1、電子科技大學中ft學院試卷電子科技大學中ft學院試卷 PAGE 7 4 頁電子科技大學中山學院考試試卷課程名稱微波技術與天線試卷類型：A卷2012 2013 學年第 1學期末 考試考試方式：閉卷擬題人：王桓日期：2012.12.23學 院電子信息學院審班題人 級：學號 姓名：和授位，請誠信應考。題號題號一二三四總分得分一、填空題（共 20 空，每小題 1 分，共 20 分）微波的頻率范圍是從 300MHz到 3000GHz。微波傳輸線可分為 、 、介質傳輸線三類。微波傳輸線共軛匹配的目的是信源輸出功率達到最大值，實現共軛匹配的條件是Z Z* 。ingTEM 波 TEM模。矩形波導尺寸為a8cm

2、,b3.5cm，則6.4cm 。11有二端口微波網絡，其中端口特性阻抗為Z，端口特性阻抗為Z，則其阻抗矩陣Z 中0102元素Z和Z1121的歸一化形式。題題答止禁內線訂裝電磁波的極化方式分別為 線極化 、 、 。某定向耦合器的耦合度為 33dB，定向度為 24dB，端口入射功率為 25W，則端口的輸功率為 22W、隔離度為 57dB（定向=隔離度耦合度）天線增益系數G 方向系數 天線效率A 的乘積。G D A天波傳播 、 地波傳播 3 類。二、判斷題（共 10 題，每小題 2 分，共 20 分）將E 0而H0的電磁波稱為TE 波。zz2. 微波波長比紅外線更長。（）無耗傳輸線輸入阻抗具有 /4

3、的周期性。l且Z Z 。in0（）5. 阻抗圓圖上，實軸負半軸上的點對應電壓波節點。（）6. （）7. 矩形波導中可以傳輸TEM 波。（）8. 對于定向耦合器而言，定向度越大越好。（）9. 電基本振子近場感應區，電磁場的坡印廷矢量為純虛數。（）10.若組成天線金屬導體長度l 與工作波長 比值越小天線效率越高。A（）三、簡答題（共 1 題，共 10 分）1. 請簡單描述電基本振子周圍電磁場分布情況。根據參數kr 的取值，可將電基本振子周圍的電磁場分為3 個區域：kr 1,近場感應區，其坡印廷矢量S (E H * ) 為純虛數，因此其輻射功率也為純虛數，121輻射功率為無功功率，只有電磁能量的相互

4、轉換，而沒有有功功率的向外輻射；kr 1S (E H * ) 為實數，因此其輻射功率也為實數，輻121EHsin 正比，因此輻射具有方向性；2。四、計算證明題（共 3 題，證明題每題 10 分，計算題每題 20 分，共 50 分）請證明Smith阻抗圓圖實軸正半軸上點所對應歸一化電阻值r 等于駐波比 。A Smith 圓圖是反射系數圓圖，歸一化電阻圓圖和歸一化電抗圓圖的合成；BC 由歸一化阻抗的 / 2 的周期性，因此在圓圖上旋轉一圈，即是在傳輸線上移動 / 2 的距離；D 向順時針方向旋轉，相當于從負載端向信源端移動；向逆時針方向旋轉，相當于從信源端向負載端移動；E 在旋轉時與實軸正半軸交點

5、所對應電阻值為駐波比 ，與實軸負半軸交點所對應電阻值為1/ 。已知無耗傳輸線特性阻抗為Z負載阻抗Z 10 j20請用公式以及Smith圓圖0l等 2 種方式，求終端反射系數 (請在圓圖上進行標注，并在下邊列出相關步驟，圓圖模版在第 4 頁)。l4. 二端口微波網絡圖如下圖所示，請求出該網絡的散射矩陣S。1 二端口網絡阻抗匹配阻抗匹配的作用在微波電路中，若不匹配，將導致嚴重的反射，降低傳輸線效率，甚至會擊穿傳輸線。阻抗匹配的分類A 終端負載匹配；匹配條件：Z Z ；l0匹配結果：終端負載無反射波B 信源匹配；匹配條件：ZZg0匹配結果：信源將吸收傳輸線中的反射波C 共軛匹配；Zin Z*g信源輸

6、出功率達到最大值A /4的阻抗變換器法B 并聯單支節調配法；規則金屬波導要滿足的條件：波導管的邊界和尺寸沿著軸向不變；(3)波導管內為時諧場。規則金屬波導分析方法：電磁場分析方法，使用麥克斯韋方程和邊界條件精確求解波導管內電磁場分布。矩形波導 2 2a b 截止波數kc式的編號；，a 和 b 為矩形波導長邊與寬邊長度，m 和 n 為矩形波導工作模截止波長c 2 k2(m)2 (n)2abc21 21 ( )2c1( 1( )2cg1( )21( )2cp1( )21( )2cgTETE10，TM 模的最低工作模次為TM11，最低次模的截止波長是最大的。一般希望波導工作在單模狀態下矩形波導尺寸選

7、擇a 0.7b (0.4 0.5)a1 微波網絡分析的 3 個問題：開；由橫向電磁場的分布，定義等效電流I(z)和等效電壓U(z(3)將不規則區域化為多端口電網絡進行分析2 微波網絡的分類(2)線性和非線性微波網絡；(3(4)有耗與無耗網絡； (5)對稱與非對稱網絡。 3 參考面選取的原則必須是橫截面；(3)選擇有多種；(4)一旦選定，對應著一個確定參數的電網絡，因此不能輕易改變將微波傳輸線等效為雙導體傳輸線，通過坡印廷定理引入等效電流I(z)和等效電壓U(z)。Z0U (z) U (z) /Z0Z0I (z) I(z)Z0定向耦合器的性能指標PA 耦合度： C 10lg 1PP3PB 隔離度

8、：D 10lg1P4PC10lg3P4Eg：某定向耦合器的耦合度為 33dB，定向度為 24dB，端口一入射功率為 25W的輸出功率。天線的電參數天線的方向圖A 方向圖是一個三維圖形，其坐標為 (Pr ,) ，其中 P r 為歸一化輻射功率，可以表示為P f(,，即為方向圖函數；rB 一般使用三維方向圖的 2 垂直剖面來表示方向圖性質，一般為E 平面或H 平面；C 方向圖的組成：主瓣、旁瓣、后瓣D 主要參數：主瓣寬度、旁瓣電平，前后比方向系數D一般指天線最大輻射方向上的輻射功率密度 S max與同輸出功率的無方向性天線在同一距離處的輻射功率密度S 的比值。天線效率A因此，天線效率若要更高， RrA應更大。RrR Rr1 2 ( )2 ，若l 比 小，效率低。lrrl增益系數GG是方向系數D和天線效率的合成