2022年微波技术与天线考试试卷4.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 一、填空1、充有r2 .25介质的无耗同轴传输线,其内、外导体直径分别为2a2mm ,2 b7mm,传输线上的特性阻抗Z0_；（同轴线的单位分布电容和单位分布电感分别C2ba和L2lnba,08. 851012Fm,04107Hm _ 处,在电场作用下ln2、匹配负载中的吸取片平行地放置在波导中电场最吸取片剧烈吸取微波能量,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 _ 两个重量,它们在空间上_ （选填：平行,垂直）,在时间上_ _（选填：同相,反相）；4、5、已 知 某 天 线 在 E 平 面 上 的 方 向 函 数 为Fsi

2、n4sin4, 其 半 功 率 波 瓣 宽 度2.05_旋转抛物面天线由两部分组成,_ _把高频导波能量转变成电磁波能量并投向抛物反射面,而抛物反射面将其投过来的球面波沿抛物面的_ _向反射出去,从而获得很强_ ；二、判定1、传输线可分为长线和短线,传输线长度为 3cm,当信号频率为 20GHz 时,该传输线为短线；（错）2、无耗传输线只有终端开路和终端短路两种情形下才能形成纯驻波状态；（错 ）3、由于沿 smith圆图转一圈对应,变换等效于在图上旋转 180 ,它也等效于通过圆图的中心求2 4给定阻抗（或导纳）点的镜像,从而得出对应的导纳（或阻抗）；（对）4、当终端负载阻抗与所接传输线特性阻

3、抗匹配时,就负载能得到信源的最大功率；（错）5、微带线在任何频率下都传输准 TEM 波；（ 错）6、导行波截止波数的平方即2 k 肯定大于或等于零； （ 错）7、互易的微波网络必具有网络对称性；（错）8、谐振频率 0f 、品质因数 Q 和等效电导 G 是微波谐振器的三个基本参量；（ 对）9、天线的辐射功率越大,其辐射才能越强；（错 ）10、二端口转移参量都是有单位的参量,都可以表示明确的物理意义；（错）三、简答题（共 19分）1、提高单级天线效率的方法？（4分）（ ）提高天线的辐射电阻（ ）降低损耗电阻；2、在波导鼓励中常用哪三种鼓励方式？（6分）（1）电鼓励；（ 2）磁鼓励：（ 3）电流鼓励

4、；名师归纳总结 3、从接受角度来讲,对天线的方向性有哪些要求？9 分 第 1 页,共 8 页（1）主瓣宽度尽可能窄,以抑制干扰；（2）旁瓣电平尽可能低；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （3）天线方向图中最好能有一个或多个可掌握的零点,以便将零点对准干扰方向,而且当干扰方向变化时,零点方向也随之转变；四、运算题 （41分）21、矩形波导 BJ-26的横截面尺寸为 a b 86 . 4 43 2. mm,工作频率为 3GHz ,在终端接负载时测得行波系数为 0.333,第一个电场波腹点距负载 6cm,今用螺钉匹配；回答以下问题；（1）波导中分别能传输哪些

5、模式？（6分）（2）运算这些模式相对应的 p , p 及 g；（9分）解：（1）利用矩形波导的截止波长的运算公式,运算各波型的截止波长；然后由传输条件 a/2. 6、 微带传输线的基本结构有两种形式：带状线和微带线,其衰减主要是由导体损耗和介质损耗引起的；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 7、 建立在等效电压、等效电流和等效特性阻抗基础上的传输线称为等效传输线；8、 极化方式主要有椭圆极化、圆极化和线极化三种方式；9、 横向尺寸远小于纵向尺寸并小于波长的瘦长结构的天线称为线天线；10、在无线电波传输过程中,产生失真的

6、缘由主要有媒质的色散效应和随机多径传输效应；二、判定题（每题 1 分,共 10 分）1、TE 波和 TM 波的最低次模分别为 TE 11 和 TM 10（错）2、将 E z 0 而 H z 0 的波称为 TE 波（错）3、描述光纤传输特性主要是色散和损耗（对）4、辐射电阻越大,有效长度越短,天线的辐射才能越强（错）5、天线通信的正确功率 f opt 0 . 85 f max（对）6、智能天线技术使得空分多址（SDMA ）成为可能（对）7、如无耗线处于行波状态时,就终端反射系数为 1 1,且 Z in Z 0（错）8、相速度可以用来表示波能量的传输速度（错）9、多径效应造成了天线系统传输过程中信

7、号的衰落（对）10、天线接收的功率可分为三个部分：接收天线的再辐射功率、负载吸取的功率和媒质的损耗功率；（对）三、简答题（每题 6 分,共 24 分）1、微波的特点有哪些？答：（1）似光性（2）穿透性（ 3）款频带特性（4）热效应特性（5）散射特性（6）抗低频干扰特性2 、 HE11 模的主要优点？（1）它不具有截止波段,而其它模只有当波导直径大于0.626时,才有可能传输；（2）在很宽的频带和较大的直径变化范畴内,HE11 模的损耗较小；（3）它可以直接由矩形波导的主模TE10鼓励,而不需要波型变换；3、从接受角度来讲,对天线的方向性有哪些要求？（ 4）主瓣宽度尽可能窄,以抑制干扰；（ 5）

8、旁瓣电平尽可能低；（ 6）天线方向图中最好能有一个或多个可掌握的零点,以便将零点对准干扰方向,而且当干扰方向变化时,零点方向也随之转变；4、为什么规章金属波导内不能传播 TEM 波？答：假如存在 TEM 波,就要求磁场应完全在波导的横截面内,而且是闭合曲线,由麦克斯韦第一方程知,闭合曲线上磁场的积分应等于曲线相交链的电流,由于空心金属波导中名师归纳总结 不存在传播方向上的传导电流,故必需要求有传播方向的位移电流；由J dDt,知第 5 页,共 8 页传播方向有电场存在,而与TEM 波的定义相冲突；四、 运算题（共36 分）1、一根 75匀称无耗传输线,终端接有负载Z1R 1jX1,欲使线上电压

9、- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 驻波比为 3,就负载的实部R 和虚部X 应满意什么关系？6 分 解：由驻波比3,可得终端反射系数的模值应为代入上式,整理得负载的实部R 和110.51于是1Z 1Z00 . 5将Z1R 1jX1,Z075Z 1Z0虚部X 应满意的关系式为100 的圆上,上半圆的对应负载为R 11252X210021即负载的实部R 和虚部X 应在圆心为1250,、半径为感抗,而下半圆的对应负载为容抗；2、设某矩形波导的尺寸为a8 cm ,b4cm,试求工作频率在3GHZ 时该波导能传输的模式；（8 分）解：由 f 3GHZ , 得c0

10、. 1 mfcTE 10 2 a 0 . 16 mcTE 01 2 b 0 . 08 mcTM 11 22 ab2 0 . 0715 ma b可见,该波导在工作频率为 3GHZ 时只能传输 TE 10 模；3、直立接地振子的高度 h 15m , 当工作波长 450 m 时,求此天线的有效高度及辐射电阻；如归于输入电流的损耗电阻为 5,求天线的效率； （10 分）解：设天线上电流分布为IzIm s i n khz依据有效高度的定义有名师归纳总结 ImheinhIzdzhImsinkhzdz第 6 页,共 8 页00- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 天线的

11、有效高度为hein1tankh2tanh7 . 5 mk2在无限大抱负导电地面上的单极天线的辐射电阻的求法与自由空间对称振子的辐射电阻求法完全相同； 但单极天线的镜像部分并不辐射功率,对称振子辐射电阻的一半；因此其辐射电阻为同样长度的自由空间依据上述分析和式P15I22200FF2sindddd,单极天线的辐射功率为m0P15 2I22cosm0所以单极天线的辐射电阻为2R300cos15sincos 15dcos用 MA TLAB 编程运算得可见,当天线高度hR0 .0191时,辐射电阻是很低的；依据效率的定义有R 0 . 022 8 5. %R R 1 sin kh 0 . 02 5 si

12、n 2154、设某系统如下列图,双端口网络为无耗互易对称网络,在终端参考面 T 处接匹配负载,测得距参考面 1T 距离 l 1 0 . 125 g 处为电压波节点,驻波系数为 1.5,试求该双端口网络的散射矩阵；（ 12 分）1lZ0T 1 S T2Z0解:参考面的外反射系数1105.02.125.名师归纳总结 4gg0.125g第 7 页,共 8 页4- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 12名师归纳总结 j0 .0 .0411ejj0 . 2 e2j0 . 20 . 9798第 8 页,共 8 页于是S 111j0 .2网络对称,S11S 22j02.网络互易,S 12S 21故, S 可表示为：Sj0 2.S 12S 12j.0 2网络无耗,故S*SI, 即：j0 .2* S 12j02.S 122.10* S 12J0 2.S 12j001S 12210S 120 .9798Sj0 2.2S 12j0 .2S 12*0 . 9798j0 2.- - - - - - -