微波天线考试试题

1、填空题1.微波是电磁波谱中介于超短波和红外线短（即频率最高）300MHz（1m）3000GHz（0.1mm 2（因其波长：似光性穿透性宽频带特性热效应特性散射特性抗低频干扰特3.均匀传输线的分析方法：电场和磁场的表达式，进而分析传输特性；解，得出沿线等效电压、电流的表达式，进而分析传输特性。后一种方法实质是在一定条件下“化场为路无线传输线的三种工作状态：行波状态 纯驻波状态 行驻波状态阻抗匹配的三种不同含义：负载阻抗匹配 源阻抗匹配 共轭阻抗匹配如何在波导中产生这些导行波呢？这就涉及到波导的激励形式的导行模波导的耦合与耦合就本质而言是电磁波的辐射和接收在波导的有限空间内接收微波信息具有相同的场

2、结构。激励波导的三种方法：电激励 磁激励 电流激励微波技术与半导体器件及集成电路的结合，产生了微波集成电路。光纤可分为石英玻璃光纤多组分玻璃光纤塑料包层玻璃芯光纤纤。光纤的三种色散：材料色散 波导色散 模间色散微波网络正是在分析场分布的基础上，用路的分析方法将微波原件等效为电抗或电阻传输线微波系统简化为微波网络实际测量的方法来验证。还可以根据微波元件的工作特性结构实现它，这就是微波网络的综合。微波网络的分析与综合是分析和设计微波系统的有力工具，而又是综合的基础。微波系统也不例外地有各种无源、有源元器件，它们的功能是对微波信号进行必要的处理或变换质可分为线性互易元器件、线性非互易元器件以及非线性

3、元器件三大类。非线性元器件能引起频率的改变，从而实现放大、调制、变频等。主要包括微波电子管微波晶体管微波固态谐振器微波场效应管及微波电真空器件16.研究天线问题，实质上是研究天线在空间所产生的电磁场分布。空间任一点的电磁场都满足麦克斯韦方程和和交叉极化电平 频带宽度 输入阻抗与驻波比 有效长度电波传播方式：视距传播 天波传播 地面波传播 不均匀媒质传播什么是视距传播？视距传播，是指发射天线和接收天线处于相互能看见的视线距离内的传播方式。视距传播的特点？h2视距rh2v 4.12h 1103 m r rvr rv即存在多经效应。什么是天波传播？天波传播通常是指自发射天线发出的电波在高空被电离层反

4、射后到达接收点的传播方式，有时也称电离层电波传播。主要用于中波和短波波段。何谓天波传播的静区？由于入射角0 0 arcsin180.8Nf 180.8Nf 2max 的电波不能被电离层“反射”回来，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的应用于通信、雷达等无线电系统中。求解面天线的辐射问题，通常采用口径场场分布，再求出天线的辐射场。分析的基本依据是：惠更斯 - 菲涅尔原理（本填空包含各章节及绪论内容）计算题Z140 j30，则要使传输线上驻波比最小，则该传输线的特性阻抗应取多少？此时最小的反射系数及驻波比各为多少？离终端最近的波节点位置在何处？Z1解要是线上驻波比最小实质上

5、只要使终端反射系数的模值最小Z10Z ZZ Z ZZ Z1010 40 Z2 302 2 0 140 Z02 302 将上式对Z402 302 Z2 0Z0000 50 。这就是说当特性阻抗Z50时终端反射系数最小从而驻波比也为最小。0此时终端反射系数及驻波比分别为：Z Z40 j30501j1 1 111 1 111Z Z 40 j30 50 3e 210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：zmin1 1 4 8设某一均匀无耗传输线特性阻抗为Z50，终端接有未知负载Z 。现在传01输线上测得电压最大值和最小值分别为 100mV 和 20mV，第一个电压波节的位置离负载l 3

6、，试求该负载阻抗Z 。min11解：根据驻波比的定义： 100UUUUmaxmin 5 1 2由l 201 ，求得反射系数的相位 13min114313因而反射系数为： 123ej3 Z311 Z10 11 82.464.350mm，填充空气介质。试求：TE 、TE 、三种模式的截止波长。110101当工作波长分别为70mm 当工作波长为70mm时，求最低次模的波导波长。g解：三种模式的截止波长为：cTE11cTE01cTM 3.4126a 85.3150mm1.6398a40.9950mm 2.6127a 65.3175mm当工作波长 70mm 时，只出现主模TE11当工作波长 60mm 时

7、，只出现主模TE11当工作波长 30mm 时，只出现主模TE11；和、；01和TE；01011 2c11 2c1 70 285.3150g122.4498mm已知工作波长 5mm模式？解：圆波导中两种模式的截止波长： cTE11 3.4126a,cTM 01 2.6127a要保证单模传输，工作波长满足以下关系： 2.6127a 3.4126a即1.47mma 时，可以保证单模传输，此时传输模式为主模TE。11求如图所示双端口网络的Z矩阵和Y解：由Z矩阵的定义得：1ZU111I11Z112I2UZZACI 2 0ZZC21I10Z22I2I1ZZBCZ于是： Z ZA ZZCCZC ZZBC1Z

8、Z而： Y Z 1 BCCZ ZABZZAZZCZZAC试求图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。解1 1 Z0 Z1BX j2X Z 1 jB0 BinjBZ jX 10jB1 BXjBZ0不引起反射的条件为：Z Zin0从而求得：1 B2 Z 200X 2B一般可取X Z1，B 0Z0设矩形波导宽边a2.5cm，工作频率f 10GHz，用4阻抗变换器匹配一g段空气波导和一段r 2.56 的波导，如图所示，求匹配介质的相对介电常数 及r变换器长度。解：各部分的等效特性阻抗如图所示，根据传输线的四分之一波长阻抗变换性：Z2Z0ZZ00 rr可得 r 1.6 c 3cm ，f

9、2.37cm r匹配段内波导波长：g 2 2.69cm l g 0.67cm42a12azxd 4， 2。d 4 ， 2 。试分别求其 E 面和 H 面的方向函数，并画出方向图。cos 2cos 解：半波振子的方向函数：sin，阵因子：cos，其中 2 kd sin cos 。由方向图乘积定理，二元阵的方向函数等于二者的乘积。 d 4 ， 2令 0 得 E 面方向函数 Fcos cos sinEsin4令 90得 H 面方向函数 FH cos 41 coscos cos 2sin dcos cos 2sin令 0 得 E 面方向函数F Ecos 3sin4令 90得 H 面方向函数 FH cos 41 3cos直立振子的高度h 10m，当工作波长 300m波腹电流的辐射电阻。hm h Izdz h I002sinh z dzhsi