微波参数计算题目及答案

微波参数计算题目及答案姓名：_____ 准考证号：_____ 得分：__________

一、选择题(每题2分，总共10题)

1.微波传输线中，决定其特性阻抗的主要参数是（）

A.导线直径和间距

B.介质的介电常数和导磁率

C.导线的材料

D.频率

2.在同轴电缆中，内导体半径为a，外导体内半径为b，其特性阻抗Z0的表达式为（）

A.Z0=60*ln(b/a)

B.Z0=120*π*ln(a/b)

C.Z0=377*ln(b/a)

D.Z0=120*π*ln(b/a)

3.微波传输线中，电压驻波比(VSWR)等于1时，表示（）

A.完全匹配

B.完全失配

C.部分匹配

D.阻抗无穷大

4.微波传输线中，当负载阻抗等于特性阻抗时，称为（）

A.短路

B.开路

C.匹配

D.不匹配

5.微波传输线中，传播常数γ的表达式为（）

A.γ=α+jβ

B.γ=α-jβ

C.γ=jβ

D.γ=α

6.微波传输线中，衰减常数α与哪些因素有关（）

A.频率

B.导线直径

C.介质的介电常数

D.以上都是

7.微波传输线中，相速度vP的表达式为（）

A.vP=ω/β

B.vP=β/ω

C.vP=1/β

D.vP=β

8.微波传输线中，波长λ的表达式为（）

A.λ=vP/ω

B.λ=vP/f

C.λ=2π/β

D.λ=β/2π

9.微波传输线中，反射系数Γ的表达式为（）

A.Γ=(ZL-Z0)/(ZL+Z0)

B.Γ=(Z0-ZL)/(ZL+Z0)

C.Γ=(ZL+Z0)/(ZL-Z0)

D.Γ=(Z0+ZL)/(ZL-Z0)

10.微波传输线中，输入阻抗Zin的表达式为（）

A.Zin=Z0*(1+Γ)/(1-Γ)

B.Zin=Z0*(1-Γ)/(1+Γ)

C.Zin=Z0*(1+Γ)^2

D.Zin=Z0*(1-Γ)^2

二、填空题(每题2分，总共10题)

1.微波传输线中，特性阻抗Z0的表达式为_______。

2.微波传输线中，电压驻波比(VSWR)的表达式为_______。

3.微波传输线中，传播常数γ的表达式为_______。

4.微波传输线中，衰减常数α的表达式为_______。

5.微波传输线中，相速度vP的表达式为_______。

6.微波传输线中，波长λ的表达式为_______。

7.微波传输线中，反射系数Γ的表达式为_______。

8.微波传输线中，输入阻抗Zin的表达式为_______。

9.微波传输线中，短路时输入阻抗Zin的表达式为_______。

10.微波传输线中，开路时输入阻抗Zin的表达式为_______。

三、多选题(每题2分，总共10题)

1.微波传输线中，特性阻抗Z0的影响因素包括（）

A.导线直径

B.介质的介电常数

C.导磁率

D.频率

2.微波传输线中，传播常数γ的组成包括（）

A.衰减常数α

B.相移常数β

C.介电常数

D.导磁率

3.微波传输线中，衰减常数α的影响因素包括（）

A.频率

B.导线直径

C.介质的介电常数

D.导磁率

4.微波传输线中，相速度vP的影响因素包括（）

A.频率

B.介质的介电常数

C.导磁率

D.传播常数γ

5.微波传输线中，波长λ的影响因素包括（）

A.频率

B.相速度vP

C.传播常数γ

D.介质的介电常数

6.微波传输线中，反射系数Γ的影响因素包括（）

A.负载阻抗ZL

B.特性阻抗Z0

C.传播常数γ

D.频率

7.微波传输线中，输入阻抗Zin的影响因素包括（）

A.负载阻抗ZL

B.特性阻抗Z0

C.传播常数γ

D.反射系数Γ

8.微波传输线中，短路时输入阻抗Zin的特点包括（）

A.阻抗为0

B.阻抗为无穷大

C.相当于一个短路

D.相当于一个开路

9.微波传输线中，开路时输入阻抗Zin的特点包括（）

A.阻抗为0

B.阻抗为无穷大

C.相当于一个短路

D.相当于一个开路

10.微波传输线中，匹配条件下的特点包括（）

A.反射系数Γ为0

B.电压驻波比(VSWR)为1

C.输入阻抗Zin等于特性阻抗Z0

D.衰减常数α为0

四、判断题(每题2分，总共10题)

1.微波传输线中，特性阻抗Z0与频率无关。（）

2.微波传输线中，传播常数γ只与介质的介电常数有关。（）

3.微波传输线中，衰减常数α与频率成正比。（）

4.微波传输线中，相速度vP与频率成正比。（）

5.微波传输线中，波长λ与频率成正比。（）

6.微波传输线中，反射系数Γ的模值最大为1。（）

7.微波传输线中，输入阻抗Zin只与负载阻抗ZL有关。（）

8.微波传输线中，短路时输入阻抗Zin为0。（）

9.微波传输线中，开路时输入阻抗Zin为无穷大。（）

10.微波传输线中，匹配条件下的衰减最小。（）

五、问答题(每题2分，总共10题)

1.简述微波传输线中特性阻抗Z0的含义。

2.简述微波传输线中传播常数γ的组成。

3.简述微波传输线中衰减常数α的影响因素。

4.简述微波传输线中相速度vP的表达式。

5.简述微波传输线中波长λ的表达式。

6.简述微波传输线中反射系数Γ的表达式。

7.简述微波传输线中输入阻抗Zin的表达式。

8.简述微波传输线中短路时输入阻抗Zin的特点。

9.简述微波传输线中开路时输入阻抗Zin的特点。

10.简述微波传输线中匹配条件下的特点。

试卷答案

一、选择题答案及解析

1.A

解析：微波传输线的特性阻抗主要由导线直径和间距决定，这些参数影响了传输线中电场和磁场的分布，从而决定了特性阻抗。

2.A

解析：同轴电缆的特性阻抗Z0表达式为Z0=60*ln(b/a)，其中a为内导体半径，b为外导体内半径。这个公式来源于传输线理论中的电磁场分布计算。

3.A

解析：电压驻波比(VSWR)等于1表示传输线完全匹配，即负载阻抗等于特性阻抗，此时没有反射波，能量完全传输到负载。

4.C

解析：当负载阻抗等于特性阻抗时，称为匹配。这是微波传输线理论中的一个基本概念，表示没有能量反射。

5.A

解析：传播常数γ是描述电磁波在传输线中传播特性的参数，表达式为γ=α+jβ，其中α是衰减常数，β是相移常数。

6.D

解析：衰减常数α与频率、导线直径、介质的介电常数和导磁率都有关系。这些因素都会影响传输线中电磁波的衰减程度。

7.A

解析：相速度vP是电磁波在传输线中传播的速度，表达式为vP=ω/β，其中ω是角频率，β是相移常数。

8.B

解析：波长λ是电磁波在一个周期内传播的距离，表达式为λ=vP/f，其中vP是相速度，f是频率。

9.A

解析：反射系数Γ是描述电磁波在传输线中反射程度的参数，表达式为Γ=(ZL-Z0)/(ZL+Z0)，其中ZL是负载阻抗，Z0是特性阻抗。

10.A

解析：输入阻抗Zin是描述传输线中任意一点的阻抗，表达式为Zin=Z0*(1+Γ)/(1-Γ)，其中Z0是特性阻抗，Γ是反射系数。

二、填空题答案及解析

1.Z0=60*ln(b/a)

解析：这是同轴电缆特性阻抗的表达式，其中b是外导体内半径，a是内导体半径。这个公式来源于传输线理论中的电磁场分布计算。

2.VSWR=(1+|Γ|)/(1-|Γ|)

解析：电压驻波比(VSWR)的表达式为VSWR=(1+|Γ|)/(1-|Γ|)，其中|Γ|是反射系数的模值。这个公式描述了传输线中电压驻波的最大值与最小值之比。

3.γ=α+jβ

解析：传播常数γ是描述电磁波在传输线中传播特性的参数，表达式为γ=α+jβ，其中α是衰减常数，β是相移常数。

4.α=8.686*Rl*f*ln(2*b/a)/(60*π*b)

解析：衰减常数α的表达式与频率f、导线直径a和b、以及介质的损耗角正切tanδ有关。这个公式来源于传输线理论中的电磁场分布计算。

5.vP=ω/β

解析：相速度vP是电磁波在传输线中传播的速度，表达式为vP=ω/β，其中ω是角频率，β是相移常数。

6.λ=vP/f

解析：波长λ是电磁波在一个周期内传播的距离，表达式为λ=vP/f，其中vP是相速度，f是频率。

7.Γ=(ZL-Z0)/(ZL+Z0)

解析：反射系数Γ是描述电磁波在传输线中反射程度的参数，表达式为Γ=(ZL-Z0)/(ZL+Z0)，其中ZL是负载阻抗，Z0是特性阻抗。

8.Zin=Z0*(1+Γ)/(1-Γ)

解析：输入阻抗Zin是描述传输线中任意一点的阻抗，表达式为Zin=Z0*(1+Γ)/(1-Γ)，其中Z0是特性阻抗，Γ是反射系数。

9.Zin=0

解析：短路时，负载阻抗ZL为0，根据输入阻抗的表达式Zin=Z0*(1+Γ)/(1-Γ)，此时Zin为0。

10.Zin=∞

解析：开路时，负载阻抗ZL为无穷大，根据输入阻抗的表达式Zin=Z0*(1+Γ)/(1-Γ)，此时Zin为无穷大。

三、多选题答案及解析

1.A,B,C,D

解析：特性阻抗Z0与导线直径、介质的介电常数、导磁率以及频率都有关系。这些因素都会影响传输线中电场和磁场的分布，从而决定特性阻抗。

2.A,B

解析：传播常数γ由衰减常数α和相移常数β组成，表达式为γ=α+jβ。α与介质的损耗有关，β与介质的介电常数和导磁率有关。

3.A,B,C,D

解析：衰减常数α与频率、导线直径、介质的介电常数和导磁率都有关系。这些因素都会影响传输线中电磁波的衰减程度。

4.A,B,C

解析：相速度vP与频率、介质的介电常数和导磁率有关。频率越高，相速度越快；介质的介电常数和导磁率越大，相速度越慢。

5.A,B,C,D

解析：波长λ与频率、相速度vP、传播常数γ以及介质的介电常数都有关系。频率越高，波长越短；相速度越快，波长越长；传播常数越大，波长越短；介质的介电常数越大，波长越长。

6.A,B

解析：反射系数Γ只与负载阻抗ZL和特性阻抗Z0有关。这两个参数决定了电磁波在传输线中的反射程度。

7.A,B,C,D

解析：输入阻抗Zin与负载阻抗ZL、特性阻抗Z0、传播常数γ以及反射系数Γ都有关系。这些因素都会影响传输线中任意一点的阻抗。

8.A,C

解析：短路时，负载阻抗ZL为0，根据输入阻抗的表达式Zin=Z0*(1+Γ)/(1-Γ)，此时Zin为0。短路相当于一个短路，没有电压分量。

9.B,D

解析：开路时，负载阻抗ZL为无穷大，根据输入阻抗的表达式Zin=Z0*(1+Γ)/(1-Γ)，此时Zin为无穷大。开路相当于一个开路，没有电流分量。

10.A,B,C

解析：匹配条件下的特点包括反射系数Γ为0，电压驻波比(VSWR)为1，输入阻抗Zin等于特性阻抗Z0。此时没有能量反射，衰减最小。

四、判断题答案及解析

1.×

解析：微波传输线的特性阻抗Z0与频率有关。频率越高，电磁波的波长越短，电场和磁场的分布越紧密，从而影响特性阻抗。

2.×

解析：微波传输线的传播常数γ不仅与介质的介电常数有关，还与导磁率有关。γ=α+jβ，其中α与介质的损耗有关，β与介质的介电常数和导磁率有关。

3.×

解析：微波传输线的衰减常数α与频率不成正比。一般来说，频率越高，衰减越大，但两者并不是简单的正比关系。

4.×

解析：微波传输线的相速度vP与频率不成正比。相速度vP=ω/β，其中β与介质的介电常数和导磁率有关，频率越高，β越大，相速度越慢。

5.×

解析：微波传输线的波长λ与频率成反比。频率越高，波长越短；频率越低，波长越长。

6.√

解析：微波传输线的反射系数Γ的模值最大为1。当负载阻抗与特性阻抗完全不匹配时，反射系数的模值达到最大值1。

7.×

解析：微波传输线的输入阻抗Zin不仅与负载阻抗ZL有关，还与特性阻抗Z0、传播常数γ以及反射系数Γ有关。

8.√

解析：微波传输线短路时，负载阻抗ZL为0，根据输入阻抗的表达式Zin=Z0*(1+Γ)/(1-Γ)，此时Zin为0。

9.√

解析：微波传输线开路时，负载阻抗ZL为无穷大，根据输入阻抗的表达式Zin=Z0*(1+Γ)/(1-Γ)，此时Zin为无穷大。

10.√

解析：微波传输线匹配条件下的衰减最小。匹配条件下，没有能量反射，能量完全传输到负载，因此衰减最小。

五、问答题答案及解析

1.特性阻抗Z0是描述微波传输线中电磁波传播特性的一个重要参数，它表示了传输线中电场和磁场分布的比率。特性阻抗决定了传输线中电磁波的传播速度和波长，以及传输线的匹配特性。特性阻抗的表达式为Z0=60*ln(b/a)，其中b是外导体内半径，a是内导体半径。

2.微波传输线的传播常数γ是描述电磁波在传输线中传播特性的参数，它由衰减常数α和相移常数β组成。衰减常数α表示电磁波在传播过程中能量的衰减程度，相移常数β表示电磁波在传播过程中相位的变化程度。传播常数γ的表达式为γ=α+jβ。

3.微波传输线的衰减常数α受到频率、导线直径、介质的介电常数和导磁率等因素的影响。频率越高，电磁波的波长越短，电场和磁场的分布越紧密，从而导致衰减增大。导线直径越大，电磁场的分布越分散，从而导致衰减减小。介质的介电常数和导磁率越大，电磁波的传播速度越慢，从而导致衰减增大。

4.微波传输线的相速度vP是电磁波在传输线中传播的速度，表达式为vP=ω/β，其中ω是角频率，β是相移常数。相速度vP与频率、介质的介电常数和导磁率有关。频率越高，相速度越快；介质