2022年微波技术与天线考试试卷2 .pdf

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1、一、填空1、充有25.2r介质的无耗同轴传输线，其内、外导体直径分别为mmbmma72,22，传输线上的特性阻抗_0Z。（同轴线的单位分布电容和单位分布电感分别70120104,F1085.8,ln2ln2mabLabC和mH) 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）。4、已 知 某 天 线 在 E平 面 上 的 方 向 函 数 为4sin4sinF， 其 半 功 率 波 瓣 宽 度_25. 0。5、旋转抛物面

2、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、判断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况下才能形成纯驻波状态。（错）3、由于沿 smith圆图转一圈对应2，4变换等效于在图上旋转180，它也等效于通过圆图的中心求给定阻抗（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抗匹配时，则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。 （

3、 错）6、导行波截止波数的平方即2ck一定大于或等于零。 （ 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0Q和等效电导0G是微波谐振器的三个基本参量。（ 对）9、天线的辐射功率越大，其辐射能力越强。（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、在波导激励中常用哪三种激励方式？（6分）（1）电激励；（2）磁激励：（ 3）电流激励。3、从接受角度来讲，对天线的方向性有哪些要求？(9 分 ) （1）主瓣宽度尽可能窄，以抑制干扰；（2）旁

4、瓣电平尽可能低；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页（3）天线方向图中最好能有一个或多个可控制的零点，以便将零点对准干扰方向，而且当干扰方向变化时，零点方向也随之改变；四、计算题 （41分）1、矩形波导 BJ-26的横截面尺寸为22 .434.86ammb，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模式？（6分）（2）计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计算公式，计算各波型

5、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页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细长结构的天线称为线天线。10、在无线电波传输过程中，产生失真的原因主要有媒质的色散效应和随机多径传输效应。二、判断题（每题1 分，共 10 分）1、TE 波和 TM 波的最低次模分别为11

6、TE和10TM（错）2、将0zE而0zH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，天线的辐射能力越强（错）5、天线通信的最佳功率max85.0ffopt（对）6、智能天线技术使得空分多址（SDMA ）成为可能（对）7、若无耗线处于行波状态时，则终端反射系数为11，且0ZZin（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、负载吸收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）

7、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围内，HE11 模的损耗较小；（3）它可以直接由矩形波导的主模10TE激励，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）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控制的零点，以便将零点对准干扰方向，而且当干扰方向变化时，零点方向也随之改变；4、为什么规则金属波导内不能传播TEM 波？答：

8、如果存在TEM 波，则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不存在传播方向上的传导电流，故必须要求有传播方向的位移电流。由tDJd，知传播方向有电场存在，而与TEM 波的定义相矛盾。四、 计算题（共36 分）1、一根 75均匀无耗传输线，终端接有负载111jXRZ，欲使线上电压精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页驻波比为3，则负载的实部1R和虚部1X应满足什么关系？(6 分) 解：由驻波比3，可得终端反射系数的模值应为5.01

9、11于是5.001011ZZZZ将75,0111ZjXRZ代入上式，整理得负载的实部1R和虚部1X应满足的关系式为22121100125XR即负载的实部1R和虚部1X应在圆心为0 ,125、半径为100 的圆上，上半圆的对应负载为感抗，而下半圆的对应负载为容抗。2、设某矩形波导的尺寸为,4,8cmbcma试求工作频率在3GHZ 时该波导能传输的模式。 （8 分）解：由,3GHZf得mfc1.0macTE16.0210mbcTE08.0201mbaabcTM0715.022211可见，该波导在工作频率为3GHZ 时只能传输10TE模。3、直立接地振子的高度,15mh当工作波长m450时，求此天线

10、的有效高度及辐射电阻。若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zhkIzIms i n根据有效高度的定义有zhkIdzzIhIhmheinmsin00dz精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页天线的有效高度为mhkhkhein5.7tan22tan1在无限大理想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，因此其辐射电阻为同样长度的自由空间对称振子辐射电阻的一半。根据上述分析和式sin1520202FIPmdd，单

11、极天线的辐射功率为cos21520202FIPmdd所以单极天线的辐射电阻为dR02cos15cossin15cos30用 MATLAB 编程计算得0191.0R可见，当天线高度h时，辐射电阻是很低的。根据效率的定义有%5 .815sin502.002.0sin221khRRR4、设某系统如图所示，双端口网络为无耗互易对称网络，在终端参考面2T处接匹配负载，测得距参考面1T距离gl125.01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）解:参考面的外反射系数2 .05 .25 .0111ggg125.044 S 1l0Z1T2T0Z精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页212.02.0211jeejj于是2.0111jS网络对称，2 .02211jSS网络互易，2112SS故，S可表示为：2. 02 .01212jSSjS网络无耗，故ISS*, 即：10012 .02 .02 .02.01212*12*12jSSjJSSj02.02.0104.0*1212212SjSjS9798.012S2 .09798.09798.02 .0jjS精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页