微波简答题整理

1、简答题13.如果介质的孰=8，jw“，写出损耗正切角tan6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=!d0一=CP因又是,dwk0Z*）什么

2、？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：工作波长小于该模式截止波长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812GHzKu波段1218GHz;K波段1826GHz;Ka波段2640GHzU波段4060GHz;V波段6080GHz;W皮段80100GHz.Vx）=76）D

3、PxE=jB""一°3 .请写出时谐场中无源区的Maxwell方程组y/_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-1-1-1必r（r）=uy）tm=，、=。广;=%夕晨环7 .请写出回波损耗与插入损耗的计算式。RL=-20log-ILu20logT8 .请依次写出反射系数、透射系数及驻波系数的取值范围。透射系数-1wrW1。透射系数：0T2.驻波系数：1WP<g9 .微波技术中通常说的感性负载、容性

4、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。12ZnP=1VgLZ+R）2+X2Rin=Rg,Xin=-Xg（或Zin2（Z0Rg）Xg10.发射机的输出功率在何种情况下可达最大？当这个条件称为共轲匹配，对于固定的源阻抗，它可使最大的功率船到负载。¥=口+P=,（r+jccLIG+j®C）11.有耗传输线与无耗_传输线在传播常数上丫=jsVlc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

5、输线的彳播常数：（其中R<<wL,G<<wC）；£tan（5=*JW14对于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1/2aJ17.圆形波导的主模是什么？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疝）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

6、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。安门山主两十/mJ亢又因为P<k°，所以Vg<C<Vp,它表明波导模的相速可能大于光速，但群速将小于光速。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-00。25 .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.上>籍g+占）其中,上=一A12.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

7、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50Q,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

8、透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、是什么，截止频率是多少？TM0奠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于通信、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。30.请画出微带线（注意接地标志）及其场分布的简图31 .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，由于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真，其原因是什么？因为在

9、电介质区域的TEM场的相速应该是我属但是空气区域中的TEM®的相速却是c.由于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 .对于一个网络，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.对于一个网络，如何求解其导纳

10、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.对于一个网络，如何求解其散射矩阵元素'?S=工,为了保证不在ijDiJ、/力jVk&k/其他端口又反射电压干扰，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

11、线50.同轴电缆、矩是什么？分布参数：RGL、C物理意义：单位长度电阻、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？输入阻抗的定义又是什么？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

12、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：将矢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

13、中TE10波单模传输条件.答：单模传输条件是波长大于2b且波长小于2a大于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TM11TE21和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TM11TE03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

14、什么？若波导内半径为a,该模式的截止波长是多少？答：TM01o取止频率f.截止波长=.71 .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（小）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模、TE11。74 .同轴线的截止频率是多少？它的传输主模是什么？答：截止频率fc=0,传输主模TEM真。75 .设空气填充

15、同轴线的内外导体半径分别为a和b,请问其单位长度的电容值是多少？答：C-附：L=76 .同轴线的特性阻抗与其分布电容值成何种关系？答：Zo=,所以特性阻抗与分布电容成反比关系。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：当工作波长大于截止波长时，波导无法传播称为“截止现象”。截止条件工作频率f小于截止频率fc。物理机理为当频率低于给定的截止频率时，场快速衰减，电磁波能量无法传播。61.请说明导行系统中TEM真的传输特点.答：Ez=H=0,即TEMH于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=oo；b

16、二ki=>e-JP三6一四入g=入，vp=vg=c（C真空光速）；V（x;v）=O（x,y）=0y）=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y7>答：TEnn：Hz（x,y,Z。COSCOS-e；ab-jzTM6Ez（x,y,z）=Bmnsinsine。78 .对于理想均匀无限长波导而言，无论其横截面形状如何，具内部电磁场量随传输方向（Z坐标）的变化规律是什么（假设相位常数为B）?/（AF,ZI=/?（.r,v）+zli（X,J）eg79 .矩形波导中是否存在色散现象？为什么？答：存在。因为矩形波导存在损耗相速因频率不同而不同，各个频率分量在沿波导传

17、播方向时不再保持它们原始的相位关系，产生了信号畸变。80 .试画出带状线的几何结构和场型图，并说明该传输线的主模是什么.传播的主模是TEM特性阻抗:&二裳中?：041（哈是中层导体片的等效宽度）"=巴亚伯>。33（工程上得到的结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。83 .无限长理想空气微带线上，信号的传输速度是多少？J：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？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

18、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？各类电子系统中用于检测、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相等。94.对于无耗、互易微波网络来说，其阻抗矩阵Z具有什么特点？95.对于无耗、互易微波网络来说，其散射矩阵S具有什么特点？无耗网络二仔卜一阂卜门5=凹（幺正性）互易网络.=4F卜网'97.请写出广义S矩阵的定义式.a=琅/"oa，方=匕/70?4/邑工_匕一/