微波简答题整理

1、简答题13.如果介质的 缶=/j&“，写出损耗正切角tan5表达式20.特性阻抗与波阻抗各自的物理意义是什么？遇到什么问题时，两者可以相互等效？ 答：在自由空间或波导 内任何一点的电磁波的电场强度与磁场强度的比值，称 为波阻抗。特性阻抗它是均匀传输线或对称无源四端网 络的参数之一。在无线长的均匀传输线上，任何上点的 复数电压与复数电流的比值都相等，它们的比值就称为 特性阻抗。特性阻抗可以代替波阻抗，反之则不能。对 某些系统（例如自由空间、双线、同轴线），电场强度、 磁场强度是特征电磁量，这时特性阻抗就是波阻抗 .21.介质损耗产生的原,因是什么？导体损耗产生的原 Vg = |祁厂=邠因

2、乂是.dwk °Z*）什么？答：介质损耗是绝缘材料在电场作用下，由于 g介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能 量损耗。22.为使某一模式能在波导中传输，其工作波 长与该模式截止波长的关系如何？ 答：工作波长小丁该 模式截止波长23.导波结构（不填充介质）中波的群速与光速的关系如何？1. 微波的频段范围是多少？300MHz300GHz2. 请写出L, S, X, C, Ku, K, Ka波段中的任意两个频段范 围。L波段12GHz; S波段24GHz; C波段48GHz; X波段 812GH Ku 波段 1218GHz; K波段 1826GHz; Ka 波段 2640GH乙

3、U波段 4060GHz; V波段 6080GHz; W皮段 80100GHz.V x 方=76）x £ = Jo 万"一 °3. 请写出时谐场中无源区的Maxwell方程组 力_ 04. 请写出时谐场中无源区电磁场各场量在介质-导体界面处的边界条件,5.1Np 等于多少 dB? 1Np=10lge2=8.686dB6. 请说明传输线上电压反射系数与电压驻波比SWR的物理意义及其相互关系一 1一1匚1 一 1（二）1苹 r（r）=侦）= 、二。时；=也 小"7. 请写出回波损耗与插入损耗的计算式。RL =20log 】IL = -20logT8. 请依次写

4、出反射系数、透射系数及驻波系数的取值范围。透射系数-一14<1。透射系数:0«T2.驻波系数：1P<89. 微波技术中通常说的感性负载、容性负载指的是什么，在Smith圆图上各自所在区域在哪里？容性负载指电抗部分为负值，位于 Smith圆图的下半圆；感性负载指电抗部分为正值，位于Smith圆图的上半圆。P=2Vg|Z +*22Rin =Rg,Xin =-Xg（或 Zin2 （Z0 Rg ） X g10. 发射机的输出功率在何种情况下可达最大？ 当这个条件称为共轴匹配，对于固定的源阻抗，它可使最大的 功率船到负载。丫 = a + E = J（R + jccL （G + j

5、=C ） 11.有耗传输线与无耗 _传输线在传播常数上Y = a + 6 = j。JLC 有何不同？低耗传输线与无耗传输线在传播常数上有何不同？有耗传输线:无耗传输线：所不同的是无耗传输线的R=G=0低耗传输线的传播常数：（其中R<<wL,G<<wC）控心；E tan（5 = 一14对丁 TE模而言，哪个场量必定为0?在最早求解时，是求解哪个分量的何种方程？ Ez=015. 同轴线的主模是什么？其截止频率是多少？TEM, 0Hz16. 矩形波导的主模是什么？其截止频率是多少？答:矩形波导的主模为TE10模，矩形波导的截止波长为 2a, 即为1/2a尽17.圆形波导的主模

6、是什么？其截止频率是多少？答：圆形波导的主模为TE11模，.截止波长为2a,即为1.841/（2naJ京）18.平行平板波导的主模是什么？其截止频率是多少答：平行平板波导的主模是 TEM,0hz19.无限大自由空间中波阻抗的定义是什么？答：自由空间的波阻抗定义为电场强度比磁场强度。居山主曰E莎或质乂因为<k°，所以Vg <C<Vp ,它表明波导模的相速可能大丁光速，但群速将小丁光速。24. 试写出第一类Bessel函数和第二类Bessel函数在自 变量为0时的函数值。自变量为0时，除第一类Bessel 函数除0阶外，其余都为0;第二类Bessel函数均为-*。25.

7、 若同轴线的内、外导体半径分别为a和b,请写出TEM波单模传输条件.工A活3十占） 箕中，A = 一羊12.无失真传输线的条件是什么？ 在无耗传输线中，电压或电 流在其中的传输速度为定值（与频率无关），可以想象在传输 某个时域信号时，此时是不会发生失真现象的。26.同轴电缆的特性阻抗大部分情况下为多少？为什么 取这个数值？大部分为50 Q ,当低耗的绝缘材料在实际 中应用到柔性电缆上，电缆的尺寸规格必须保持不变， 才能和现存的设备接口吻合。聚乙烯的介电常数为2.3,以空气（介电常数为1）为绝缘层的导线的阻抗为 77形波导、带状线及微带线最易集成的是哪个？微带线欧姆，如果以聚乙烯来填充绝缘空间的

8、话，阻抗将减51.请说明“微波”的定义、特点及用途。 微波是指频率少为51欧姆。虽然精确的标准是50欧姆，51欧姆的 为300MHz-300GHz对应的电波长在特点：微波的基本性 电缆在今天仍然在使用。27.接地介质片的主模 质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对丁玻璃、是什么，截止频率是多少？TM0莫0Hz28.接地 塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。用途：主要介质片中，介质与其上自由空间中的场在传播特性上应用丁通信、雷达、环境遥感和医学系统。有何差别？ 29.请画出带状线（注意接地标志）及其52.微波传输线上包括哪些分布参数？其物理意义分别场分布的简图。是什么？分布参数：R、G L、

9、C物理意义：单位长度电30.请画出微带线（注意接地标志）及其场分布的简图,为了保证不在Vk%w31. 微带线中的等效介电常数的物理意义是什么？ 将微带线结构转换成无线大空间的节后，由丁微带线 本身为有限空间介质，在扩充到无线空间时，需要用 等效介电常数来描述。32. 微带线不能传输严格意义上的 TEM莫，其原因是什 么？因为在电介质区域的 TEM场的相速应该是 山2 但是空气区域中的TEM®的相速却是c.由丁微带线本 身为有限空间介质，这样在电介质-空气界面上不可能 实现TEM的波的相位匹配。33. 横向谐振技术中谐振条件是什么？线上任一点向两个方向看去的输入阻抗之和必须为零36.阻

10、抗矩阵是描述哪两个物理量之间的关系？网络端口处电压与电流 37.散射矩阵是描述哪两个物理量 之间的关系？入射波电压和反射波电压 38.ABCD矩 阵是描述哪两个物理量之间的关系？总电压和总电流39.对丁一个网络，如何求解其阻抗矩阵元素 Zj ?通 过激励源电流的端口 j,而其他所以端口开路并测量 端口 i的开路电压得出40.对丁一个网络，如何求解其导纳矩阵元素Y ?通过激励源电压的端口 j并测 量端口 i的短路电流得出41.对丁一个网络，如何求解其散射矩阵元素§ ? S.=虬 ij Sij Vj其他端口乂反射电压干扰，其余端口一律接匹配负载44. 互易网络中，阻抗矩阵与散射矩阵各自有

11、何特点？ 阻抗矩阵：对称 散射矩阵：对称45. 无耗网络中，阻抗矩阵与散射矩阵各自有何特点？ 阻抗矩阵：纯虚数 散射矩阵：幺正47.同轴电缆、矩形波导、带状线及微带线中哪几个无 色散现象？同轴电缆、带状线48.同轴电缆、矩形波 导、带状线及微带线哪几个功率容量较低？带状线、微带线49.同轴电缆、矩形波导、带状线及微带线中 哪几个容易加工？带状线、微带线50.同轴电缆、矩 阻、单位长度电导、单位长度电感、单位长度电容。53. 传输线特性阻抗的定义是什么？输入阻抗的定义乂 是什么？特征阻抗：指传输线上的行波电压与电流之比。 输入阻抗：指一个电路输入端的等效阻抗54. 微波传输线与低频（或直流）传输

12、线的最大区别是什么？其上电压、电流、输入阻抗等参数具有何特点？低频传输线：电流几乎均匀地分布在导线内。 微波传输线： 电流、电荷和场都集中在导体表面。56.微波传输线上电压（或电流）波节点处，输入阻抗具 有何特点？线上波节两侧电压沿线各点电压（电流）反相，相邻两波节之间的电压（电流）同向。沿线各点的输 入阻抗为纯电抗。58.请说明电压驻波比的物理意义及其取值范围 .物理意 义：电压振幅最大值（或电流振幅最大值）与电压振幅 最小值（或电流振幅最小值）之比63. 简要说明“纵向场法”的分析思路.答：将欠量波动 方程分解为标量波动方程，再按边界条件匹配特点将场 量划分为纵、横分量；不必求所有分量，只

13、须先求纵向边界条件匹配的纵向场标量方程的纵向场标量后，再按 纵、横向场关系式由已知纵向场分量求横向场分量。64. 什么是导波系统？请列举两种常见的导波系统，并指出其传输主模分别是什么. 答：电磁波在用来定向引导 电磁波的结构中传播的系统。同轴线，主模TEM模；矩形波导，主模TE10模；圆波导，主模TE11模。65. 请写出矩形波导中TE10波单模传输条件.答：单模传输条件是波长大丁 2b且波长小丁 2a大丁 a。67. 何谓模式简并？并指出矩形波导中截止频率最低的 两种简并模式.答：模式简并就是不同模式具有相同的 传输参数，如截止频率等相同。两种简并模式为 TE11和 TM11 TE21 和

14、TM2168. 何谓模式简并？并指出圆形波导中截止频率最低的 两种简并模式.答：模式简并就是不同模式具有相同的 传输参数，如截止频率等相同。两种简并模式为 TE01和 TM11 TE03和 TM13.69. 圆柱波导的主模是什么？若波导内半径为 a,该主模 的截止频率是多少？答：主模是TE11。该主模的截止频率fC为=?。70. 圆柱波导中截止频率最低的轴对称模式是什么？若 波导内半径为a,该模式的截止波长是多少？答：TM01 "止频率fC=,截止波长入c=071. 若矩形波导中可传输的模式记为 TEmn模，请说明角 码m和n的物理意义.答：m代表x方向的变化数目，n代表y方向的数目

15、变化。72. 若圆柱波导中可传输的模式记为 TEmn模，请说明角码m和n的物理意义.答：n代表角向（4 ）的变化数目，m代表径向（?）的变化数目72.同轴线是否可以传输高次模？若系统中监测到有TE01模传输，请问该系统中还有可能存在哪些传输 模？答：可以。该系统还存在TEM®、TE11。74.同轴线的截止频率是多少？它的传输主模是什 么？特性阻抗'"=竿中/丁：0441（盹是中层导体片的等效宽度）0町庭0,.35_（工程上得到的站b |（0.35果误差小于 1啊>）82. 微带线（含有介质基片）不能传输严格意义上的TEM模，其原因是什么？答：微带线基片含有介质

16、。83. 无限长理想空气微带线上，信号的传输速度是多少？答：截止频率fc=0,传输主模TEM莫。75.设空气填充同轴线的内外导体半径分别为 请问其单位长度的电容值是多少？b,答：C-附：L=.。二£片临也%：等效介电常数88.若利用矩形波导构成缝隙天线，需要在波导壁上开槽, 请问此时开槽的基本原则是什么？76.同轴线的特性阻抗与其分布电容值成何种关系? 答：Z0=,所以特性阻抗与分布电容成，比关系。77.在导行系统中，何谓“截止现象” ？并说明信号截 止的条件及物理机理.答：当工作波长大丁截止波长时，波导无法传播称为“截止现象”。截止条件工作频率f小丁截止频率物理机理为当频率低丁给定

17、的截止频率时，场快速衰 减，电磁波能量无法传播。61. 请说明导行系统中TEM莫的传输特点.答：Ez=HZ=0,即TEMHJ行波是与频率无关的非色散 波（任何频率下都能传播非色散横电磁波） 截止波数kc=0,截止频率fc=0,入C=8; b=k i=> e-J p 入g=2l ,V p=Vg=C （C真空光速）； *D = 0（x,y） = 0 y） = 062. 请写出矩形波导中，纵向电场（或纵向磁场所满足的方程.m二 xn 二 y _j lzcoseb-j B zo答：TEnn： H z X, y,Z =AmnCOSaTMkEz（x,y,z）=B mnsinsine78. 对丁理想均

18、匀无限长波导而言， 如何，其内部电磁场量随传输方向（ 规律是什么（假设相位常数为 B） ?fc无论其横截面形状z坐标）的变化计算得出矩形波导 的折射率，通过测量计算所求的电磁波波长等因素。若 作为波导天线，开槽应该选择波导的中间位置。89.微波网络的定义是什么？常见的微波网络分类是什 么？各类电子系统中用丁检测、传输、处理信息或能量 的微波电路。微波网络理论主要研究微波电路的分析和 设计方法，它与电磁场理论（见电磁场基本定理）同为 微波领域中的主要理论基础。分类：复杂的微波网络由 许多简单的微波网络所组成，后者有不同的分类方法。 如按网络外接的传输线端口数可分为一端口、二端口、 多端口的微波网络；按电路元件的性质可分为有源和无 源的微波网络、线性和非线性的微波网络、可逆和非可 逆的微波网络等。92.微波网络中，参考平面的选取原则是什么？1.远离元件的不连续点与传输方向垂直 2.参考面位置改 变，网络参数也随之改变 3.外界传输线的路数与参考面 的数目