微波技术与天线试题1

一、填空题（每题2分，共20分）

1、对于低于微波频率的无线电波的分析，常用电路分析法；对于微波用场分析法来研究系统内部结构。

2、微波传输线大致可分为三种类型：双导体传输线、波导和介质传输线。 3、无耗传输线的阻抗具有/2重复性和/4阻抗变换特性两个重要性质。

*4、共轭匹配的定义为：当ZinZg时，负载能得到最大功率值

Pmax12Eg214Rg。

5、高波导的宽边尺寸a与窄边尺寸b之间的关系为b>a/2. 6、微带传输线的基本结构有两种形式：带状线和微带线，其衰减主要是由导体损耗和介质损耗引起的。

7、建立在等效电压、等效电流和等效特性阻抗基础上的传输线称为等效传输线。 8、极化方式主要有椭圆极化、圆极化和线极化三种方式。

9、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。 10、

在无线电波传输过程中，产生失真的原因主要有媒质的色散效应和随机多径传输效应。

二、判断题（每题1分，共10分）

1、TE波和TM波的最低次模分别为TE11 和 TM10 （错）

2、将Ez0而Hz0的波称为TE波 （错） 3、描述光纤传输特性主要是色散和损耗 （对） 4、辐射电阻越大，有效长度越短，天线的辐射能力越强 （错） 5、天线通信的最佳功率fopt0.85fmax （对） 6、智能天线技术使得空分多址（SDMA）成为可能 （对）

7、若无耗线处于行波状态时，则终端反射系数为11，且ZinZ0（错） 8、相速度可以用来表示波能量的传输速度 （错） 9、多径效应造成了天线系统传输过程中信号的衰落 （对）

10、天线接收的功率可分为三个部分：接收天线的再辐射功率、负载吸收的功率

和媒质的损耗功率。 （对）

(a) 微波是介于 超短波 与 红外线 之间的波，频率范围从 300 MHz到 3000 GHz。光波属于电磁波谱的 可见光 段，工作波长为 纳米 量级。（5分）

1

(b) 由于微波在电磁波谱中的特殊位置，所以具有以下特性 似光性和似声性、穿透性、非电离性、信息性、宽频带特性、热效应特性、散射特性、抗低频干扰特性、视距传播性、分布参数的不确定性、电磁兼容和电磁环境污染等 （请列举5种以上，5分）。

(c) 某矩形波导中的信号能够单模传输，那么它一般工作于 TE10模式，截止波长为_2a_,其中a为波导宽边尺寸。 如果转接成圆型波导馈入基站仍然为单模，那么它此时工作于TE11模式。圆柱波导传输场一般可采用 分离变量 法求解，由于匹配边界条件的缘故，如果支撑场解中的第一类贝塞尔函数带有求导符号，那么必定为TE模，其余场分量利用支撑场和 纵横关系 求出。（5分）

(d) 圆型波导虽然损耗比矩形波导小，但是由于其中存在固有的 极化简并 等问题，一般不用于长距离传输系统。对于腔式谐振器器件，由于损耗主要来源于 腔体的金属壁和腔内填充的介质 ，所以采用 开放式或半开放式谐振器 有利于获得更小的损耗。作为封闭谐振体的改进版，可以采用 由两块平行金属板构成开式 结构的法布里——珀罗谐振器，这种谐振器稳定工作的条件是

dd0111。 (5分)

R1R2(e) 空心波导的激励可以通过 探针激励、环激励、孔或缝激励、直接过渡 等方法获得。（3分）

（1）传输线上存在驻波时，传输线上相邻的电压最大位置和电压最小位置的距离相差（ /4 ），在这些位置输入阻抗共同的特点是（ 纯电阻 ）。 （2） 当横截面尺寸相同时，填充不同介电常数的介质的矩形波导的截止波长是（ 相同 ）的，而截止频率是（ 不同 ）的。

（3）全反射负载位于SMITH圆图的（ 1 ）圆上。SMITH圆图的（ 实轴 ）位置阻抗为纯电阻。

（4）当用单并联短截线对负载进行阻抗匹配时，并联短截线应该接在输入导纳满足（ GinY0 ）位置。当改变并联短截线的长度时，输入导纳在SMITH圆图上的变化轨迹是（ 沿等G圆 ）。

（5）无耗传输线谐振器串联谐振的条件是（ Zin0 ），并联谐振的条件是（ Zin ）

2

1．从传输线方程看，传输线上任一点处的电压和电流都等以该处相应的

( 入射 ) 波和 ( 反射 ) 波的叠加 。

2．终端短路的传输线的输入阻抗等于 ( j Zc tgβl ) ， 终端开路的传输线的输入阻抗等于 (-j Zc ctgβl )

3．电磁波的波长和频率满足( λ<λc ) 或 ( f>fc ) 条件才能在波导中传输。

4． 圆波导的三种主要工作模式(TE11 ) ( TE01 ) (TM01) 。 5. 无耗网络的Z和Y参数是 ( 纯虚数 ) ，A参数的(A11) 、和 ( A22 ) 是实数。

6. 微波网络的工作特性参量有（电压传输系数T） 、（插入衰减A ）（插入相移θ ） 、 （ 输入驻波比ρ ） 。

7．分支调配器可调电纳范围 （ −∞~+∞ ） ，螺钉调配器可调容性电纳范围 （ 0~+∞ ） 。

8.微波谐振器有那两个主要功能 （ 储能 ） 、 （ 选频 ） 。

1、传输线某参考面的输入阻抗定义为该参考面的（ 总 ）电压和（ 总 ）电流的比值；传输线的特征阻抗等于（ 入射 ）电压和（ 入射 ）电流的比值；传输线的波阻抗定义为传输线内（ 横向电场 ）和（ 横向磁场 ）的比值。

2、矩形波导传输的基模是（ TE10 模 ）；宽度为a，高度为b（a>b）的空气填充矩形波导，当工作波长大于（ 2a ），电磁波不能在波导中传播。 3、在SMITH圆图中，原点代表的传输线工作状态是（ 行波状态（或匹配状态） ），上半平面的阻抗性质是（ 感性 ）。

1、充有r2.25介质的无耗同轴传输线，其内、外导体直径分别为2a2mm,2b7mm，传输线上的特性阻抗Z0__________

。（同轴线的单位分布电容和单位分布电感分别

3

C2lnba和L2lnba,08.851012Fm,04107Hm)

2、

匹配负载中的吸收片平行地放置在波导中电场最___________处，在电场作用下吸收片强烈吸收微波能量，使其反射变小。

3、

平行z轴放置的电基本振子远场区只有________和________ 两个分量，它们在空间上___________（选填：平行，垂直），在时间上_______________（选填：同相，反相）。

4、

已知某天线在E平面上的方向函数为Fsinsin，其半功率波瓣宽度

4420.5_________。

5、 旋转抛物面天线由两部分组成，___________ 把高频导波能量转变成电磁波能量并投向抛物反射面，而抛物反射面将其投过来的球面波沿抛物面的___________向反射出去，从而获得很强___________。

答案

1、50 2、强 3、E H 垂直 相同 4、180 5、馈源 轴 方向

4