微波领域中，具有储能和选频特性的元件称为微波谐振器，它相当于低频电路中的LC振荡回路，它是一种用途广泛的微波元件。
低频LC振荡回路是一个集中参数系统，随着频率的升高，LC回路出现一系列缺点，主要是，①损耗增加。
这是因为导体损耗、介质损耗及辐射损耗均随频率的升高而增大，从而导致品质因数降低，选频特性变差。
②尺寸变小。
LC回路的谐振频率，必须减少LC数值，回路尺寸相应地需要变小，这将导致回路储能减少，可见为了提高功率容量降低，寄生参量影响变大。
因为这些缺点，所以到分米波段也就不能再用集中参数的谐振回路了。
在分米波段，通常采用双线短截线作谐振回路。
当频率高于1GHz时，这种谐振元件也不能满意地工作了。
为此，在微波波段必须采用空腔谐振器作谐振回路。
实际上，我们可以把空腔谐振器（简称谐振腔）看成是低频LC回路随频率升高时的自然过渡。
图7-1-1表示由LC回路到谐振腔的过渡过程。
为了提高工作频率，就必须减小L 和C，因此就要增加电容器极板间的距离和减少电感线圈的匝数，直至减少到一根直导线。
然后数根导线并接，在极限情况下便得到封闭式的空腔谐振器。
§7-2 微波谐振器的基本参量根据不同用途，微波谐振器的种类也是多种多样。
图7-2-1示出了微波谐振器的几种结构。
(a)为矩形腔，(b)为圆柱腔，(c)为球形腔，(d)为同轴腔，(e)为一端开路同轴腔，(f)为电容加载同轴腔，(g)为带状腔，(h)为微带腔。
在这些图中，省略了谐振器的输入和输出耦合装置，目的是使问题简化。
但在实际谐振器中，必须有输入和输出耦合装置。
微波谐振器的主要参量是谐振波长（谐振频率或、固有品质因数Q0及等Array效电导G0。
图7-2-1 几种微波谐振器的几何形状一、谐振波长与低频时不同，微波谐振器可以在一系列频率下产生电磁振荡。
电磁振荡的频率称为谐振频率或固有频率，记以。
对应的为谐振波长。
是微波腔体的重要参量之一，它表征微波谐振器的振荡规律，即表示在腔体内产生振荡的条件。
