【正文】 微波技術與天線復習題 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） 四個分波段。 2 對傳輸線場分析方法是從 （麥克斯韋方程） 出發(fā)，求滿足 （邊界條件） 的波動解，得出傳輸線上 （電場） 和 （磁場） 的表達式，進而分析 （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 在波導中產(chǎn)生各種形式的導行模稱為波導的 （激勵） ， 從波導中提取微波信息稱為波導的 （耦合） ，波導的激勵與耦合的本質是電磁波的（ 輻射 ）和（ 接收） ，由于輻射和接收是 （互易） 的，因此激勵與耦合具有相同的 （場） 結構。 5 微波集成電路是 （微波技術）、（半導體器件）、（集成電路） 的結合。 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）、（波導色散）、（模間色散） 。 7 在微波網(wǎng)絡中用 （“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，而且這些結果可以通過 （實際測量） 的方法來驗證。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，從而用一定的 （微波結構） 實現(xiàn)它，這就是微波網(wǎng)絡的綜合。 8 微波非線性元器件能引起 （頻率） 的改變，從而實現(xiàn) （放大）、（調制）、（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大于 （工作波長） ，面天線常用在 （微波波段） 。 11 對傳輸線場分析方法是從 （麥克斯韋方程） 出發(fā)，求滿足 （邊界條件） 的波動解，得出傳輸線上 （電場） 和 （磁場） 的表達 式，進而分析 （傳輸特性） 。 12 微波具有的主要特點是 （似光性）、（穿透性）、（寬頻帶特性）、（熱效應特性）、（散射特性）、（抗低頻干擾特性） 。 13 對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、電流波動解，得出沿線 （等效電壓、電流） 的表達式，進而分析 （傳輸特性） ，這種方法實質上在一定條件下是 （“化場為路”） 的方法。 14 傳輸線的三種匹配狀態(tài)是 （負載阻抗匹配）、（源阻抗匹配）、（共軛阻抗匹配） 。 15 波導的激勵有 （電激勵）、（磁激勵）、（電流激勵） 三種形式。 16 只能傳輸 （一種模式 ） 的光纖稱為單模光纖，其特點是 （頻帶很寬）、（容量很大）， 單模光纖所傳輸?shù)哪Ｊ綄嶋H上是圓形介質波導內的主模 （ 11HE ） ，它沒有 （截止頻率） 。 17 微波網(wǎng)絡是在分析 （場） 分布的基礎上，用 （路） 的分析方法，將微波元件等效為 （電抗或電阻） 元件，將實際的導波傳輸系統(tǒng)等效為 （傳輸線）， 從而將實際的微波系統(tǒng)簡化為 （微波網(wǎng)絡） 。 18 微波元件是對微波信號進行必要的 （處理） 或 （變換） ，微波元件按變換性質可以分為 （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 天線的實質是研究天線在空間產(chǎn)生的 （電磁場） 分布，空間任意一點的電磁場都滿足 （麥克斯韋方程） 和 （邊界條件） ，因此求解天線問題實質是求解 （電磁場方程并滿足邊界條件） 。 20 橫向尺寸遠小于縱向尺寸并小于 （波長） 的細長結構天線稱為線天線，它們廣泛地應用于 （通信、雷達） 等無線電系統(tǒng)中，它的研究基礎是 （等效傳輸線理論） 。 21 用口徑場方法求解面天線的輻射場的方法是：先由場源求得口徑面上的 （場分布） ，再求出天線的 （輻射場） ，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的饋源將高頻導波能量轉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，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，從而獲得很強的方向性。 什么是視距傳播？簡述其特點。（ 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的傳播方式叫視距傳播。 ……………………… .3 2） 特點為： ………………… .5 a. ? ? )( 321 mhhrV ??? 。 ： FrefaEE jkr?? )(??? ?? 微波？其頻率范圍是多少？它分為幾個波段 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分波段。（ 7 分） 激勵和耦合 ？激勵與耦合的本質是什么？激勵與耦合的 場 結構是否相同？（ 5 分） 答：在波導中產(chǎn)生各種形式的導行模稱為波導的 激勵 ，從波導中提取微波信息稱 為波導的 耦合 ，波導的激勵與耦合的本質是電磁波的 輻射 和 接收 ，由于輻射和接收是 互易 的，因此激勵與 耦合 具有相同的 場結構。 （ 6 分） 答：微波具有的主要特點是 似光性、穿透性、寬頻帶特性、熱效應特 性、散射特性、抗低頻干擾特性 。 6． 天線研究的實質是什么？并闡述 拋物面天線的工作原理（ 9 分） 答： ① 研究天線的實質是研究天線在空間產(chǎn)生的 電磁場 分布，空間任意一點的電磁場都滿足 麥克斯韋方程 和 邊界條件 ，因此求解天線問題實質是求解 電磁場方程并滿足邊界條件 。 ② 置于拋物面天線焦點的饋源將高頻導波能量轉變成電 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，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接收點的傳播方式叫天波傳播。 ……… .2 3） 當 min0??? 時，以發(fā)射天線為中心的一定半徑內不能有天波到達，從而形成一個靜區(qū)，這個靜區(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，試確定圓波導的半徑，并指出是什么模式？ (10 分 ) 解： 1）明確圓波導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，則應滿足： aa 4 1 2 1 2 ?? ? …… 3 3） 結論：在 mmamm ?? 時，可保證單模傳輸，此時傳輸?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 ? 已知圓波導的直徑為 5cm，填充空