通信微波期中测试参考答案.ppt

微波技术与天线期中测试一 填空1分米波段的频率范围为300M 3G 划分为UHF L LS等几个波段2中心频点为3G的S波段如果选用矩形波导做传输线 应选用型号为BJ26 32的矩形波导 空气填充时 3根据 在 1的位置上为电压波节 电流波腹点 在1的位置上为电压波腹 电流波节点 两者的间隔为 4针对某个频点的短路对应串联谐振网络 开路对应并联谐振网络5外导体内径为b 7mm 内导体外径为a 2mm 空气填充的同轴线 其特性阻Z0 75 最高工作频率为1 061x1010Hz6典型耦合器端口1输入100mW 如果耦合度为7dB 耦合口输出功率为20mW 如果隔离度为25dB 隔离口输出功率为0 313mW 此定向耦合器的定向度D 18dB7磁化的铁氧体可通过负圆极化波 阻挡正圆极化波 负圆极化波也称为左旋圆极化波 包括横波和纵波 正圆极化波也称为右旋圆极化波 磁化铁氧体的公转是左旋的 旋向一致的可以通过 旋向相反的会被抑制 14题中的磁场磁化穿出纸面才能形成所需的方向 工程单位的写法要符合约定 手工换算要准确 二 简述题8长度一定微带短路线 开路线 频率变化对阻抗有什么影响 为什么有寄生频带 为什么分布参数电路具有不确定性 短路线 开路线的阻抗为长度一定时频率变化 阻抗会周期重复变化 电感 电容 短路 开路 因此以短路线 开路线z制作的分布参数电路 如滤波等 通常都有寄生频带 器件的引脚寄生参数 器件之间 布线之间的寄生参数都是频率的函数 建模可能不准 加工工艺 上的偏差 测量方式上的偏差也会带来一些不确定的影响 设计的过程会是一个原理图仿真 器件制造 测试调试反反复复的过程 不断积累经验的过程 对器件的选用也要经过自陷的测试筛选 这些原因使分布参数电路具有不确定性 9矩形波导 同轴线线 微带线的选用有什么原则 为什么测量端口都做成50欧 矩形波导应用于窄带 大功率 MW级 的场合 一般应用于1GHz到100多GHz的频带 传输模式是TE10主模 改模式具有模式结构简单 电场在y方向 磁场在水平x z方向 带宽相对较宽 损耗较低等特性 由于截止频率与b窄边无关 相对节省材料 波导选型先确定频点的波长 按附录一的型号选择标称尺寸 留有一点余量 矩形波导在频率较低时尺寸较大 笨重 传输模式有色散 主模传输时与无界比较 波长变大 相速变快 常用同轴线的TEM模式来激励 9矩形波导 同轴线线 微带线的选用有什么原则 为什么测量端口都做成50欧 矩形波导应用于窄带 大功率 MW级 的场合 一般应用于1GHz到100多GHz的频带 传输模式是TE10主模 改模式具有模式结构简单 电场在y方向 磁场在水平x z方向 带宽相对较宽 损耗较低等特性 由于截止频率与b窄边无关 相对节省材料 波导选型先确定频点的波长 按附录一的型号选择标称尺寸 留有一点余量 矩形波导在频率较低时尺寸较大 笨重 传输模式有色散 主模传输时与无界比较 波长变大 相速变快 常用同轴线的TEM模式来激励 同轴线传输TEM模式 带宽较宽 0 若干GHz 尺寸确定后 高次模截止频率由确定 中等功率容量 400kW左右 50欧是兼顾耐压 功率容量 衰减的折中的结果 由于指标测量都以同轴线接仪器 如果端口不匹配 将因反射而产生测量误差 微带线传输准TEM模式 宽带弱色散 传输功率较小 尺寸确定后 存在产生高次模的截止频率 微带线最突出的优点是易于器件共面集成 具有辐射电磁波的能力 可以制作天线或天线阵列 易于批量产生 微带微波电路在分米波段 厘米波段均有广泛的应用 微带线制作器件需要考虑介电系数选择对器件各项指标的影响 10无耗的微波器件有哪些特性 无耗的微波器件在物理结构上没有电阻性元件或吸收电磁波的材料 如匹配双T 在网络外特性上 入波功率等于出波功率网络参数体现为阻抗阵 导纳阵各元素均为虚数 S参数体现为 在二端口网络上直接体现为匹配 滤波 功分 移相等无源网络原则上都应是无耗的 尽可能是端口匹配的 微带电路的介质损耗频率高时不能忽略 匹配有什么意义 为什么一般不用电阻元件 举例说明为什么某些匹配电路结构有匹配禁区 反射意味着信号能量没有传输出去 有可能发生在电路的每一级 在存在反射的情况下满足负载功率的要求意味着必须输入较大的功率 容易出现击穿 反射也会影响到信号源的稳定 因此匹配的意义就在于提高信号能量的传输效率 避免大功率负载下出现击穿 维持信号源的稳定 匹配电路如果用阻性元件 意味着附加了能量的损耗 即使匹配了也没用提高能量的传输效率 以此原则上匹配不用阻性元件 只有在基带关心信号完整性 功放不稳定等例外情况会用电阻元件 L型匹配网络先串再并还是先并再串都针对特定的负载区域 特定的L型电路结构存在死区称为匹配禁区 分布参数的双枝节匹配也有匹配禁区 匹配电路结构因传输线型 波导通常只并不串 频率 频率低时分布参数尺寸较大 频率高时集总参数的电感 电容值太小 不容易实现 负载的波动变化 如天线阻抗是频率的函数 频率变化时尽量采用接入位置固定的结构 等有一系列可能的结构 需要视具体情况选择 三 12 原理分析 a图所示结构是一个频率选择性开关 那个频率的信号能通过 那个频率的信号被挡住 b图实现什么功能 A图 两者并联导纳为零 阻抗无穷大开路 实现频点1通过 频点2阻断的频率选择性开关 共用天线 发射频率为 接受频率为 B图 左侧阻挡判断 通过频点1 将频率1的信号发射出去 右侧阻挡频点1 接受频点2的信号 两者共用一副天线结构 四 S参数分析 13 这是微带天线的发射端口的S11参数测试图 中心工作频点是多少 插入驻波比有多大 S11参数越低越好 中心频点在f 925MHz S11 17dB 20dB 3dB则 S11 0 02插入驻波比 负载匹配的含义下 请注意驻波比也是越小越好 思考 如果天线以915MHz 考虑接受时高频头收索的要求 发射一束中频为61 5MHz的图像信号 本振频率应该为多少 思考 表达功率 增益等为什么多用对数单位 14下图所示为以匹配双T与理想环形器的连接 连线的长度忽略 a 环形器实现此环形方向 铁氧体应该如何磁化 b 写出相应的S参数 1 2 H T 3 E T 4 5 磁场H 实现此环形方向 磁场应为图示方向 才能构成左旋的负圆极化波 根据对口隔离 邻口3dB二等均分 注意极性 的关系逐列写出五端口的S参数 无耗 互易 对称 端口匹配 五 15 传输线分析一无耗传输线的馈电系统如图所示 长