微波技术与天线试卷答案B

1、课程名称：微波技术与天线答案共n页 试卷：b考试形式：闭卷一、填空题（每空1分，共10分）1、300MHz 至 30000GHz 2、TE11 3、导带与接地线 4、相等5、TE10。6、TE01。7、横。8、越强二、选择题（每题2分，共20分）1、D 2、C 3、B 4、C 5、A 6、A 7、C 8、B 9、C 10、A三、简答题（每题6分，共24分）1、答：对均匀传输线的分析方法通常有两种：一种是场分析法，即从麦克斯韦尔方程出发，求出满足边界条件的波动 解，得出传输线上电场和磁场的表达式，进而分析传输特性；（2分）第二种是等效电路法，即从传输线方程出发，求出满足边界条件的电 压、电流波动

2、方程的解，得出沿线等效电压、电流的表达式，进而分析传输特 性。（2分）前一种方法较为严格，但数学上比较繁琐，后一种方法实质是在一定 的条件下“化场为路”，有足够的精度，数学上较为简便，因此被广泛采用。1 分（2分）2、答：天波通信具有以下特点：频率的选择很重要，频率太高，电波穿透电离层射向太空；频率 太低，电离层吸收太大，以致不能保证必要的信噪比。因此，通信频率必须选 择在最佳频率附近。（1分）天波传播的随机多径效应严重，多径时延较大，信道带宽较窄。（1分）天波传播不太稳定，衰落严重，在设计电路时必须考（1分） 虑衰落影响，使电路设计留有足够的电平余量。（1分）电离层所能反射的频率范围是有限的

3、，一般是短波范围。由于波 段范围较窄，因此短波电台特别拥挤，电台间的干扰很大，尤其是夜间；由于 电离层吸收减小，电波传播条件有所改善，台间干扰更大。（1分）由于天波传播是靠高空电离层的反射，因而受地面的吸收及障碍 物的影响较小，也就是说这种传播方式的传输损耗较小，因此能以较小功率进 行远距离通信。 （1分）天波通信，特别是短波通信，建立迅速，机动性好，设备简单，是短波天波传播的优点之一（1分）3、答：对称振子的相移常数P大于自由空间的波数k,亦即对称振子上的波 TOC o 1-5 h z 长短于自由空间波长，称为波长缩短想象。（2分）原因：（1）对称振子辐射引起振子电流衰减，使振子电流相速减小

4、，相移常数 P大于自由空间的波数k，致使波长缩短。（2分）（2）由于振子导体有一定半经，末端分布电容增大，末端电流实际不为零， 这等效于振子长度增加，因而造成波长缩短。（2分）4、答：所谓衰落一般是指信号电平随时间的随机起伏。根据引起衰落的原 因分类，大致可分为吸收型衰落和干涉型衰落（2分）吸收型衰落主要是由于传输媒质电参数的变化，使得信号在媒质中的衰 减发生相应的变化而引起的。如大气中的氧、水汽以及由后者凝聚而成的云、 雾、雨、雪等都对电波有吸收作用。由于气象的随机性，这种吸收的强弱也有起伏，形成信号的衰落。由这种原因引起的信号电平的变化较慢，所以称 为慢衰落。慢衰落通常是指信号电平的中值（

5、五分钟中值、小时中值、月中值 等）在较长时间间隔内的起伏变化（2分）干涉型衰落主要是由随机多径干涉现象引起的。在某些传输方式中，由 于收、发两点间存在若干条传播路径，典型的如天波传播、不均匀媒质传播 等，在这些传播方式中，传输媒质具有随机性，因此使到达接收点的各路径的 时延随机变化，致使合成信号幅度和相位都发生随机起伏。这种起伏的周期很 短，信号电平变化很快，故称为快衰落，这种衰落在移动通信信道中表现得更 为明显。 （2分）四、分析计算题：（共46分） TOC o 1-5 h z 1、解：传输线上的波长：气=半 =2m（4分）r传输线的实际长度：l= A=0.5m（4分）g终端反射系数为：r

6、=攵冬=-49（4分）1% + Z 05149输入端反射系数为：r, =-j2仇=药根据传输线的灯4的阻抗变换性，输入阻抗为Zin=2500Q（4分）2、解：（解：要使线上驻波比最小，实质上只要使终端反射系数的模值最小,Z - Z1oZ + Z0-| 1(40 - Z )2 + 302 2(40 + Z0)2 + 302将上式对z0求导，并令其为零，经整理可得402+302-Zo2=0即Z0=50Q。这就是说，当特性阻抗Z0=50Q时终端反射系数最小，从而 驻波比也为最小。（5分）此时终端反射系数及驻波比分别为（5分）r _ Z - Z忠 _ 40 - j30-50 _1 Z1 + Z 40 - j30+50 3 2 P由于终端为容性负载，故离终端的第一个电压波节点位置为1久孔ni_ 4尚 4 _ 8（5 分）3、解：参考面T处的反射系数r，其模值和相位如下：r =七! _ 0.2 ,匕 8 +土 _ 0.125 人P+14 兀4 g （4 分）卜号r_-j 0.2 TOC o 1-5 h z 由s参数定义知：s11=r=-j0.2（1分）根据互易网络：S12=S21，网络对称：Su=S22，网络无耗性质：S+S=I。2分得方程：Iin 得：S1