微波技术期末试题答案A
一、基本概念（30分）
(a) 微波是介于 超短波 与 红外线 之间的波，频率范围从 300 MHz 到 3000 GHz 。光波属于电磁波谱的 可见光 段，工作波长为 纳米 量级。（5分）
(b) 由于微波在电磁波谱中的特殊位置，所以具有以下特性 似光性和似声性、穿透性、非电离性、信息性、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等 （请列举5种以上，5分）。
(c) 某矩形波导中的信号能够单模传输，那么它一般工作于 10TE 模式，截止波长为_2a _,其中a 为波导宽边尺寸。 如果转接成圆型波导馈入基站仍然为单模，那么它此时工作于11TE 模式。圆柱波导传输场一般可采用 分离变量 法求解，由于匹配边界条件的缘故，如果支撑场解中的第一类贝塞尔函数带有求导符号，那么必定为TE 模，其余场分量利用支撑场和 纵横关系 求出。（5分）
(d) 圆型波导虽然损耗比矩形波导小，但是由于其中存在固有的 极化简并 等问题，一般不用于长距离传输系统。对于腔式谐振器器件，由于损耗主要来源于 腔体的金属壁和腔内填充的介质 ，所以采用 开放式或半开放式谐振器 有利于获得更小的损耗。作为封闭谐振体的改进版，可以采用 由两块平行金属板构成开式 结构的法布里——珀罗谐振器，这种谐振器
稳定工作的条件是120111d d R R ????
≤--≤ ???????
。 (5分)
(e) 空心波导的激励可以通过 探针激励、环激励、孔或缝激励、直接过渡 等方法获得。（3分） (f) 举例说明微波网络的信号流图简化分析的四条准则（4分）
答：(1)同向串联支路合并规则：在两个节点之间如果有几条首尾相接的串联支路，则可以合并为一条支路，新支路的传输值为各串联支路传输值之积。
1V 2V 3
V
1V 3
V
(2)同向并联支路合并规则：在两个节点之间如果有几条同向并联支路，则可以合并为一条支路，新支路的传输值为各并联支路传输值之和。
1
V a b
2
V b
(3)自环消除法则：如果在某节点有传输为S 的自环，则将所有流入此节点的传输都除以（1－S ），而流出的支路传输值不变，即可消除此自环。
1
2
3
1
2
3
32
S 2122
1S S -
(4)节点分裂规则：一个节点分成两个或者更多节点，只要原来的信号流通情况保持不变即可；如果在次节点上有自环，则分裂后的每个节点都应保持原有的自环。
1
V 2
V 3
V
1
V 2
V 3V '
(g) 微波集成传输线综合了微波技术、半导体器件和集成电路的多种技术。他的主要优点有： 体积小、重量轻、成本低、性能优越、可靠性高、一致性好、功能的可复制性好 等。请画出常用的几种微带线的结构并简述求解方法。（请列举2种以上，4分） 答：常用的几种微带线结构如下
耦合微带线结构截面图
悬置微带线结构截面图
倒置微带线结构截面图
对于耦合微带线应用奇偶模方法求解。奇模激励时中间对称面为电壁，偶模激励时中间对称面为磁壁。奇、偶模激励下，耦合线分别被电壁和磁壁分成两半，只需研究其中一半，即分别研究单根奇模线和单根偶模线的特性，然后叠加便可得到耦合线的特性。也就是说，另一根带状导体的影响分别可用对称面上的电壁（奇模）和磁壁（偶模）边界条件来等效，然后可以应用传输线理论进行分析和计算。
对于悬置微带线和倒置微带线，用对谱域结果的最小二乘曲线拟合方法可得特性阻抗和有效介电常数，然后应用传输线理论进行分析和计算。
二、单、双枝节匹配问题（20分）： 某个无耗传输线系统的特性阻抗Z 0为50Ω，端接Z L ＝30-j50Ω的负载，请在距离负载0.7λ处分别采用开路单枝节和开路双枝节（间距3λ/8）匹配技术使系统输入达到匹配，。（请在解题时画出简图并标注步骤） 解：负载阻抗归一化：0
0.6L
L Z z j Z =
=- 采用串联开路单枝节进行匹配：
（1）如图所示，在圆图中标出L z （对应向电源波长数为0.36），沿等反射系数圆顺时针旋转，交1r =等电阻圆于11 1.4z j =+（对应向电源波长数为0.174），所以枝节位置距离负载
0.50.360.1740.314λλλλ-+=。
（2）要使1z 移动到匹配点，应使开路枝节等效阻抗为 1.4j -。
（3）在圆图中标出点，其对应向电源波长数为0.349，所以枝节长度为0.3490.250.099λλλ-= 采用串联开路双枝节进行匹配：
（1）如图所示，在圆图中标出L z ，沿等反射系数圆顺时针旋转0.7λ到10.310.37z j =+。 （2）1z 沿等电阻圆交辅助圆于20.310.28z j =-，所以第一个串联枝节等效阻抗为0.65j -（对应向电源波长数为0.408），其长度为0.4080.250.158λλλ-=
（3）2z 沿等电阻圆顺时针旋转3λ，交1r =等电阻圆于31 1.33z j =-，为使3z 移动到匹配点处，第二个串联枝节等效阻抗应为 1.33j （对应向电源波长数为0.147），其长度为
0.50.250.1470.397λλλλ-+=。
三、微带技术：（15分）画出耦合微带线的结构及等效电路，推导等效电路的微分方程。 解：（1）画出耦合微带线的结构及等效电路如下：
图（2）
（2）假设偶合微带线传输TEM 模，则两线之间的电磁耦合可等效为通过两线之间的互电容和互电感进行耦合，线元dz 的集总参数等效电路如上图2所示。图中，Lm 和Cm 分别表示线间单位长度的耦合电感和耦合电容，L1和C1表示计及另一线影响时单根线的分布电感和分布电容。根据基尔霍夫定律，对于时谐变化的电压和电流，可得到等效电路的微分方程为： 211I L j LI j dz dV
m ωω+=-------（1） 122I L j LI j dz dV
m ωω+=-------（2） 211V C j CV j dz dI
m ωω-=-------（3） 122V C j CV j dz
dI
m ωω-=-------（4） 式中11,m L L C C C ==+
四、 微波网络：（20分）请分类写出5种微波网络矩阵的定义式。利用级联法求如下图所示的系统的总[ABCD]矩阵，推导出对应的[Z]矩阵和[S]参数矩阵（请写出转换计算过程），并从网络参数的角度讨论此矩阵的“对称性”和“幺正性” 。
解：阻抗矩阵：[][][]V Z I = 导纳矩阵：[][][]I Y V = 散射矩阵：[][][]b S a =
[ABCD]矩阵：1212V V A B I I C C ??????=??????
?????? 传输散射矩阵：111122121222b T T a a T T b ??????
=????????????
可将系统分成五个部分，其[ABCD]矩阵分别为：
14001j ??????，10201j ??????，1
3001j ??????，10201j ??????，1
400
1j ??
????
五个部分级联，因而总的[ABCD]矩阵为：
[]1
40101
30101
40012010
120 1.5500.025110
1.5j j j AB D j j C j j --??????????==?
???????????????????????-??
由[ABCD]矩阵的定义可得：
122122
V AV BI I CV DI =+=+
所以可得：
112212
1A AD V I B I C C D V I I C C
??=
-- ???=- 所以阻抗矩阵[]160404060A AD B C C Z D C C j j j j ??
??- ???????==??????-????-??
已知
122122
V AV BI I CV DI =+=+
，且有
)
)
)
)111222111222V a b V a b I a b I b a =+=+=
-=-，合并可得： ()()()()
11222201102222/a b A a b B a b Z a b CZ a b D a b +=+---=+--
整理变形可得：
()()()()1
0011002211
11
A B Z A B Z b a CZ D CZ D b a --+--????????
=????????--+--????
?
???
[]()()()()()1
00000000000.06210.74480.66210.05520.66210.05520.1106210.711
44821
2A B Z A B Z S CZ D CZ D A B Z CZ D AD BC A B Z CZ D A B Z j CZ j j j D --+--????
=????--+--?
???
?+---+--????---+-?=
??+++-+-+??=?
?
观察[S]矩阵可见，1122S S =和1221S S =，所以网络满足对称性和互易性，且
2
2
2
2
112112221S S S S +=+=，所以网络满足幺正性。
五、微波器件：（15分）已知半波长有耗线的输入阻抗可以用下式表示： 00()1in th l jtg l Z Z th j l Z jth l tg l
αβαβαβ+=+=+
证明λ0 /2长度的传输线型谐振腔相当于RLC 串联谐振电路。其等效电参量如下：
0R Z l α=，00
2C n Z πω=，00
L 2n Z πω=，22n Q l πβαα
==，当传输线损耗增加时，等效电路会有什么变化？如
果实际使用这样的谐振器尺寸嫌大，可以采用何种结构的谐振器进行改进？ 解：（1）实用中的大多数传输线的损耗都很小，因此可以假设1l α，于是th l l αα。令
0ωωω=+?（在谐振频率附近）
，这里ω?很小，则0p
p
p
l
l
l
l v v v ωωωβ?==
+
。由于谐振时，0ωω=，02p l n n v λπ==，因此有0
n l n πω
βπω?=+
，而000
n n n t g l t g n t g πω
πωπωβπωωω??
???
=+
= ???
。所以
可以得到：()00
0001in l j n n Z Z Z l j j n l απωωπωαπωωαω+???
?≈≈+ ?+??
?，与RLC 串联谐振电路的输入阻抗公式
2in Z R j L ω=+?的形式相似，据此可判断长度为02λ的传输线型谐振腔相当于RLC 串联谐振电路。对比两式可得 0R Z l α=和0
2n L Z πω
ωω??=
所以等效电阻0R Z l α=，等效电感002n Z L πω=
，等效电容2000
12
C L n Z ωπω==，品质因素022L
n Q R
l ωπβ
αα
=
=
= （2）当传输线损耗α增加时，等效电阻变大，等效电感和等效电容不变，品质因素变小。 （3）如果实际使用时，尺寸太大，可以采用螺旋线谐振器结构进行改进。
微波技术基础试题三
一．简答：（50分） 1．什么是色散波和非色散波？（5分） 答：有的波型如TE 波和TM 波，当波导的形状、尺寸和所填充的介质给定时，对于传输某一波形的电磁波而言，其相速v p 和群速v g 都随频率而变化的，把具有这种特性的波型称为色散波。而TEM 波的相速v p 和群速v g 与频率无关，把具有这种特性的波型称为非色散波。 2．矩形波导、圆波导和同轴线分别传输的是什么类型的波？（5分） 答：（1）矩形波导为单导体的金属管，根据边界条件波导中不可能传输TEM 波，只能传输TE 波和TM 波。 （2）圆波导是横截面为圆形的空心金属管，其电磁波传输特性类似于矩形波导不可能传输TEM 波，只能传输TE 波和TM 波。 （3）同轴线是一种双导体传输线。它既可传输TEM 波，也可传输TE 波和TM 波。 3．什么是TE 波、TM 波和TEM 波？（5分） 答：根据导波系统中电磁波按纵向场分量的有无，可分为三种波型： （1）横磁波（TM 波），又称电波（E 波）:0=H Z ，0≠E Z ； （2）横电波（TE 波），又称磁波（H 波）：0=E Z ，0≠H Z ； （3）横电磁波（TEM ）：0=E Z ，0=H Z 。 4．导波系统中的相速和相波长的含义是什么？（5分） 答：相速v p 是指导波系统中传输电磁波的等相位面沿轴向移动的速度。 相波长λp 是指等相位面在一个周期T 内移动的距离。 5．为什么多节阶梯阻抗变换器比单节阻抗变换器的工作频带要宽？（5分） 答：以两节阶梯阻抗变换器为例，设每节4 λ阻抗变换器长度为θ，三个阶
梯突变的电压反射系数分别为 Γ ΓΓ2 1 ,,则点反射系数为 e e U U j j i r θ θ 42210--ΓΓΓ++==Γ，式中说明，当采用单节变换器时只有两 个阶梯突变面，反射系数Γ的表达式中只有前两项，若取ΓΓ=10，在中心频率处,2/πθ=这两项的和为零，即两突变面处的反射波在输入端相互抵消，从而获得匹配；但偏离中心频率时，因2/πθ≠，则两个反射波不能完全抵消。然而在多节阶梯的情况下，由于多节突变面数目增多，参与抵消作用的反射波数量也增多，在允许的最大反射系数容量Γm 相同的条件下， 使工作频带增宽。 6．请简述双分支匹配器实现阻抗匹配的原理。（7分） 答： B A Z L 如图设：AA’,BB’两个参考面分别跨接两个短截线，归一化电纳为jB 1,jB 2 A A’,BB’两参考面处的等效导纳，在考虑分支线之前和之后分别为 y iA ',y A A '' y iB ',y B B ' ' ,从负载端说起，首先根据负载导纳在导纳圆图上找 到表示归一化负载导纳的点，以此点到坐标原点的距离为半径，以坐标原点为圆心画等反射系数圆，沿此圆周将该点顺时针旋转（4πd 1）rad ，
微波技术__期末考试试卷
微波技术 期末考试试卷（A ）标准答案及评分标准 一、简答题（每小题3分） 1、 如何判断长线和短线？ 答：长线是传输线几何长度l 与工作波长λ可以相比拟的传输线（1.5分），（必须考虑波在传输中的相位变化效应），短线是几何长度l 与工作波长λ相比可以忽略不计的传输线（1.5分）。（界限可以认为是/0.05l λ≥）。 2、 何谓分布参数电路？何谓集总参数电路？ 答：集总参数电路由集总参数元件组成，连接元件的导线没有分布参数效应，导线沿线电压、电流的大小与相位与空间位置无关（1.5分）。分布参数电路中，沿传输线电压、电流的大小与相位随空间位置变化，传输线存在分布参数效应（1.5分）。 3、 何谓色散传输线？对色散传输线和非色散传输线各举一个例子。 答：支持色散模式传输的传输线，（0.5分）色散模式是传输速度（相速与群速）随频率不同而不同的模式（0.5分）。支持非色散模式传输的传输线（0.5分），非色散模式是传输速度（相速与群速）不随频率而改变的模式。（0.5分） 色散模式传输线：波导（0.5分） 非色散模式传输线：同轴，平行双导体，微带。（0.5分） 4、 均匀无耗长线有几种工作状态？条件是什么？ 答：均匀无耗长线有三种工作状态，分别是驻波、行波与行驻波。（1.5分） 驻波：传输线终端开路、短路或接纯电抗；（0.5分） 行波：半无限长传输线或终端接负载等于长线特性阻抗；（0.5分） 行驻波：传输线终端接除上述负载外的任意负载阻抗；（0.5分） 5、 什么是波导中的模式简并？矩形波导和圆波导中的简并有什么异同？ 答：不同模式具有相同的特性（传输）参量叫做模式简并。（1分） 矩形波导中，TE mn 与TM mn （m 、n 均不为零）互为模式简并。（1分） 圆波导的简并有两种，一种是极化简并。其二是模式简并，（1分） 6、 空气填充的矩形波导（宽边尺寸为a ，窄边尺寸为b ）中，要求只传输 10 H 波型，其条 件是什么？ 答：由于10H 的截止波长2c a λ=，而20H 的截止波长为a ，01H 的截止波长为2b ，若保证 10H 单模传输，因此传输条件max (,2)2a b a λ<<（3分）。 答对2a λ<（1分） 2a a λ<<（2分） 或22b a λ<<（2分） 2a a λ<<或22b a λ<<（2.5分） 7、 说明二端口网络S 参量的物理意义？ 答：S 11,1端口接源，2端口接匹配负载，1端口的电压反射系数； S 22：2端口接源，1端口接匹配负载，2端口的电压反射系数； S 12：2端口接源，1端口接匹配负载，2端口到1端口的电压传输系数； S 21：1端口接源，2端口接匹配负载，1端口到2端口的电压传输系数； 对角元答对第1个给1分，答对第2个加0.5分； 非对角元答对第1个给1分，答对第2个加0.5分； 8、 写出理想移相器的散射矩阵
微波技术基础考试题一
一、填空题（40分，每空2分） 1、微波是指波长从1米到0.1毫米范围内的电磁波。则其对应的频率范围从___ ___赫兹 到___ __赫兹。 2、研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。一种是 的分析方法， 一种是 分析方法。 3、微波传输线种类繁多，按其传输的电磁波型，大致可划分为三种类 型 、 、 。 4、测得一微波传输线的反射系数的模2 1=Γ，则行波系数=K ；若特性阻抗Ω=750Z ，则波节点的输入阻抗=)(波节in R 。 5．矩形波导尺寸cm a 2=，cm b 1.1=。若在此波导中只传输10TE 模，则其中电磁波的工作 波长范围为 。 6．均匀无耗传输线工作状态分三种：（1） （2） （3） 。 7．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。 8.从传输线方程看，传输线上任一点处的电压或电流都等于该处相应的 波 和 波的叠加。 9. 阻抗圆图是由等反射系数圆和__ ___组成。 二、简答或证明题（20分，第1题8分，第2题6分，第3题6分） 1、设特性阻抗为0Z 的无耗传输的行波系数为K ，第一个电压波节点到负载的距离min l 证明：此时终端负载阻抗为：min min 0tan K 1tan j K l j l Z Z L ββ--= （8分）
2、若想探测矩形波导内的驻波分布情况，应在什么位置开槽？为什么？（请用铅笔画出示意图）（6分） 3、微波传输线的特性阻抗和输入阻抗的定义是什么？ （6分） 三、计算题（40分） 1、如图所示一微波传输系统，其 0Z 已知。求输入阻抗in Z 、各点的反射系数及各段的电压驻 波比。（10分）
微波考试题
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[S ii]的元素S ii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S ij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)a /b ln(C πε2= 单位长度的电感为)a /b ln(L πμ2=同轴线的特性阻抗为π εμ20)a /b ln(Z =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 TE 011 ，其Q 0值较其他模式高。 12. 全反射时，Γ=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=(0.10.2)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
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微波技术基础 简答题整理
第一章传输线理论 1-1.什么叫传输线？何谓长线和短线？ 一般来讲，凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同体组成的导波系统，均可成为传输线；长线是指传输线的几何长度l远大于所传输的电磁波的波长或与λ可相比拟，反之为短线。（界限可认为是l/λ>=0.05） 1-2.从传输线传输波形来分类，传输线可分为哪几类？从损耗特性方面考虑，又可以分为哪几类？ 按传输波形分类： （1）TEM（横电磁）波传输线 例如双导线、同轴线、带状线、微带线；共同特征：双导体传输系统； （2）TE（横电）波和TM（横磁）波传输线 例如矩形金属波导、圆形金属波导；共同特点：单导体传输系统； （3）表面波传输线 例如介质波导、介质镜像线；共同特征：传输波形属于混合波形（TE波和TM 波的叠加） 按损耗特性分类： （1）分米波或米波传输线（双导线、同轴线） （2）厘米波或分米波传输线（空心金属波导管、带状线、微带线） （3）毫米波或亚毫米波传输线（空心金属波导管、介质波导、介质镜像线、微带线） （4）光频波段传输线（介质光波导、光纤） 1-3.什么是传输线的特性阻抗，它和哪些因素有关？阻抗匹配的物理实质是什么？ 传输线的特性阻抗是传输线处于行波传输状态时，同一点的电压电流比。其数值只和传输线的结构，材料和电磁波频率有关。 阻抗匹配时终端负载吸收全部入射功率，而不产生反射波。 1-4.理想均匀无耗传输线的工作状态有哪些？他们各自的特点是什么？在什么情况的终端负载下得到这些工作状态？
（1）行波状态： 0Z Z L =，负载阻抗等于特性阻抗（即阻抗匹配）或者传输线无限长。 终端负载吸收全部的入射功率而不产生反射波。在传输线上波的传播过程中，只存在相位的变化而没有幅度的变化。 （2）驻波状态： 终端开路，或短路，或终端接纯抗性负载。 电压，电流在时间，空间分布上相差π/2，传输线上无能量传输，只是发生能量交换。传输线传输的入射波在终端产生全反射，负载不吸收能量，传输线沿线各点传输功率为0.此时线上的入射波与反射波相叠加，形成驻波状态。 （3）行驻波状态： 终端负载为复数或实数阻抗（L L L X R Z ±=或L L R Z =）。 信号源传输的能量，一部分被负载吸收，一部分反射回去。反射波功率小于入射波功率。 1-5.何谓分布参数电路？何谓集总参数电路？ 集总参数电路由集总参数元件组成，连接元件的导线没有分布参数效应，导线沿线电压、电流的大小与相位，与空间位置无关。分布参数电路中，沿传输线电压、电流的大小与相位随空间位置变化，传输线存在分布参数效应。 1-6.微波传输系统的阻抗匹配分为两种：共轭匹配和无反射匹配，阻抗匹配的方法中最基本的是采用λ/4阻抗匹配器和支节匹配器作为匹配网络。 1-7.传输线某参考面的输入阻抗定义为该参考面的总电压和总电流的比值；传输线的特征阻抗等于入射电压和入射电流的比值；传输线的波阻抗定义为传输线内横向电场和横向磁场的比值。 1-8.传输线上存在驻波时，传输线上相邻的电压最大位置和电压最小位置的距离相差λ/4，在这些位置输入阻抗共同的特点是纯电阻。 第二章 微波传输线 2-1.什么叫模式或波形？有哪几种模式？
微波技术基础期末试题一
《微波技术基础》期末试题一 选择填空题（共30分，每题3分） 1.下面哪种应用未使用微波（） （a）雷达（b）调频（FM）广播 （c）GSM移动通信（d）GPS卫星定位 2.长度1m，传输900MHz信号的传输线是（） （a）长线和集中参数电路（b）长线和分布参数电路 （c）短线和集中参数电路（d）短线和分布参数电路 3.下面哪种传输线不能传输TEM模（） （a）同轴线（b）矩形波导（c）带状线（d）平行双线 4.当矩形波导工作在TE10模时，下面哪个缝不会影响波的传输（） 5.圆波导中的TE11模横截面的场分布为（） （a）（b）（c） 6.均匀无耗传输线的工作状态有三种，分别为，和。
7.耦合微带线中奇模激励的对称面是壁，偶模激励的对称面是壁。 8.表征微波网络的主要工作参量有阻抗参量、参量、参量、散射参量和参量。 9.衰减器有衰减器、衰减器和衰减器三种。 10.微波谐振器基本参量有、和三种。 二.（8分）在特性阻抗Z0=200?的传输线上，测得电压驻波比ρ=2，终端为 U0V，求终端反射系数、负载阻 =1 电压波节点，传输线上电压最大值 max 抗和负载上消耗的功率。 三．（10分）已知传输线特性阻抗Z0=75?，负载阻抗Z L=75+j100?，工作频率为900MHz，线长l=0.1m，试用Smith圆图，求距负载最近的电压波腹点的位置和传输线的输入阻抗（要求写清必要步骤）。 四．（10分）传输线的特性阻抗Z0=50Ω，负载阻抗为Z L=75Ω，若采用单支节匹配，求支节线的接入位置d和支节线的长度l（要求写清必要步骤）。五．（15分）矩形波导中的主模是什么模式；当工作波长为λ=2cm时，BJ-100型（a*b=22.86*10.16mm2）矩形波导中可传输的模式，如要保证单模传输，求工作波长的范围；当工作波长为λ=3cm时，求λp，vp及vg。 六．（15分）二端口网络如图所示，其中传输线的特性阻抗Z0=200Ω，并联阻抗分别为Z1=100Ω和Z2=j200Ω，求网络的归一化散射矩阵参量S11和S21，网络的插入衰减（dB形式）、插入相移与输入驻波比。
02349自考浙江省2009年1月电磁场与微波技术基础试题
超越60自考网 浙江省2009年1月高等教育自学考试 电磁场与微波技术基础试题 课程代码：02349 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.一个矢量A在另一个矢量B上的投影称为映射，用数学表示为( ) A.A·B B.A×B C.e A·(B·e A) D.e B·(A·e B) 2.安培力与电流的________有关。( ) A.位置 B.方向 C.大小 D.以上都是 3.电通量的大小与所包围的封闭曲面的________有关。( ) A.面积 B.体积 C.自由电荷 D.形状 4.可用镜像法求解的两个相交的导体平面的夹角为( ) A.180° B.90° C.45° D.180°/n(n是整数) 5.磁场满足的边界条件是( ) A.B1n-B2n=0，H1t-H2t=J s B.H1t-H2t=0，B1n-B2n=J s C.B1n-B2n=0，H1n-H2n=0 D.B1t-B2t=0，H1n-H2n=J s 6.电场强度E=(e x3+e y4)sin(ωt-kz)的电磁波，其传播方向是沿________方向。( ) A.e x B.e y C.e x3+e y4 D.e z 7.电磁波垂直入射到导体上，随电磁波的频率增高进入导体的深度( ) A.不变 B.变深 C.变浅 D.都有可能 8.导波装置方波导可以传播( ) A.TEM波 B.TM和TE波 C.驻波 D.平面波 02349#电磁场与微波技术基础试题第 1 页共3 页
9.天线的选择性与天线的带宽都是天线的重要参数，天线的选择性越好，则带宽( ) A.越窄 B.越宽 C.与选择性无关 D.不变 10.电磁能是一种能量，能通过无线输送，其输送的能流密度为( ) A.E×H B.1/2εΕ2 C.1/2μH2 D.1/2εΕ2＋1/2μH2 二、名词解释及理解(本大题共5小题，每小题4分，共20分) 1.什么是保守场？并说明电位与路径的关系。 2.什么是体电荷密度？并指出什么情况下带均匀或非均匀电荷的球的球外电场与同等点电荷所产生的电场强度的关系。 3.什么是极化强度？ 4.什么是电磁波的相速，电磁波的相速可以超过光速吗？ 5.唯一性定理 三、填空题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1.力线的疏密表示场的大小，力线越________，场越小。 2.电位与电荷满足________关系，可以应用叠加原理。 3.理想导体内的电场为0，所以其电位也________。 4.自由空间的泊松（Poisson）方程，其边界条件有________类。 5.磁场的本质是________产生的。 6.电磁波的洛仑兹规范为________，它确立了运动电磁波之间的联系。 7.电磁波的衰减一般是由________损耗引起的。 8.短路线在传输线中可以等效为一个________。 9.电磁波的辐射装置称为________。 10.具有相同频率的模式场称为________场。 四、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分) 1.写出点电荷q电场强度和电场能量，从能量看，其说明了什么问题。 2.什么是零电位，有什么意义，简答静电学中电位为零的几种情况。 3.说明什么是TEM波。TEM波没有色散，而TE或TM波有色散，为什么还使用波导这一类的导波装置？ 02349#电磁场与微波技术基础试题第 2 页共3 页
微波技术__期末考试试卷
一、简答题（每小题3分） 如何判断长线和短线？ 答：长线是传输线几何长度l 与工作波长λ可以相比拟的传输线（1.5分），（必须考虑波在传输中的相位变化效应），短线是几何长度l 与工作波长λ相比可以忽略不计的传输线（1.5分）。（界限可以认为是/0.05l λ≥）。 何谓分布参数电路？何谓集总参数电路？ 答：集总参数电路由集总参数元件组成，连接元件的导线没有分布参数效应，导线沿线电压、电流的大小与相位与空间位置无关（1.5分）。分布参数电路中，沿传输线电压、电流的大小与相位随空间位置变化，传输线存在分布参数效应（1.5分）。 何谓色散传输线？对色散传输线和非色散传输线各举一个例子。 答：支持色散模式传输的传输线，（0.5分）色散模式是传输速度（相速与群速）随频率不同而不同的模式（0.5分）。支持非色散模式传输的传输线（0.5分），非色散模式是传输速度（相速与群速）不随频率而改变的模式。（0.5分） 色散模式传输线：波导（0.5分） 非色散模式传输线：同轴，平行双导体，微带。（0.5分） 均匀无耗长线有几种工作状态？条件是什么？ 答：均匀无耗长线有三种工作状态，分别是驻波、行波与行驻波。（1.5分） 驻波：传输线终端开路、短路或接纯电抗；（0.5分） 行波：半无限长传输线或终端接负载等于长线特性阻抗；（0.5分） 行驻波：传输线终端接除上述负载外的任意负载阻抗；（0.5分） 什么是波导中的模式简并？矩形波导和圆波导中的简并有什么异同？ 答：不同模式具有相同的特性（传输）参量叫做模式简并。（1分） 矩形波导中，TE mn 与TM mn （m 、n 均不为零）互为模式简并。（1分） 圆波导的简并有两种，一种是极化简并。其二是模式简并，（1分） 空气填充的矩形波导（宽边尺寸为a ，窄边尺寸为b ）中，要求只传输10H 波型，其条件是什么？ 答：由于10H 的截止波长2c a λ=，而20H 的截止波长为a ，01H 的截止波长为2b ，若保证10H 单模传输，因此传输条件max (,2)2a b a λ<<（3分）。 10、什么叫截止波长？为什么只有波长小于截止波长的波才能够在波导中传播？ 2222c c c k k k π λγ==+（1分） 波长只有小于截止波长，该模式才能在波导中以行波形式传输（1分），当c λλ>时，为迅衰场，非行波（1分）。 1、什么是阻抗匹配？为什么要进行阻抗匹配？ 答：是使系统无反射，载行波或尽量接近行波状态对负载进行调配。（2分）； 阻抗匹配使传输给传输线和负载的功率最大，功率损耗最小。阻抗失配时传输大功率易导致击穿，且反射波对信号源产生频率牵引作用，使信号源工作不稳定，甚至不能工作。
最新微波技术与天线总复习题讲解资料
微波技术与天线基础总复习题 一、填空题 1、微波是一般指频率从 至 范围内的电磁波，其相应的波长从 至 。并 划为 四个波段；从电子学和物理学的观点看，微波有 、 、 、 、 等 重要特点。 2、无耗传输线上的三种工作状态分别为： 、 、 。 3、传输线几个重要的参数： （1） 波阻抗： ；介质的固有波阻抗为 。 （2） 特性阻抗： ，或 ，Z 0=++ I U 其表达式为Z 0= ,是一个复数； 其倒数为传输线的 . （3） 输入阻抗（分布参数阻抗）： ,即Z in (d)= 。传输线输入阻抗的 特点是： a) b) c) d) （4） 传播常数： （5） 反射系数： （6） 驻波系数： （7） 无耗线在行波状态的条件是： ；工作在驻波状态的条件是： ； 工作在行驻波状态的条件是： 。 （8） 无耗传输线的特性阻抗0Z = , 输入阻抗具有 周期性，传输 线上电压与电流反射系数关系 ，驻波比和放射系数关系 。 4、负载获得最大输出功率时，负载Z 0与源阻抗Z g 间关系： 。 5、负载获得最大输出功率时，负载与源阻抗间关系： 。 6、史密斯圆图是求街均匀传输线有关 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 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。阻抗圆图上的等值线分别标有 ， 而 和 ，并没有在圆图上表示出来。导纳圆图可 以通过对 旋转180°得到。阻抗圆图的实轴左半部和右半
部的刻度分别表示或和或。圆图上的电刻度表示，图上0~180°是表示。 7、Smith圆图与实轴右边的交点为点。Smith圆图实轴上的点代表点，左半轴上的点为电压波点，右半轴上的点为电压波点。在传输线上电源向负载方向移动时，对应在圆图上应旋转。 8、阻抗匹配是使微波电路或系统无反射运载行波或尽量接近行波的技术措施，阻抗匹配主要包括三个方面的问题，它们是：（1）；（2）；（3）。 9、负载获得最大输出功率时，负载与源阻抗间关系： 10、矩形波导的的主模是模，导模传输条件是，其中截止频率为，TE10模矩形波导的等效阻抗为，矩形波导保证只传输主模的条件是。 11、矩形波导的管壁电流的特点是：（1）、（2）、（3）。 12、模式简并现象是指， 主模也称基模，其定义是。单模波导是指；多模传输是。 13、圆波导中的主模为，轴对称模为，低损耗模为。 微带线的特性阻抗随着w/h的增大而。相同尺寸的条件下，εr越大, 特性阻抗越 14、微波元器件按其变换性质可分为、、三大类。 15、将由不均匀性引起的传输特性的变化归结为等效。 16、任意具有两个端口的微波元件均可看做为。 17、[Z]矩阵中的各个阻抗参数必须使用法测量； [Y]矩阵中的各参数必须用法测量； 18、同一双端口网络的阻抗矩阵[Z]和导纳矩阵[Y]关系是。 19、多口网络[S]矩阵的性质：网络互易有，网络无耗有，网络对称时有 .
电子科学微波技术基础复试笔试题目
2014年电子科技大学微波技术基础复试笔试题目(电子工程学院回忆版) 除了第四章和第七章（徐锐敏版教材）没考其他章节都考到了(全卷共200分) 填空题40分(20空每个2分)考查得很基础我只记住了几个我不会的第一个空是问你什么频率范围对应什么波段把那个表格看一下我记得是L 波段 矩形波导主模圆波导主模微带线主模 第六章我记得有个圆柱谐振腔的什么条件工作在什么模式就是2a/l那个貌似你翻书看看p172 第八章把三个什么效应记一下有法拉第旋转效应什么的这是一个空 (第八章整张试卷只考了大概3个空另外两个我忘了) 计算题是重头戏(共4题110分) 第一题计算矩形波导的传输模式（40分） 计算量很大有3小问第一小问能传输的模式太多了就是TE10 TE20 TE11 TM11……什么的实质上就是求各模式的截止波长还有就是要会画前几种(大概7种)模式的横截面图2,3小问简单 第二题是同轴线(20或30分) 比较简单记住传输主模时的截止波长pai(a+b)还是多少来着看清题目题目里给出的是直径还是半径 第三题传输线(20或30分) 比较简单需要记住反射系数驻波系数这些基本的公式就是计算太坑了(分式的复数计算) 很繁琐 第四题(20分) 微扰法就是在一个矩形谐振腔中竖直插进了一个介质棒好像是求谐振频率我不会你们把书上那块仔细看看 简答题(50分共5题每题10分) 我记得有正规模及其特性(主要是正交性完备性) 矩形波导单模传输有什么好处在中央开口有什么好处 波导的激励方法有哪些各有什么好处 剩下两个想不起来了 说明 1.填空题很基本把书看仔细 40分能拿到35+吧 2.千万千万要带上计算器！计算题要是没有计算器的话没法做 3.有些题就算不会也千万别空着不写哪怕写上点相关的一些东西你写上就多少能给你点分空着一分没有例如那个矩形腔的谐振我不会就把相关公式写上了多少能给点分 4.不要轻视笔试分数达不到120分的及格线就算初试成绩再高直接咔嚓2015年电磁场与微波技术复试笔试回忆 填空题 1、模式的三个特性：正交性、完备性、对称性 2、电磁场的法拉第旋转效应的意思
微波技术期中考试题
安徽大学江淮学院2010—2011学年第 2 学期 《微波技术》期中考试试卷评分标准 一、填空题（每空1分，共20分） 1、 微波是指频率从300MHz 至3000GHz 范围内的电磁波，其相应的波长从1m 至0.1mm 。 2、 导行系统的种类有：TEM 或准TEM 传输线、金属波导和表面波波导三类。 3、 阻抗圆图实轴上的点代表纯电阻点，实轴右半径上的点表示电压驻波最大点，其上数据 代表驻波比。圆图旋转一周为0.5波长。 4、 特性阻抗为0Z 的无耗传输线终端接纯电容负载L L X Z j -=,现用一段小于4 λ的开路线 等效此电容负载，则等效开路线段的长度为 2Z X arcctg L πλ 。 5、 无耗传输线终端接不同负载阻抗时有三种不同工作状态，即：行波状态、驻波状态和行 驻波状态。 6、 矩形波导)(b a > 线的主模是 二、证明在任意负载条件下，无耗传输线上反射系数和输入阻抗有下列关系：（20分） （1）)4 ()(λ ΓΓ± -=z z （2）) ()4(2 z Z Z z Z in in =±λ 证明: (1) z j L e z β2)(-Γ=Γ )()()4 () 4(2z e z e z j z j L Γ-=Γ=Γ=± Γ±-πλ βλ μ (2) ) (1)(1)(0 z z Z z Z in Γ-Γ+=
) ()(1)(1) 4 (1)4(1)4(2 000z Z Z z z Z z z Z z Z in in =Γ+Γ-=±Γ-± Γ+=±λλ λ 三、下图为一无耗传输线及线上电压分布图，试求（20分） （1）工作波长（2）驻波比（3）AB 处输入阻抗 （4）负载阻抗L Z （5）终端反射系数 Z L 400伏 200伏 (米) 1.8 1.4 1.0 0.6 0.2 0 解： （1）m 6.1=λ （3分） （2）2min max ==V V ρ （3分） （3）Ω==250/)(0ρZ Z AB in （３分） （4） min 0min 00 l tg jZ Z l tg jZ Z Z Z L L ββρ ++= )(30040022.06.12215001min min Ω-=-?-? =--=?j j tg j l jtg l tg j Z Z L π βρβρ （6分） （5）3 00j Z Z Z Z L L L -=+-= Γ （5分） 四、如图所示，已知Ω==2001Z Z g ，0250Z =Ω，电源电动势（最大值）V 60=g E ，今得知01Z 和02Z 线上的行波系数分别为0.5和0.4，且B 点是这两段传输线的电压波节点，求电阻R1和R2的大小及各自吸收的功率，并绘出沿线电压的振幅分布。（20分）
(完整版)微波技术与天线考试试卷
一、填空 1、充有25.2r =ε介质的无耗同轴传输线，其内、外导体直径分别为mm b mm a 72,22==，传输线上的特性阻抗Ω=__________0Z 。（同轴线的单位分布电容和单位分布电感分别 () () 70120104,F 1085.8,ln 2ln 2--?==?=== πμμεπμ πεm a b L a b C 和m H ) 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。 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：同相，反相）。 4、 已知某天线在E 平面上的方向函数为()?? ? ??-=4sin 4 sin πθπθF ，其半功率波瓣宽度 _________25.0=θ。 5、 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___________。 二、判断 1、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。（ 错） 2、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。（错 ） 3、由于沿smith 圆图转一圈对应2 λ ，4 λ变换等效于在图上旋转180°，它也等效于通过圆图的中心求 给定阻抗（或导纳）点的镜像，从而得出对 应的导纳（或阻抗）。（ 对） 4、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。（ 错） 5、微带线在任何频率下都传输准TEM 波。（ 错） 6、导行波截止波数的平方即2 c k 一定大于或等于零。（ 错） 7、互易的微波网络必具有网络对称性。（错） 8、谐振频率0f 、品质因数0Q 和等效电导0G 是微波谐振器的三个基本参量。（ 对） 9、天线的辐射功率越大，其辐射能力越强。（错 ） 10、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。（错 ） 三、简答题（共19分） 1、提高单级天线效率的方法？（4分） （1）提高天线的辐射电阻; （2）降低损耗电阻。 2、在波导激励中常用哪三种激励方式？（6分） （1）电激励；（2）磁激励：（3）电流激励。 3、从接受角度来讲，对天线的方向性有哪些要求？(9分) （1） 主瓣宽度尽可能窄，以抑制干扰； （2） 旁瓣电平尽可能低；
微波与卫星通信部分考试题
1、常见的典型地面微波通信系统包括（长途微波通信系统）和（移动通信系统）。 2、卫星通信是指利用（人造地球卫星）作为中继站，转发或者反射无线电波。 3、数字微波通信系统又进一步分为（PHD微波通信）和（SDH微波通信）两种体制。 4、微波通信的最基本的特点可以概括为（微波）、（多路）和（接力）。 5、卡塞格林天线是由（初级喇叭辐射器）、（双曲面副反射器）和（抛物面主反射面）三部 分组成。 6、卫星天线根据波束的宽度可以分为（全球波束天线）、（点波束天线）和（区域波束天线）。 7、GMSK是在MSK之前加上一个（高斯滤波器）。 8、信道分配方式分为（预分配方式）和（按需分配方式），预分配分为固定预分配和按时 预分配方式，按需分配方式是一中分配方式可变的制度，这个可变实在按申请进行信道分配变化的，通话完毕后，系统信道又收归为公有。 9、频分多址技术的应用特点，FDMA的分类（每载波多路MCPC-FDMA、每载波单路 SCPC-FDMA和卫星交换SS-FDMA）。 10、无线通信中主要的电波传播方式有（空间波）、（地表面波）和（天波）三种。 11、我们把hc/F1=0.577时的余隙成为自由空间余隙，并用h0表示，h0=0.557F1 （可做名 词解释） 12、视距微波通信常常根据路径余隙hc的大小将线路分为三类：当h c≧h0称为开路线路， 当0 《微波技术基础》期末复习题 第2章 传输线理论 1. 微波的频率范围和波长范围 频率范围 300MHz ~ 3000 GHz 波长范围 1.0 m ~ 0.1mm ； 2. 微波的特点 ⑴ 拟光性和拟声性； ⑵ 频率高、频带宽、信息量大； ⑶ 穿透性强； ⑷ 微波沿直线传播； 3. 传输线的特性参数 ⑴ 特性阻抗的概念和表达公式 特性阻抗＝传输线上行波的电压／传输线上行波的电流 0Z = ⑵ 传输线的传播常数 传播常数 j γαβ=+的意义，包括对幅度和相位的影响。 4. 传输线的分布参数： ⑴ 分布参数阻抗的概念和定义 ⑵ 传输线分布参数阻抗具有的特性 ()()()in V d Z d I d =00 ch sh sh ch L L L L V d I Z d V d I d Z γγγγ+=+000th th L L Z Z d Z Z Z d γγ+=+ ① 传输线上任意一点 d 的阻抗与该点的位置d 和负载阻抗Z L 有关； ② d 点的阻抗可看成由该点向负载看去的输入阻抗； ③ 传输线段具有阻抗变换作用； 由公式 ()in Z d 000th th L L Z Z d Z Z Z d γγ+=+ 可以看到这一点。 ④ 无损线的阻抗呈周期性变化，具有λ/4的变换性和 λ/2重复性； ⑤ 微波频率下，传输线上的电压和电流缺乏明确的物理意义，不能直 接测量； ⑶ 反射参量 ① 反射系数的概念、定义和轨迹； ② 对无损线，其反射系数的轨迹？； ③ 阻抗与反射系数的关系； [] []in ()1()()()1()V d d Z d I d d +++G =-G [][] 01()1()d Z d +G =-G ⑷ 驻波参量 ① 传输线上驻波形成的原因？ ② 为什么要提出驻波参量？ ③ 阻抗与驻波参量的关系； 5. 无耗传输线的概念和无耗工作状态分析 ⑴ 行波状态的条件、特性分析和特点； ⑵ 全反射状态的条件、特性分析和特点； ⑶ 行驻波状态的条件、特性分析和特点； 6. 有耗传输线的特点、损耗对导行波的主要影响和次要影响 第1页 共2页 西安电子科技大学 考试时间 120 分钟 试 题（A ） 1.考试形式：闭 卷； 2.本试卷共五大题，满分100分。 班级 学号 姓名 任课教师 一、简答题（每题3分，共30分） 1、 微波无耗传输线特性阻抗Ω=500Z ，负载Ω=25l R ，则负载反射系数为（ ），驻波比为（ ）；终端为电压（ ）点，距终端4/λ处为电压（ ）。 2、 理想无耗传输线工作状态有哪些？各种工作状态下终端负载有哪些特点？ 3、 写出A 参数阻抗变换定理；写出双口网络，无耗时，A 参数的关系。 Z L Z 3题图 4、 如图单枝节匹配，可调参数为两段传输线的长度ｌ和ｄ，简要说明两段传输线的作用。当我们用Smith 圆图来研究时，在Smith 圆图上找到归一化负载所对应的点，应该向（ ）方向转到与（ ）圆相交。【单枝节匹配的两个可调长度，和Smith 原图做没有关系，描述欠妥】 第2页 共2页 Z L 4题图 5、 试写出耦合带状线偶模阻抗e Z 0和奇模阻抗o Z 0的概念和意义，偶模阻抗和奇模阻抗哪个大，为什么？ 6、 矩形波导、圆形波导、同轴线中传输的主模分别是什么？ 7、 说明矩形波导的单模传输条件。 8、 写出魔T 的S 矩阵,并分析1,2端口分别同相、反相输入时各个端口的输出特性。 8题图 9、 互易无耗三端口网络能否同时匹配；举出三端口可以同时匹配的元件例子，并写出其S 矩阵。 10、 什么是谐振，谐振腔的三个主要指标是什么？ 二、（15分）微带线的直角拐角的等效电路如图示。如果设归一化的 1,2==B X ，试求其二端口接匹配负载时，一端口的反射系数，对应的驻波比和归一化输入阻抗。微波技术基础期末复习题
西安电子科技大学微波技术基础08年考题