微波技术基础第五章课后答案---杨雪霞

微波技术基础第五章课后答案---杨雪霞

5-2若一两端口微波网络互易，则网络参量[]Z 、

[]S 的特征分别是什么？ 解：

1221

Z Z =

1221

S S =

5-4 某微波网络如右图。写出此网络的[ABCD]矩阵，并用[ABCD]矩阵推导出对应的[S]及[T]参数矩阵。根据[S]或[T]阵的特性对此网络的对称性做出判断。

50c Z =Ω50c Z =Ω

1/8

l λ=2/8

l λ=175Z j =Ω

125Z j =-Ω

解： 因为，

312

1

502752,21250

25j j A A A j

j --?????

???===????-????

所以，

1231

375

421200

4

j A B A A A j C D ??--

????

==????????-

-????

因为，归一化电压和电流为：0()()()i

i

i i

i

V z a z b z Z ==+

0()()

()()

i

i

i i i I z I z Z a z b z ==-

(1)

归一化ABCD 矩阵为： 00

/A

B Z a

b CZ D c

d ??

??=?????

???

(2) 所以： 1

1

2

2220

()()/a b A a

b B a b Z +=++- 110222

2

()()a b CZ a b D a b -=++-

(3) 从而解得： 1

001100221(/)1(/)1()1()A B Z A B Z b a CZ D CZ D b a ----+????????

=????????

----+????

????

(4)

所以进而推得[S]矩阵为：

??

????+-+----++++=D CZ Z B A BC AD D CZ Z B A D CZ Z B A S 000000/2)(2//1

][

(5) ????

??????--+-=j j

j S 272

227

421

1][

(6)

由(3)式解得

?

?

?

???????

?

?-+-++++----+=??????220000

000011

////21b a D CZ Z B A D

CZ Z B A D CZ Z B A D CZ Z

B A a

b

(7)

所以， ??

???

?-+-++++----+=D CZ Z B A D

CZ Z

B A D CZ Z B A D CZ Z

B A T 0000

0000////21

][ (8)

?

???

?

?????--+--=j j j j T 274214212721][

（9） 因为[S]阵的转置矩阵]

[][S S t

=，所以，该网络是互

易的。

5-5 求下图两端口T 形网络的Z 参数。（D 换C ）

D

Z Z Z 端口1

端口2

＋

－

＋

－

解：

端口2开路时端口 1的输入阻抗：

21

111

A C

I V Z Z Z I ==

=+

2121

211

110

()

C A C C C

A C I Z V Z Z V V Z Z Z I I I Z Z =+=

=

==+

12

222

B C

I V Z Z Z I ==

=+

5-7 证明互易网络散射阵的对称性： 证明： [][][]Z I V =Q

00[][]([][])[][])

Z Y a b Z a b ∴-=+

0000([][][])[]([][][])[]Z Y Z a Z Y Z b ∴=+ 0000([][])[][]([][])[][]

Z Z Y a Z Z Y b ∴-=+

10000[][]([][])([][])[][]b Z Z Z Z Z Y a -∴=+- 10000[][]([][])([][])[]

S Z Z Z Z Z Y -∴=+-

10000[]{[][])([][])[]}t t

S Z Z Z Z Z Y -=+-

10000[]([][]){([][])}[]t t t t

Y Z Z Z Z Z -=-+

10000[]([][])([][])[]

Y Z Z Z Z Z -?????????????→-+对称阵的差为对称阵，矩阵求逆和求转置可换序

5-8 证明无耗网络射阵的么正性

证明：由N 端口网络入射功率和出射功率相等可得：

0)(211

2

2=-∑=n

i i i b a

矩阵形式为：0

][][]

[][**

=-b b a a t t

带入散射关系有：*

*

*

[][][][][][]

t

t

t

a a a S S a -=

**[]([][][])[]0

t t a U S S a ∴-=

*[][][]

t S S U ∴= 此即[S]阵的正么性，即：

*,,,101n

k i

k j i j

k i j S

S

i j

δ=≠?==?

=?∑

即散射矩阵任意列的共轭点积为零。

5-9 证明无耗传输线参考面移动S 参数的不变性。（当参考相位面移动时，散射参数幅值不变，相位改变） 证明：设参考面位于0

=i

z 处（i ＝1,2,…n ）网络

的散射阵为[S],当参考面移至0

=i

z

处时，散射参

量]['

S ，这时：

各端口出射波（b ）相位要滞后 2/i

i g

l θ

πλ=

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 ，

微波技术基础第四章课后答案 杨雪霞概要

4-1 谐振腔有哪些主要的参量？这些参量与低频集总参数谐振回路有何异同点？ 答：谐振腔的主要特性参数有谐振频率、品质因数以及与谐振腔中有功损耗有关的谐振电导，对于一个谐振腔来说，这些参数是对于某一个谐振模式而言的，若模式不同，这些参数也是不同的。谐振频率具有多谐性，与低频中的回路，当其尺寸、填充介质均不变化时，只有一个谐振频率是不相同的。在谐振回路中，微波谐振腔的固有品质因数要比集总参数的低频谐振回路高的多。一般谐振腔可以等效为集总参数谐振回路的形式。 4-2 何谓固有品质因数、有载品质因数？它们之间有何关系？ 答：固有品质因数是对一个孤立的谐振腔而言的，或者说，是谐振腔不与任何外电路相连接（空载）时的品质因数。当谐振腔处于稳定的谐振状态时，固有品质因数0Q 的定义为 02T W Q W π =，其中W 是谐振腔内总的储存能量，T W 是一周期内谐振腔内损耗的能量。 有载品质因数是指由于一个腔体总是要通过孔、环或探针等耦合机构与外界发生能量的耦合，这样不仅使腔的固有谐振频率发生了变化，而且还额外地增加了腔的功率损耗，从而导致品质因数下降，这种考虑了外界负载作用情况下的腔体的品质因数称为有载品质因数l Q 。 对于一个腔体，0 1l Q Q k = +，其中k 为腔体和外界负载之间的耦合系数。 4-4 考虑下图所示的有载RLC 谐振电路。计算其谐振频率、无载Q 0和有载Q L 。 谐振器 负载 1800Ω 解：此谐振电路属于并联谐振电路，其谐振频率为： 0356f MHz = = = 无载时， 017.9R Q w L = === 有载时， 040.25L e R Q w L = ===

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）

微波技术基础第二章课后答案 杨雪霞知识分享

2-1 波导为什么不能传输TEM 波？ 答：一个波导系统若能传输TEM 波型，则在该系统中必须能够存在静电荷静电核或恒定电流，而在单导体所构成的空心金属波导馆内，不可能存在静电荷或恒定电流，因此也不可能传输TEM 波型。 2-2 什么叫波型？有哪几种波型？ 答：波型是指每一种能够单独地在规则波导中存在的电磁场的一种分布状态。 根据场的横向分量与纵向分量之间的关系式划分波型，主要有三种： TEM 波（0z E =，0z H =），TE 波(0z E =,0z H ≠),TM 波（0z E ≠，0z H =） 2-3 何谓TEM 波，TE 波和TM 波？其波阻抗和自由空间波阻抗有什么关系？ 答：0z E =，0z H =的为TEM 波；0z E =,0z H ≠为TE 波；0z E ≠，0z H =为TM 波。 TE 波阻抗： x TE y E wu Z H ηβ = ==> TM 波阻抗： x TM y E Z H w βηε= == 其中η为TEM 波在无限答煤质中的波阻抗。 2-4 试将关系式y z x H H jw E y z ε??-=??，推导为1()z x y H E j H jw y βε?=+?。 解：由y H 的场分量关系式0j z y H H e β-=（0H 与z 无关）得： y y H j H z β?=-? 利用关系式y z x H H jw E y z ε??-=??可推出： 11()()y z z x y H H H E j H jw y z jw y βεε???= +=+??? 2-5 波导的传输特性是指哪些参量？ 答：传输特性是指传输条件、传播常数、传播速度、波导波长、波形阻抗、传输功率以及损耗和衰减等。 2-6 何为波导的截止波长c λ？当工作波长λ大于或小于c λ时，波导内的电磁波的特性有何

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？

微波技术基础第二章课后答案杨雪霞汇总

2-1波导为什么不能传输 TEM 波？ 答：一个波导系统若能传输 TEM 波型，则在该系统中必须能够存在静电荷静电核或恒定电 流，而在单导体所构成的空心金属波导馆内， 不可能存在静电荷或恒定电流， 因此也不可能 传输TEM 波型。 2-2什么叫波型？有哪几种波型？ 答：波型是指每一种能够单独地在规则波导中存在的电磁场的一种分布状态。 根据场的横向分量与纵向分量之间的关系式划分波型，主要有三种： TEM 波(E z=O , H z=O )，TE 波(E z =O ,H z HO ),TM 波(Ez^O , H z = O ) 2-3何谓TEM 波，TE 波和TM 波？其波阻抗和自由空间波阻抗有什么关系？ 答：E z =0，H z =0 的为 TEM 波；E z =O ,H z =O 为 TE 波；E z =0，H z =0 为 TM 波。 其中为TEM 波在无限答煤质中的波阻抗。 cH z ￡H y 唏戸亠 1 cH z R 2-4试将关系式 z y =jw ；E x ，推导为E x ( —j ：Hy )。 cy az jw g ￡y 解：由H y 的场分量关系式 H y =H O e —j ：z ( H 0 与z 无关)得： 利用关系式凹一也二jw ；E x 可推出: 纽 cz 2-5波导的传输特性是指哪些参量？ 答：传输特性是指传输条件、传播常数、传播速度、波导波长、波形阻抗、传输功率以及损 耗和衰减 等。 2-6何为波导的截止波长 ’c ?当工作波长’大于或小于’c 时，波导内的电磁波的特性有何 TE 波阻抗: TM 波阻抗: 2 丄（如土） jw ； : y : z jw ； /H y ）

微波技术基础第三章课后答案 杨雪霞汇总

3-1 一根以聚四氟乙烯 2.10r ε=为填充介质的带状线，已知其厚度b =5mm ，金属导带厚度和宽度分别为0t =、W =2mm ，求此带状线的特性阻抗及其不出现高次模式的最高频率。 解: 由于/2/50.40.35W b ==>，由公式 20 (0.35/)e W W b b W b ?=-? -? /0.35/0.35 W b W b <> 得中心导带的有效宽度为：2e W W mm ≈=， 077.3Z = =Ω 带状线的主模为TEM 模，但若尺寸不对也会引起高次模，为抑止高次模，带状线的最短工作波长应满足： 10 10 max(,)cTE cTM λλλ> 10 2 5.8cTE mm λ== mm b r cTM 5.14210 ==ελ 所以它的工作最高频率 GHz c f 20105.141033 8 =??==-λ 3-2 对于特性阻抗为50Ω的铜导体带状线，介质厚度b =0.32cm ，有效相对介电常数 2.20r ε=，求线的宽度W 。若介质的损耗角正切为0.001，工作频率为10GHz ，计算单位 为dB/λ的衰减，假定导体的厚度为t =0.01mm 。 解: 074.2120==< 和030)0.4410.830x π=-=，所以 由公式 00, 1200.85120 x W b ??? 其中， 0.441x = 计算宽度为(0.32)(0.830)0.266W bx cm ===。 在10GHz ，波数为

1310.6k m -= = 由公式 )(/2tan 波TEM m Np k d δ α= 介电衰减为 m Np k d /155.02)001.0)(6.310(2tan === δα 在10GHz 下铜的表面电阻为0.026s R =Ω。于是，根据公式 300002.710120 ,30()/0.16120,s r c s R Z A b t Np m R B Z b επα-????? 其中 2121ln()W b t b t A b t b t t π+-=+ +-- 0.414141(0.5ln )(0.50.7)2b t W B W t W t ππ=+ +++ 得出的导体的衰减为 m Np A t b Z R r s c /122.0)(30107.203=-?=-πεα 因为 4.74A =。总的衰减常数为 0.277/d c Np m ααα=+= 以dB 为单位，为 ()201 2.41/dB ge dB m αα== 在10GHz ，在带状线上的波长为 cm f c r 02.2== ελ 所以，用波长来表示的衰减为 ()(2.41)(0.0202)0.049/dB dB αλ== 3-3 已知带状线两接地板间距b =6cm ，中心导带宽度W =2cm ，厚度t =0.55cm ，试求填充

微波技术基础复习重点

第一章引论 微波是指频率从300MHz到3000GHz范围内的电磁波，相应的波长从1m到0.1mm。包括分米波（300MHz到3000MHz）、厘米波（3G到30G）、毫米波（30G 到300G）和亚毫米波（300G到3000G）。 微波这段电磁谱具有以下重要特点：似光性和似声性、穿透性、信息性和非电离性。 微波的传统应用是雷达和通信。这是作为信息载体的应用。 微波具有频率高、频带宽和信息量大等特点。 强功率—微波加热弱功率—各种电量和非电量的测量 导行系统：用以约束或者引导电磁波能量定向传输的结构 导行系统的种类可以按传输的导行波划分为： (1)TEM(transversal Electromagnetic,横电磁波)或准TEM传输线 (2)封闭金属波导(矩形或圆形，甚至椭圆或加脊波导) (3)表面波波导(或称开波导) 导行波：沿导行系统定向传输的电磁波，简称导波 微带、带状线，同轴线传输的导行波的电磁能量约束或限制在导体之间沿轴向传播。是横电磁波(TEM)或准TEM波即电场或磁场沿即传播方向具有纵向电磁场分量。 开波导将电磁能量约束在波导结构的周围(波导内和波导表面附近)沿轴向传播，其导波为表面波。 导模(guided mode ):即导波的模式，又称为传输模或正规模，是能够沿导行系统独立存在的场型。特点： (1)在导行系统横截面上的电磁场呈驻波分布，且是完全确定的，与频率以 及导行系统上横截面的位置无关。 (2)模是离散的，当工作频率一定时，每个导模具有唯一的传播常数。 (3)导模之间相互正交，互不耦合。 (4)具有截止频率，截止频率和截止波长因导行系统和模式而异。 无纵向磁场的导波(即只有横向截面有磁场分量)，称为横磁(TM)波或E波。 无纵向电场的导波(即只有横向截面有电场分量)，称为横电(TE)波或H波。 TEM波的电场和磁场均分布在与导波传播方向垂直的横截面内。 第二章传输线理论 传输线是以TEM模为导模的方式传递电磁能量或信号的导行系统，其特点是横向尺寸远小于其电磁波的工作波长。 集总参数电路和分布参数电路的分界线：几何尺寸L/工作波长>1/20。 这些量沿传输线分布，其影响在传输线的每一点，因此称为分布参数。 传播常熟是描述导行系统传播过程中的衰减和相位变化的参数。 传输线上的电压和电流是由从源到负载的入射波和反射波的电压以及电流叠加，在传输线上呈行驻波混合分布。 特性阻抗：传输线上入射波的电压和入射波电流之比，或反射波电压和反射波电流之比的负值，定义为传输线的特性阻抗。 传输线上的电压和电流决定的传输线阻抗是分布参数阻抗。

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。

微波技术基础

摘要 本文主要介绍了微波的基础知识，在第一章中介绍了微波的概念、基本特点以及微波在民用和军事上的应用，在第二章中介绍了微波传输线理论，主要介绍了TE型波的理论和传输特性。 10 This paper describes the basics of microwave in the microwave first chapter introduces the concept of the basic characteristics and microwave in the civilian and military applications, in the second chapter describes the microwave transmission line theory, introduces the theory and the type of wave Transmission characteristics.

微波技术基础 第一章微波简介 1.1 什么是微波 微波是频率非常高的电磁波，就现代微波理论的研究和发展而论，微波是指频率从GHz 300的电磁波，其相应的波长从1m~0.1mm，这段电磁频谱包~ MHz3000 括分米波（频率从300MHz~3000MHz），厘米波（频率从3GHz~30GHz），毫米波（频率从30GHz~300GHz）和亚毫米波（频率从300GHz~3000GHz）四个波段。 下图为电磁波谱分布图： 1.2微波的基本特点 1.似光性和似声性 微波波段的波长和无线电设备的线长度及地球上的一般物体的尺寸相当或小的多，当微波辐射到这些物体上时，将产生显著地反射、折射，这和光的反射折射一样。同时微波的传播特性也和几何光学相似，能够像光线一样直线传播和容易集中，即具有似光性。这样利用微波就能获得方向性极好、体积小的天线设

电子科技大学中山学院07微波技术基础考试试卷A

一、填空题（共28分，每空2分） 1、长线和短线的区别在于：前者为 ____参数电路， 后者为 参数电路。 2、导波系统中传输电磁波德等相位面沿着轴向移动的速度，通常称为_________，而传输信号电磁波是多种频率成分构成一个“波群”进行传播，其速度通常称为 。 3、矩形波导传输的主模是 ，圆波导传输的主模是 。 4、用散射参量表示非可逆四端口定向耦合器的耦合度C= ______，隔离度D= _ _______。 5、测得一微波传输线的反射系数模为|г|=1/2，则行波系数K =________，若特性阻抗Z 0=75Ω，则波节点的输入阻抗为Rin=____________。 6、一波导匹配双T ，其③端口为E 臂，④端口为H 臂，若③端口输入功率为P ，则①端口输出功率为_______，若①端口理想短路，②理想开路，则④端口输出功率为_________。 7、按传输模式分类，光纤分为 ___和_____________。 二、圆图完成（要求写出必要的步骤）（共20分，每小题10分）） 1、特性阻抗为50Ω的长线，终端负载不匹配，沿线电压波腹∣U ∣max =20V ，波节∣U ∣min =12V ，离终端最近的电压波腹点距终端的距离为0.37λ，求负载阻抗Z L =?(10分) 2、耗传输线特性阻抗Z 0=50Ω，长度为10cm ，f =800MHz ，假如输入阻抗Z in =j60Ω 求出负载阻抗Z L ； 三、如图为波导扼流式短路活塞，说明原理。（7分）

四、如图所示一微波传输系统，其Z 0已知，求输入阻抗Z in ，各点的反射系数和各段电压驻波比。（17分） 五、矩形波导的尺寸为a =22.86mm ，b=10.16mm ，波导中传输电磁波的频率为15GHz ，试问波导中可能传输哪些波型？（18分） 六、已知二端口网络的散射矩阵[]??? ?????=2/32/31.095.095.01.0ππππj j j j e e e e S 求该网络的插入衰减L （dB ）、插入相移、电压传输系数T 、驻波比ρ。（10分）

微波技术基础课程学习知识要点

《微波技术基础》课程学习知识要点 第一章学习知识要点 1．微波的定义—把波长从1米到0.1毫米范围内的电磁波称为微波。微波波段对应的频率范围为: 3×108Hz～3×1012Hz。在整个电磁波谱中，微波处于普通无线电波与红外线之间，是频率最高的无线电波，它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽10000倍。一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个波段。 2．微波具有如下四个主要特点：1) 似光性、2) 频率高、3) 能穿透电离层、4) 量子特性。 3．微波技术的主要应用：1) 在雷达上的应用、2) 在通讯方面的应用、3) 在科学研究方面的应用、4) 在生物医学方面的应用、5) 微波能的应用。 4．微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科，它的基本理论是经典的电磁场理论，研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。一种是“场”的分析方法，即从麦克斯韦方程出发，在特定边界条件下解电磁波动方程，求得场量的时空变化规律，分析电磁波沿线的各种传输特性；另一种是“路”的分析方法，即将传输线作为分布参数电路处理，用克希霍夫定律建立传输线方程，求得线上电压和电流的时空变化规律，分析电压和电流的各种传输特性。 第二章学习知识要点 1. 传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。微波传输线是一种分布参数电路，线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数，它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。传输线方程是传输线理论中的基本方程。 2. 均匀无耗传输线方程为

() ()()()d U z dz U z d I z dz I z 22222 20 -=-=ββ 其解为 ()()() U z A e A e I z Z A e A e j z j z j z j z =+=---120121ββββ 对于均匀无耗传输线,已知终端电压U 2和电流I 2，则: 对于均匀无耗传输线,已知始端电压U 1和电流I 1，则: 其参量为 Z L C 00 0=，βπλ=2p ，v v p r =0 ε，λλεp r =0 3. 终端接的不同性质的负载，均匀无耗传输线有三种工作状态： (1) 当Z Z L =0时，传输线工作于行波状态。线上只有入射波存在，电压电流振幅不变，相位沿传播方向滞后；沿线的阻抗均等于特性阻抗；电磁能量全部被负载吸收。 (2) 当Z L =0、∞和±jX 时，传输线工作于驻波状态。线上入射波和反射波的振幅相等，驻波的波腹为入射波的两倍，波节为零；电压波腹点的阻抗为无限大，电压波节点的阻抗为零，沿线其余各点的阻抗均为纯电抗；电压（电流）波腹点和电压（电流）波节点每隔λ4交替出现，每隔2λ重复出现；没有电磁能量的传输，只有电磁能量的交换。 (3) 当Z R jX L L L =+时，传输线工作于行驻波状态。行驻波的波腹小于两倍入射波，波节不为零；电压波腹点的阻抗为最大的纯电阻R Z max =ρ0，电压波节点的阻抗为最小的纯电阻R Z min =0ρ； ()()?????-=-= sin cos sin cos 011011Z z jU z I z I z Z jI z U z U ββββ()()?????+=+= sin cos sin cos 022022Z z jU z I z I z Z jI z U z U ββββ

西安电子科技大学微波技术基础07期末考试考题

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45分） 1、 传输线解为z j z j e U e U U ββ21+=-，上面公式中哪个表示+z 方向传输波？哪个表示-z 方向传输波？为什么？ 2、 若传输线接容性负载（L L L jX R Z +=，0

第2页 共4页 5、矩形波导和圆波导的方圆转换中各自的工作模式是什么？ 6、带线宽度W ，上下板距离b ，当W 增大时，带线特性阻抗如何变化？为什么？ 7、 微带或者带线的开口端是否相当于开路端？为什么？如果不是，如何等效？ 8、 一段矩形波导，尺寸b a ?， TE 10模的散射矩阵如下，写出其传输TE 20模时的散射矩阵。 []?? ? ???=--00θ θj j e e s 9、 金属圆波导的模式TE mnp 和TM mnp ，下标m, n, p 各自代表什么含义？ 10、 写出如图双口网络的输入反射系数in Γ的表达式。 11、 环行器的端口定义和散射矩阵如下，该环行器环行方向是顺时针还是逆时针？ 12、 说明下图E 面T 的工作特点 13、 写出如图理想两端口隔离器的S 矩阵

10微波技术基础A卷

一、填空题(共26分，每空2分) 1．微波传输线是一种分布参数电路， 其线上的电压电流分布规律可由 来描述。 2．矩形波导传输的主模是 ，圆波导传输的主模是 。 3．按传输模式分类，光纤分为 ___和_____________。 4．微带线中出现的高次模种类有 和 。 5、测得一微波传输线的反射系数模为|г|=1/2，则行波系数K =________，若特性阻抗Z 0=75Ω，则波节点的输入阻抗为Rin=____________。 6．阻抗匹配的方法中最基本的是采用 和 作为匹配网络。 7．一波导匹配双T ，其③端口为E 臂，④端口为H 臂，若③端口输入功率为1W ，则①端口输出功率为_______，若①端口理想短路，②理想开路，则④端口输出功率为_________。 二、如图为波导扼流式短路活塞，试说明原理。（7分） 三、圆图完成（要求写出必要的步骤，并在圆图上标示出来）（21分） 1．已知传输线的特性阻抗为Z 0，工作波长λ0=8cm ，负载阻抗Z L =(0.2-j0.5)Z 0，求第一个电压波节 电子科技大学中山学院考试试卷 课程名称: 微波技术基础 试卷类型： A 卷 2012—2013 学年第 1 学期 期末 考试 考试方式： 闭卷 拟题人： 袁海军 日期： 2012-12-22 审 题 人： 学 院： 电子信息学院 班 级： 10无线技术 学 号： 姓 名： 提示：考试作弊将取消该课程在校期间的所有补考资格，作结业处理，不能正常毕业和授位，请诚信应考。

点至终端的距离l，驻波比ρ，行波系数K。（12分） 2．特性阻抗为50Ω的长线，终端负载不匹配，沿线电压波腹∣U∣max=20V，波节∣U∣min=10V，离终端最近的电压波腹点距终端的距离为0.3λ，求负载阻抗Z L=?（9分） 四、（11分）有一特性阻抗为Z0=75Ω的无耗均匀传输线，导体间的媒质参数为εr=2.25,μr=1，终端接有R l=50Ω的负载。当f=2GHz时，其线长度为3λg/4。试求：①传输线实际长度；②负载终端反射系数；③输入端反射系数；④输入端阻抗。

微波技术基础课程学习知识要点

《微波技术基础》课程学习知识要点 第一章 学习知识要点 1．微波的定义— 把波长从1米到0.1毫米范围内的电磁波称为微波。微波波段对应的频率范围为: 3×108Hz ～3×1012Hz 。在整个电磁波谱中，微波处于普通无线电波与红外线之间，是频率最高的无线电波，它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽10000倍。一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个波段。 2．微波具有如下四个主要特点：1) 似光性、2) 频率高、3) 能穿透电离层、4) 量子特性。 3．微波技术的主要应用：1) 在雷达上的应用、2) 在通讯方面的应用、3) 在科学研究方面的应用、4) 在生物医学方面的应用、5) 微波能的应用。 4．微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科，它的基本理论是经典的电磁场理论，研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。一种是“场”的分析方法，即从麦克斯韦方程出发，在特定边界条件下解电磁波动方程，求得场量的时空变化规律，分析电磁波沿线的各种传输特性；另一种是“路”的分析方法，即将传输线作为分布参数电路处理，用克希霍夫定律建立传输线方程，求得线上电压和电流的时空变化规律，分析电压和电流的各种传输特性。 第二章 学习知识要点 1. 传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。微波传输线是一种分布参数电路，线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数，它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。传输线方程是传输线理论中的基本方程。 2. 均匀无耗传输线方程为 () ()()()d U z dz U z d I z dz I z 2222220 -=-=ββ 其解为 ()()() U z A e A e I z Z A e A e j z j z j z j z =+=---120121ββββ 对于均匀无耗传输线,已知终端电压U 2和电流I 2，则: 对于均匀无耗传输线,已知始端电压U 1和电流I 1，则: ()()?????+=+= sin cos sin cos 022022Z z jU z I z I z Z jI z U z U ββββ

西安电子科技大学微波技术基础08年考题

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。

微波技术基础第27次课

题型及各题型分值： 填空题 15 分，15个空； 简答题 25 分，5个题； 计算题 60 分，5～6个题。 目录 绪论 ０.１微波的波长（频率）范围（常用波段代号，L～X波段） ０.２微波的主要特性（5点，大气特性很重要） ０.３微波的应用（信息载体和微波能） 第1 章导波的一般特性 １.１导波和导波系统（定义） １.２导波的场分析方法（分离变量法、横纵场满足的方程，横纵场之关系）１.３导波的分类及各类导波的特性 TEM、TE、TM、混合波的场分量、截止特性；相速、群速、能速之关系；工 作波长、截止波长、波导波长之关系。单导体系统中为什么不能存在TEM波？ １.４导波的传输功率、能量及衰减 通过截面的功率如何表示；传播波的磁能与电能之关系；

１.５导波系统中截止状态下的场 截止波的磁能与电能之关系； 第2 章典型导波系统的场分析 ２.１同轴线 主模场分量；电磁场分布；特性阻抗的推导（用PPT上的方法更简洁）； ２.２矩形波导 分析方法；传播模分类；主模；截止波长计算（判断某模式能否传播）； 简并；TEmn中下标的含义；TE10、TE01、TE11、TM11的场结构图；例2.2-1， 例2.2-2，根据磁场算壁电流；等效特性阻抗的三种定义。 ２.３圆形波导 主模；两种简并的区别；三种常用模式的特点（特别是TE0n模的衰减特性很特别）。 ２.４其他形式的金属柱面波导简介 主要有哪几种类型；脊波导的主要特点； ２.５同轴线、矩形波导和圆波导的尺寸选择 同轴线的尺寸选择与设计； ２.６波导正规模的特性 三大特性 ２.７不均匀性引起模式耦合 ２.８奇偶禁戒规则 可用于判断波导或者谐振器等能否被激励；可总结为两句话. 第3 章微波集成传输线（了解有哪些类型和基本结构） ３.１带状线（主模） ３.２微带线（主模）

微波技术基础试卷A

一、填空题（每空2分，共40分） 1．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。 2．当传输线的负载为纯电阻R L >Z 0时，第一个电压波腹点在 ；当负载为感性阻抗时，第一个电压波腹点距终端的距离在 范围内。 3．阻抗圆图的正实半轴为 的轨迹，负实半轴为 的轨迹。 4．导波系统中的电磁波按纵向场分量的有无，一般分为三种波型（或模）； 波； 波； 波。 5． 矩形波导中的主模为： ；圆型波导中的主模为：_ __； 波导具有 滤波器的特性。 6． 表征微波网络的参量有 ；导纳参量； ； ；传输参量。 7． 若一两端口微波网络互易，则网络参量[Z]的特征为 ；网络参量[S]的特征分别 为 。 8． 无耗传输线的工作状态分为： ； ； 。 二、简答题 （10分） 试证明无耗传输线上任意相距1/4波长的两点处的阻抗的乘积等于传输线特性阻抗的乘积，相距1/2波长的两点处的阻抗相等。 三、（16分）电路如图1所示，已知Z 01=600欧姆，Z S =Z 02=450欧姆，R ＝900欧姆，Z L =400欧姆 (1) 画出沿线电压、电流和阻抗的振幅分布，并求其最大值和最小值。 （2）求负载吸收的总功率和Z L ＝吸收的功率。 四、圆图完成（要求写清必要步骤）（10分） 已知传输线特性阻抗为Ω=500Z ，线长λ82.1=l ，V U 50max =，V U 13min =，距离始端最近的 电压波腹点至始端距离为λ032.01max =d 。求in Z 和l Z 。 五、(10分)若矩形波导截面尺寸cm b a 82==，试问当频率为GHz 5和2GHz 时，波导中将分别能传输哪些模式？若要只传输主模，工作频率的应当如何选择？ 六、（14分）如图所示电路，设两段传输线的特性阻抗分别为01Z 和02Z 。试求由参考面T 确定的网络的散射参量。 A

微波技术基础期末复习题

《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

西安电子科技大学微波技术基础08年考题教程文件

西安电子科技大学微波技术基础08 年考 题

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Z。50 ，负载R 25 ，则负载反射系数为（），驻波比为（）；终端为电压（）点，距终端/4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。 ?_ -1 [A] |JZ L 3题图 4、如图单枝节匹配，可调参数为两段传输线的长度1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- 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】 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 5、 试写出耦合带状线偶模阻抗Z °e 和奇模阻抗Z oo 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 X 2,B 1，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。 Z L