通信微波技术基础思考题
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微波技巧基本课后习题答案1 第一章1.7 终端反射系数0050505050125050501005025L L L Z Z j j j j Z Z j j j ------Γ=====+-+--,125L j -Γ==终端驻波比1115LL L ρ+Γ===-Γ; 000505050tantan 504()5010(2)8tan 250(5050)tan 4L in L j j Z jZ d Z Z j Z jZ d j j j πβλπβ-++====-+++-. 1.11 终端反射系数00250-50011=-=250+50033j L L L Z Z e Z Z π-Γ==+,终端反射系数模值13L Γ=,相角=L φπ.依据行驻波状况时电压的变更纪律可知:=L φπ时,若1n =,则4234L n φλπλλ+=,电压处于波腹点,是以在输入端电压处于波腹点.max (1)500L L U U V +=+Γ=,所以1500=3754L U V V +=,min (1)250L L U U V +=-Γ=;max500(1)1500L L U IA Z +=+Γ==,min250(1)0.5500L L U IA Z +=-Γ==. 因为0L R Z <,负载处为电压波节点;驻波比11+1+3==211-1-3L L ρΓ=Γ,0min 250Z R ρ==Ω,max 01000R Z ρ==Ω.1.13 (1)负载1z 处的反射系数122821()0.5pp j j z L L L z e e j j λπλβ-⋅⋅-Γ=Γ=Γ=-Γ=,是以0.5L Γ=-.随意率性不雅察点z 处的反射系数22()0.5j z j z L z e e ββ--Γ=Γ=-;等效阻抗2021()10.5()501()10.5j zj zz e Z z Z z e ββ--+Γ-==-Γ+.(2)已知0L L L Z Z Z Z -Γ=+,050Z =Ω;(1)中求得0.5L Γ=-,可解出50/3L Z =Ω.(3)由等效阻抗公式2210.5()5010.5j zj ze Z z e ββ---=+,取z=0,得10.55050/310.5L Z -==Ω+. 1.14 min122()444422LLLl φλπφφλππββππΓΓΓ=+=+=+, 所以min1sin()sin()cos()222LLl φφπβΓΓ=+=,min1cos()cos()sin()222L L l φφπβΓΓ=+=-.或:在min1l 处的输入阻抗为()00min1min100min1tan tan L L Z Z jZ l Z l Z Z jZ l βρβ+==+所以()0min10min1tan tan L L Z jZ l Z jZ l βρβ+=+ 1.15(a )终端短路:0L Z =,2200()j zj zL L Z Z z e e Z Z ββ---Γ==-+,23223()12j e πλλλ-⋅⋅Γ=-=-,033()tan()022Z jZ λβλ=⋅=或031()32()0321()2Z Z λλλ+Γ==-Γ. (b )终端开路:L Z =∞,2200()j zj zL L Z Z z e e Z Z ββ---Γ==+,2142551()5j j e e πλπλλ-⋅⋅-Γ==,0112()cot()cot 555Z jZ j λβλπ=-⋅=-. (c )虚线右半部分:负载为0Z ,长度为5λ传输线的输入阻抗000in 000000tan tan tan tan L L Z jZ d Z jZ dZ Z Z Z Z jZ d Z jZ dββββ++===++;是以,从最左端看去,负载为两个0Z 并联,等效负载阻抗为02Z .传输线输入端阻抗00in 0000tan 242tan 24Z jZ Z Z Z Z Z j λβλβ+==+, 反射系数002204000112()=-=332j j zj L L Z Z Z Z z ee e Z Z Z Z λββπ-----Γ==++. (d )终端短路的/4λ传输线输入阻抗为∞,终端匹配的/2λ传输线输入阻抗为0Z ,所以支节点处等效输入阻抗为00||Z Z ∞=;再经/2λ阻抗变换得输入端输入阻抗为0Z ,反射系数-j200200e =0Z Z Z Z λβ-Γ=+;(e )终端阻抗02Z 经由两个/2λ阻抗变换之后输入阻抗仍为02Z ,另一歧路在支节点处输入阻抗仍为0/2Z ,所以支节点处等效输入阻抗为0002Z ||Z /22Z /5=;再经/4λ阻抗变换得输入端输入阻抗为20005/22/5Z Z Z =,反射系数-j2-j 004002/533e =-e 2/577Z Z Z Z λβπ-Γ==+; (f )主线上第一节点处输入阻抗为0Z ,支线支节点处00in 0000tan 8tan 8Z jZ Z Z Z Z jZ λβλβ+==+,支节点等效输入阻抗000Z ||Z Z /2=,输入端等效阻抗仍为0/2Z ,反射系数-j200200/21e =/23Z Z Z Z λβ-Γ=-+;(g )支节点处输入阻抗0002Z ||2Z Z =,输入端输入阻抗0Z ,反射系数-j200200e =0Z Z Z Z λβ-Γ=+.1.160025-j25-5025251=0.20.425-j25+5075253L L L Z Z j jj Z Z j j-----Γ====--+--,1+2.6171-2ρΓ==≈Γ,距离负载0.375λ处阻抗in003tan252550850350(2525)tan825755050(2)2525LLLLZ jZ Z jZ j jZ Z ZZ jZ j jZ jZjjjλβλβ+---===---+-==--11125255050LY jj==+-,LY的实部等于01=50Y,依据传输线导纳公式:依据单支节在传输线上的匹配前提:()inY z的实部应为01=50Y,是以:()2211tan1zβ=-+,tan0zβ=或2当tan0zβ=时,单支线在主线0d=处(即终端负载处),此处()115050inY z j=+.是以短路支节导纳为11-=50j50tanjdβ,所以tan1dβ=,支节长度/8lλ=.当tan2zβ=时,单支线在主线arctan22dλπ=处,此处()115025inY z j=-.所以短路支节导纳为11=25j50tanjdβ,所以tan0.5dβ=-,支节长度()arctan0.52lλπ=-.1.17 已知1+51-ρΓ==Γ,所以-12+13ρρΓ==;相邻电压波节点之间的距离=452cmλ,所以=90cmλ;第一电流波腹点(电压波节点)设为min1l,则min12-LlβφπΓ=,所以min1=44LlφλλπΓ+,由=90cmλ,min1=20cml得-9LπφΓ=,所以923LjjL Le eπφΓ-Γ=Γ=,进而可求出9921+13=250725.19595.271213j LL jL e Z Z j e ππ--+Γ=≈-Ω-Γ-. 1.21(1)将负载阻抗归一化得30150.60.350L j z j +==+,对应圆图上点A;在等反射系数圆上往电源偏向顺时针扭转/6λ(120度)得到点B;读取B 点的阻抗为91.5493+j13.4512Ω; (2)将输入阻抗归一化得6055111+j 6012L j z +==,对应圆图上点A;从A点做OA 射线,得角度为65.3785;从A 点做等反射系数圆与X 轴右半轴交点,读出=2.4ρ;依据-10.4167+1ρρΓ=≈; (3)在X 轴左半轴读出1==0.42.5ρ的地位,对应圆图点A;在圆图等反射系数圆上,往负载偏向逆时针扭转0.15λ(108度),读出归一化负载阻抗为0.88-j0.91L z =,0(0.88-j0.91)52.854.6L Z Z j ==-Ω.1.22 将负载阻抗归一化0.5+j0.5L z =,对应圆图点A;从点A 沿电源偏向扭转2圈,得到'BB 处输入阻抗'0.50.5BB z j =+,''05050BB BB Z Z z j =⋅=+Ω’;再将'BB z 归一化对应圆图上点B,扭转4圈得到'0.250.25AA z j =+,''0200(0.250.25)5050AA AA Z Z z j j =⋅=⋅+=+Ω.2 第二章2.6 7.214a cm =,3.404b cm =,矩形波导的截止波长c λ=;对于10TE 模,m=1,n=0,214.428c a cm λ===,83310 2.0792914.42810c c cf GHz λ-⨯==≈⨯,故c f f <,不消失10TE 模; 对于01TE 模,m=0,n=1,2 6.808c b cm λ===,83310 4.406586.80810c c cf GHz λ-⨯==≈⨯,c f f <,也不消失01TE 模; 显然11TE 和22TE 模的截止频率大于10TE 和01TE ,也不成能消失11TE 模和22TE 模.2.7 10a mm =,6b mm =,对10TE 模,220c a mm λ===;对于01TE 模,212c b mm λ===;对于11TE 模,210.29c mm λ-===≈.2.9 22.8a mm =,10.15b mm =,工作波长12mm λ=.10TE 模:245.6c a mm λλ==>,可以消失; 01TE 模:220.3c b mm λλ==>,可以消失; 02TE模:10.15c b mm λλ===<,不成以消失;11TE (11TM )模:18.5454c mm λλ===≈>,可以消失;12TE (12TM ):9.9075c mm λλ===≈<,不消失;21TE (21TM )模:15.1641c mm λλ===≈>,可以消失;20TE模:22.8c a mm λλ===>,可以消失; 30TE模:215.23c a mm λλ===>,可以消失; 40TE模:111.42c a mm λλ===<,不成以消失; 31TE (31TM ):12.167c mm λλ===≈>,可以消失.2.15 圆波导的主模为11TE 模,其截止波长3.41 3.41310.23c R cm cm λ==⨯=;截止频率892310 2.931010.2310c f Hz -⨯==⨯⨯;波导波长2247.426w cm λ--====≈;波形阻抗111787TE Z ===Ω. 2.16 11TE 模 3.41 3.413c R cm cm λ==>,01TM 模 2.61 2.613c R cm cm λ==<,所以只能传输11TE 模.2.18 β=因为波在两波导中传输时β和K 都相等,所以截止波束c K 也相等,即两个波导中截止波长相等.矩形波导中10TE 模c K aπ=,22c ca K πλ==,圆波导01TE 模 1.64c R λ=,所以圆波导半径327.11108.671.64m R mm -⨯⨯=≈.2.21 衰减20lg 100c lL edB α-=-=,求出5ln1011.513115.13/0.1c dB m l α--===;已知8.686280)c παλ=⋅--,tan 0.001δ=,8931031010m cm λ⨯==⨯,由以上解得 3.00 3.41c cm R λ≈=,所以圆波导的半径0.88R cm =. 3 第三章3.5 微带线传输的主模是准TEM 模;现实上微带传输线的准TEM 模的场部分在空气中,部分在介质中,一般用等效介电常数eff ε来暗示这种情形对传输特征的影响.eff ε的界说如下:eff CC ε=,0C 为无介质填充时微带传输线单位长度的散布电容,C 为现实上部分填充介质时微带传输线的单位长度上的散布电容.介质填充系数1/2110[1(1)]2h q w-=++.当/1w h 时,1(1)eff r q εε≈+-.3.10 w/h=0.95<1,疏忽导带厚度,00860ln()460ln(8.4210.2375)129.5125h w Z w h=+=+=Ω,1/2110[1(1)]0.64732h q w-=++=,1(1)10.6473(9.51) 6.5eff r q εε≈+-=+⨯-=;050.79Z ===Ω. 4 第四章4.1 微波谐振器和低频谐振器回路重要有3点不合:1)LC 回路为集总参数电路,微波谐振器属于散布参数电路,所以LC 回路能量只散布在LC 上,而微波谐振器的能量散布在全部腔体中;2)LC 回路在L 及C 一准时,只有一个谐振频率,而微波谐振器有无穷多个谐振频率,这称为微波谐振器的多谐性;3)微波谐振腔储能多,损耗小,是以微波谐振器品德因数很高,比LC 回路的Q 值高许多. 4.40.1mλ=,3a 10m-=,21.510b m-=⨯,特征阻抗060ln 366bZ a=≈Ω; 810r 231022/ 1.885100.1r f v πωππλ⨯⨯===≈⨯;10110-9-521l 220.110.1=2 1.88510106621.2810+p 510r r r tg p CZ tg p mλλπωπ---=++⨯⨯⨯≈⨯⨯⨯. 4.9已知r f =f 3r GHz =时,有9310⨯=;f 6r GHz =时,有9610⨯=解得a 6.3cm =≈,l 8.2cm =≈,b<a. 4.12 l 10cm =时,l/R=2<2.1,最低谐振模式为010TM 模,谐振波长2.61 2.61513.05R cm cmλ==⨯=;l15cm=时,l/R=3>2.1,最低谐振模式为111TE模,谐振波长14.8cm λ=≈.。
微波技术基础思考题1、微波是一般指频率从300M至3000GHz范围内的电磁波,其相应的波长从1m至0.1mm。
从电子学和物理学的观点看,微波有似光性、似声性、穿透性、非电离性、信息性等重要特点。
2、导行波的模式,简称导模,是指能够沿导行系统独立存在的场型,其特点是:(1)在导行系统横截面上的电磁波呈驻波分布,且是完全确定的。
这一分布与频率无关,并与横截面在导行系统上的位置无关;(2)导模是离散的,具有离散谱;当工作频率一定时,每个导模具有唯一的传播常数;(3)导模之间相互正交,彼此独立,互不耦合;(4)具有截止特性,截止条件和截止波长因导行系统和因模式而异。
3、广义地讲,凡是能够导引电磁波沿一定的方向传播的导体、介质或由它们组成的导波系统,都可以称为传输线。
若按传输线所导引的电磁波波形(或称模、场结构、场分布),可分为三种类型:(1)TEM波传输线,如平行双导线、同轴线、带状线和微带线,他们都是双导线传输系统;(2)TE波和TM波传输线,如矩形、圆形、脊形和椭圆形波导等,他们是由金属管构成的,属于单导体传输系统;(3)表面波传输系统,如介质波导(光波导)、介质镜象线等,电磁波聚集在传输线内部及其表面附近沿轴线方向传播,一般是TE或TM波的叠加。
对传输线的基本要求是:工作频带宽、功率容量大、工作稳定性好、损耗小、易耦合、尺寸小和成本低。
一般地,在米波或分米波段,可采用双导线或同轴线;在厘米波段可采用空心金属波导管及带状线和微带线等;在毫米波段采用空心金属波导管、介质波导、介质镜像线和微带线;在光频波段采用光波导(光纤)。
以上划分主要是从减少损耗和结构工艺等方面考虑。
传输线理论主要包括两方面的内容:一是研究所传输波形的电磁波在传输线横截面内电场和磁场的分布规律(也称场结构、模、波型),称横向问题;二是研究电磁波沿传输线轴向的传播特性和场的分布规律,称为纵向问题。
横向问题要通过求解电磁场的边值问题来解决;各类传输线的纵向问题却有很多共同之处。
2014微波技术复习思考题“微波技术基础”复习思考题⼀、选择填空1. 微带线是⼀种波传输线;矩形波导可以传输或波;同轴线的主模是。
2. 均匀⽆耗传输线电路中,如果电压驻波⽐ρ=2.4,特性阻抗Z 0=50Ω,则电压波腹点的(等效)阻抗是。
电压波节点与负载相距d min =λ/3(λ为⼯作波长)试问负载阻抗的电抗部分是;【A. 电感性 B.电容性】3. 在圆波导传输的TM 01,TM 11,TE 01,TE 11波型中,主模是;具有轴对称场结构的TE 波型是;不存在极化简并的波型是和。
4. 微波⽹络参数中,按端⼝的输⼊输出波定义的是;⽹络级联是参量⽤的最多。
5. 波导波长与⽆界空间中波长的关系?6. ⼀个内半径为R ,长为l 的圆柱形谐振腔,当l<2.1R 和l >2.1R 时,腔中最低次模式?7. 分⽀元件魔T 的主要性质?8. 均匀⽆耗传输线电路中电压波腹点的阻抗和电压波节点的阻抗?9. 定向耦合器的技术指标?10. 互易⽹络散射矩阵[S]满⾜条件;互易⽆耗⽹络散射矩阵满⾜条件;参考⾯移动对S 参量的影响?⼆.计算题1.传输线的终端负载为(100-j50)Ω,⽤并联单株短路⽀线进⾏匹配,主线和⽀线的特性阻抗均为50Ω,试求⽀线的位置和长度。
2.写出矩形波导中纵向分量E Z 和H Z 满⾜的⽅程和边界条件。
3. 5-24在⼀个矩形谐振腔中,当⼯作波长为10cm 时,振荡模式为TE 101;当⼯作波长为5cm 时,振荡模式为TE 103,试求腔体a ,b ,l 的尺⼨(a=2b )。
4. ⽆耗传输线负载阻抗Ω=500Z ,30L Z =Ω(+j40),⼯作λ=60cm ,试求:若⽤四分之⼀波长阻抗变换器匹配,试求其特性阻抗Z'和安放位置D。
安放在电压最⼤点位置D=d max=(0.25-0.125)λ=7.5cm该处的输⼊阻抗z D=3.0,Z D=150Ω087Z'==Ω安放在电压最⼩点位置D=d min=(0.5-0.125)λ=22.5cm 该处的输⼊阻抗z D=0.33,Z D=16.5Ω029Z'==Ω5.利⽤线性⼆端⼝⽹络散射矩阵求输⼊端⼝的反射系数与负载反射系数的关系?6.威尔⾦森微带功率分配器的原理分析?7.⽹络⼯作衰减和插⼊相移的计算?8. 2-9, 2-10, 2-20三、问答题1.欲在同轴线中只传输TEM波型,其条件是什么?2.微波谐振腔的基本参量有哪些?这些参量与低频集总参数谐振回路的参量有何异同点?3.什么是模式简并?矩形波导中的模式简并与圆波导中的模式简并有何区别?4.矩形波导、圆波导以及同轴线中的主模各是什么模式?相应截⽌波长各是多少?5. 圆柱形谐振腔的模式指数m、n、p的意义是什么?矩形波导和圆波导中m、n的意义有何不同?6. 3-18什么是耦合微带线的奇偶模相速,试定性解释为什么奇模的相速度会⼤于偶模的相速度?7. 2-3试说明矩形波导内为什么不可能有沿轴向传输的TEM波型?。
微波技术基础课后习题答案1 第二章2.9 22.8a mm =,10.15b mm =,工作波长12mm λ=。
10TE 模:245.6c a mm λλ==>,可以存在;01TE 模:220.3c b mm λλ==>,可以存在;02TE模:10.15c b mm λλ===<,不可以存在;11TE (11TM )模:18.5454c mm λλ===≈>,可以存在;12TE (12TM ):9.9075c mm λλ===≈<, 不存在;21TE (21TM )模:15.1641c mm λλ===≈>, 可以存在;20TE模:22.8c a mm λλ===>,可以存在;30TE模:215.23c a mm λλ===>,可以存在; 40TE模:111.42c a mm λλ===<,不可以存在; 31TE (31TM ):12.167c mm λλ===≈>,可以存在。
2.11 根据空气填充矩形波导的几何尺寸,22.86a mm =,10.16b mm =。
10TE 模:245.6c a mm λ==;01TE 模:220.3c b mm λ==;20TE模:22.86c a mm λ===;11TE (11TM )模:18.5454c mm λ===≈; 因此在所有工作模式中,工作频率低于20TE 模截止频率且高于10TE 模截止频率的传输频率才能实现单模传输。
其对应的频率范围是1083310 6.5645.7210TE m s f GHz m -⨯==⨯,208331013.1222.8610TE m s f GHz m-⨯==⨯。
因此该矩形波导单模传输的频率范围是6.5613.12GHz f GHz <<。
2.15 圆波导的主模为11TE 模,其截止波长3.41 3.41310.23c R cm cm λ==⨯=; 截止频率892310 2.931010.2310c f Hz -⨯==⨯⨯;波导波长2247.426w cm λ--====≈;波形阻抗111787TE Z ===Ω. 2.20 对于传输01TE 模式的圆波导,磁场只有r H 和z H 分量,并且在波导管壁内表面只有z H 磁场分量。
第一章传输线理论1-1.什么叫传输线?何谓长线和短线?一般来讲,凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同体组成的导波系统,均可成为传输线;长线是指传输线的几何长度l远大于所传输的电磁波的波长或与λ可相比拟,反之为短线。
(界限可认为是l/λ>=0.05)1-2.从传输线传输波形来分类,传输线可分为哪几类?从损耗特性方面考虑,又可以分为哪几类?按传输波形分类:(1)TEM(横电磁)波传输线例如双导线、同轴线、带状线、微带线;共同特征:双导体传输系统;(2)TE(横电)波和TM(横磁)波传输线例如矩形金属波导、圆形金属波导;共同特点:单导体传输系统;(3)表面波传输线例如介质波导、介质镜像线;共同特征:传输波形属于混合波形(TE波和TM 波的叠加)按损耗特性分类:(1)分米波或米波传输线(双导线、同轴线)(2)厘米波或分米波传输线(空心金属波导管、带状线、微带线)(3)毫米波或亚毫米波传输线(空心金属波导管、介质波导、介质镜像线、微带线)(4)光频波段传输线(介质光波导、光纤)1-3.什么是传输线的特性阻抗,它和哪些因素有关?阻抗匹配的物理实质是什么?传输线的特性阻抗是传输线处于行波传输状态时,同一点的电压电流比。
其数值只和传输线的结构,材料和电磁波频率有关。
阻抗匹配时终端负载吸收全部入射功率,而不产生反射波。
1-4.理想均匀无耗传输线的工作状态有哪些?他们各自的特点是什么?在什么情况的终端负载下得到这些工作状态?(1)行波状态:0Z Z L =,负载阻抗等于特性阻抗(即阻抗匹配)或者传输线无限长。
终端负载吸收全部的入射功率而不产生反射波。
在传输线上波的传播过程中,只存在相位的变化而没有幅度的变化。
(2)驻波状态:终端开路,或短路,或终端接纯抗性负载。
电压,电流在时间,空间分布上相差π/2,传输线上无能量传输,只是发生能量交换。
传输线传输的入射波在终端产生全反射,负载不吸收能量,传输线沿线各点传输功率为0.此时线上的入射波与反射波相叠加,形成驻波状态。
绪论什么是微波,微波有什么特点,微波有那些应用第一章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其解为其参量为,,,3.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) 当时,传输线工作于行波状态。
线上只有入射波存在,电压电流振幅不变,相位沿传播方向滞后;沿线的阻抗均等于特性阻抗;电磁能量全部被负载吸收。
(2) 当、和时,传输线工作于驻波状态。
线上入射波和反射波的振幅相等,驻波的波腹为入射波的两倍,波节为零;电压波腹点的阻抗为无限大,电压波节点的阻抗为零,沿线其余各点的阻抗均为纯电抗;没有电磁能量的传输,只有电磁能量的交换。
(3) 当 时,传输线工作于行驻波状态。
行驻波的波腹小于两倍入射波,波节不为零;电压波腹点的阻抗为最大的纯电阻,电压波节点的阻抗为最小的纯电阻;电磁能量一部分被负载吸收,另一部分被负载反射回去。
4. 表征传输线上参量有反射系数,驻波比 和输入阻抗间关系。
它们之间的关系为 0000tan '1(')(')tan '1(')l in l Z jZ z z Z z Z Z Z jZ z z ββ++Γ==+-Γ (2 )2 2 00()()()L L j j z j z j z L L L inin z e e e e Z z Z Z z Z ϕβϕββ'''----'Γ=Γ=Γ=Γ'-='+5. 阻抗圆图和导纳圆图是传输线进行阻抗计算和阻抗匹配的重要工具。
这部分主要是搞清楚圆图的组成原理,通过练习加深理解。
6.传输线阻抗匹配方法常用阻抗变换器和分支匹配器(单分支、双分支和三分支)第二章 常用微波传输线1. 本章主要讨论了矩形波导、圆波导、同轴线、其中矩形波导、圆波导和同轴线易采用场解法来分析其场分布和传输特性,特别是矩形导波系统TE10模的传输特性,包括截止波数,截止波长,波导波长、波阻抗、相速度等的分析与求解2. 各类传输线内传输的主模及其截止波长和单模传输条件3. 了解波导的激励与耦合方法第三章 微波集成传输线1. 了解微波集成传输线的特点及分类2. 掌握带状线、微带线中传输的模式及其场分布,了解它们的主要传输特性,了解微带线的色散特性及其衰减3. 掌握耦合微带线中传输的模式及其场分布,了解耦合微带线的分析方法;奇偶模分析方法,了解特性阻抗与耦合松紧的关系第四章微波网络1.微波系统包括均匀传输线和微波元件两大部分。
微波技术基础习题答案华科微波技术基础习题答案华科微波技术是现代通信领域中的重要一环,它涉及到无线通信、雷达、卫星通信等众多应用。
在学习微波技术的过程中,习题是一个非常重要的辅助工具,通过解答习题可以帮助我们巩固所学的知识,并且提高我们的解决问题的能力。
下面是华中科技大学微波技术基础习题的答案,希望对大家的学习有所帮助。
一、选择题1. 以下哪项不是微波技术的应用领域?A. 无线通信B. 雷达C. 卫星通信D. 电视广播答案:D2. 微波技术中,波长范围一般为:A. 1 mm - 1 cmB. 1 cm - 1 mC. 1 m - 1 kmD. 1 km - 1 m答案:A3. 微波传输线的特点是:A. 传输损耗小B. 传输速度快C. 传输带宽大D. 以上都是答案:D4. 以下哪个是微波技术中常用的天线类型?A. 偶极子天线B. 棱角天线C. 高增益天线D. 以上都是答案:D5. 在微波技术中,常用的传输介质是:A. 真空B. 空气C. 金属D. 介质答案:D二、填空题1. 微波技术中,一般使用的频率范围是______ GHz。
答案:1-3002. 微波传输线的特点之一是传输损耗______。
答案:小3. 微波技术中,常用的天线类型之一是______天线。
答案:偶极子4. 微波技术中,常用的传输介质是______。
答案:介质5. 微波技术中,常用的调制方式之一是______调制。
答案:频率三、简答题1. 请简述微波技术的应用领域。
微波技术广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
在无线通信中,微波技术被用于移动通信、无线局域网等,可以实现高速、稳定的无线数据传输。
在雷达领域,微波技术可以实现目标的探测、跟踪和定位,广泛应用于军事、航空等领域。
在卫星通信中,微波技术实现了地球与卫星之间的长距离通信,使得人们可以通过卫星实现远距离的通信和数据传输。
2. 请简述微波传输线的特点。
微波传输线具有传输损耗小、传输速度快和传输带宽大的特点。
《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。
通信微波技术基础思考题
微波技术与天线复习提纲(2010级)
一、思考题
1.什么是微波?微波有什么特点?
试解释一下长线的物理概念,说明以长线为基础的传输线理论的主要物理现象有哪些?一般是采用哪些物理量来描述?
3.微波技术、天线与电波传播三者研究的对象分别是什么?它们有何区别和联
系?
4.试解释传输线的工作特性参数(特性阻抗、传播常数、相速和波长)
5.传输线状态参量输入阻抗、反射系数、驻波比是如何定义的,有何特点,并
分析三者之间的关系
6.简述传输线的行波状态,驻波状态和行驻波状态。
7.分析无耗传输线呈纯驻波状态时终端可接那几种负载,各自对应的电压波腹
点分布
8.阻抗匹配的意义,阻抗匹配有哪三者类型,并说明这三种匹配如何实现?
9.负载获得最大输出功率时,负载与源阻抗间关系:
史密斯圆图是求解均匀传输线有关和问题的一类曲线坐标图,图上有两组坐标线,即归一化阻抗或导纳的的等值线簇与的等值线簇,所有这些等值线都是圆或圆弧,故也称阻抗圆图或导纳圆图。
导纳圆图可以通过对旋转180°得到。
阻抗圆图的上半部分呈性,下半部分呈性。
Smith圆图与实轴左边的交点为点,与横轴右边的交点为点。
Smith圆图实轴上的点代表点,左半轴上的点为电压波点,右半轴上的点为电压波点。
在传输线上负载向电源方向移动时,对应在圆图上应旋转,反之在传输线上电源向负载方向移动时,对应在圆图上应旋
转。
TEM、TE和TM波是如何定义的?什么是波导的截止性?分别说明矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微带线的主模是什么?
简述述矩形波导传输特性的主要参数定义:相移常数,截至波长,截至波数,波导波长,相速度,TE波和TM波的波阻抗
13.导波系统中工作波长与波导波长的区别。
14.为什么空心的金属波导内不能传播TEM波?
15.圆波导中的主模为,轴对称模为,低损耗模为
16.说明圆波导中TE01模为什么具有低损耗特性。
17.什么叫模式简并现?矩形波的和圆波导的模式简并有何异同?
18.圆波导中波型指数m和n的意义是什么?圆波导中单模传输的条件是什么?
19.波导激励的方法有:,,。
20. 微波集成传输线的特点及分类。
带状线传输主模TEM 模时,必须抑制高次模和;微带线的
高次模有和。
微带线的特性阻抗随着w/h 的增大而。
相同尺寸的条件下,εr 越大, 特性阻抗越。
23. 微波网络基础中,如何将波导管等效成平行传输线的?
24. 列出微波等效电路网络常用有5 种等效电路的矩阵表示,并说明矩阵中的参
数是如何测量得到的。
25. 双口网络中S11= ,S21= 。
26. S 参数如何测量。
27. 多口网络[S]矩阵的性质:网络互易有,网络无耗有,网络
对称时有
28. 简述微波元器件中有源元器件和无源元器件在微波电路中的作用。
29. 微波元器件按照变换性质分为,,。
30. 阻抗匹配元器件的定义,作用,并举例说明有哪些阻抗匹配元件。
写出理想的双口元件的[S]矩阵,理想衰减器的[S]= ,理想相移器[S]= ,理想隔离器[S]= 。
32. 功率分配元器件的定义,并举例说明有哪些?
33. 简述双分支定向耦合器的工作原理,并写出3dB 双分支定向耦合器的[S]矩阵。
34. 简述E-T 和H-T 分支的主要区别,并画出它们的等效电路。
35. 简述天线的定义和功能
36. 简述天线近场区和远场区的特点
37. 天线的电参数有哪些?
电基本振子的归一化方向函数()F ,=θφ ,方向系数D= ,辐
射电阻R =∑ ,3dB 波瓣宽度0.52=θ .39. 试画出沿z 轴放置电基本振子的E 平面和H 平面的方向图。
40. 解释天线的方向图,以及E 面和H 面?
41. 简述什么是天线的极化,极化的分类?
42. 简述波瓣宽度
43. 从接收角度讲, 对天线的方向性有哪些要求?
44. 什么是衰落?简述引起衰落的原因。
45. 什么是波长缩短效应?试简要解释其原因。
46. 证明方向性系数()22004,sin D F d d πππ
θφθθφ=??
47.对称振子天线在臂长等于多少时方向性最好?
48.半波对称振子的方向系数
49.半波振子的2θ
0.5
50.天线的有效面积
51.简述天线增益的定义。
52.写出阵列天线的方向图乘积定理,并作说明。
53. 采用天线阵可增强方向性,其主要原理是什么?
二、课后习题
1.4; 1.6; 1.10; 1.12; 1.13; 1.17 ;
2.3; 2.7 2.10; 2.14;
4.2; 4.4; 4.5; 4.6; 4.7 4.8; 6.5; 6.6; 8.4;8.5 考试题型:
一、填空题(10分)
二、名词解释(12分)
三、简答题(30分)
四、计算题(48分)
考试时间:2013.6.7 (19:00—21:00)
考试地点:新2-203 通信1001,通信1002
新2-204 通信1003,通信1004
新2-205 通信1005,通信1006
新2-206 信息sy1001,通信gj1001
考试形式:闭卷。