微波技术与天线复习提纲及解析 .pdf

微波技术与天线复习提纲及解析

微波技术与天线复习提纲及解析

一、思考题

1.什么是微波？微波有什么特点？

答：微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，频率范

围从300MHZ到3000GHZ，波长从0.1mm到1m；微波的特点：似

光性、穿透性、宽频带特性、热效应特性、散射特性、抗低频干扰特

性、视距传播性、分布参数的不确定性、电磁兼容和电磁环境污染。

2.试解释一下长线的物理概念，说明以长线为基础的

传输线理论的主要物理现象有哪些？一般是采用哪些物理量来描

述？

答：长线是指传输线的几何长度与工作波长相比拟的的传输线；

以长线为基础的物理现象：传输线的反射和衰落；

主要描述的物理量有：输入阻抗、反射系数、传输系数和驻波系

数。

3.微波技术、天线与电波传播三者研究的对象分别是

什么？它们有何区别和联系？

答：微波技术、天线与电磁波传播是无线电技术的一个重要组成

部分，它们共同的基础是电磁场理论，但三者研究的对象和目的有所

不同。微波技术主要研究引导电磁波在微波传输系统中如何进行有效

的传输，它希望电磁波按一定要求沿传输系统无辐射地传输；天线是

将微波导行波变成向空间定向辐射的电磁波，或将空间的电磁波变成

微波设备中的导行波；电波传播研究电波在空间的传播方式和特点。

4.试解释传输线的工作特性参数（特性阻抗、传播常

数、相速和波长）。

答：传输线的工作特性参数主要有特征阻抗Z0，传输常数错误!

未找到引用源。，相速及波长。

1)特征阻抗即传输线上入射波电压与入射波电流的比值或反射波

电压

与反射波电流比值的负值，其表达式为0Z=它仅由自身的分布参

数决定而与负载及信号源无关；2）传输常数jγαβ=+是描述传输线上

导行波的衰减和相移的参数，其中，α和β分别称为衰减常数和相

移常数，其一般的表达式为γ传输线上电压、电流入射波（或反

射波）的等相位面沿传播方向传播的速度称为相速，即pvω

β=；4）传输线上电磁波的波长λ与自由空间波长0

λ

的关系2π

λβ==。5.传输线状态参量输入阻抗、反射系数、驻波比是如

何定义的，有何特点，并分析三者之间的关系。

答：输入阻抗：传输线上任一点的阻抗Zin定义为该点的电压和

电流之比，与导波系统的状态特性无关，10001tan()taninZjZzZz

ZZjZzββ+=+反射系数：传输线上任意一点反射波电压与入射波电

压的比值称为传输线在该点的反射系数，对于无耗传输线，它的表达

式为2(2)10110

()||jzjzZZzeZZβφβΓ==Γ+

驻波比：传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅的比值为电

压驻波比，也称为驻波系数。

反射系数与输入阻抗的关系：当传输线的特性阻抗一定时，输入

阻抗与反射系数一一对应，因此，输入阻抗可通过反射系数的测量来

确定；当10ZZ=时，1Γ=0，此时传输线上任一点的反射系数都等于

0，称之为

负载匹配。

驻波比与反射系数的关系：111||1||

ρ+Γ=-Γ，驻波比的取值范围是1ρ≤∞；当传输线上无反射时，

驻波比为1，当传输线全反射时，驻波比趋于无穷大。显然，驻波比反

映了传输线上驻波的程度，即驻波比越大，传输线的驻波就越严重。

6.简述传输线的行波状态，驻波状态和行驻波状态。行波状态：

行波状态就是无反射的传输状态，此时反射系数lΓ=0，而

负载阻抗等于传输线的特性阻抗，即Zl=Z0;

驻波状态：驻波状态就是全反射状态，也即终端反射系数|lΓ|=1。

|Z1-Z0/Z1+Z0|=|lΓ|=1

行驻波状态：当微波传输线终端接任意复数阻抗负载时，由信号

源入射的电磁波功率一部分被终端负载吸收，另一部分则被反射，因

此传输线上既有行波也有纯驻波，构成混合波状态，故称之为行驻波

状态。

7.分析无耗传输线呈纯驻波状态时终端可接那几种负

载，各自对应的电压波腹点分布。

答：终端负载为短路、开路或纯阻抗三种情况之一。

（1）