【正文】 微波技術(shù)與天線復(fù)習(xí)題 一、 填空題 1 微波與電磁波譜中介于 （超短波） 與 （紅外線） 之間的波段，它屬于無線電波中波長 （最短） 的波段，其頻率范圍從 （ 300MHz） 至（ 3000GHz） ,通常以將微波波段劃分為 （分米波）、（厘米波）、（毫米波） 和 （亞毫米波） 四個(gè)分波段。 2 對(duì)傳輸線場(chǎng)分析方法是從 （麥克斯韋方程） 出發(fā)，求滿足 （邊界條件） 的波動(dòng)解，得出傳輸線上 （電場(chǎng)） 和 （磁場(chǎng)） 的表達(dá)式，進(jìn)而分析 （傳輸特性） 。 3 無耗傳輸線的狀態(tài)有 （行波狀態(tài)）、（駐波狀態(tài)）、（行、駐波狀態(tài)） 。 4 在波導(dǎo)中產(chǎn)生各種形式的導(dǎo)行模稱為波導(dǎo)的 （激勵(lì)） ， 從波導(dǎo)中提取微波信息稱為波導(dǎo)的 （耦合） ，波導(dǎo)的激勵(lì)與耦合的本質(zhì)是電磁波的（ 輻射 ）和（ 接收） ，由于輻射和接收是 （互易） 的，因此激勵(lì)與耦合具有相同的 （場(chǎng)） 結(jié)構(gòu)。 5 微波集成電路是 （微波技術(shù)）、（半導(dǎo)體器件）、（集成電路） 的結(jié)合。 6 光纖損耗有 （吸收損耗）、（散射損耗）、（其它損耗） ，光纖色散主要有（ 材料色散）、（波導(dǎo)色散）、（模間色散） 。 7 在微波網(wǎng)絡(luò)中用 （“路”） 的分析方法只能得到元件的外部特性，但它可以給出系統(tǒng)的一般 （傳輸特性） ，如功率傳遞、阻抗匹配等，而且這些結(jié)果可以通過 （實(shí)際測(cè)量） 的方法來驗(yàn)證。另外還可 以根據(jù) 微波元件的工作特性 （綜合） 出要求的微波網(wǎng)絡(luò)，從而用一定的 （微波結(jié)構(gòu)） 實(shí)現(xiàn)它，這就是微波網(wǎng)絡(luò)的綜合。 8 微波非線性元器件能引起 （頻率） 的改變，從而實(shí)現(xiàn) （放大）、（調(diào)制）、（變頻） 等功能。 9 電波傳播的方式有 （視路傳播）、（天波傳播）、（地面波傳播）、（不均勻媒質(zhì)傳播） 四種方式。 10 面天線所載的電流是 （沿天線體的金屬表面分布） ，且面天線的口徑尺寸遠(yuǎn)大于 （工作波長） ，面天線常用在 （微波波段） 。 11 對(duì)傳輸線場(chǎng)分析方法是從 （麥克斯韋方程） 出發(fā)，求滿足 （邊界條件） 的波動(dòng)解，得出傳輸線上 （電場(chǎng)） 和 （磁場(chǎng)） 的表達(dá) 式，進(jìn)而分析 （傳輸特性） 。 12 微波具有的主要特點(diǎn)是 （似光性）、（穿透性）、（寬頻帶特性）、（熱效應(yīng)特性）、（散射特性）、（抗低頻干擾特性） 。 13 對(duì)傳輸線等效電路分析方法是從 （傳輸線方程） 出發(fā)，求滿足 （邊界條件） 的電壓、電流波動(dòng)解，得出沿線 （等效電壓、電流） 的表達(dá)式，進(jìn)而分析 （傳輸特性） ，這種方法實(shí)質(zhì)上在一定條件下是 （“化場(chǎng)為路”） 的方法。 14 傳輸線的三種匹配狀態(tài)是 （負(fù)載阻抗匹配）、（源阻抗匹配）、（共軛阻抗匹配） 。 15 波導(dǎo)的激勵(lì)有 （電激勵(lì)）、（磁激勵(lì)）、（電流激勵(lì)） 三種形式。 16 只能傳輸 （一種模式 ） 的光纖稱為單模光纖，其特點(diǎn)是 （頻帶很寬）、（容量很大）， 單模光纖所傳輸?shù)哪Ｊ綄?shí)際上是圓形介質(zhì)波導(dǎo)內(nèi)的主模 （ 11HE ） ，它沒有 （截止頻率） 。 17 微波網(wǎng)絡(luò)是在分析 （場(chǎng)） 分布的基礎(chǔ)上，用 （路） 的分析方法，將微波元件等效為 （電抗或電阻） 元件，將實(shí)際的導(dǎo)波傳輸系統(tǒng)等效為 （傳輸線）， 從而將實(shí)際的微波系統(tǒng)簡化為 （微波網(wǎng)絡(luò)） 。 18 微波元件是對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行必要的 （處理） 或 （變換） ，微波元件按變換性質(zhì)可以分為 （線性互易元器件）、（非線性互易元器件）、（非線性元器件） 三大類。 19 研究 天線的實(shí)質(zhì)是研究天線在空間產(chǎn)生的 （電磁場(chǎng)） 分布，空間任意一點(diǎn)的電磁場(chǎng)都滿足 （麥克斯韋方程） 和 （邊界條件） ，因此求解天線問題實(shí)質(zhì)是求解 （電磁場(chǎng)方程并滿足邊界條件） 。 20 橫向尺寸遠(yuǎn)小于縱向尺寸并小于 （波長） 的細(xì)長結(jié)構(gòu)天線稱為線天線，它們廣泛地應(yīng)用于 （通信、雷達(dá)） 等無線電系統(tǒng)中，它的研究基礎(chǔ)是 （等效傳輸線理論） 。 21 用口徑場(chǎng)方法求解面天線的輻射場(chǎng)的方法是：先由場(chǎng)源求得口徑面上的 （場(chǎng)分布） ，再求出天線的 （輻射場(chǎng)） ，分析的基本依據(jù)是 （惠更斯――菲涅爾原理） 。 二、 問 答題 拋物面天線的工作原理是什么？ (8 分 ) 答： 置于拋物面天線焦點(diǎn)的饋源將高頻導(dǎo)波能量轉(zhuǎn)變成電磁波能量并投向拋物反射面，如果饋源輻射理想的球面波，而且拋物面口徑尺寸 為無限大時(shí)，則拋物面就把球面波變?yōu)槔硐氲钠矫娌?，能量?Z 軸正向傳播，其它方向的輻射為零，從而獲得很強(qiáng)的方向性。 什么是視距傳播？簡述其特點(diǎn)。（ 8 分） 1） 發(fā)射天線和接收天線處于相互能看得見的視線范圍內(nèi)的傳播方式叫視距傳播。 ……………………… .3 2） 特點(diǎn)為： ………………… .5 a. ? ? )( 321 mhhrV ??? 。 ： FrefaEE jkr?? )(??? ?? 微波？其頻率范圍是多少？它分為幾個(gè)波段 答：微 波在電磁波譜中介于超短波與紅外線之間的波段，它屬于無線電波中波長最短的波段，其頻率范圍從 300MHz 至 3000GHz,通常以將微波波段劃分為分米波、厘米波、毫米波和亞毫米波四個(gè)分波段。（ 7 分） 激勵(lì)和耦合 ？激勵(lì)與耦合的本質(zhì)是什么？激勵(lì)與耦合的 場(chǎng) 結(jié)構(gòu)是否相同？（ 5 分） 答：在波導(dǎo)中產(chǎn)生各種形式的導(dǎo)行模稱為波導(dǎo)的 激勵(lì) ，從波導(dǎo)中提取微波信息稱 為波導(dǎo)的 耦合 ，波導(dǎo)的激勵(lì)與耦合的本質(zhì)是電磁波的 輻射 和 接收 ，由于輻射和接收是 互易 的，因此激勵(lì)與 耦合 具有相同的 場(chǎng)結(jié)構(gòu)。 （ 6 分） 答：微波具有的主要特點(diǎn)是 似光性、穿透性、寬頻帶特性、熱效應(yīng)特 性、散射特性、抗低頻干擾特性 。 6． 天線研究的實(shí)質(zhì)是什么？并闡述 拋物面天線的工作原理（ 9 分） 答： ① 研究天線的實(shí)質(zhì)是研究天線在空間產(chǎn)生的 電磁場(chǎng) 分布，空間任意一點(diǎn)的電磁場(chǎng)都滿足 麥克斯韋方程 和 邊界條件 ，因此求解天線問題實(shí)質(zhì)是求解 電磁場(chǎng)方程并滿足邊界條件 。 ② 置于拋物面天線焦點(diǎn)的饋源將高頻導(dǎo)波能量轉(zhuǎn)變成電 磁波能量并投向拋物反射面，如果饋源輻射理想的球面波，而且拋物面口徑尺寸為無限大時(shí)，則拋物面就把球面波變?yōu)槔硐氲钠矫娌?，能量?Z軸正向傳播，其它方向的輻射為零，從而獲得很強(qiáng)的方向性。 7． 什么是天波傳播？天波靜區(qū)的含義是什么？ (5 分 ) 答： 1）發(fā)射天線發(fā)射出的電波，在高空中被電離層反射后到達(dá)接收點(diǎn)的傳播方式叫天波傳播。 ……… .2 3） 當(dāng) min0??? 時(shí)，以發(fā)射天線為中心的一定半徑內(nèi)不能有天波到達(dá)，從而形成一個(gè)靜區(qū)，這個(gè)靜區(qū)叫天波的靜區(qū)。 ……… ..3 四、 解 答題 已知工作波長 mm5?? ，要求單模傳輸，試確定圓波導(dǎo)的半徑，并指出是什么模式？ (10 分 ) 解： 1）明確圓波導(dǎo)中兩種模式的截止波長： aa C T MC T E 。 0111 ?? ?? ………… .4 2） 題意要求單模傳輸，則應(yīng)滿足： aa 4 1 2 1 2 ?? ? …… 3 3） 結(jié)論：在 mmamm ?? 時(shí)，可保證單模傳輸，此時(shí)傳輸?shù)哪Ｊ綖橹髂?TE11… … 3 一卡塞格倫天線，其拋物面主面焦距： mf 2? ，若選用離心率 為?e 的雙曲副反射面，求等效拋物面的焦距。 (5 分 ) 解：（ 1）寫出等效拋物面的焦距公式： ……… ..3 feeAffe 11???? （ 2） 將數(shù)據(jù)代入得： …… 2 mfe ? 已知圓波導(dǎo)的直徑為 5cm，填充空