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电子科技大学中山学院试卷第1页，共4页电子科技大学中山学院考试试卷提示：考试作弊将取消该课程在校期间的所有补考资格，作结业处理，不能正常毕业 和授位，请诚信应考。一、填空题（共 20 空，每小题 1 分，共 20 分）1.微波的频率范围是从 _300MHz _到_3000GHz。2微波传输线可分为双导体传输线_、_金属波导_、介质传输线三类。3 微波传输线共轭匹配的目的是信源输出功率达到最大值_，实现共轭匹配的条件是*Zin _Zg。4.带状线传输的主模式是 _TEM 波_，微带线传输的主模式为 _准 TEM 模。5. 矩形波导尺寸为a =8cm,b =3.5cm，则TE模的截止波长为_6.4cm_。6.有二端口微波网络，其中I端口特性阻抗为，端口特性阻抗为Z02，则其阻抗矩阵 Z 中兀素Z11禾口Z21的归一化形式为 _、_。7. 电磁波的极化方式分别为 线极化_、_圆极化_、_椭圆极化一。8. 某定向耦合器的耦合度为33dB，定向度为 24dB，端口入射功率为 25W，则端口的输出功率为_22W _、隔离度为57dB_。（定向度=隔离度一耦合度）9. 天线增益系数 G 是方向系数 D 和天线效率A_的乘积。G=DA10.电磁波空间辐射可分为视距传播、_天波传播_、_地波传播_等 3类。课程名称：微波技术与天线试卷类型：20122013学年第1学期 期末考试考试方式:拟题人：王桓日期：2012.12.23审题人:学院：电子信息学院班级:学号：姓名:A卷闭卷题号-一-二二三四总分得分答止禁O内电子科技大学中山学院试卷第2页，共4页、判断题（共 10 题，每小题 2 分，共 20 分）1.将Ez=O而Hz=0的电磁波称为 TE 波。（）2微波波长比红外线更长。（）3. 无耗传输线输入阻抗具有 /4的周期性。（）4. 若无耗线处于行波状态时， 则终端反射系数为1=1,且Zin=ZO。（）5. 阻抗圆图上，实轴负半轴上的点对应电压波节点。（）6阻抗圆图上，单位圆上所有点所对应的电阻值为0,因此单位圆被称为纯电抗圆。（）7. 矩形波导中可以传输 TEM 波。（）8. 对于定向耦合器而言， 定向度越大越好。（）9. 电基本振子近场感应区，电磁场的坡印廷矢量为纯虚数。（）10. 若组成天线金属导体长度I与工作波长，比值越小，天线效率A越高。（）三、 简答题（共 1 题，共 10 分）1.请简单描述电基本振子周围电磁场分布情况。根据参数kr的取值，可将电基本振子周围的电磁场分为3 个区域：, 1 *（1）kr - 1,近场感应区，其坡印廷矢量S （E H ）为纯虚数，因此其辐射功率也为纯虚数，2辐射功率为无功功率，只有电磁能量的相互转换，而没有有功功率的向外辐射；一1*（2）kr 1,远场辐射区，其坡印廷矢量S （E H ）为实数，因此其辐射功率也为实数，辐2射功率为有功功率，只有电磁能量的向远方传递，而存在有功功率的向外辐射，且 E 和 H 都与si nr成正比，因此辐射具有方向性；（3）处于 2 区之间，称为菲涅尔区域 。四、 计算证明题（共 3 题，证明题每题 10 分，计算题每题 20 分，共 50 分）1.请证明 Smith 阻抗圆图实轴正半轴上点所对应归一化电阻值r 等于驻波比:。A Smith 圆图是反射系数圆图，归一化电阻圆图和归一化电抗圆图的合成；B 圆图上一点既代表一个归一化阻抗，又代表这个阻抗值对应的反射系数（阻抗和反射系数是一电子科技大学中山学院试卷第3页，共4页一对应的）；C 由归一化阻抗的/2的周期性，因此在圆图上旋转一圈，即是在传输线上移动/2的距离；D 向顺时针方向旋转，相当于从负载端向信源端移动；向逆时针方向旋转，相当于从信源端向 负载端移动；E 在旋转时与实轴正半轴交点所对应电阻值为驻波比p，与实轴负半轴交点所对应电阻值为1/二2.已知无耗传输线特性阻抗为Z。=50门，负载阻抗乙=10- j20，请用公式以及 Smith 圆图等 2 种方式，求终端反射系数:i （请在圆图上进行标注，并在下边列出相关步骤，圆图模版在第 4 页）。4.二端口微波网络图如下图所示，请求出该网络的散射矩阵1Z图 1 二端口网络S。电子科技大学中山学院试卷第4页，共4页阻抗匹配(1) 阻抗匹配的作用在微波电路中，若不匹配，将导致严重的反射，降低传输线效率，甚至会击穿传输线。(2) 阻抗匹配的分类A终端负载匹配；匹配条件：乙二Z。；匹配结果：终端负载无反射波B信源匹配；匹配条件：Zg =Z0匹配结果：信源将吸收传输线中的反射波C共轭匹配；匹配条件：zin=zg信源输出功率达到最大值(3) 阻抗匹配的实现方法(例题讲解)A- /4的阻抗变换器法B并联单支节调配法；1 规则金属波导要满足的条件：(1) 波导管的边界和尺寸沿着轴向不变；(2) 波导内填充的介质是均匀、线性、各向同性的；(3) 波导管内为时谐场。2 规则金属波导分析方法：电磁场分析方法，使用麦克斯韦方程和边界条件精确求解波导管内电磁场分布。3 矩形波导(1)只能存在 TE 波和 TM 波;式的编号;(3)截止波长m 和 n 为矩形波导工作模(4)其它重要公式:(例题讲解)2(2)截止波数a 和 b 为矩形波导长边与宽边长度,电子科技大学中山学院试卷第5页，共4页(5)TE 模的最低工作模次是TE10, TM 模的最低工作模次为TM,，最低次模的截止波长是最大的。般希望波导工作在单模状态下(6)矩形波导尺寸选择a =0.7b =(0.4 -0.5)a1 微波网络分析的 3 个问题：(1)确定参考面，将微波网络的均匀区(传输线)和非均匀区(一般而言是不规则的微波元件区域开；(2)由横向电磁场的分布，定义等效电流I(z)和等效电压 U(z)，将传输线等效为双导体传输线;(3)将不规则区域化为多端口电网络进行分析2 微波网络的分类(1)按照端口数分类：单端口，二端口，三端口，四端口；(2)线性和非线性微波网络；(3)互易与非互易网络；(4)有耗与无耗网络；(5)对称与非对称网络。3 参考面选取的原则(1)必须是横截面；(2)要尽可能深一点，以便将高次模屏蔽；(3)选择有多种；(4)一旦选定，对应着一个确定参数的电网络，因此不能轻易改变4 将微波传输线等效为双导体传输线，通过坡印廷定理引入等效电流l（z）和等效电压 U（z）。5 对等效电流和等效电压进行归一化：)分隔B 波导波长2C 相速度VpD 群速度电子科技大学中山学院试卷第6页，共4页U（Z）=U（z）/.Z0r（z）= i（z）.石定向耦合器的性能指标A 耦合度：CTOIgBP3B 隔离度：D =10lg旦P4C 定向度：D =10Ig-P3巳Eg：某定向耦合器的耦合度为33dB,定向度为 24dB,端口一入射功率为25W 计算端口二和端口的输出功率。天线的电参数（1）天线的方向图A方向图是一个三维图形，其坐标为（Pr,d,），其中Pr为归一化辐射功率，可以表示为Pr二f（二），即为方向图函数；B一般使用三维方向图的2 垂直剖面来表示方向图性质，一般为E 平面或 H 平面；C方向图的组成：主瓣、旁瓣、后瓣D主要参数：主瓣宽度、旁瓣电平，前后比（2）方向系数 D一般指天线最大辐射方向上的辐射功率密度Smax与同输出功率的无方向性天线在同一距离处的辐射功率密度S的比值。（3）天线效率A电子科技大学中山学院试卷第7页，共4页因此，天线效率若要更高，R应更大。由电基本振子R =80二2(丄)2，若丨比，小太多，贝U R小，效率低。(4)增益系数 GG 是方向系数 D 和天线效率A的合成参数，G =DA一般指天线最大辐射方向上的辐射功率密度Smax与同输出功率的理想(天线效率A=100%)无方向性天线在同一距离处的辐射功率密度S的比值。(5)天线的极化方式：线极化、圆极化和椭圆极化。RrR- R电子科技大学中山学院试卷第8页，共4页The Complete Smith ChartBlack Magic DesignORIGIN图二 Smith 圆图模版电子科技大学中山学院试卷第9页，共4页电子科技大学中山学院试卷 第9页，共4页
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