微波天線考試精彩試題

1、填空題超短波和紅外線之間的波段，它屬于無線電波中波長最短即頻率最高的波段， 其頻率X圍從300MHz波長im至3000GHz：波長O.lmn微波波段分為米波、 厘米波、毫米波和亞毫米波四個分波段。2. 微波的特點因其波長： 似光性 穿透性寬頻帶特性熱效應(yīng)特性散射特性抗低頻干擾特性3. 均勻傳輸線的分析方法： 場分析法：從麥克斯韋方程出發(fā)，求出滿足邊界條件的波動解，得出傳輸線上 電場和磁場的表達式，進而分析傳輸特性； 等效電路法：從傳輸線方程出發(fā)，求出滿足邊界條件的電壓、電流波動方程的 解，得出沿線等效電壓、電流的表達式，進而分析傳輸特性。后一種方法實質(zhì)是在一定條件下“化場為路"。4.

2、 無線傳輸線的三種工作狀態(tài)： 行波狀態(tài)純駐波狀態(tài)行駐波狀態(tài)5. 阻抗匹配的三種不同含義： 負載阻抗匹配源阻抗匹配共軛阻抗匹配6. 如何在波導(dǎo)中產(chǎn)生這些導(dǎo)行波呢？這就涉與到波導(dǎo)的 激勵，在波導(dǎo)中產(chǎn)生各種 形式的導(dǎo)行模稱為激勵，要從波導(dǎo)中提取微波信息，即波導(dǎo)的耦合。波導(dǎo)的激勵 與耦合就本質(zhì)而言是 電磁波的輻射和接收，是微波源向波導(dǎo)內(nèi)有限空間的輻射或 在波導(dǎo)的有限空間內(nèi)接收微波信息。由于輻射和接收是互易的，因此激勵與耦合 具有一樣的場結(jié)構(gòu)。7. 激勵波導(dǎo)的三種方法： 電激勵磁激勵電流激勵8. 微波技術(shù)與半導(dǎo)體器件與集成電路的結(jié)合，產(chǎn)生了微波集成電路。 石英玻璃光纖、多組分玻璃光纖、塑料包層玻璃芯光纖

3、、全塑料光纖。10. 光纖的三種色散： 材料色散波導(dǎo)色散模間色散11. 微波網(wǎng)絡(luò)正是在分析場分布的根底上，用 路的分析方法將微波原件等效為 電 抗或電阻元件，將實際的波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)等效為 傳輸線，從而將實際的微波系統(tǒng)簡 化為微波網(wǎng)絡(luò)。盡管用“路的分析法只能得到元件的外部特征， 但它卻可給出 系統(tǒng)的一般傳輸特性，如功率傳遞、阻抗匹配等。而且這些結(jié)果可以通過 實際測 量的方法來驗證。工作特性綜合出要求的微波網(wǎng)絡(luò)，從而用一定的微波結(jié)構(gòu)實現(xiàn)它，這就是微波網(wǎng) 絡(luò)的綜合。13. 微波網(wǎng)絡(luò)的分析與綜合 是分析和設(shè)計微波系統(tǒng)的有力工具，而 微波網(wǎng)絡(luò)分析 又是綜合的根底。14. 微波系統(tǒng)也不例外地有各種無源、有源

4、元器件，它們的功能是對微波信號進 展必要的處理或變換，它們是微波系統(tǒng)的重要組成局部。 微波元器件按其變換性 質(zhì)可分為線性互易元器件、線性非互易元器件以與非線性元器件三大類。15. 非線性元器件能引起頻率的改變，從而實現(xiàn) 放大、調(diào)制、變頻等。主要包括 微波電子管、微波晶體管、微波固態(tài)諧振器、微波場效應(yīng)管與微波電真空器件等。16. 研究天線問題，實質(zhì)上是研究天線在空間所產(chǎn)生的 電磁場分布?？臻g任一點 的電磁場都滿足 麥克斯韋方程和邊界條件，因此，求解天線問題實質(zhì)上是求解電 磁場方程并滿足邊界條件。17. 天線的電參數(shù)： 天線方向圖與其有關(guān)參數(shù) 天線效率增益系數(shù)極化和 交叉極化電平頻帶寬度輸入阻抗與

5、駐波比 有效長度18. 電波傳播方式： 視距傳播天波傳播地面波傳播不均勻媒質(zhì)傳播19. 什么是視距傳播？視距傳播，是指發(fā)射天線和接收天線處于相互能看見的視線距離內(nèi)的傳播方式。20. 視距傳播的特點？視距rv 4.12 ,山.h； 103m，當發(fā)射兩點間的距離r r時，兩天線互相“看得見，當發(fā)射兩點間的距離r rv時，兩天線互相“看不見；視電波是在地球周圍的大氣中傳播，大氣對電波產(chǎn)生折射與衰減；除了自發(fā)射天線直接到 達接收天線的直射波外，還存在從發(fā)射天線經(jīng)由地面反射到達接收天線的反射 波，即存在多經(jīng)效應(yīng)。21. 什么是天波傳播？天波傳播通常是指自發(fā)射天線發(fā)出的電波在高空被電離層反射后到達接收點的

6、 傳播方式，有時也稱電離層電波傳播。主要用于中波和短波波段。22. 何謂天波傳播的靜區(qū)？2max的電波不能被電離層“反射回來,由于入射角 0 omin arcsi n. 1 80.8N使得以發(fā)射天線為中心的、一定半徑的區(qū)域內(nèi)就不可能有天波到達， 從而形成了 天波的靜區(qū)。23. 橫向尺寸遠小于縱向尺寸并小于波長的細長結(jié)構(gòu)的天線稱為線天線。它廣泛的應(yīng)用于通信、雷達等無線電系統(tǒng)中。24. 求解面天線的輻射問題，通常采用 口徑場方法，即先由場源求得口徑面上的場分布，再求出天線的輻射場。分析的根本依據(jù)是：惠更斯-菲涅爾原理本填空包含各章節(jié)與緒論內(nèi)容計算題1.設(shè)有一無耗傳輸線，終端接有負載 乙40 j30

7、 ，如此 要使傳輸線上駐波比最小，如此該傳輸線的特性阻抗應(yīng)取多少？ 此時最小的反射系數(shù)與駐波比各為多少？ 離終端最近的波節(jié)點位置在何處？1解：要是線上駐波比最小，實質(zhì)上只要使終端反射系數(shù)的模值最小， 即丁 0Zo1乙Zo乙Zo40 Zo 2 302 至40 Z。2 302將上式對Z°求導(dǎo)，并令其為零，經(jīng)整理可得：402 302 Zf 0 ;即Z050這就是說，當特性阻抗Z。50時，終端反射系數(shù)最小，從而駐波比也為最小。此時終端反射系數(shù)與駐波比分別為：乙Z。1Z1 Z040 j30 50 1 j?1e40 j30 50 31 由于終端為容性負載，故離終端的第一個電壓波節(jié)點位置為:1zm

8、in 10 二448Z。50 ，終端接有未知負載乙?，F(xiàn)在傳輸線上測得電壓最大值和最小值分別為100mV和20mV第一個電壓波節(jié)的位置離負載 咕訕3，試求該負載阻抗乙解：根據(jù)駐波比的定義：U max100 5 :反射系數(shù)的模值：11 2U min201 3由 1 min 11，求得反射系數(shù)的相位14433因而反射系數(shù)為：1箸；負載阻抗為：乙Z0182.464.331 13.圓波導(dǎo)的直徑為50mm填充空氣介質(zhì)。試求:TEn、TE°1、TM 01三種模式的截止波長。當工作波長分別為70mm， 60mm，30mm時，波導(dǎo)中出現(xiàn)上述哪些模式?當工作波長為70mm時，求最低次模的波導(dǎo)波長 g。解

9、：三種模式的截止波長為：cTE113.4126a85.3150mmcte011.6398a40.9950mmcTM012.6127a65.3175mm當工作波長70mm時，只出現(xiàn)主模TE11 ;當工作波長60mm時，只出現(xiàn)主模TE11和TM 01 ;當工作波長30mm時，只出現(xiàn)主模TEii、TM01和TE°i ;7°85.3150122.4498mm5mm，要求單模傳輸，試確定圓波導(dǎo)的半徑，并指出是什么模式？解：圓波導(dǎo)中兩種模式的截止波長：cte11 3.4126a, ctm01 2.6127a要保證單模傳輸，工作波長滿足以下關(guān)系：2.6127a3.4126a即1.47mm

10、 a 1.91mm時，可以保證單模傳輸，此時傳輸模式為主模TEn5.求如下列圖雙端口網(wǎng)絡(luò)的Z矩陣和丫矩陣 解：由Z矩陣的定義得：Z12Ui1 1 I 2 0ZaZcUiZcZ21Zb ZcIt 0于是：ZZAZCZCA 乙114+5+Zb Zc Zc而：YZCZBZCZaZbZa Zb ZcZcZa Zc6.試求圖示終端接匹配負載時的輸入阻抗，并求出輸入端匹配的條件1Z0jBjXZo 1 BX1 j 2X -BjBZ。 jX11 BXjBZoZinjBjx不引起反射的條件為：Zin Zo從而求得：X1 B2z；2B般可取X1Zo, B Z0a 2.5cm，工作頻率f 10GHz，用g 4阻抗變

11、換器匹配一段空氣波導(dǎo)和一段r 2.56的波導(dǎo)，如下列圖，求匹配介質(zhì)的相對介電常數(shù)；與變換器長度。解：各局部的等效特性阻抗如下列圖，根據(jù)傳輸線的四分之一波長阻抗變換性:2Z0Z0 Z0rr可得；.6f 3cm，匹配段內(nèi)波導(dǎo)波長:g42.69cm;變換的長度:0.67cm耳二 26:么如瓦8.有兩個平行于z軸并沿x軸方向排列的半波振子，假如 d 4，2。 d 34，2。試分別求其E面和H面的方向函數(shù)，并畫出方向圖解：半波振子的方向函數(shù):cos cos2sin，陣因子：co遼，其中kd sin cos。由方向圖乘積定理，二元陣的方向函數(shù)等于二者的乘積。 d 4，2令 0得E面方向函數(shù)Fecos 14sin令 90得H面方向函數(shù)Fhcos 1 cos4令 0得E面方向函數(shù)Fecos cos2sincos 143si n令 90得H面方向函數(shù)Fhcos 1 3 cos4h 10m，當工作波長300m時，求它的有效高度以與歸于波腹電流的輻射電阻。hh212 h解：I