《电磁场、微波技术与天线》章节复习试题及答案

《电磁场、微波技术与天线》章节复习试题及答案一、填空题1.麦克斯韦方程组中，法拉第电磁感应定律的积分形式为________；位移电流密度的表达式为________。2.均匀无耗传输线的特性阻抗由________和________共同决定，其计算公式为________（假设传输线为平行双导线，单位长度电感、电容）。3.矩形波导中T模的截止波长计算公式为________；当工作波长λ________（填“大于”“小于”或“等于”）截止波长时，该模式可以在波导中传输。4.天线的方向性系数D定义为________；若某天线在最大辐射方向的功率密度为，相同输入功率下无方向性天线在该点的功率密度为，则D=________。5.微波传输线中，驻波比ρ与反射系数Γ的关系为________；当负载与传输线匹配时，ρ=________，Γ6.均匀平面波在理想介质中传播时，电场与磁场的振幅比为________（用介质参数表示），且两者的相位________（填“相同”或“相反”）。二、选择题1.以下关于时变电磁场的描述，错误的是（）A.变化的电场激发磁场，变化的磁场激发电场B.坡印廷矢量→SC.理想导体表面电场的切向分量为零，磁场的法向分量为零D.静态电磁场是时变电磁场的特例，满足麦克斯韦方程组2.矩形波导中T模（主模）的场分布特点是（）A.电场只有分量，磁场有和分量B.电场只有分量，磁场有和分量C.电场有和分量，磁场只有分量D.电场和磁场均只有纵向分量3.若均匀平面波从空气（,）垂直入射到理想导体表面，反射波的电场与入射波电场的关系为（）A.振幅相等，相位相同B.振幅相等，相位相反C.振幅为零（完全吸收）D.振幅为入射波的2倍（干涉增强）4.关于传输线阻抗匹配，下列说法正确的是（）A.匹配时负载吸收的功率最小B.匹配时传输线上只有行波，无驻波C.串联短截线匹配只能在负载端直接连接短截线D.史密斯圆图仅用于计算传输线输入阻抗，无法分析反射系数5.某天线的半功率波瓣宽度为，方向性系数约为（）（近似公式D≈）A.114.6B.229.2C.458.4D.57.3三、简答题1.简述均匀平面波在理想介质与良导体中的传播特性差异（至少列出4点）。2.说明传输线“行波”“驻波”和“行驻波”的产生条件及特点。3.矩形波导为何选择T模作为主模？列举其3个主要优点。4.天线的辐射效率与增益有何区别与联系？若某天线的辐射效率为80%，方向性系数为20dB，求其增益（用dB表示）。四、计算题1.一段特性阻抗=50Ω的无耗传输线，长度l=0.3λ，终端接负载=100+j502.空气填充的矩形波导尺寸为a=2.5cm，b=1.2cm，工作频率f=10GHz3.某天线的归一化方向图函数为F(θ,ϕ)={coθ答案一、填空题1.→E·d2.传输线结构；填充介质参数；=3.=；小于4.天线在最大辐射方向的功率密度与相同输入功率下无方向性天线在该点的功率密度之比；5.ρ=6.；相同二、选择题1.C（理想导体表面磁场的切向分量为零，法向分量无约束）2.A（T模电场只有y分量，磁场有x和z分量）3.B（理想导体表面电场切向分量为零，反射波与入射波电场相位相反）4.B（匹配时反射系数为零，传输线仅有行波）5.A（代入公式D≈三、简答题1.差异：①理想介质中波无衰减（衰减常数α=0），良导体中波显著衰减（α≈）；②理想介质中波速v=1/，良导体中波速2.行波：负载与传输线匹配（=），反射系数Γ=驻波：负载为短路、开路或纯电抗（|Γ|=1），入射波与反射波干涉形成驻波，电压、电流在波腹、波节处振幅分别为行驻波：负载为复数阻抗（0<|Γ3.选择T模的原因：①截止波长最长（=24.区别：辐射效率是天线辐射功率与输入功率之比（=/），反映天线自身能量损耗；增益G是天线在最大辐射方向的功率密度与相同输入功率下无方向性天线的功率密度之比（G=联系：G(计算：D=20dB=四、计算题1.（1）负载反射系数======（2）输入阻抗·，其中βl=·分子分母同乘以分母共轭187.6+j275.2（3）驻波比ρ=2.（1）截止频率=：T模（m=1,T模（m=2,T