微波技术与天线试卷答案A.doc

课程名称：微波技术与天线答案共 4 页试卷： A、 考试形式： 闭 卷 一、 填空题（每空1分，共10分）1、300MHz 3000GHz。 2、相等，/2。 3、TE10 4、TE01 5、电激励、磁激励、电流激励 6、越强二、选择题（每题2分，共20分）1、B 2、 D 3、A 4、A 5、C 6、B 7、C 8、D 9、D 10、B三、简答题（每题6分，共24分）1、有一三端口元件，测得其S矩阵为：问：此元件有那些性质？它是一个什么样的元件？答：（1）由S11=S22=S33=0知，此元件的三个端口均匹配。 1分 （2）由S23=S32=0知，此元件的端口2和端口3是相互隔离的。 1分（3）Sij=Sji(i、j=1,2,3)知，此元件是互易的。 1分（4）由S11=S22=S33知，此元件是对称的。 1分（5）由S+SI知，此元件是有耗的。 1分此元件是一个不等分的电阻性功率分配元件。 1分2、智能天线将在那几个方面提高移动通信系统的性能？答：1.提高通信系统的容量和频谱利用率； 1.5分2.增大基站的覆盖面积； 1.5分3.提高数据传输速率； 1.5分4.降低基站发射功率，节省系统成本，减少了信号干扰与电磁环境污染。 1.5分3、解释对称振子的波长缩短效应，分析产生的原因。答：对称振子的相移常数大于自由空间的波数k，亦即对称振子上的波长短于自由空间波长，称为波长缩短想象。 2分原因：（1）对称振子辐射引起振子电流衰减，使振子电流相速减小，相移常数大于自由空间的波数k，致使波长缩短。 2分（2）由于振子导体有一定半经，末端分布电容增大，末端电流实际不为零，这等效于振子长度增加，因而造成波长缩短。 2分4、试分析夜晚听到的电台数目多且杂音大的原因答：电离层所能反射的频率范围是有限的，一般在短波范围。电离层分为四层：D、E、F1、F2 ，D层是吸收层，夜间消失。 3分短波范围较窄，因此短波电台特别拥挤，电台干扰很大，夜间电离层吸收减少，电波传播条件有所改善，台间干扰更大。杂音较大。 3分四、分析计算题：（共46分）1、设某一均匀无耗传输线特性阻抗为Z0=50，终端接有未知负载Z1，现在传输线上测得电压最大值和最小值分别为100mV和20mV，第一个电压波节点的位置离负载lmin1=/3，试求该负载阻抗Z1。（10分）解：跟据驻波比的定义： 2分反射系数的模值： 2分由 ： 得：1=/3 2分因而，反射系数为： 1分负载阻抗为： 3分2、矩形波导截面尺寸为ab=72mm30mm，波导内充满空气，信号源频率为3GHz，试求：（1）波导中传输的模式。（6分）（2）该模式的截止波长c、相移常数、波导波长g、相速度Vp。（6分）解：（1）=c/f=3108/3109=10cm 2分矩形波导中，TE10、TE20的截止波长为：cTE10=2a=14.4cm， cTE20=a=7.2cm 2分可见，波导中只能传输TE10模。 2分（2）TE10模的截止波长为：c=2a=14.4cm 1分截止波数为：kc=/a=13.89 1分自由空间的波数为； 1分相移常数为： 1 分相速度为； 1分波导波长为g=2/=13.9cm 1分3、某系统如图所示，该双口网络为无耗互易对称网络，在终端参考面T2处接匹配负载。测得距参考面T1距离l1=0.125g处为电压波节点，驻波系数为1.5，试求该双口网络的散射矩阵。（12分）解：参考面T1处的反射系数，其模值和相位如下： 4分由S参数定义知：S11=-j0.2 2分根据互易网络：S12=S21，网络对称：S11=S22，网络无耗性质：S+S=I。 2分得方程： 得：S12=0.98 2分所以有： 2分4、某定向耦合器的耦合度为33dB，定向度为24dB，端口的入射功率为25W，计算直通端和耦合端口输出功率。（6分）解：C=10lgP1/P3=33dB P1/P3=10-3.3 P3=P110-3.3=0.0125W 2分D=10lgP3/P4=24dB P4=0.00005W=50W 2分则直通端的输出为： P2=24.9875W 2分5、画出两个沿x方向排列间距为/2且