微波技术__期末考试试卷(2)

N1?d??1GC00.5A0.25QDl?（1）由于负载Y?L为容性，因此选取导纳圆

??1的圆相交于两点C，D 图上半部分的一个点A，以OA为半径做等反射系数圆，它与G??1?jX，Y??1?jX （X?0） YCD??jX（X?0）（2）由于用容性短路并联单枝节进行匹配，因此Y，于是选择D点（22??Y??1?jX 分）Y1D?，则d?d?? （3分） （3）由A点顺时针转至D点，所转的波长数为d??jX的点N逆时针转至导纳圆图的短路点Q，（4）由Y转过的波长数为l?，则l?l??（22分）

1. 微波通常是指波长在 1～0.001米之间，频率在 300MHz ～300GHz Hz之间的电磁波。

按我国标准，家用微波炉所用微波频率为 2450兆赫兹。“蓝牙”使用的微波频段在

2.4GHz 附近。工业加热用微波频率为 900兆 赫兹。

2. 微带线中传输的工作主模不是真正的TEM波，而是准TEM 波，这种模式的主要特点是

Hz和Ez都 不为零 ，未加屏蔽时，其损耗包括 介质损耗、欧姆损耗 和 辐射损耗 三部分。

3. 微波系统的负载发生全反射时，负载的反射系数为1，从信号源输入的有效功率全部从

负载反射回来，此时，从信号源输出端参考面看向负载，参考面上的回波损耗RL＝ 0 dB。

4. 传输线上若导波波长为λg，则传输线上相隔 λg/4 的点，其阻抗呈倒数，相隔 λg/2 的点，其阻抗相等。

5. N口微波网络散射矩阵[Sii]的元素Sii的物理意义为： i口接电源，其余端口接匹配负

载时i口的电压反射系数，元素Sij的物理意义为： j口接电源，其余端口接匹配负载时，从j口到i口的电压传输系数。 6. 任何均匀传输系统传播的电磁波可分为三种，其中波导不能传输的波型为 TEM波。 7. 圆柱形波导中还有一种与矩形波导中不同形式的模式简并现象，称为 极化 简并。 8. 写出两种常见的微波双口网络： 放大器 、 滤波器 ；两种常见的微波单口网络：

负载 、 信号源 。 9. 从物理概念上分，模式激励可分为 电场激励 和 磁场激励 ；常见的模式激励装

置有探针激励装置、 耦合环激励 装置、孔/缝激励装置和直接耦合装置。

10.同轴线的内导体半径为a，外导体的内半径为b，内外导体之间填充有介质（?，μ），

则同轴线上单位长度的电容为C?2??ln(b/a)单位长度的电感为L??2?ln(b/a)同

轴线的特性阻抗为Z0??ln(b/a)?2?若该同轴线拟用于宽带微弱微波信号的传送，b

与a之比应为 3.59 若该同轴线拟用于窄带大功率微波信号的传送，b与a之比应为 1.65 ；实际工程中为兼顾这两种情况，通常的同轴线特性阻抗为 50 欧。同轴线单

位长度的电容、电感与同轴线的参数.c a b 有关

11.圆柱形谐振腔中，壁电流只有沿φ方向的电流的谐振模式是 TE011 ，其Q0值较其他模

式高。

12.全反射时，?=1，从信号源来的有效功率全部从负载反射回来，此时回波损耗RL=0 dB 13.阻抗匹配的方式主要有： 1负载阻抗匹配 2信号源阻抗匹配 3 信号源共轭匹配。 14.圆柱形波导中还有一种与矩形波导中不同形式的简并现象，称为 极化 简并。 15.终端短路的传输线的驻波系数是?，负载处的反射系数是 - 1 。终端开路的传输线的

驻波系数是?，负载处的反射系数是 + 1

16.扁波导宽边a 和窄边b 的关系为 b=(0.1?0.2)a 标准波导宽边a 和窄边 b 的关系

为 b=0.5a

17.TM波的定义为Ez?0 而Hz=0的波称为横磁波 TE波的定义为Hz?0 而Ez=0的波称为横电波

18.在矩形波导中TE10模的非零场分量有Ey Hx Hz。

1. Smith园图中阻抗一般式为Z＝R＋jX，传输线特性阻抗为ZC，在下图的阻抗园图中，

各点断正确的是R

形成 纯驻波，纯行波，行驻波。若RL为30欧，50欧，30j欧时传输线上分别形成行驻波。纯行波， 纯驻波，若RL为10j欧，50欧，30欧时传输线上分别形成纯驻波，纯行波，行驻波。

3. 电长度为0.5表示0.5个导波波长。电长度为0.2表示0.4个波长。 BA短路点OFDCK开路点E4. 将激励探针垂直插入矩形波导宽边中央的原因主要是因为TE10模在该处的（A）电场最强

5. X波段雷达的工作波段为：（C）厘米波 P波段雷达的工作波段为：米波 6. 阻抗圆图上旋转一周，相应于传输线的长度变化了 λ/2

7. 一段无损传输线的特性阻抗为Z0, 端接纯电阻RL，且Z0≠RL。为实现负载阻抗匹配，

需在Z0与RL之间接入一段λ/4的阻抗匹配变换器，则该阻抗匹配变换器的特性阻抗ZC为 Z0RL

8. 一段均匀传输线，其终端短路时的输入阻抗为Zsc，终端开路时的输入阻抗为Zoc。则该

传输线的特性阻抗为ZscZocc 9. 当传输线无损耗时，由电报方程的解可知，此时传输线上电压、电流呈现正向和反向的等幅行波。此时，传输线的特征阻抗Zc为实数，电流与电压同相 11. 矩形波导宽边为a，窄边为b，其主模是：TE10模式

12. z关于微波的特点，下面哪个描述正确？能穿过电离层，实现外层空间与地球的通信 13.测得传输线上某处的输入阻抗为R+jX，则与该处相距λ/2处的输入阻抗为R+jX 14.微波特点：能穿过电离层，实现外层空间与地球的通信。 15.对于aXb(a>b)的矩形波导中，传输的主模为TE10 16.园波导中的最低波形是TE11在圆柱形谐振腔中，壁电流只有沿?方向的电流的谐振模式是TE011

17.微波谐振器的固有品质系数为Q0,有载品质系数为QL，外界品质因数为Qe，则他们的关系是QL=Q0Qe/(Q0+Qe)

1、画出3dB法测QL值的原理图并据此写出QL值的计算式。（4分）

P/ILP03dBP02ff1f0f2 f0QL??f QL值的计算式：

?fP?P02

2、绘出矩形波导内TE10模场结构图，要求示出电力线、磁力线的分布情况。（4分）

XaX0ZEH 0bY 1.为什么TEM波不可能存在于任何形状的单导体空心波导内？（4分） 答：磁通线是闭合的，因此，假如在波导内存在TEM波的话，则B和H场线应在横向平面内形成闭合回路（1分）。可是，广义安培环路定律要求磁场在横向平面内沿闭合回路的线积分等于通过回路的纵向传导电流与位移电流之总和（1分）。空心波导内没有导体，就不可能有纵向传导电流（1分）。按TEM波的定义，它不具有EZ分量，也就不可能有纵向位移电流。在波导内所有的纵向电流不存在，因此在横向平面内不可能有磁场线的闭合回路的结论（1分）。

2.为什么一般矩形波导测量线的纵向槽开在波导宽壁的中线上？（4分）

答：因为一般矩形波导中传输的电磁波是TE10模。而TE10模在波导壁面上的电流分布是在波导宽壁的中线上只有纵向电流。因而波导宽壁的中线开槽不会切断电流而影响波导内的场分布，也不会引起电磁波由开槽处向波导外辐射电磁波能量。

1、 设计一个工作波长为λ=3cm的标准矩形波导，要求只传输TE10模式，试确定a，b

的尺寸。 （4分） 解：

?c(TE20)??0??c(TE10) 和

?c(TE01)??0 ??2a?2?0（1分）有：0 和

2b??0（1分）

考虑损耗及重量、体积等因素，取：

a=0.7λ， b=(0.4~0.5)a或者（0.1～0.2）a，（1分）

得： a＝2.1cm， b=0.84~1.05cm或0.21～0.42cm。（1分）

2、一任意四端网络如图所示，其[Sij]已知。当2-2面接负载ZL时，求1-1面的输入阻抗Zin。（4分）

[解]输出端接负载时的反射系数：?L?ZL?ZcZL?Zc?in?1??in?1输入端反射系数：?in?而s12s21?L1?s22?LZin?Zc1Zin?Zc1?Zin?Zc1??in?s11??s11?s12s21?ZL?Zc???ZL?Zc??s22?ZL?Zc代入①式得：Zin?Zc??1?s11???ZL?Zc??s22(ZL?Zc)??s12s21?ZL?Zc??1?s11???ZL?Zc??s22?ZL?Zc???s12s21?ZL?Zc? 21ZinZc[Sij]ZcZL1'2'

3、一填充空气的矩形谐振腔，其沿XYZ方向的尺寸分别为a>b>d a>d>b a=b=d。试确定该矩形谐振腔的谐振主模和频率。

选择Z轴作为参考的传输方向，首先对于TMmnp模，m或n都不可为零，而p可以为0，其次，对于TEmnp模，m或n均可为零（但m和n不可都为零），但p不可为零。因此最低阶的模式是TM110 TE011 TE101

A当a>b>d时，最低谐振频率为f110=(c/2)*(1/a2+1/b2)1/2其中c为自由空间中的光速，因此TM110为主模。

B 当a>d>b时，最低谐振频率为f101=(c/2)*(1/a2+1/b2)1/2 TE011为主模。

C当a=b=d 时，所有三个最低阶的模式都有相同的场结构，这些简并模式的谐振频率为f110=c/(1.414a)

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