北理工微波工程导论复习大纲(必过)

1、第一章绪论1、什么是微波？ 2、微波工程需要解决的核心问题是什么？微波的主要应用是什么？3、如果目标速度是720km/h，分别用3GHz、10GHz和15GHz中心频率的雷达测量速度，目标多普勒频率是多少？4 .微波的主第二、三章传输线路理论和阻抗匹配、一、概念特性阻抗、反射系数、驻波比、输入阻抗、阻抗圆图特性、波导传输条件、截止波长、波导波长、色散波形、简并波形、耦合微带线路的奇偶模型性阻抗等二、复习问题1、传输线的特性阻抗是什么？ 和什么样的因素有关？ 2、分布电阻、分布电感、分布电感、分布容量是什么？请分别简单说明3、传输线路上的电磁波传输的三种工作状态分别是什么？各种工作状态对应于什么

2、样的周边条件？ 4 .简单地描述/2传输线阻抗的转换特性和/2传输线阻抗的再现性。 5、请写下阻抗曲线图的特征点、线、面的物理意义。 6、什么是分散波形，分散的原因是什么，分散会产生什么样的影响？ 知道7、Zc=50、ZL=(100-j50)，(1)求出输出端子电压反射系数、驻波比s和到第一电压最小点的终端的距离(2)若使用特性阻抗为50的短路支线进行单线匹配，则求出支线访问位置d和与其对应的支线长度l。 (用圆形图解)解： (1)设电压最小点位置处的输入阻抗值为ZC/S，设该点的负载距离为l1，则直接利用l1=0.214或阻抗图zl=(2-j1)。 找到这一点后，阻抗曲线图的a点，外圆标度为

3、0.286，第一个电压最小点位于负的半实轴上的b点，通过负载向信号源方向移动，相当于点在曲线图上顺时针旋转等反射系数圆，距离为(0.5-0.286 )=0. 在(2)中，在导导圆图上找到该点，与位置0.06相对应，描绘其等反射系数圆，顺时针旋转的交点g=1的圆位于b、c点，如果选择c点为接入点位置，则dC=(0.314-0.06)=0.254， 另外，如果将b点位置：0.185、1 j1.95、c点位置：0.314、1-j1.95、b点选择为接入点位置，则db=(0.185-0.06)=0.125，短路支线需要实现的导纳值为-j1.95、 什么？ (1)首先利用矩形波导的截止计算公式来计算每一

4、个波形的截止波长，并且确定可能按照传输条件c出现在波导中的波形。 在、的矩形波导、空气填充、工作波长=32mm、终端负载Zl时，测定驻波比S=3，第一电场波节点从负载d1=9mm求出(1)在波导中传播的波形，(2)终端负载阻抗的归一化值(3)用单株线调节器匹配因此，在工作波长=32mm的情况下，只能传播TE10模式。 用、圆图法求出归一化负载阻抗zl，(a )因为电场波节点的归一化阻抗等于1/3，所以在阻抗圆图的实轴上标绘该点a，将该点设为等反射系数圆。 (b )从该点向负载逆时针旋转d1/g=0.2刻度，即使b点旋转，该点的归一化阻抗是归一化负载阻抗，(2)最初的电场波节点是负载d1=9mm

5、，波节点的归一化阻抗是zl=1/S 由于单螺钉是并联支线调整器，所以使用归一化负载导纳更方便，根据在：第一章导出的单支线调制器的式，单螺钉访问位置为：两个位置分别为：曲线图法：首先，根据曲线图上的归一化负载阻抗zl求出归一化负载导纳yl 然后，沿等圆顺时针旋转，g=1的圆、d和e两点相交，标度分别为0.166和0.333，因此访问位置为：第四章微波网络基础一，概念微波网络阻抗参数的物理意义，妈妈二、复习问题1、波导相当于双线传输线时，基于哪两个条件？ 2 .网络中填充各向同性介质时，其散射矩阵具有什么特征？ (1)在R1、R2满足什么样的关系的情况下，网络的输入侧反射系数为零？ (2)在上述条

6、件下，网络的动作衰减了La=20dB时，R1、R2分别为多少？ 图中的传输线是理想的无损耗传输线，特性阻抗为ZC=50。 3、某二端口网络如图所示，求解： (1)首先求a，对a进行标准化，输入侧的反射系数为0，即a 11a 12-a 21-a 21-a2=0，1112222喀喀喀喀喀喀喀喀喀地被称为二极管的非线性结电阻是电阻二极管的核心等效元件。 随着施加到二极管的偏置电压的变化，正方向为几欧姆左右，反方向为兆欧姆左右。 被称为二极管的非线性结电容，因为金半结管中不存在扩散电容，该电容是金半结的势垒电容，其数值在数%到皮法(pF )之间。 也被称为半导体的体电阻，也称为串联电阻。 点接触型管的

7、值约为10几十欧姆，面接合型管的值约为约数欧姆。 里德电感大约是一到几个纳亨。 壳和管容量是几分之一的皮法。 肖特基势垒二极管等效电路、MESFET电路符号、GaAs MESFET的管等效电路、栅极源极部分的耗尽层结电容、栅极漏极部分的耗尽层结电容、沟道中的电荷双极子层的电容、栅极源极间没有耗尽层的沟道电阻、漏极的微分电导， 漏极和源极之间的基板电容，源极的串联电阻，MESFET的小信号跨导，表示控制电流源的漏极的串联电阻，栅极的串联电阻，gD，第6章微波无源电路，基本要求：掌握典型的微波无源电路的基本概念，技术指标，特性参数等，基本另一方面，谐振器的基本概念：谐振器的固有质量系数、载波质量系

8、数、耦合系数、传输线谐振器的概念、矩形谐振器的基本模式和特征、圆周谐振器的基本谐振模式和特征、设计问题：设计已知的矩形谐振器、圆柱谐振器的谐振器尺寸、谐振模式、求频率的已知模式、频率、谐振器的腔尺寸等。 二、定向耦合器的基本概念：耦合度、隔离、定向的概念和相互关系描述了平行线耦合器、分支线耦合器、环形桥耦合器的基本工作特性，三、功率分配器的基本概念：分配损耗、插入损耗、隔离、耦合魔t的s参数描述了其重要特性。 设计问题：设计满足匹配、隔离要求的微带功能器。 (等分还是不等分)、四、微波滤波器的基本概念：滤波器的概念、滤波器的形式、常见的低通滤波器的类型等。 复习题、1、固有质量系数是什么，有质

9、量系数吗？ 有什么样的关系呢？ 用以TE101模式振动时输出频率为f1、以TE102模式振动时输出频率为f2的矩形谐振器，求出该矩形谐振器的尺寸。 3 .定向耦合器的功能是什么？有什么主要技术指标？ 各技术指标的物理意义是什么？ 4 .匹配双t具有什么样的重要特性。 为什么E-T、H-T、双连接器的s矩阵分别是从波导e、h面臂输入信号，端口1、2的输出有什么关系？ 的双曲馀弦值。 匹配对T1、2臂有等宽度的反相波输入时，3、4端口输出是什么？ 5、过滤器有几个主要的技术指标？ 各自的物理意义是什么？第七章微波有源电路要求：基本掌握典型微波有源电路的基本概念、技术指标、特性参数等，解决基本的设计

10、问题。另一方面，放大器的基本概念：变换功率增益、可用功率增益和工作增益单向变换功率增益的式最大单向增益的式噪声系数的概念和式n级放大器的级联的总噪声系数用等效噪声温度表示的噪声系数绝对稳定的必要和充分的条件微波功率放大器的1dB压缩点、交变失真和三次交点设计问题：知道设备的s参数，判断稳定，知道求增益的各放大器的噪声系数，求n级放大器级联的噪声系数。 二、微波固态振荡器的基本概念：振荡器的基本构成部分、振荡条件、设计晶体管振荡器的设计原则。 三、微波混频器/倍频电路的基本概念：主要混合成分、变频损耗、噪声系数(双边带、单边带)、镜频回收单端混频器的优缺点、单平衡混频器的基本结构和特征。 四、微

11、波控制装置的基本概念：描述微波开关的插入损耗和隔离、串联开关装置、并联开关装置的工作原理、开关型移相器/负载型移相器的基本原理。 五、射频/微波收发前端的基本概念：微波发射器、微波接收器的基本结构、基本参数及其物理意义。 复习题1、接收机的前置放大器的增益设为12dB、带宽设为150kHz、噪声系数设为4dB、接收机自身的噪声温度设为900K。 求出系统整体的噪声系数。 解：前置放大器后的接收机的噪声系数为：前置放大器的增益G1=12dB=15.8，F1=4dB=2.5。 系统整体噪声系数为：2，一个GaAsFET的s参数为：把它用作放大器的有源器件，(1)放大器的稳定性如何计算(2)放大器的

12、最大增益是多少分贝？ (3)最大功率增益时的负载阻抗ZL是多少？ (4)对于50个系统，输入阻抗Zin是多少？ 满足解(1):绝对稳定，(2)S12=0，单向条件。 在输入输出为共轭一致的情况下，放大器可获得最大增益，(3)在功率增益最大的情况下，简要叙述负载阻抗：(4) 50欧姆阻抗系，=28.4=14.5dB，3，混频器的工作原理，单端混频器、单平衡混频器4 .通信发射机常用的调制方法是什么？描绘通信发射机的原理框图来说明各模块的功能。 微波发射器的主要技术参数是什么？说明各技术参数的物理意义？ 5、试着比较超外差式接收器、零中频接收器、低中频接收器和镜像抑制接收器的优点和缺点。 试制通信

13、接收机的原理框图，说明各模块的功能。 电波接收机的主要技术参数是什么？说明各技术参数的物理意义？ 请说明第8、9、10章天线1、天线的功能。 2 .我知道某线天线上的电流复矢量分布是I(z )，所以请简要说明解放射场的过程。 请说明相互定理和在天线上的应用。 4、请说明惠更斯菲涅耳原理及在天线上的应用。 5、天线辐射场的近区和远区是怎样定义的？近区辐射场和远区辐射场各有什么特征？6、赫兹偶极子在远方辐射场是怎样的传播模式的电磁波？画其e面和h面的辐射方向图。 7、天线方向图、正规化方向图、波束范围、波束效率、主阀、副阀、波阀宽度、副阀电平、方向性系数、增益、分辨率、极化、有效口径、有效高度、辐

14、射电阻、输入阻抗、驻波比、带宽、噪声温度是如何定义的？ 9、在工作频率3GHz的无线线路上，发射机输出为13dBW，发送天线的有效口径为2m2，在视线距离20km处设置增益为400的接收天线，两个天线都没有损失，是匹配的。 求出进入接收机的电力。解： Pt=13dBW=20W，Gr=4Aer/2=400，=0.1m，Aer=1m2为自由音调传输方式，pr=ptaeraet/(R22 )=20 *2*1/(202 * 106 * 0.12 )=10-5w=10 估计该雷达对0dBsm目标的最大探测距离。 解：假设雷达工作波长为0.03m，目标雷达截面为0dBsm=1m2，接收灵敏度-90dBm=10-12W，信噪比为10dB时，雷达能有效地发现目标，从雷达测距方程式得到的雷达对目标的最大检测距离为rmm 3 PRS/n )1/4= 400 * 108 * 0.032 *1/(12.563 * 10-12 * 10 )1/4= 0.1817 * 1016 1/4=6529 (m )、c、11，现有的两个是半波对称振子的天线，如下图所示其激励信号频率为300MHz，激励电压为100V，天线的输入阻抗Zin=60，收发电缆为特性阻抗50的另外一个天线作为接收天线，分别设置在图中的a、b、c、d、e、f、g、h