微波技术与天下资料-范瑜-排版讲解学习.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。微波技术与天下资料-范瑜-排版-微波技术与天线(课程资料)-v1.0一填空1.矩形波导传输的主模为TE10；微带线传输的主模为TEM模，同轴线传输的主模为TEM模。2.测得一微波传输线的反射系数的模为0.5，则驻波系数等于3；若传输线特性阻抗为75欧姆，则波节点的输入阻抗为25。3.微波传输线是一种分布参数电路，其线上的电压和电流沿线的分布规律可以由传输线方程来描述。4.均匀无耗传输线的特性阻抗为，终端负载获得最大功率时，负载阻抗ZL。5.矩形波导尺寸a=2cm，b=1.1cm，若在此波导中只传输TE1

2、0模，则其中电磁波的工作波长范围为2.2cmZ0时，第一个电压波腹点在终端；当负载为感性阻抗是，第一个电压波腹点距离终端的距离在0z1的介质，只传输TE10波的条件又是什么？0.1000.890019测得某二端口网络的S矩阵为 00.8900.200，问此二端口网络是否互易和无耗？若在端口2短路，求端口1处的反射损耗。20求下图所示终端接匹配负载时的输入阻抗，并求出输入端匹配的条件。21求下图所示并联网络的S矩阵。22微波网络的S矩阵具有什么特点？S矩阵的幺正性表示了什么意义？23写出1GHz，10nH的串联电感的S参数，设特征阻抗是50欧姆，此S矩阵有什么特点？24五直线阵，其中心连线单元边

3、射阵，天线元间距为半个波长，各天线元上的电流振幅按照1:2:3:2:1的比例分布。试确定阵因子和归一化方向图。p25已知某天线在E平面上的方向函数为F(q)=cos4cosq-p，求E平面波峰位置并4微波技术与天线(课程资料)-v1.0计算其半功率波瓣宽度。26、微波电路路如图所示，已知均匀无耗线特性阻抗为Z0=50W，负载阻抗Zl=(1-j)Z0eZg=Z0ABCDI=0.1A(振幅值)Z0rZ1ZlZl4l40（1）Zl=？时，AB段是行波状态？（2）指出BC，CD段的工作状态（行波、驻波、行驻波），并求出各段的电压驻波比rBC，rCD。（3）BC段中电压波节点距负载求Zl（C点）的最小距

4、离Zmin=?27空气媒质矩形波导尺寸为：宽边a=23mm，窄边b=10mm。求此波导只传TE10波的工作频率范围；（2）此波导只传TE10波时，在波导宽边中央测得两个相邻的电场强度波节点相距22mm，求工作波长l；28如图所示电路中Z0Zgg=50W，信源Zl4=Z0，源电动势为el2=100v(复数振幅值)，ZL=2Z0eZ0rZ1Z0ZL=2Z0ABC（1）指出AB，BC段上的工作状态。（2）求出AB，BC段上的电压驻波比rAB,rBC。（3）求B点的电压值UB和BC段电压波节点处的阻抗。29已知无耗TEM传输线特性阻抗Z0传输线中断为电压波腹点，求=50W，电压波节点阻抗为25W、该点

5、电压Umin=5V。（1）终端反射系数Gl和负载阻抗Zl及负载吸收功率Pl（2）若用l阻抗变换器进行匹配，求阻抗变换器接入位置d和l阻抗变换器的特性阻抗Z。440微波技术与天线(课程资料)-v1.00.100.8900.2030测得某二端口网络的S参数矩阵为S=0.890问：（1）此二端口网络是否互易和无耗，用S参数说明；（2）若端口2接短路负载，求端口1处的电压驻波比rm。31已知一个无耗互易对称的二端口元件，输出端接匹配负载，测得输入端的反射系数为0.8jp/2Gl= e，求（1）S11,S21,S22；（2）求该元件的工作特性参数：输入驻波比r、电压传输系数T和元件的固有衰减L(dB)（

6、3）若输出端接开路负载，求输入端的电压驻波比rin。32已知天线归一化方向图函数为F(q,j)，（1）写出最大辐射方向的方向系数D的表达式；（2）若已知天线方向系数为D=100，输入功率为Pm=100W，该天线效率为hA=0.6，请计算最大辐射方向r=10km处的辐射场强度（峰值）。（3）若保持最大辐射方向上r方向系数。=20km处的电场强度振幅与r=10km处相等，求此时天线的33如图所示，3个半波振子（2l=l）形成均匀直线阵列，电流分布如图所示，架设于理2想地面上，求纸平面的方向图函数f(D)。pjIe2Ip-jIe22lhDddD=0d=l4h=l4l-工作波长34空气波导终端接喇叭天

7、线。已知矩形波导宽边和窄边尺寸a=2.3cm，b=1.0cm。波导上传输TE10模时测得波导上相邻电场最大值之间的间距为2.2cm。试求：（1）波导上TE10单模传输的频率范围。（2）波导波长lg、工作波长l和相速vp。微波技术与天线(课程资料)-v1.0d1abd235如图所示，2个半波振子（2l=l）形成均匀直线阵，架设于理想地面上，电流分布如2图所示。求纸平面的方向函数f(D)。d=l4IIe-j90H=l2Ds1136某一个同轴波导的转换接头的散射矩阵为：S=s21s12s，求：端口2匹配时端口1的22驻波比r1；端口1匹配时端口2的驻波比r237已知某天线的方向性函数为f(q)=1+

8、sinq，求归一化方向性函数F(q)、方向性系数、半功率宽度。38在特征阻抗为600欧姆的均匀无耗传输线上测得电压最大值是200V，电压最小值是40V，第一个电压最小值距离负载的位置是0.15个波长，求负载ZL。现在用特征阻抗为600欧姆的并联单支节进行匹配，求出支节的位置和长度。39在一均匀无耗传输线上传输频率为3GHz的信号，已知其特征阻抗为Z0=100W，终端接ZL=75+j100W的负载，求：传输线上的驻波系数、离终端10cm处的反射系数、离终端2.5cm处的输入阻抗。40特征阻抗Z0=50W的理想传输线，终端接有负载阻抗ZL=100+j75W，可以用以下方法实现l4阻抗变换器匹配：即

9、在终端前接一段终端短路传输线，如下图所示。求这种情况下l4阻抗变换器的特征阻抗Z01及短路线的长度。微波技术与天线(课程资料)-v1.041试求图示终端接匹配负载时候的输入阻抗，并求输入端匹配的条件。解：不引起反射的条件为：从而求得：一般可取42设双端口网络的S参数已知，终端接有负载ZL，如下图所示，求输入端的反射系数。四Smith圆图试题（要求写出必要步骤）：1已知传输线的特征阻抗为，工作波长，负载阻抗。求第一个电压波腹点至终端的距离、驻波比，行波系数。2在特性阻抗的无耗传输线上，测得，第一个电压波节点距离终端0.15，求负载阻抗及负载导纳。微波技术与天线(课程资料)-v1.03一无耗传输线

10、的特性阻抗为，长度为10cm，假如输入阻抗，求出负载阻抗；为了替代需要用多长的终端短路传输线。4已知传输线特性阻抗为，线长,，距离始端最近的电压波腹点至始端距离为，求和。5特征阻抗为50欧姆的长线，终端负载不匹配，沿线电压波腹为20V，波节为12V，距离终端最近的电压波腹点距离终端的距离为0.37l，求负载阻抗的大小。6已知YL=(0.2-j0.4)Y0，工作波长l=10cm。求第一个电压波节点和第一个电压波腹点到负载的距离、驻波比和行波系数。7已知传输线的特性阻抗为Z0=50W，终端负载阻抗，求距离终端负载处的输入阻抗。8已知传输线的特性阻抗，终端接负载阻抗，求终端反射系数及距离终端第一个电

11、压波腹点至终端的距离。简答题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.从接收角度来说，对天线的方向性有哪些要求？（1） 主瓣宽度尽可能窄，以抑制干扰；（2） 旁瓣电平尽可能低；（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；3.为什么规则金属波导内不能传播TEM波？答：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，

12、故必须要求有传播方向的位移电流。由，知传播方向有电场存在，而与TEM波的定义相矛盾。4. 从接受角度来讲，对天线的方向性有哪些要求？1.主瓣宽度尽可能窄，以抑制干扰；2.旁瓣电平尽可能低；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；5.什么是方向图乘积定理？6.什么是边射天线阵？什么是端射天线阵？7.解释矩形波导中“简并波”的概念，并给出矩形波导中一对简并波型。8.定性的阐述矩形波导中主模的场结构分布规律。9.请画出矩形波导TE10模式下的横截面场分布（E线，H线）10.同轴线中TEM模式下，请画出横截面的场分布（E线，H线）11.请简要概述电磁波在矩形波导中的传输特点。12.名词解释：1天线输入阻抗；2天线辐射阻抗；3天线损耗电阻；4天线效率；5天线极化13.什么叫做天线的收发互易特性？微波技术与天线(课程资料)-v1.0