09通信微波期中測試參考答案PPT課件

1、2021/3/91微波技術(shù)與天線 期中測試一：填空 1 分米波段的頻率范圍為300M3G ，劃分為UHF、L、LS 等幾個波段 2 中心頻點為3G的S波段如果選用矩形波導(dǎo)做傳輸線，應(yīng)選用型號為 BJ26、32 的矩形波導(dǎo)（空氣填充時）3 根據(jù) ，在 -1 的位置上為電壓波節(jié)/電流波腹點，在 1 的位置上為電壓波腹/電流波節(jié)點，兩者的間隔為)2(|)(zjLLez)2(zjLe)2(zjLe42021/3/924 針對某個頻點的短路對應(yīng) 串聯(lián) 諧振網(wǎng)絡(luò)，開路對應(yīng) 并聯(lián) 諧振網(wǎng)絡(luò)5外導(dǎo)體內(nèi)徑為b=7mm,內(nèi)導(dǎo)體外徑為a=2mm，空氣填充的同軸線，其特性阻Z0= 75 ,最高工作頻率為 1.061x

2、1010 Hz 6典型耦合器端口1輸入100mW,如果耦合度為7dB,耦合口輸出功率為 20 mW,如果隔離度為25dB,隔離口輸出功率為 0.313 mW,此定向耦合器的定向度D= 18dB 7 磁化的鐵氧體可通過負(fù)圓 極化波，阻擋 正圓 極化波2021/3/93負(fù)圓極化波也稱為左旋圓極化波（包括橫波和縱波）正圓極化波也稱為右旋圓極化波，磁化鐵氧體的公轉(zhuǎn)是左旋的，旋向一致的可以通過，旋向相反的會被抑制，14題中的磁場磁化穿出紙面才能形成所需的方向02, 0201. 03201732045410016102552103107458109101dBdBdBdBdBdBdBdBdBdBdBdBdB

3、工程單位的寫法要符合約定，手工換算要準(zhǔn)確2021/3/94二：簡述題 8 長度一定微帶短路線/開路線，頻率變化對阻抗有什么影響？為什么有寄生頻帶？為什么分布參數(shù)電路具有不確定性？ 短路線/開路線的阻抗為 長度一定時 頻率變化，阻抗會周期重復(fù)變化（電感/電容，短路/開路),因此以短路線/開路線z制作的分布參數(shù)電路（如濾波等）通常都有寄生頻帶。器件的引腳寄生參數(shù)，器件之間、布線之間的寄生參數(shù)都是頻率的函數(shù)，建模可能不準(zhǔn)，加工工藝lcjZZlZtan,tanjZ00開短2021/3/95上的偏差、測量方式上的偏差也會帶來一些不確定的影響，設(shè)計的過程會是一個原理圖仿真、器件制造、測試調(diào)試反反復(fù)復(fù)的過程

4、、不斷積累經(jīng)驗的過程。對器件的選用也要經(jīng)過自陷的測試篩選。這些原因使分布參數(shù)電路具有不確定性。2021/3/969 矩形波導(dǎo)、同軸線線、微帶線的選用有什么原則？為什么測量端口都做成50歐？ 矩形波導(dǎo)應(yīng)用于窄帶、大功率（MW級）的場合，一般應(yīng)用于1GHz到100多GHz的頻帶， 傳輸模式是TE10主模，改模式具有模式結(jié)構(gòu)簡單（電場在y方向，磁場在水平x,z方向），帶寬相對較寬，損耗較低等特性，由于截止頻率與b窄邊無關(guān)，相對節(jié)省材料。波導(dǎo)選型先確定頻點的波長，按附錄一的型號選擇標(biāo)稱尺寸，留有一點余量。矩形 波導(dǎo)在頻率較低時尺寸較大，笨重,（傳輸模式有色散，主模傳輸時與無界比較，波長變大，相速變快）

5、。常用同軸線的TEM 模式來激勵。2021/3/979 矩形波導(dǎo)、同軸線線、微帶線的選用有什么原則？為什么測量端口都做成50歐？ 矩形波導(dǎo)應(yīng)用于窄帶、大功率（MW級）的場合，一般應(yīng)用于1GHz到100多GHz的頻帶， 傳輸模式是TE10主模，改模式具有模式結(jié)構(gòu)簡單（電場在y方向，磁場在水平x,z方向），帶寬相對較寬，損耗較低等特性，由于截止頻率與b窄邊無關(guān)，相對節(jié)省材料。波導(dǎo)選型先確定頻點的波長，按附錄一的型號選擇標(biāo)稱尺寸，留有一點余量。矩形 波導(dǎo)在頻率較低時尺寸較大，笨重,（傳輸模式有色散，主模傳輸時與無界比較，波長變大，相速變快）。常用同軸線的TEM 模式來激勵。2021/3/98同軸線傳

6、輸TEM 模式，帶寬較寬（0若干GHz，尺寸確定后，高次模截止頻率由 確定），中等功率容量（400 kW左右），)(minab，耐壓最大60,72. 20Zab，傳輸功率最大30,65. 10Zab，衰減最小7 .76,59. 30Zab50歐是兼顧耐壓、功率容量、衰減的折中的結(jié)果，由于指標(biāo)測量都以同軸線接儀器，如果端口不匹配，將因反射而產(chǎn)生測量誤差。2021/3/99微帶線傳輸準(zhǔn)TEM模式，寬帶弱色散，傳輸功率較小，尺寸確定后，存在產(chǎn)生高次模的截止頻率，微帶線最突出的優(yōu)點是易于器件共面集成，具有輻射電磁波的能力，可以制作天線或天線陣列，易于批量產(chǎn)生。微帶微波電路在分米波段、厘米波段均有廣泛的

7、應(yīng)用。 微帶線制作器件需要考慮介電系數(shù)選擇對器件各項指標(biāo)的影響。2021/3/91010 無耗的微波器件有哪些特性？ 無耗的微波器件在物理結(jié)構(gòu)上沒有電阻性元件或吸收電磁波的材料（如匹配雙T） 在網(wǎng)絡(luò)外特性上，入波功率等于出波功率 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)體現(xiàn)為阻抗陣、導(dǎo)納陣各元素均為虛數(shù)，S參數(shù)體現(xiàn)為 ，在二端口網(wǎng)絡(luò)上直接體現(xiàn)為 匹配、濾波、功分、移相等無源網(wǎng)絡(luò)原則上都應(yīng)是無耗的（盡可能是端口匹配的）。微帶電路的介質(zhì)損耗頻率高時不能忽略。ISST1|221211 SS2021/3/911 匹配有什么意義？為什么一般不用電阻元件？ 舉例說明為什么某些匹配電路結(jié)構(gòu)有匹配禁區(qū)？ 反射意味著信號能量沒有傳輸出去，有可

8、能發(fā)生在電路的每一級，在存在反射的情況下滿足負(fù)載功率的要求意味著必須輸入較大的功率，容易出現(xiàn)擊穿、反射也會影響到信號源的穩(wěn)定。因此匹配的意義就在于提高信號能量的傳輸效率、避免大功率負(fù)載下出現(xiàn)擊穿、維持信號源的穩(wěn)定。 匹配電路如果用阻性元件，意味著附加了能量的損耗，即使匹配了也沒用提高能量的傳輸效率。2021/3/912以此原則上匹配不用阻性元件，只有在基帶關(guān)心信號完整性、功放不穩(wěn)定等例外情況會用電阻元件。 L型匹配網(wǎng)絡(luò)先串再并還是先并再串都針對特定的負(fù)載區(qū)域，特定的L型電路結(jié)構(gòu)存在死區(qū)稱為匹配禁區(qū)。分布參數(shù)的雙枝節(jié)匹配也有匹配禁區(qū)。 匹配電路結(jié)構(gòu)因傳輸線型（波導(dǎo)通常只并不串）、頻率（頻率低時分

9、布參數(shù)尺寸較大、頻率高時集總參數(shù)的電感、電容值太小，不容易實現(xiàn)）、負(fù)載的波動變化(如天線阻抗是頻率的函數(shù)，頻率變化時盡量采用接入位置固定的結(jié)構(gòu)）等有一系列可能的結(jié)構(gòu)，需要視具體情況選擇2021/3/913三 (12)原理分析：a圖所示結(jié)構(gòu)是一個頻率選擇性開關(guān)，那個頻率的信號能通過，那個頻率的信號被擋住？b圖實現(xiàn)什么功能？0Z42410ZAA0ZA圖全反射點上表現(xiàn)為短路，開路線在224A4tanj4-4tan4tan21021102101cZjZZcjZZ）（短路線阻抗為開路線阻抗為短開兩者并聯(lián)導(dǎo)納為零，阻抗無窮大開路，實現(xiàn)頻點1通過，頻點2阻斷的頻率選擇性開關(guān)2021/3/9140Z42410

10、ZAA0Z0Z41420ZBB0Z共用天線發(fā)射頻率為1接受頻率為2421l412lB圖左側(cè)阻擋判斷，通過頻點1，將頻率1的信號發(fā)射出去，右側(cè)阻擋頻點1，接受頻點2的信號，兩者共用一副天線結(jié)構(gòu)2021/3/915四：S參數(shù)分析(13)這是微帶天線的發(fā)射端口的S11參數(shù)測試圖： 中心工作頻點是多少？插入駐波比有多大？2021/3/916S11參數(shù)越低越好，中心頻點在f=925MHz, |S11|=-17dB=-20dB+3dB則|S11|=0.02插入駐波比（負(fù)載匹配的含義下）請注意駐波比也是越小越好。思考：如果天線以915MHz（考慮接受時高頻頭收索的要求）發(fā)射一束中頻為61.5MHz的圖像信號

11、，本振頻率應(yīng)該為多少？思考：表達(dá)功率、增益等為什么多用對數(shù)單位？041. 1|11|1|11|1SS2021/3/91714 下圖所示為以匹配雙T與理想環(huán)形器的連接（連線的長度忽略） （a）環(huán)形器實現(xiàn)此環(huán)形方向，鐵氧體應(yīng)該如何磁化？ (b) 寫出相應(yīng)的S參數(shù)？ 12（H-T)3（E-T)45磁場H實現(xiàn)此環(huán)形方向，磁場應(yīng)為圖示方向，才能構(gòu)成左旋的負(fù)圓極化波2021/3/918根據(jù)對口隔離，鄰口3dB二等均分（注意極性）的關(guān)系逐列寫出五端口的S參數(shù)。0000000000100010011021jjjjjeeeee無耗、互易、對稱、端口匹配2021/3/919五：（15）傳輸線分析 一無耗傳輸線的饋電系統(tǒng)如圖所示：長度為 的傳輸線兩側(cè)分別接有負(fù)載 和 ，信號源內(nèi)阻為 ，電勢為 。請確定信號源從A、B、C各點接入時輸出功率最大的條件是什么1LR2LRgRgE,0Z4/4/1LR2LRBC2,AgRgE2021/3/920A點接入時，兩邊各為半波長，輸入阻抗212121/