微波与天线 复习.doc

1、 传输线的定义？凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同组成的导波系统2、 传输线分布参数主要包括哪四个？传输线分布参数主要包括电感、分布电容、分布电阻和分布漏电导。14、传输线单位长度上的分布参数的值与那些因素有关？传输线单位长度上的分布电阻为R、分布电导为G、分布电容为C、分布电感为L, 其值与传输线的形状、尺寸、导线的材料、及所填充的介质的参数有关3、传输线的主要功能：传输能量和构成微波电路元(器)件4、长线和短线的判定标准；当传输线的长度l 远大于所传输的电磁波的波长l，或可比拟时，称之为长线（l/l.05)；反之,为短线； 其中电长度： l/ l5、行波、驻波、行驻波的概念；（1）当ZL=Zc或传输线为无限长时，工作于行波状态（2）当终端短路（ZL=0）、开路(ZL=)或接纯电阻抗时，|G|=1,工作在纯驻波状态；（3）ZLRLjXL，从信号源传向负载的能量一部分被负载所吸收，一部分被反射回去6、一个导波系统若能传输TEM波型，则该系统中必然能存在什么？而什么情形不能传播TEM波？v 一个导波系统若能传输TEM波型，则该系统中必然能存在静电荷或恒定电流，而在单导体所构成的空心金属波导管内，不可能存在静电荷或恒定电荷，因此也不可能传输TEM波型。v 若是双导体或多导体，则可以传输TEM波型10、传输TEM波型的波导是那些，不能传输的又是哪些？可以传输TEM波型是双导体或多导体波导，而单导体所构成的空心金属波导不能传输7、传输线为无限长时，工作于行波状态，即特征阻抗与负载满足什么条件？ 注：根据终端负载ZL的情况，传输线有三种工作状态： 行波状态长线上无反射 纯驻波状态反射波等于入射波，全反射 行驻波状态反射波小于入射波 长线的工作状态取决于负载与长线之间的匹配特点长线上无反射时工作于行波状态，所以满足而此时8、输入阻抗、特征阻抗和反射系数的关系？反射系数是描述传输线某处的反射波与入射波相对幅度及相对相位关系的参量电压反射系数电流反射系数而输入阻抗所以输入阻抗与反射系数的关系为9、波导、矩形波导和规则波导的定义？（1）波导是指能够引导电磁波传播的装置，比如双导线、同轴线、微带线、介质传输线等均可称为波导。（2）横截面为矩形的规则波导称为矩形波导（3）规则波导指沿轴向方向，横截面的形状、尺寸，以及填充介质的分布状态和电参数均不变化的无限长的直波导。 11、选择的矩形波导尺寸a、b和的关系？通常选择的波导尺寸为：12、衰减常数a与下面哪些因素有关？衰减常数a：表示单位长度上波的振幅值的衰减量其与波导横截面的形状、尺寸及波导管内表面的材料，波导内填充的介质、传输的波型以及工作频率等有关13、理想无耗波导内传播的电磁波，其衰减常数和相位常数表达式如何？（1）相移常数b：表示沿波导的轴向传播时单位距离内相位的变化量（2）而在理想、无耗时: a=0， g=jb15、波型 (模式、模)的定义？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（场结构）16、无耗规则波导的波型有哪些？无耗规则波导的波型可分为：TEM波（横电磁波）， Ez=Hz=0TE波 （横电波，又称H波）， Ez=0TM波 （横磁波，又称E波）， Hz=0v 这三类波型都是可以单独存在的波型，v 对于既有Ez又有Hz，可看作是TE和TM波型的线性叠加 （混合波型）17、极化和极化简并（1）天线的极化（Polarization）是指该天线在给定方向上向远区辐射电场的空间取向。q 一般而言，特指为该天线在最大辐射方向上的电场空间取向。q 实际上，天线的极化随着偏离最大辐射方向而改变，天线不同辐射方向可以有不同的极化。所谓辐射场的极化，即在空间某一固定位置上电场矢量端点随时间运动的轨迹，按其轨迹的形状分为线极化、圆极化和椭圆极化。（2极化简并是圆波导中特有的 ，是由于圆波导具有轴对称性，场量沿j的分布存在cos(mj)和sin (mj)两种可能。这两种分布的m、n及场结构完全相同，只是极化面相差90度，所以称为极化简并. 是除m0的模式在圆周方向无变化外，所有其他模式都具有极化简并18、带状线的功率容量受什么因素影响？带状线的功率容量有两个制约因素： 1）介质本身的击穿场强（与峰值功率相对应）； 2）介质本身所能承受的最高温升（与平均功率相对应）因此带状线难以传输比较大的功率，尤其是在中心导体带的棱角处最易发生电击穿。把棱角改为光滑的圆角以提高功率容量19、微波网络的定义？建立在等效电压、 等效电流和等效特性阻抗基础上的传输线称为等效传输线, 而将传输系统中不均匀性引起的传输特性的变化归结为等效微波网络20、矩形波导中的主波型？对应lC最大的波型称为主波型（主模、基模、最低次型模），其他称为高次波型（高次模）TEm0模: 随m, lC TEm0模: 随n, lC TEmn模和TMmn模(m0,n0): 随m,n,lC,TE11和TM11模对应的lC最小 总的来说，随着m,n增加， lC减小 TMmn波型中，TM11对应的lC最大 TEmn波型中，若ab,则TE10对应的lC2a最大 若ab,则TE01对应的lC2b最大所以21、在微带线中，微带线不能正常工作的条件是什么？实际应用中，当表面波的相速度与准TEM模的相速度相同时， 两类模将发生强耦合，从而使微带线不能正常工作22、具有储能与选频特性的微波谐振元件叫什么？微波谐振器是具有储能与选频特性的微波谐振元件23、天线的定义，是一种什么装置？天线：把高频电能变为电磁场能量或把电磁场能变为高频电能的装置称为天线。 24、水平极化波和垂直极化波的定义？当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。25、天线噪声的定义如何？天线除了能够接收无线电波之外，还能够接收来自空间各种物体的噪声信号。外部噪声通过天线进入接收机，因此，又称天线噪声。26、l/4传输线的作用包括哪三个方面？（1）作为阻抗匹配装置（2）作为l/4金属绝缘子（3）利用l/4线抵消介质支撑的不均匀性27、史密斯圆图主要应用于天线和微波电路设计和计算，可直接用图解法分析和设计各种微波有源电路，其具体应用哪三个方面？1.归一化阻抗z,归一化导纳y, 反射系数VSWR，驻波系数之间的转换 2.计算沿线各点的阻抗、反射系数、驻波系数，线上电压分布， 3.并进行阻抗匹配的设计和调整,包括确定匹配用短路支节的长度和接入位置。温馨提示：以下计算题老师有更改数据，大家复习的时候看仔细哦！28.一个特性阻抗ZC为60W的同轴线，测得线上的驻波比s3，第一个波节点距终端负载为三分之二个工作波长。试求终端负载ZL 解：在无耗传输线上，电压波腹点与电压波节点相距。波腹点与波节点处的输入阻抗均为纯电阻。且有波腹点处阻抗最大：波节点处阻抗最小：所以在第一波节点处有：又 且 解得：29、已知天线输出端的有效噪声温度是100K。假定传输线是长为8m的x波段(8.212.4GHz)的矩形波导（其衰减系数 =0.13dB/m），波导温度为310K，求接收机端点的天馈系统的有效噪声温度。（注：式子中的参数为有效噪声温度为150K，传输线长为10m，波导温度为300K）解 因为所以 则天馈系统的有效噪声温度为n 30、用ZC50W的同轴线作为馈线，ZL(50+j25)W，设l10cm，欲在同轴线上并联一个短路支线，以获得匹配，试求支线的长度及接入位置。分析求解：匹配应使AA处Zin=Zc，或 Yin=Yc又因为ZL(50+j25)W，ZC50W选择接入位置在距负载为ll/4处， 由无耗传输线上距离的任意两点处阻抗的乘积等于传输线特性阻抗的平方，这种特性称之为阻抗变换性。所以：由阻抗匹配条件知：解得： 又 解得：31、假设信号源的工作波长为10cm，采用内导体外半径a为4.5mm，外导体的内半径b为10mm的硬同轴线给负载馈电，若已知负载ZL(48j20)W，同轴线内填充的空气介质的电击穿强度为3103V/mm,试求:同轴线终端处的反射系数和线上的驻波比，并求出由于波的反射造成的相对功率损失和线的最大功率容量。 解