微波技术与天线试题.docx

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微波技术与天线试题

微波技术与天线

[填空题]

1充有εr=25.2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=（）Ω。

参考答案：

50

[填空题]

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。

参考答案：

强

[填空题]

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：

相同，反相）。

参考答案：

Eθ；Hφ；垂直；相同

[填空题]

4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（）。

参考答案：

馈源；轴；方向

[判断题]

5、传输线可分为长线和短线，传输线长度为3cm，当信号频率为20GHz时，该传输线为短线。

参考答案：

错

[判断题]

6、无耗传输线只有终端开路和终端短路两种情况下才能形成纯驻波状态。

参考答案：

错

[判断题]

7、当终端负载阻抗与所接传输线特性阻抗匹配时，则负载能得到信源的最大功率。

参考答案：

错

[判断题]

8、微带线在任何频率下都传输准TEM波。

参考答案：

错

[判断题]

9、互易的微波网络必具有网络对称性。

参考答案：

错

[判断题]

10、天线的辐射功率越大，其辐射能力越强。

参考答案：

错

[判断题]

11、二端口转移参量都是有单位的参量，都可以表示明确的物理意义。

参考答案：

错

[填空题]

12简述提高单级天线效率的方法。

参考答案：

1）提高天线的辐射电阻；

2）降低损耗电阻。

[填空题]

13在波导激励中常用哪三种激励方式？

参考答案：

（1）电激励；

（2）磁激励：

（3）电流激励。

[填空题]

14矩形波导BJ-26的横截面尺寸为a*b=86.4*43.2mm2，工作频率为3GHz，在终端接负载时测得行波系数为0.333，第一个电场波腹点距负载6cm，今用螺钉匹配。

回答以下问题。

（1）波导中分别能传输哪些模式？

（2）计算这些模式相对应的λp，υp及υg。

参考答案：

（1）利用矩形波导的截止波长的计算公式，计算各波型的截止波长；然后由传输条件λ<λc来判断波导中可能存在的波形。

[填空题]

15设双端口网络[S]已知，终端接有负载Z1，如图所示，求输入端反射系数。

参考答案：

[填空题]

16设矩形波导宽边a=2.5cm，工作频率f=10GHz，用λg/4阻抗变换器匹配一段空气波导和一段εr=2.56的波导，如图所示，求匹配介质的相对介电常数ε’r及变换器长度。

参考答案：

[判断题]

17、TE波和TM波的最低次模分别为TE11和TM10。

参考答案：

错

[判断题]

18、将Ez≠0而Hz=0的波称为TE波

参考答案：

错

[判断题]

19、描述光纤传输特性主要是色散和损耗。

参考答案：

对

[判断题]

20、天线通信的最佳功率fopt=0.85fmax。

参考答案：

对

[判断题]

21、智能天线技术使得空分多址（SDMA）成为可能。

参考答案：

对

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[判断题]

22、相速度可以用来表示波能量的传输速度。

参考答案：

错

[判断题]

23、多径效应造成了天线系统传输过程中信号的衰落。

参考答案：

对

[判断题]

24、若无耗线处于行波状态时，则终端反射系数为∣Γ1∣=1，且Zin=Z0。

参考答案：

错

[填空题]

25对于低于微波频率的无线电波的分析，常用（）；对于微波用（）来研究系统内部结构。

参考答案：

电路分析法；场分析法

[填空题]

26微波传输线大致可分为三种类型（）、（）和（）。

参考答案：

双导体传输线；波导；介质传输线

[填空题]

27高波导的宽边尺寸a与窄边尺寸b之间的关系为（）

参考答案：

b>a/2

[填空题]

28微带传输线的基本结构有两种形式：

（）和（），其衰减主要是由（）和（）引起的。

参考答案：

带状线；微带线；导体损耗；介质损耗

[填空题]

29建立在（）、（）和（）基础上的传输线称为等效传输线。

参考答案：

等效电压；等效电流；等效特性阻抗

[填空题]

30横向尺寸远（）纵向尺寸并（）波长的细长结构的天线称为线天线。

参考答案：

小于；小于

[填空题]

31在无线电波传输过程中，产生失真的原因主要有（）和（）。

参考答案：

媒质的色散效应；随机多径传输效应

[填空题]

32请写出

，负载能得到的最大功率值

参考答案：

[填空题]

33微波的特点有哪些？

参考答案：

（1）似光性

（2）穿透性

（3）款频带特性

（4）热效应特性

（5）散射特性

（6）抗低频干扰特性

[填空题]

34为什么规则金属波导内不能传播TEM波？

参考答案：

如果存在TEM波，则要求磁场应完全在波导的横截面内，而且是闭合曲线，由麦克斯韦第一方程知，闭合曲线上磁场的积分应等于曲线相交链的电流，由于空心金属波导中不存在传播方向上的传导电流，故必须要求有传播方向的位移电流。

由

知传播方向有电场存在，而与TEM波的定义相矛盾。

[填空题]

35一根75Ω均匀无耗传输线，终端接有负载Z1=R1+jX1，欲使线上电压驻波比为3，则负载的实部R1和虚部X1应满足什么关系？

参考答案：

由驻波比ρ=3，可得终端反射系数的模值应为

即负载的实部R1和虚部X1应在圆心为（125，0）半径为100的圆上，上半圆的对应负载为感抗，而下半圆的对应负载为容抗。

[填空题]

36设某矩形波导的尺寸为a=8cm，b=4cm，试求工作频率在3GHZ时该波导能传输的模式。

参考答案：

由，f=3GHZ，得

可见，该波导在工作频率为3GHZ时只能传输TE10模。

[填空题]

37设某系统如图所示，双端口网络为无耗互易对称网络，在终端参考面T2处接匹配负载，测得距参考面T1距离l1=0.125λg处为电压波节点，驻波系数为1.5，试求该双端口网络的散射矩阵。

参考答案：

参考面的外反射系数

[填空题]

38长线和短线的区别在于：

前者为（）参数电路，后者为（）参数电路。

参考答案：

分布；集中

[填空题]

39均匀无耗传输线工作状态分三种（）、（）、（）。

参考答案：

行波状态；驻波状态；行驻波状态

[填空题]

40微波传输系统的阻抗匹配分为两种（）和（）。

阻抗匹配的方法中最基本的是采用（）和（）作为匹配网络。

参考答案：

扼匹配；无反射匹配；λ/4阻抗匹配器；枝节匹配器

[填空题]

41表征微波网络的参量有（）、（）、（）、（）、（）。

参考答案：

阻抗参量；导纳参数；转移参数；散射参数；传输参数

[填空题]

42长度为3λ/4，特性阻抗为600Ω的双导线，端接负载阻抗300Ω；其输入端电压为600V。

试画出沿线电压、电流和阻抗的振幅分布图，并求其最大值和最小值。

参考答案：

[填空题]

43一无耗传输线特性阻抗Z0=50Ω，长度为10cm，f=800MHz，假如输入阻抗Zin=j60Ω.

（1）求出负载阻抗ZL； 

（2）为了替代ZL需用多长的终端短路传输线？

参考答案：

[填空题]

44简述定性的阐述矩形波导中主模的场结构分布规律。

参考答案：

[填空题]

45用BJ-100（a=22.86mm，b=10.16mm）波导做成的TE102模式矩形腔，今在z=l端面用理想导体短路活塞调谐，其频率调谐范围为9.3GHz-10.2GHz，求活塞移动范围。

参考答案：

[填空题]

46什么是微波？

微波有什么特点？

参考答案：

微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，频率范围从300MHZ到3000GHZ，波长从0.1mm到1m；微波的特点：

似光性、穿透性、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。

[填空题]

47微波技术、天线与电波传播三者研究的对象分别是什么？

它们有何区别和联系？

参考答案：

微波技术、天线与电磁波传播史无线电技术的一个重要组成部分，它们共同的基础是电磁场理论，但三者研究的对象和目的有所不同。

微波技术主要研究阴道电磁波在微波传输系统中如何进行有效的传输，它希望电磁波按一定要求沿传输系统无辐射地传输；天线是将微波导行波变成向空间定向辐射的电磁波，或将空间的电磁波变成微波设备中的导行波；电波传播研究电波在空间的传播方式和特点。

[填空题]

48试解释传输线的工作特性参数（特性阻抗、传播常数、相速和波长）

参考答案：

[填空题]

49传输线状态参量输入阻抗、反射系数、驻波比是如何定义的，有何特点，并分析三者之间的关系。

参考答案：

输入阻抗：

传输线上任一点的阻抗Zin定义为该点的电压和电流之比，与导波

[填空题]

50分析无耗传输线呈纯驻波状态时终端可接那几种负载，各自对应的电压波腹点分布。

参考答案：

[填空题]

51阻抗匹配的意义，阻抗匹配有哪三者类型，并说明这三种匹配如何实现？

参考答案：

阻抗匹配的意义：

对一个由信号源‘传输线和负载构成的系统，希望信号源在输出最大功率时，负载全部吸收，以实现高效稳定的传输，阻抗匹配有三种类型，分别是：

负载阻抗匹配、源阻抗匹配和共轭阻抗匹配。

负载阻抗匹配：

负载阻抗等于传输线的特性阻抗称之为负载阻抗匹配。

此时，传输线上只有从信号源到负载方向传输的入射波，而无从负载向信号源方向的反射波。

源阻抗匹配：

电源内阻等于传输线的特性阻抗称之为源阻抗匹配。

源阻抗匹配常用的方法是在信号源之后加一个去耦衰减器或隔离器。

共轭阻抗匹配：

对于不匹配电源，当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗等于电源内阻的共轭值时，称之为共轭阻抗匹配。

[填空题]

52史密斯圆图是求解均匀传输线有关（）和（）问题的一类曲线坐标图，图上有两组坐标线，即归一化阻抗或导纳的（）的等值线簇与反射系数的幅和模角等值线簇，所有这些等值线都是圆或圆弧，故也称阻抗圆图或导纳圆图。

参考答案：

阻抗匹配；功率匹配；实部和虚部

[填空题]

53Smith圆图与实轴左边的交点为（）点，与横轴右边的交点为（）点。

参考答案：

短路；开路

[填空题]

54Smith圆图实轴上的点代表（）点，左半轴上的点为（）点，右半轴上的点为电压波腹点。

参考答案：

纯电阻；电压波节

[填空题]

55在传输线上负载向电源方向移动时，对应在圆图上应（）旋转，反之在传输线上电源向负载方向移动时，对应在圆图上应（）旋转。

参考答案：

顺时针；逆时针

[填空题]

56TEM、TE和TM波是如何定义的？

什么是波导的截止性？

分别说明矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微带线的主模是什么？

参考答案：

1、TE波，TM波，TEM波是属于电磁波的三种模式。

TE波指电矢量与传播方向垂直，或者说传播方向上没有电矢量。

TM波是指磁矢量与传播方向垂直。

TEM波指电矢量于磁矢量都与传播方向垂直；

2、Kc是与波导横截面尺寸、形状及传输模式有关的一个参量，当相移常数β=0时，意味导波系统不再传播，亦称为截止，此时Kc=K，故将Kc称为截止波数。

3、矩形波导，主模TE10模；圆波导，主模TE11模；同轴线，主模TEM模；带状线，主模TEM模；微带线主模：

准TEM模。

[填空题]

57简述导波系统中工作波长与波导波长的区别。

参考答案：

其中，2π/k为工作波长。

[填空题]

58为什么空心的金属波导内不能传播TEM波？

参考答案：

空心金属波导内不能存在TEM波。

这是因为：

如果内部存在TEM波，则要求磁场完全在波导的横截面内，而且是闭合曲线。

有麦克斯韦第一方程可知，闭合曲线上磁场的积分等于与曲线相交链的电流。

由于空心金属波导中不存在轴向即传播方向的传导电流，故必要求有传播方向的位移电流，由唯一电流的定义式可知，要求一定有电场存在，显然这个结论与TEM波的定义相矛盾，所以，规则金属内不能传输TEM波。

[填空题]

59圆波导中的主模为（）模，轴对称模为（）模，低损耗模为（）模。

参考答案：

TE11；TM01；TE01

[填空题]

60什么叫模式简并现象？

矩形波的和圆波导的模式简并有何异同？

参考答案：