微波工程复习资料(张西昌).doc

一、 简答题：
1、 如何判断长线和短线？
长线是传输线几何长度L与工作波长λ可以相比拟的传输线，（必须考虑波在传输中的相位变化效应），短线是几何长度L与工作波长λ相比可以忽略不计的传输线

2、 均匀长线有几种工作状态？条件是什么？
均匀无耗长线有三种工作状态，分别是驻波、行波与行驻波。（1.5分）
驻波：传输线终端开路、短路或接纯电抗；（0.5分） 
行波：半无限长传输线或终端接负载等于长线特性阻抗；（0.5分） 
行驻波：传输线终端接除上述负载外的任意负载阻抗
3、 什么是波导中的模式简并？矩形波导和园波导中的简并有什么不同？
不同模式具有相同的特性（传输）参量叫做模式简并。 
矩形波导中，TEmn与TMmn（m、n均不为零）互为模式简并。 
圆波导的简并有两种，一种是极化简并。其二是模式简并
4、 说明二端口网络S参量的物理意义？
S11,1端口接源，2端口接匹配负载，1端口的电压反射系数；
S22：2端口接源，1端口接匹配负载，2端口的电压反射系数； 
S12：2端口接源，1端口接匹配负载，2端口到1端口的电压传输系数；
S21：1端口接源，2端口接匹配负载，1端口到2端口的电压传输系数； 
5、 什么是传输线的特性阻抗？什么是传输线的输入阻抗？
特征阻抗：表示特定的传输线的这种特征或者是特性，称之为该传输线的特征阻抗。特征阻抗是指信号沿传输线传播时，信号看到的瞬间阻抗的值。
输入阻抗：四端网络、传输线、电子电路等的输入端口所呈现的阻抗。实质上是个等效阻抗。只有确定了输入阻抗，才能进行阻抗匹配，从信号源、传感器等获取输入信号。

6、 什么是半波振子天线？
单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。两个或多个半波振子可组成双极化和多极化天线，单极化天线只能表示当个方向，垂直极化是最常用的，用垂直极化和水平极化就可以组成全向天线。
二、 填空题：
1、 从传输线方程看，传输线上任一点处的电压和电位都等于该处相应的 入射 波与 反射 波的叠加。
2、 终端短路的传输线的输入阻抗等于  j Zc tgβL ，终端开路的传输线的输入阻抗  -j Zc tgβL 。
3、 电磁波的波长和频率满足 λ<λc 或  f>fc 条件才能在波导中传输。
4、 园波导的三种主要工作模式是 TE11 、 TE01 、 TM01 。
5、 微波网络的工作特性参量有 电压传输系数T  、 插入衰减A 、 插入相移θ 、  输入驻波比ρ  、 。
6、 无耗网络的Z和Y参量是 纯虚数 ，A参数的 A11 和 A22 是实数。
7、 分支调配器可调电纳范围是  −∞~+∞ ，螺钉调配器可调容性电纳范围是0~+∞。
8、 微波调谐器两个主要功能是 储能 和 选频 。
9、 输入阻抗 是传输上某点向负载看去 ，该点电压同电流之比。
10、 波阻抗 是无界均匀媒质中，传输均匀平面波时，横向电场与横向磁场之比。
11、传输线上存在驻波时，传输线上相邻的电压最大值位置和电压最小值位置相差 λ/4 ，在这些位置输入阻抗共同的特点是 纯电阻 。
12、当横截面尺寸相同时，填充不同介电常数的矩形波导的截止波长是 相同 的，
而截止频率是 不同 的。
13、全反射负载位于 Smith 园图的 T=1 园上，Smith园图的 实轴 位置阻抗为纯电阻。
14、在Smith园图中，原点代表的传输线工作状态是 行波状态（匹配状态） ，上半平面的阻抗性质是 感性 。
三、计算题
1、一空气介质无耗传输线上传输频率3GHz的信号，已知其特性阻抗，终端接有负载，求：
①、线上驻波比;
②、沿线电压反射系数;
③、距离终端=12.5cm处的输入阻抗和电压反射系数 。

2、已知传输线的特性阻抗 ，工作波长，终端负载阻抗 ，试求：
⑴线上的驻波比 以及距终端出现第一个电压波节点的距离；
⑵距离终端处的输入阻抗。

3、已知传输线的的特性阻抗，工作波长，终端电压发射系数。求：
⑴终端负载阻抗；
⑵电压波腹和波节处的阻抗；
⑶距离终端第一个电压波腹点和波节点距终端的距离。

4、已知无耗传输线的特性阻抗，负载阻抗为，试求：
⑴终端驻波比，反射系数
⑵距负载0.15处的输入阻抗。

5、一空气填充的矩波导（a=22.86mm.b=10.16mm），信号的工作频率为10GHz，
⑴、求波导中主模的波导波长，相速和能速;
⑵、若尺寸不变，工作频率变为15GHz，除主模，还能传输什么模？

6、若内充空气的矩形波导尺寸为，工作频率为3GHz。如果要求工作频率至少高于主模TE10波的截止频率的20%，且至少低于TE01波的截止频率的20%。试求：①波导尺寸a及b；②根据所设计的波导，计算工作波长，相速，波导波长及波阻抗。

7、某一内部为真空的矩形金属波导，其截面尺寸为25mm´10mm，当频率 的电磁波进入波导中以后，该波导能够传输的模式是什么？当波导中填充介电常数 的理想介质后，能够传输的模式有无改变？

8、有一无耗互易的四端口网络，其散射矩阵为 ，当端口的微波输入功率为 （其输入归一化电压波为），其余端口均按匹配负载时，求：
⑴、网络2.3.4.端口的输出功率。
⑵、网络2.3.4.端口的输出信号相对于第1端口输入信号的相位差。
⑶、当第2端口接一个反射系数为 的负载时，第3.4端口的输出信号、。

9、⑴对某一微波网络的第i 端口，其归一化入射电压波动为 归一化反射电压波为 ，写出此端口的入射功率和反射功率的表达式。
⑵证明当网络无耗时，其散射矩阵满足幺正性，即

10、设铜制矩形腔尺寸，，工作模式为，腔内为空气，求 值（铜材料的电导率 ）。

11、已知二端口网络的散射参量矩阵为

求：二端口网络的输入相移，插入衰减,电压传输系数及输入驻波。

12、频率的功率源馈送给电偶极子的电流为25A，设电偶极子的长度，计算
（1）、赤道平面上离原点10km处的电场强度和磁场强度；
（2）、处的平均功率密度；
（3）、辐射电阻。

13、半波振子天线，其上电流分布为I(z)=Im sink(h-|z|)，求:
(1) 天线远区的电场和磁场及归一化方向函数； 
(2) 坡印廷矢量;
(3) 辐射电阻;
(4) 归于输入电流的有效长度。

14、有一半径，长度为10cm的圆形波导谐振腔，求其最低振荡模式的谐振频率和无载品质因数。

15、证明二端口微波网络S参量到归一化A参量的转换关系式