微波技术与天线试题1.doc

微波技术与天线考试题

一、填空题〔每题2分，共20分〕

对于低于微波频率的无线电波的分析，常用电路分析法；对于微波用场分析法来研究系统内部结构。

微波传输线大致可分为三种类型：双导体传输线、波导和介质传输线。

无耗传输线的阻抗具有/2重复性和/4阻抗变换特性两个重要性质。

共轭匹配的定义为：当时，负载能得到最大功率值。

高波导的宽边尺寸a与窄边尺寸b之间的关系为b>a/2.

微带传输线的根本结构有两种形式：带状线和微带线，其衰减主要是由导体损耗和介质损耗引起的。

建立在等效电压、等效电流和等效特性阻抗根底上的传输线称为等效传输线。

极化方式主要有椭圆极化、圆极化和线极化三种方式。

横向尺寸远小于纵向尺寸并小于波长的细长结构的天线称为线天线。

在无线电波传输过程中，产生失真的原因主要有媒质的色散效应和随机多径传输效应。

二、判断题〔每题1分，共10分〕

1、TE波和TM波的最低次模分别为和〔错〕

2、将而的波称为TE波〔错〕

3、描述光纤传输特性主要是色散和损耗〔对〕

4、辐射电阻越大，有效长度越短，天线的辐射能力越强〔错〕

5、天线通信的最正确功率〔对〕

6、智能天线技术使得空分多址〔SDMA〕成为可能〔对〕

7、假设无耗线处于行波状态时，那么终端反射系数为，且〔错〕

8、相速度可以用来表示波能量的传输速度〔错〕

9、多径效应造成了天线系统传输过程中信号的衰落〔对〕

10、天线接收的功率可分为三个局部：接收天线的再辐射功率、负载吸收的功率和媒质的损耗功率。〔对〕

三、简答题〔每题6分，共24分〕

1、微波的特点有哪些？

答：〔1〕似光性〔2〕穿透性〔3〕款频带特性〔4〕热效应特性

〔5〕散射特性〔6〕抗低频干扰特性

2、HE11模的主要优点？

〔1〕它不具有截止波段，而其它模只有当波导直径大于0.626时，才有可能传输；

〔2〕在很宽的频带和较大的直径变化范围内，HE11模的损耗较小；

〔3〕它可以直接由矩形波导的主模鼓励，而不需要波型变换；

3、从接受角度来讲，对天线的方向性有哪些要求？

主瓣宽度尽可能窄，以抑制干扰；

旁瓣电平尽可能低；

天线方向图中最好能有一个或多个可控制的零点，以便将零点对准干扰方向，而且当干扰方向变化时，零点方向也随之改变；

4、为什么规那么金属波导内不能传播TEM波？

答：如果存在TEM波，那么要求磁场应完全在波导的横截面内，而且是闭合曲线，由麦克斯韦第一方程知，闭合曲线上磁场的积分应等于曲线相交链的电流，由于空心金属波导中不存在传播方向上的传导电流，故必须要求有传播方向的位移电流。由，知传播方向有电场存在，而与TEM波的定义相矛盾。

计算题〔共36分〕

1、一根75均匀无耗传输线，终端接有负载，欲使线上电压

驻波比为，那么负载的实部和虚部应满足什么关系？(6分)

解：由驻波比，可得终端反射系数的模值应为

于是将代入上式，整理得负载的实部和虚部应满足的关系式为

即负载的实部和虚部应在圆心为、半径为100的圆上，上半圆的对应负载为感抗，而下半圆的对应负载为容抗。

2、设某矩形波导的尺寸为试求工作频率在3GHZ时该波导能传输的模式。〔8分〕

解：由得

可见，该波导在工作频率为3GHZ时只能传输模。

3、直立接地振子的高度当工作波长时，求此天线的有效高度及辐射电阻。假设归于输入电流的损耗电阻为5，求天线的效率。〔10分〕

解：设天线上电流分布为

根据有效高度的定义有

天线的有效高度为

在无限大理想导电地面上的单极天线的辐射电阻的求法与自由空间对称振子的辐射电阻求法完全相同。但单极天线的镜像局部并不辐射功率，因此其辐射电阻为同样长度的自由空间对称振子辐射电阻的一半。

根据上述分析和式，单极天线的辐射功率为

所以单极天线的辐射电阻为

用M