微波天線(xiàn)考試試題

專(zhuān)業(yè)專(zhuān)業(yè)word可編輯填空題.微波是電磁波譜中介于超短波和紅外線(xiàn)之間的波段，它屬于無(wú)線(xiàn)電波中波長(zhǎng)最短（即頻率最高）的波段，其頻率范圍從300MHz（波長(zhǎng)1m）至3000GHz（波長(zhǎng)0.1mm）。微波波段分為米波、厘米波、毫米波和亞毫米波四個(gè)分波段。.微波的特點(diǎn)（因其波長(zhǎng)）：①似光性 ②穿透性 ③寬頻帶特性④熱效應(yīng)特性 ⑤散射特性 ⑥抗低頻干擾特性.均勻傳輸線(xiàn)的分析方法：①場(chǎng)分析法：從麥克斯韋方程出發(fā)，求出滿(mǎn)足邊界條件的波動(dòng)解，得出傳輸線(xiàn)上電場(chǎng)和磁場(chǎng)的表達(dá)式，進(jìn)而分析傳輸特性；②等效電路法：從傳輸線(xiàn)方程出發(fā)，求出滿(mǎn)足邊界條件的電壓、電流波動(dòng)方程的解，得出沿線(xiàn)等效電壓、電流的表達(dá)式，進(jìn)而分析傳輸特性。——后一種方法實(shí)質(zhì)是在一定條件下化場(chǎng)為路”。.無(wú)線(xiàn)傳輸線(xiàn)的三種工作狀態(tài)：①行波狀態(tài)②純駐波狀態(tài)③行駐波狀態(tài).阻抗匹配的三種不同含義：①負(fù)載阻抗匹配②源阻抗匹配③共腕阻抗匹配.如何在波導(dǎo)中產(chǎn)生這些導(dǎo)行波呢？這就涉及到波導(dǎo)的邀助，在波導(dǎo)中產(chǎn)生各種形式的導(dǎo)行模稱(chēng)為激勵(lì),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(lì)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(lì)與耦合具有相同的場(chǎng)結(jié)構(gòu)。.激勵(lì)波導(dǎo)的三種方法：①電激勵(lì)②磁激勵(lì)③電流激勵(lì).微波技術(shù)與半導(dǎo)體器件及集成電路的結(jié)合,產(chǎn)生了微波集成電路。.光纖可分為石英玻璃光纖、多組分玻璃光纖、塑料包層玻璃芯光纖、全塑料光纖。.光纖的三種色散：①材料色散②波導(dǎo)色散③模間色散.微波網(wǎng)絡(luò)正是在分析場(chǎng)分布的基礎(chǔ)上,用曙的分析方法將微波原件等效為也抗或電阻元件,將實(shí)際的波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)等效為傳輸線(xiàn),從而將實(shí)際的微波系統(tǒng)簡(jiǎn)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(guò)變際測(cè)量的方法來(lái)驗(yàn)證。.還可以根據(jù)微波元件的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(shí)現(xiàn)它,這就是微波網(wǎng)絡(luò)的綜合。.微波網(wǎng)絡(luò)的分析與綜合是分析和設(shè)計(jì)微波系統(tǒng)的有力工具,而微波網(wǎng)絡(luò)分析又是綜合的基礎(chǔ)。.微波系統(tǒng)也不例外地有各種無(wú)源、有源元器件，它們的功能是對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行必要的處理或變換，它們是微波系統(tǒng)的重要組成部分。微波元器件按其變換性質(zhì)可分為線(xiàn)性互易元器件、線(xiàn)性非互易元器件以及非線(xiàn)性元器件三大類(lèi)。.非線(xiàn)性元器件能引起頻率的改變，從而實(shí)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(chǎng)效應(yīng)管及微波電真空器件等。.研究天線(xiàn)問(wèn)題，實(shí)質(zhì)上是研究天線(xiàn)在空間所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)分布?？臻g任一點(diǎn)的電磁場(chǎng)都滿(mǎn)足麥克斯韋方程和邊界條件，因此,求解天線(xiàn)問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是求解電磁場(chǎng)方程并滿(mǎn)足邊界條件。.天線(xiàn)的電參數(shù)：①天線(xiàn)方向圖及其有關(guān)參數(shù)②天線(xiàn)效率③增益系數(shù)④幽化和交叉極化電平⑤頻帶寬度⑥輸入阻抗與駐波比⑦有效長(zhǎng)度.電波傳播方式：①視距傳播②大波傳播③地面波傳播④不均勻媒質(zhì)傳播.什么是視距傳播？視距傳播，是指發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)處于相互能看見(jiàn)的視線(xiàn)距離內(nèi)的傳播方.視距傳播的特點(diǎn)？①視距r=4.125+Jh~%103m,當(dāng)發(fā)射兩點(diǎn)間的距離rr時(shí)，兩天線(xiàn)互相看得見(jiàn)”，當(dāng)發(fā)射兩點(diǎn)間的距離r>rv時(shí)，兩天線(xiàn)互相看不見(jiàn)”；②見(jiàn)電波是在地球周?chē)拇髿庵袀鞑?，大氣?duì)電波產(chǎn)生折射與衰減；③除了自發(fā)射天線(xiàn)直接到達(dá)接收天線(xiàn)的直射波外，還存在從發(fā)射天線(xiàn)經(jīng)由地面反射到達(dá)接收天線(xiàn)的反射波，即存在多經(jīng)效應(yīng)。.什么是大波傳播？大波傳播通常是指自發(fā)射天線(xiàn)發(fā)出的電波在高空被電離層反射后到達(dá)接收點(diǎn)的傳播方式，有時(shí)也稱(chēng)電離層電波傳播。主要用于中波和短波波段。.何謂大波傳播的靜區(qū)？808N由于入射角6。<9omin=arcsinj-80.8Nmax的電波不能被電離層反射”回來(lái)，使 ；f 得以發(fā)射天線(xiàn)為中心的、一定半徑的區(qū)域內(nèi)就不可能有大波到達(dá)，從而形成了天波的靜區(qū)。.橫向尺寸遠(yuǎn)小于縱向尺寸并小于波長(zhǎng)的細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的天線(xiàn)稱(chēng)為 線(xiàn)天線(xiàn)。它廣泛的應(yīng)用于通信、雷達(dá)等無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中.求解面天線(xiàn)的輻射問(wèn)題,通常采用口徑場(chǎng)方法,即先由場(chǎng)源求得口徑面上的場(chǎng)分布，再求出天線(xiàn)的輻射場(chǎng)。分析的基本依據(jù)是：惠更斯-菲涅爾原理（本填空包含各章節(jié)及緒論內(nèi)容）計(jì)算題.設(shè)有一無(wú)耗傳輸線(xiàn)，終端接有負(fù)載乙=40-j30g則

①要使傳輸線(xiàn)上駐波比最小則該傳輸線(xiàn)的特性阻抗應(yīng)取多少①要使傳輸線(xiàn)上駐波比最小則該傳輸線(xiàn)的特性阻抗應(yīng)取多少？②此時(shí)最小的反射系數(shù)及駐波比各為多少？③離終端最近的波節(jié)點(diǎn)位置在何處？解：①要是線(xiàn)上駐波比最小，實(shí)質(zhì)上只要使終端反射系數(shù)的模值最小，即乙乙1「」乙一Z°L：(40—Zof+302下1一|z-Z0「［(40+Z02+3021將上式對(duì)Zo求導(dǎo)，并令其為零,經(jīng)整理可得：402+302-Z；=0;即Z。=50。。這就是說(shuō)，當(dāng)特性阻抗Z0=50C時(shí)，終端反射系數(shù)最小，從而駐波比也為最小。②此時(shí)終端反射系數(shù)及駐波比分別為：,11 2-二二21-1Z,11 2-二二21-11 eZ1Z0 40-j30503③由于終端為容性負(fù)載，故離終端的第一個(gè)電壓波節(jié)點(diǎn)位置為zmin1二4二.設(shè)某一均勻無(wú)耗傳輸線(xiàn)特性阻抗為Z0=50C,終端接有未知負(fù)載Z1o現(xiàn)在傳輸線(xiàn)上測(cè)得電壓最大值和最小值分別為100mV和20mV,第一個(gè)電壓波節(jié)的位置離負(fù)載lmin1=〃3,試求該負(fù)載阻抗Z1o解：根據(jù)駐波比的定義：P=Um上=100=5；反射系數(shù)的模值：|「1|=》=2Umin20 P+1 3, 八二九九 工五由lmin1=——電十一二一,求得反射系數(shù)的相位*!=一4二43 3

1■「1——11■「1——1=82464.31--1因而反射系數(shù)為：「1=3,3；負(fù)載阻抗為：乙=乙.已知圓波導(dǎo)的直徑為50mm,填充空氣介質(zhì)。試求：①TEii、TE01、TM01三種模式的截止波長(zhǎng)。②當(dāng)工作波長(zhǎng)分別為70mm,60mm,30mm時(shí)，波導(dǎo)中出現(xiàn)上述哪些模式？③當(dāng)工作波長(zhǎng)為九=70mm時(shí)，求最低次模的波導(dǎo)波長(zhǎng)九g解：①三種模式的截止波長(zhǎng)為cte”-3.4126a=85.3150mmcte01-1.6398au40.9950mmCTM01CTM01-2.6127a-65.3175mm②當(dāng)工作波長(zhǎng)兒②當(dāng)工作波長(zhǎng)兒=70mm時(shí)當(dāng)工作波長(zhǎng)九=60mm時(shí)當(dāng)工作波長(zhǎng)九=30mm時(shí)只出現(xiàn)主模TE11；只出現(xiàn)主模TE11和TM01;只出現(xiàn)主模TE11、TM01和TE01；九 122.4498mm.已知工作波長(zhǎng)九=5mm,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(zhǎng)：入謝=3.4126a,九ctm01=2.6127a要保證單模傳輸，工作波長(zhǎng)滿(mǎn)足以下關(guān)系：2.6127a<九<3.4126a即1.47mm<a<1.91mm時(shí)，可以保證單模傳輸，此時(shí)傳輸模式為主模TE110.求如圖所示雙端口網(wǎng)絡(luò)的［Z］矩陣和［Y］矩陣解：由［Z］矩陣的定義得：UiI1I2=0=Za ZcZ12廣=Zc=Z21I2I._01ZcZ22ZbZCZc而：YLZH=I，Zb ZcZaZb?Za?ZbZcIt-ZcIZa+Zc6.試求圖示終端接匹配負(fù)載時(shí)的輸入阻抗，并求出輸入端匹配的條件ZinjBZojB二，一_.r 1、jXZo1-BX+j2X--? rB)1ZojX出1-BXjBZo不引起反射的條件為：Zin=Zo一 1B2Zn從而求得：X=1BZo2B般可取X二Zo,1B=——Zo ￡=| ： 45d— — 4/m.設(shè)矩形波導(dǎo)寬邊a=2.5cm,工作頻率f=10GHz,用%/4阻抗變換器匹配一段空氣波導(dǎo)和一段8r=2.56的波導(dǎo)，如圖所示，求匹配介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)明及變換器長(zhǎng)度。解：各部分的等效特性阻抗如圖所示，根據(jù)傳輸線(xiàn)的四分之一波長(zhǎng)阻抗變換性:Z0Z0v'性:Z0Z0v''rc可得斗=1.6兒=一=3cm,九=-^==2.37cmf r匹配段內(nèi)波導(dǎo)波長(zhǎng)：變換的長(zhǎng)度l=-=匹配段內(nèi)波導(dǎo)波長(zhǎng)：變換的長(zhǎng)度l=-=0.67cm4.有兩個(gè)平行于z軸并沿x軸方向排列的半波振子,若①d=>V4,，=叮2。②d=3，“4,，=町2。試分別求其E面和H面的方向函數(shù)，并畫(huà)出方向圖解：半波振子的方向函數(shù)cosJ)—\—陣因子:評(píng)解：半波振子的方向函數(shù)cosJ)—\—陣因子:評(píng))cos[).其中kd=kdsin日cos邛+，。由方向圖乘積定理，二元陣的方向函數(shù)等于二者的乘令中=0得E面方向函數(shù)FE3）=cos—cosH -令中=0得E面方向函數(shù)FE3）=sin日4TOC\o"1-5"\h\zo 冗令8=90得H面方向函數(shù)FH（中）=cos—（1+cos中）42）d=3，"4,，二叼26 1令平=0得E面方向函數(shù)cos—cosH - cos—(令平=0得E面方向函數(shù)sin6 4G 冗令8=90得H面方向函數(shù)Fh（中片cos—（1+3cos中）4.直立振子的高度h=10m,當(dāng)工作波長(zhǎng)九=300m時(shí)，求它的有效高度以及歸于波腹電流的輻射電阻解:h h .I解:h h .Imhein=0Izdz^0Imsin: