微波与天线简答答案

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1、《微波技术与天线》典型简答题：西科大信息学院夏祖学1、微波的频率和波长范围分别是多少？有哪些特点？答：微波的频率范围：300MHz~3000GHz；微波的波长范围：0.1mm~1m；微波的特点：(1)似光性；(2)穿透性；(3)宽频带特性；(4)热效应特性；(5)散射特性；(6)抗低频干扰特性；(7)视距传播性；(8)分布参数的不确定性；(9)电磁兼容和电磁环境污染。2、均匀传输线的分析方法有哪几种？各有什么特点？答：均匀传输线的分析方法主要有两种。1)一种是“场”的分析方法，应用麦克斯韦方程结合边界条件求解，研究系统中电场和磁场随空间和时间

2、的变化规律。2)另一种方法是“路”的分析方法，它将传输线作为分布参数来处理，得到传输线的等效电路，然后由等效电路根据克希霍夫定律导出传输线方程，再解传输线方程，求得线上电压和电流随时间和空间的变化规律，最后由此规律来分析电压和电流的传输特性。特点：低频：集总参数，微波：分布参数，分析方法不同。3、传输线的分布参数有哪些？分布参数分别与哪些因素有关？当无耗传输线的长度或工作频率改变时分布参数是否变化？答：长线的分布参数一般有四个：分布电阻R1、分布电感L1、分布电容C1、分布电导G1。1)分布电容C1(F/m)决定于导线截面尺寸，线间距及介质的

3、介电常数。2)分布电感L1(H/m)决定于导线截面尺寸，线间距及介质的磁导率。3)分布电阻R1(Ω/m)决定于导线材料及导线的截面尺寸。4)分布电导G1(S/m)决定于导线周围介质材料的损耗。当无耗传输线（R1=0，G1=0）的长度或工作频率改变时，分布参数不变。4、什么是长线？如何区分长线和短线？举例说明。答传输线可分为长线和短线，长线和短线是相对于波长而言的。电长度是指传输线的几何长度与所传输电磁波的相波长之比。长线是指几何长度大于或接近于相波长的传输线。工程上常将l>1.0的传输线视为长线，将l<1.0的传输线视为短线。例如，以几何长度

4、为1m的平行双线为例，当传输50Hz的交流电时是短线，当传输300MHz的微波时是长线。5、行波的电压（电流）振幅分布和输入阻抗分布有何特点。如何判断传输线是否工作于行波状态？答行波状态的特点是：（1）电压、电流振幅值沿线不变，且电压和电流同相。（2）输入阻抗值沿线不变，处处等于特性阻抗，且呈纯阻性。（3）信号源输入的功率全部被负载吸收，即行波状态最有效地传输功率。6、传输线阻抗匹配的方法有哪几种？哪些是窄频带的？哪些是宽频带的？答：窄频带方法：λ/4阻抗变换器，串，并联单支节匹配器。宽频带方法：多节λ/4阻抗变换器，渐变线等。7、画出阻抗圆

5、图上的匹配点、开路点、容性平面、感性平面、电压波腹线，并说明该阻抗圆图上，某点为中心旋转时，传输线上负载向源的移动情况。8、微带工作在什么模式？其相速、带内波长及空间波长分别有什么关系？答：微带工作在准TEM模式。ε介于1和ε之间。ercλ0v==,λpcεεee9、介质波导导模的截止条件是什么？与传统的金属波导相比它有哪些特点？γ=0解：传统的金属波导以作为截止的分解点，而介质波导导模的截止以w=0作为分界，这是因为当w<0时在介质波导外出现了辐射模。要使Ju()0=，0vc0n必须有w=0,其截止频率均为f=其主模为HE11，截止频率为0

6、。cn021πεa−r，10、分别写出两端口网络的阻抗矩阵[Z]、转移矩阵[A]、散射矩阵[S]与端口电压、电流的关系方程。⎡⎤⎡UZZI11112⎤⎡⎤1答：a）阻抗矩阵[Z]：⎢⎥⎢=⎥⎢⎥⎣⎦⎣UZZI22122⎦⎣⎦2⎡⎤UU12⎡⎤AB⎡⎤b）转移矩阵[A]：⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦IC⎣⎦DI⎣⎦−12⎡⎤⎡bSSa11112⎤⎡⎤1c）散射矩阵[S]：⎢⎥⎢=⎥⎢⎥⎣⎦⎣bSSa22122⎦⎣⎦211、天线应具有哪些功能？答：天线应有以下功能：1)天线应能将导波能量尽可能多地转变为电磁波能量。这首先要求天线是一个良好的电磁开放系统，其

7、次要求天线与发射机或接收机匹配；2)天线应使电磁波尽可能集中于确定的方向上，或对确定方向的来波最大限度的接受，即天线具有方向性；3)天线应能发射或接收规定极化的电磁波，即天线有适当的极化；4)天线应有足够的工作频带。12、从接收角度讲，对天线的方向性有哪些要求？答：对接收天线的方向性有以下要求：1)主瓣宽度尽可能窄，以抑制干扰。但如果信号与干扰来自同一方向，即使主瓣很窄，也不能抑制干扰；另一方面，当来波方向易于变化时主瓣太窄则难以保证稳定的接收。因此，如何选择主瓣宽度，应根据具体情况而定。2)旁瓣电平尽可能低。如果干扰方向恰与旁瓣最大方向相同

8、，则接收噪声功率就会较高，即干扰较大；对雷达天线而言，如果旁瓣较大，则由主瓣所看到的目标与旁瓣所看到的目标会在显示器上相混淆，造成目标的失落。因此，在任何情况下，都