2012中山学院微波技术与天线A卷(小变态弄的)

1、电子科技大学中ft学院试卷电子科技大学中ft学院试卷 PAGE 7 4 页电子科技大学中山学院考试试卷课程名称微波技术与天线试卷类型：A卷2012 2013 学年第 1学期末 考试考试方式：闭卷拟题人：王桓日期：2012.12.23学 院电子信息学院审班题人 级：学号 姓名：和授位，请诚信应考。题号题号一二三四总分得分一、填空题（共 20 空，每小题 1 分，共 20 分）微波的频率范围是从 300MHz到 3000GHz。微波传输线可分为 、 、介质传输线三类。微波传输线共轭匹配的目的是信源输出功率达到最大值，实现共轭匹配的条件是Z Z* 。ingTEM 波 TEM模。矩形波导尺寸为a8cm

2、,b3.5cm，则6.4cm 。11有二端口微波网络，其中端口特性阻抗为Z，端口特性阻抗为Z，则其阻抗矩阵Z 中0102元素Z和Z1121的归一化形式。题题答止禁内线订装电磁波的极化方式分别为 线极化 、 、 。某定向耦合器的耦合度为 33dB，定向度为 24dB，端口入射功率为 25W，则端口的输功率为 22W、隔离度为 57dB（定向=隔离度耦合度）天线增益系数G 方向系数 天线效率A 的乘积。G D A天波传播 、 地波传播 3 类。二、判断题（共 10 题，每小题 2 分，共 20 分）将E 0而H0的电磁波称为TE 波。zz2. 微波波长比红外线更长。（）无耗传输线输入阻抗具有 /4

3、的周期性。l且Z Z 。in0（）5. 阻抗圆图上，实轴负半轴上的点对应电压波节点。（）6. （）7. 矩形波导中可以传输TEM 波。（）8. 对于定向耦合器而言，定向度越大越好。（）9. 电基本振子近场感应区，电磁场的坡印廷矢量为纯虚数。（）10.若组成天线金属导体长度l 与工作波长 比值越小天线效率越高。A（）三、简答题（共 1 题，共 10 分）1. 请简单描述电基本振子周围电磁场分布情况。根据参数kr 的取值，可将电基本振子周围的电磁场分为3 个区域：kr 1,近场感应区，其坡印廷矢量S (E H * ) 为纯虚数，因此其辐射功率也为纯虚数，121辐射功率为无功功率，只有电磁能量的相互

4、转换，而没有有功功率的向外辐射；kr 1S (E H * ) 为实数，因此其辐射功率也为实数，辐121EHsin 正比，因此辐射具有方向性；2。四、计算证明题（共 3 题，证明题每题 10 分，计算题每题 20 分，共 50 分）请证明Smith阻抗圆图实轴正半轴上点所对应归一化电阻值r 等于驻波比 。A Smith 圆图是反射系数圆图，归一化电阻圆图和归一化电抗圆图的合成；BC 由归一化阻抗的 / 2 的周期性，因此在圆图上旋转一圈，即是在传输线上移动 / 2 的距离；D 向顺时针方向旋转，相当于从负载端向信源端移动；向逆时针方向旋转，相当于从信源端向负载端移动；E 在旋转时与实轴正半轴交点

5、所对应电阻值为驻波比 ，与实轴负半轴交点所对应电阻值为1/ 。已知无耗传输线特性阻抗为Z负载阻抗Z 10 j20请用公式以及Smith圆图0l等 2 种方式，求终端反射系数 (请在圆图上进行标注，并在下边列出相关步骤，圆图模版在第 4 页)。l4. 二端口微波网络图如下图所示，请求出该网络的散射矩阵S。1 二端口网络阻抗匹配阻抗匹配的作用在微波电路中，若不匹配，将导致严重的反射，降低传输线效率，甚至会击穿传输线。阻抗匹配的分类A 终端负载匹配；匹配条件：Z Z ；l0匹配结果：终端负载无反射波B 信源匹配；匹配条件：ZZg0匹配结果：信源将吸收传输线中的反射波C 共轭匹配；Zin Z*g信源输

6、出功率达到最大值A /4的阻抗变换器法B 并联单支节调配法；规则金属波导要满足的条件：波导管的边界和尺寸沿着轴向不变；(3)波导管内为时谐场。规则金属波导分析方法：电磁场分析方法，使用麦克斯韦方程和边界条件精确求解波导管内电磁场分布。矩形波导 2 2a b 截止波数kc式的编号；，a 和 b 为矩形波导长边与宽边长度，m 和 n 为矩形波导工作模截止波长c 2 k2(m)2 (n)2abc21 21 ( )2c1( 1( )2cg1( )21( )2cp1( )21( )2cgTETE10，TM 模的最低工作模次为TM11，最低次模的截止波长是最大的。一般希望波导工作在单模状态下矩形波导尺寸选

7、择a 0.7b (0.4 0.5)a1 微波网络分析的 3 个问题：开；由横向电磁场的分布，定义等效电流I(z)和等效电压U(z(3)将不规则区域化为多端口电网络进行分析2 微波网络的分类(2)线性和非线性微波网络；(3(4)有耗与无耗网络； (5)对称与非对称网络。 3 参考面选取的原则必须是横截面；(3)选择有多种；(4)一旦选定，对应着一个确定参数的电网络，因此不能轻易改变将微波传输线等效为双导体传输线，通过坡印廷定理引入等效电流I(z)和等效电压U(z)。Z0U (z) U (z) /Z0Z0I (z) I(z)Z0定向耦合器的性能指标PA 耦合度： C 10lg 1PP3PB 隔离度

8、：D 10lg1P4PC10lg3P4Eg：某定向耦合器的耦合度为 33dB，定向度为 24dB，端口一入射功率为 25W的输出功率。天线的电参数天线的方向图A 方向图是一个三维图形，其坐标为 (Pr ,) ，其中 P r 为归一化辐射功率，可以表示为P f(,，即为方向图函数；rB 一般使用三维方向图的 2 垂直剖面来表示方向图性质，一般为E 平面或H 平面；C 方向图的组成：主瓣、旁瓣、后瓣D 主要参数：主瓣宽度、旁瓣电平，前后比方向系数D一般指天线最大辐射方向上的辐射功率密度 S max与同输出功率的无方向性天线在同一距离处的辐射功率密度S 的比值。天线效率A因此，天线效率若要更高， RrA应更大。RrR Rr1 2 ( )2 ，若l 比 小，效率低。lrrl增益系数GG是方向系数D和天线效率的合成