微波技术与天线复习题选

微波技术与天线复习题选

微波基本概念：

微波通常是指波长为 至 的电磁波。

微波通常是指频率以 到 的电磁波。

以波长划分，微波通常分为 波， 波， 波， 波。

在微波工程中，C波段是指 厘米波，χ 波段是指 厘米波。L 波段是指 厘米波，S波段是指 厘米波。

微波炉是利用某些物质吸收微波能所产生的 效应进行的。

微波波段中的 mm和 mm波可以无阻地通过大气游离层，是电磁波通讯的宇宙窗口。

传输线参量特性：

当负载阻抗为 时，无耗传输线为行驻波状态，此时传输线上反射系数的模 驻波比为 。 当负载阻抗为 时，无 耗传输线为行波状态，此时传输线上反射系数的模 驻波比为 。 当负载阻抗为 时，无耗传输线为纯驻波状态，此时传输线上反射系数的模 驻波比为 。 传输线终端短路时，其反射系数的模|Г（）|= ，驻波比= ，离负载λ/4处的输入阻抗 只有当负载为 时，才能产生行驻波状态，此时传输线上的反射系数的模介于 和 之间

传输线上的负载给定后，沿无损耗传输线移动时，其反射系数Г（）按下列规律变化：模 ，辐角按 而变。

传输线处于行波工作状态时，沿线电压和电流具有相 相位，它们各自的振幅保持 ，输入阻抗亦是个 量，且等于 阻抗。

传输线终端短路时，其反射系数的模|Г（）|= ；传输线终端接匹配负载时，其反射系数的模|Г（）|= 。（设传输线为无损耗线）

在阻抗圆图上沿等驻波比圆旋转时；顺时针旋转，代表传输线上参考面向 方向移动，通时针旋转代表传输线上参考面向 方向移动。

对串联等效短路应用 圆图，对并联等效电路应用 圆图。

当负载阻抗为 时，传输线上为行驻波状态，此时传输线上的驻波比为 。 求图示传播线电路A，B端的输入阻抗。

圆图基本概念：

试画一阻抗圆图简图。並标出感性半圆。容性半圆、可调匹配圆及纯电抗圆。

在复平面上作出阻抗圆图的简图，并在上面标出短路点、开路点、匹配点、可调匹配圆。 在阻抗圆图上沿等 圆旋一周，相当于在传输线上移动 。 在阻抗圆图上，归一化电阻 = 的圆称为可调 圆。 在阻抗圆图上，归一化电抗 = 的线称为纯 线。

在阻抗圆图上，归一化电阻 = 的点称为短路点，归一化电抗 =的点称为开路点。 在阻抗圆图上，归一化电阻 = 的圆称为 圆。

圆图应用：

一无耗传输线的负载阻抗为50+50 ，传输线特性阻抗为50 ，试用公式方法求出其反射系数和驻波比。

已知平行双线传输线的特性阻抗为250Ω，负载阻抗为500—j150Ω，求距离终端4.8λ处的输入导纳。

一个半波振子天线，其等效阻抗Ζ =（65+j30）Ω，与一特性阻抗ΖC =300Ω的传输线联接，为了匹配可串联一个可调电容，试求串联电容的位置及其容抗的数值。

在一特性阻抗ΖC 为50Ω的无耗传输线上测得驻波比ρ=5，电压最小点（电压波节点）在距负载λ/3处，求负载阻抗值。

一传输线特性阻抗ΖC=75Ω，终端负载电阻R=250Ω。利用并联分支短路线进行匹配，当工作波长λ=10CM时，问距离 和问分支短路线距离终端位置L和长度d分别取何值可以获得匹配。

一传输线的特性阻抗为Z =50 ，负载阻抗Z =100+ 50 ，求离负载0。24 处的输入阻抗和输入导纳

微波传输线：

根据所给出的模式做出横截面的场分布（E线、H线）：

下图为一圆波导的截止波长分布图，已知R=1。2 ，现输入一波长为 =2。5 的电磁波，问此波能否在这 波导中传播

如能传播可激发几种模式？单模传播的条件？

微波网路参量：

微波网路（二端口）各S参量的意义 S参量的基本性质

简单二端口网络的S参量表示

。 微波无源器件：

下图为一矩形波导的俯视图（波导宽边），已知波导中传输的波为TE 波，外加恒定磁场方向及微波传输方向如图所示，距宽边A的1/4处置一微波铁氧体，试做出宽边上的磁力线分布图，并指出此时B-B面（微波铁氧体）上是左旋极化波还是右旋极化波；若要微波单向传输并保持微波传输方向不变，此时应采用铁磁谐振效应还是场移效应。

微波谐振腔：

下图为一TE 圆柱形谐振腔，试在纵向和横向截面上做出其场分布图（E线、H线）

一无耗传输线的特性阻抗为75欧，终端负载阻抗为250欧，利用并联分支短路线进行匹配，当工作波长为，

10厘米时，求短路线的接入位置及长度。

微波天线

以结构划分，天线通常分为 天线， 天线， 天线和 天线。 发射天线与接收天线的电参量 常用天线的特点

微波实验：

下图为一微波特性参量（微波频率，波导波长，驻波比，驻波相位）实验测量系统。 请在空方框内上合适的微波器件的名称。

简述微波频率，波导波长，驻波比，驻波相位的测量方法。

方向性系数

参考标准 假想无方向性天线：在空间各个方向上具有均匀辐射的天线。（其立体方向图为一球面） 方向性系数D

当被研究天线的辐射功率9无方向性天线）的辐射功率时。

被研究天线 在其最大辐射方向上产生的辐射功率密度（或辐射场强振幅的平方值）与无方向性天线在该处产生的功率密度（或场强振幅的平方值）之 S辐射功率密度 方向系数的计算与表示。对被研究天线 总辐射功率：

无方向性天线各个均匀辐射 （ 方向性系数） 某一确定方向（）上的方向性系数

益系数

~；以相同的输入功率送入被研究天线和作为参考标准的无方向性天线时。

表述一、被研究天线在其最大辐射方向上产生的场强振幅的平均值，与无方向性天线在该点产生的场强振幅的平方值的比值，

表述二、或使接收点场强（在被研究天线最大辐射方向上的点）相同时，无方向性天线所需的输入功率与被研究天线所需要的输入功率之比 增益系数与方向性系数关系：

n被研究天线效应 无方向天线效率=1 极化

极化：~电场强度的取向随时间变化的方式 极化方式： 极化旋向

极化匹配与极化损耗、极化损耗因子接收~与发射~必须相互适应、达到极化匹配，否则产生极化损耗使天线不能有效接收。

极化损耗因子：表征极化损耗的大小 来波电场与接收天线电场 极化

ai，ar 来波（接收电天线）电场所在方向的单位

极化方向一致 T与R 极化方向正交 不同极化形式天线的配合

、、、、、、也可以互相配合使用

线极化 圆极化，n 只收到两分量之一圆极化 旋向同圆/椭圆 旋向不一n不能接收

通信~一般用线极化 设备剧烈摆动/旋转地影响 有 面采用圆极化 一 可以收到任何取向的线极化波 例：卫星、导弹、天线指向经常变，用圆极化天线跟踪不易丢失目标 （驻波天线）

将细导线编成一直径较大的笼形而成编笼相当把天线导体加粗 天线的等效半径 d：导线直径3~4mm a：笼形直径2a=1~3m n：导线根数 n=6~8 特性阻抗 R=120（

由于等效半径a个 Re 频率变宽 其余特性与半波天线同 菱形天线（行波天线）

有四边导线组成的特性阻抗

两边导线张一定角度且两边电流相180°

频带宽 占地面积大

结构简单、易维护 副瓣多且大

调整容易 效率不高60~70瓦 终端 增益大 电阻吸收部分功率

引向天线（八木天线、鱼骨天线）

有一个半波有源振子（激励器）一个反射器 若长个引向器（）组成 有源振馈线与发射 接收机连反射器及引向器固定于金属杆 反射器有源引向 最大辐射方向

4-3．一特性阻抗Z =50 的同轴线测得驻波比 =5，驻波节点离负载距离为1/3λ求负载阻抗及负载离驻波电压腹点的距离。

1、已知同轴线的特性阻抗 50，负载阻抗为100+50，求离负载0。24 处的输入阻抗。 2、有一无耗传输线，其特性阻抗 为 50，负载阻抗 （0）=50+ 50 。试求：（A）负载处的反射系数（B）驻波比系数。

2、已知一传输线特性阻抗 =50 ，工作波长入=10 ，负载阻抗 =33。3+ 33。3 求驻波比 ，反射系数 以及距终端7处的输入阻抗。

3、已知一传输线特性阻抗 =75 ，负载阻抗 =75+ 75 ，求传输线的驻波比 ，负载反射系数 及终端距电压驻波最

微波元件

1、下图所示为波型变换器，试在图上所示的A、B、C、D各截面上作出相应的电力线分布图。

1、 下图为一a×b=72mm×34mm的矩形波导中各种模式的截止波长分布图。现输入一波长为入=7cm的电磁波。问：A、此波能否在这波导传输？ 2、 B、此波在这波导中能否单模传输？ 3、 C、此波在这波导中能激励几种模式？

4、 D、若要实现单模传输，输入电磁波的波长应为多少？