微波技术基础习题
微波技术基础期末复习题
《微波技术基础》期末复习题第2章 传输线理论1. 微波的频率范围和波长范围频率范围 300MHz ~ 3000 GHz 波长范围 1.0 m ~ 0.1mm ；2. 微波的特点⑴ 拟光性和拟声性；⑵ 频率高、频带宽、信息量大；⑶ 穿透性强；⑷ 微波沿直线传播；3. 传输线的特性参数⑴ 特性阻抗的概念和表达公式特性阻抗＝传输线上行波的电压／传输线上行波的电流 1101R j L Z G j C ⑵ 传输线的传播常数传播常数 j γαβ=+的意义，包括对幅度和相位的影响。
4. 传输线的分布参数：⑴ 分布参数阻抗的概念和定义⑵ 传输线分布参数阻抗具有的特性()()()in V d Z d I d =00ch sh sh ch L L L L V d I Z d V d I d Z γγγγ+=+000th th L L Z Z d Z Z Z d γγ+=+① 传输线上任意一点 d 的阻抗与该点的位置d 和负载阻抗Z L 有关； ② d 点的阻抗可看成由该点向负载看去的输入阻抗；③ 传输线段具有阻抗变换作用；由公式 ()in Z d 000th th L L Z Z d Z Z Z dγγ+=+ 可以看到这一点。
④ 无损线的阻抗呈周期性变化，具有λ/4的变换性和 λ/2重复性； ⑤ 微波频率下，传输线上的电压和电流缺乏明确的物理意义，不能直接测量；⑶ 反射参量① 反射系数的概念、定义和轨迹；② 对无损线，其反射系数的轨迹？；③ 阻抗与反射系数的关系；in ()1()()()1()V d d Z d I d d 01()1()d Z d ⑷ 驻波参量① 传输线上驻波形成的原因？② 为什么要提出驻波参量？③ 阻抗与驻波参量的关系；5. 无耗传输线的概念和无耗工作状态分析⑴ 行波状态的条件、特性分析和特点；⑵ 全反射状态的条件、特性分析和特点；⑶ 行驻波状态的条件、特性分析和特点；6. 有耗传输线的特点、损耗对导行波的主要影响和次要影响7. 引入史密斯圆图的意义、圆图的构成；8. 阻抗匹配的概念、重要性9. 阻抗匹配的方式及解决的问题⑴ 负载 — 传输线的匹配⑵ 信号源 — 传输线的匹配⑶ 信号源的共轭匹配10. 负载阻抗匹配方法⑴ λ/4阻抗匹配器⑵ 并联支节调配器⑶ 串联支节调配器第3章 规则金属波导1. 矩形波导的结构特点、主要应用场合；2. 矩形波导中可同时存在无穷多种TE 和TM 导模；3. TE 和TM 导模的条件；TE 导模的条件：00(,,)(,)0j z z z z E H x y z H x y e β-==≠TE 导模的条件：00(,,)(,)0j z z z z H E x y z E x y e β-==≠4. 关于矩形波导的5个特点；5. 掌握矩形波导TE 10模的场结构，并在此基础上掌握TE m0模的场结构；6. 管壁电流的概念；7. 管壁电流的大小和方向；8. 矩形波导的传输特性（导模的传输条件与截止）；9. 圆形波导主模TE11模的场结构。
微波技术基础课后参考答案 (田加胜版)
微波技巧基本课后习题答案1 第一章1.7 终端反射系数0050505050125050501005025L L L Z Z j j j j Z Z j j j ------Γ=====+-+--,125L j -Γ==终端驻波比1115LL L ρ+Γ===-Γ; 000505050tantan 504()5010(2)8tan 250(5050)tan 4L in L j j Z jZ d Z Z j Z jZ d j j j πβλπβ-++====-+++-. 1.11 终端反射系数00250-50011=-=250+50033j L L L Z Z e Z Z π-Γ==+,终端反射系数模值13L Γ=,相角=L φπ.依据行驻波状况时电压的变更纪律可知：=L φπ时,若1n =,则4234L n φλπλλ+=,电压处于波腹点,是以在输入端电压处于波腹点.max (1)500L L U U V +=+Γ=,所以1500=3754L U V V +=,min (1)250L L U U V +=-Γ=;max500(1)1500L L U IA Z +=+Γ==,min250(1)0.5500L L U IA Z +=-Γ==. 因为0L R Z <,负载处为电压波节点;驻波比11+1+3==211-1-3L L ρΓ=Γ,0min 250Z R ρ==Ω,max 01000R Z ρ==Ω.1.13 （1）负载1z 处的反射系数122821()0.5pp j j z L L L z e e j j λπλβ-⋅⋅-Γ=Γ=Γ=-Γ=,是以0.5L Γ=-.随意率性不雅察点z 处的反射系数22()0.5j z j z L z e e ββ--Γ=Γ=-;等效阻抗2021()10.5()501()10.5j zj zz e Z z Z z e ββ--+Γ-==-Γ+.（2）已知0L L L Z Z Z Z -Γ=+,050Z =Ω;（1）中求得0.5L Γ=-,可解出50/3L Z =Ω.（3）由等效阻抗公式2210.5()5010.5j zj ze Z z e ββ---=+,取z=0,得10.55050/310.5L Z -==Ω+. 1.14 min122()444422LLLl φλπφφλππββππΓΓΓ=+=+=+, 所以min1sin()sin()cos()222LLl φφπβΓΓ=+=,min1cos()cos()sin()222L L l φφπβΓΓ=+=-.或：在min1l 处的输入阻抗为()00min1min100min1tan tan L L Z Z jZ l Z l Z Z jZ l βρβ+==+所以()0min10min1tan tan L L Z jZ l Z jZ l βρβ+=+ 1.15（a ）终端短路：0L Z =,2200()j zj zL L Z Z z e e Z Z ββ---Γ==-+,23223()12j e πλλλ-⋅⋅Γ=-=-,033()tan()022Z jZ λβλ=⋅=或031()32()0321()2Z Z λλλ+Γ==-Γ. （b ）终端开路：L Z =∞,2200()j zj zL L Z Z z e e Z Z ββ---Γ==+,2142551()5j j e e πλπλλ-⋅⋅-Γ==,0112()cot()cot 555Z jZ j λβλπ=-⋅=-. （c ）虚线右半部分：负载为0Z ,长度为5λ传输线的输入阻抗000in 000000tan tan tan tan L L Z jZ d Z jZ dZ Z Z Z Z jZ d Z jZ dββββ++===++;是以,从最左端看去,负载为两个0Z 并联,等效负载阻抗为02Z .传输线输入端阻抗00in 0000tan 242tan 24Z jZ Z Z Z Z Z j λβλβ+==+, 反射系数002204000112()=-=332j j zj L L Z Z Z Z z ee e Z Z Z Z λββπ-----Γ==++. （d ）终端短路的/4λ传输线输入阻抗为∞,终端匹配的/2λ传输线输入阻抗为0Z ,所以支节点处等效输入阻抗为00||Z Z ∞=;再经/2λ阻抗变换得输入端输入阻抗为0Z ,反射系数-j200200e =0Z Z Z Z λβ-Γ=+;（e ）终端阻抗02Z 经由两个/2λ阻抗变换之后输入阻抗仍为02Z ,另一歧路在支节点处输入阻抗仍为0/2Z ,所以支节点处等效输入阻抗为0002Z ||Z /22Z /5=;再经/4λ阻抗变换得输入端输入阻抗为20005/22/5Z Z Z =,反射系数-j2-j 004002/533e =-e 2/577Z Z Z Z λβπ-Γ==+; （f ）主线上第一节点处输入阻抗为0Z ,支线支节点处00in 0000tan 8tan 8Z jZ Z Z Z Z jZ λβλβ+==+,支节点等效输入阻抗000Z ||Z Z /2=,输入端等效阻抗仍为0/2Z ,反射系数-j200200/21e =/23Z Z Z Z λβ-Γ=-+;（g ）支节点处输入阻抗0002Z ||2Z Z =,输入端输入阻抗0Z ,反射系数-j200200e =0Z Z Z Z λβ-Γ=+.1.160025-j25-5025251=0.20.425-j25+5075253L L L Z Z j jj Z Z j j-----Γ====--+--,1+2.6171-2ρΓ==≈Γ,距离负载0.375λ处阻抗in003tan252550850350(2525)tan825755050(2)2525LLLLZ jZ Z jZ j jZ Z ZZ jZ j jZ jZjjjλβλβ+---===---+-==--11125255050LY jj==+-,LY的实部等于01=50Y,依据传输线导纳公式：依据单支节在传输线上的匹配前提：()inY z的实部应为01=50Y,是以：()2211tan1zβ=-+,tan0zβ=或2当tan0zβ=时,单支线在主线0d=处（即终端负载处）,此处()115050inY z j=+.是以短路支节导纳为11-=50j50tanjdβ,所以tan1dβ=,支节长度/8lλ=.当tan2zβ=时,单支线在主线arctan22dλπ=处,此处()115025inY z j=-.所以短路支节导纳为11=25j50tanjdβ,所以tan0.5dβ=-,支节长度()arctan0.52lλπ=-.1.17 已知1+51-ρΓ==Γ,所以-12+13ρρΓ==;相邻电压波节点之间的距离=452cmλ,所以=90cmλ;第一电流波腹点（电压波节点）设为min1l,则min12-LlβφπΓ=,所以min1=44LlφλλπΓ+,由=90cmλ,min1=20cml得-9LπφΓ=,所以923LjjL Le eπφΓ-Γ=Γ=,进而可求出9921+13=250725.19595.271213j LL jL e Z Z j e ππ--+Γ=≈-Ω-Γ-. 1.21（1）将负载阻抗归一化得30150.60.350L j z j +==+,对应圆图上点A;在等反射系数圆上往电源偏向顺时针扭转/6λ（120度）得到点B;读取B 点的阻抗为91.5493+j13.4512Ω; （2）将输入阻抗归一化得6055111+j 6012L j z +==,对应圆图上点A;从A点做OA 射线,得角度为65.3785;从A 点做等反射系数圆与X 轴右半轴交点,读出=2.4ρ;依据-10.4167+1ρρΓ=≈; （3）在X 轴左半轴读出1==0.42.5ρ的地位,对应圆图点A;在圆图等反射系数圆上,往负载偏向逆时针扭转0.15λ（108度）,读出归一化负载阻抗为0.88-j0.91L z =,0(0.88-j0.91)52.854.6L Z Z j ==-Ω.1.22 将负载阻抗归一化0.5+j0.5L z =,对应圆图点A;从点A 沿电源偏向扭转2圈,得到'BB 处输入阻抗'0.50.5BB z j =+,''05050BB BB Z Z z j =⋅=+Ω’;再将'BB z 归一化对应圆图上点B,扭转4圈得到'0.250.25AA z j =+,''0200(0.250.25)5050AA AA Z Z z j j =⋅=⋅+=+Ω.2 第二章2.6 7.214a cm =,3.404b cm =,矩形波导的截止波长c λ=;对于10TE 模,m=1,n=0,214.428c a cm λ===,83310 2.0792914.42810c c cf GHz λ-⨯==≈⨯,故c f f <,不消失10TE 模; 对于01TE 模,m=0,n=1,2 6.808c b cm λ===,83310 4.406586.80810c c cf GHz λ-⨯==≈⨯,c f f <,也不消失01TE 模; 显然11TE 和22TE 模的截止频率大于10TE 和01TE ,也不成能消失11TE 模和22TE 模.2.7 10a mm =,6b mm =,对10TE 模,220c a mm λ===;对于01TE 模,212c b mm λ===;对于11TE 模,210.29c mm λ-===≈.2.9 22.8a mm =,10.15b mm =,工作波长12mm λ=.10TE 模：245.6c a mm λλ==>,可以消失; 01TE 模：220.3c b mm λλ==>,可以消失; 02TE模：10.15c b mm λλ===<,不成以消失;11TE (11TM )模：18.5454c mm λλ===≈>,可以消失;12TE (12TM )：9.9075c mm λλ===≈<,不消失;21TE (21TM )模：15.1641c mm λλ===≈>,可以消失;20TE模：22.8c a mm λλ===>,可以消失; 30TE模：215.23c a mm λλ===>,可以消失; 40TE模：111.42c a mm λλ===<,不成以消失; 31TE （31TM ）：12.167c mm λλ===≈>,可以消失.2.15 圆波导的主模为11TE 模,其截止波长3.41 3.41310.23c R cm cm λ==⨯=;截止频率892310 2.931010.2310c f Hz -⨯==⨯⨯;波导波长2247.426w cm λ--====≈;波形阻抗111787TE Z ===Ω. 2.16 11TE 模 3.41 3.413c R cm cm λ==>,01TM 模 2.61 2.613c R cm cm λ==<,所以只能传输11TE 模.2.18 β=因为波在两波导中传输时β和K 都相等,所以截止波束c K 也相等,即两个波导中截止波长相等.矩形波导中10TE 模c K aπ=,22c ca K πλ==,圆波导01TE 模 1.64c R λ=,所以圆波导半径327.11108.671.64m R mm -⨯⨯=≈.2.21 衰减20lg 100c lL edB α-=-=,求出5ln1011.513115.13/0.1c dB m l α--===;已知8.686280)c παλ=⋅--,tan 0.001δ=,8931031010m cm λ⨯==⨯,由以上解得 3.00 3.41c cm R λ≈=,所以圆波导的半径0.88R cm =. 3 第三章3.5 微带线传输的主模是准TEM 模;现实上微带传输线的准TEM 模的场部分在空气中,部分在介质中,一般用等效介电常数eff ε来暗示这种情形对传输特征的影响.eff ε的界说如下：eff CC ε=,0C 为无介质填充时微带传输线单位长度的散布电容,C 为现实上部分填充介质时微带传输线的单位长度上的散布电容.介质填充系数1/2110[1(1)]2h q w-=++.当/1w h 时,1(1)eff r q εε≈+-.3.10 w/h=0.95<1,疏忽导带厚度,00860ln()460ln(8.4210.2375)129.5125h w Z w h=+=+=Ω,1/2110[1(1)]0.64732h q w-=++=,1(1)10.6473(9.51) 6.5eff r q εε≈+-=+⨯-=;050.79Z ===Ω. 4 第四章4.1 微波谐振器和低频谐振器回路重要有3点不合：1）LC 回路为集总参数电路,微波谐振器属于散布参数电路,所以LC 回路能量只散布在LC 上,而微波谐振器的能量散布在全部腔体中;2）LC 回路在L 及C 一准时,只有一个谐振频率,而微波谐振器有无穷多个谐振频率,这称为微波谐振器的多谐性;3）微波谐振腔储能多,损耗小,是以微波谐振器品德因数很高,比LC 回路的Q 值高许多. 4.40.1mλ=,3a 10m-=,21.510b m-=⨯,特征阻抗060ln 366bZ a=≈Ω; 810r 231022/ 1.885100.1r f v πωππλ⨯⨯===≈⨯;10110-9-521l 220.110.1=2 1.88510106621.2810+p 510r r r tg p CZ tg p mλλπωπ---=++⨯⨯⨯≈⨯⨯⨯. 4.9已知r f =f 3r GHz =时,有9310⨯=;f 6r GHz =时,有9610⨯=解得a 6.3cm =≈,l 8.2cm =≈,b<a. 4.12 l 10cm =时,l/R=2<2.1,最低谐振模式为010TM 模,谐振波长2.61 2.61513.05R cm cmλ==⨯=;l15cm=时,l/R=3>2.1,最低谐振模式为111TE模,谐振波长14.8cm λ=≈.。
廖承恩《微波技术基础》习题解答(最全的版本)
w.
λ=
2π υ p 1 = = = β f f µε r ε 0
ww
sc oc 2－5 在长度为 d 的无耗线上测得 Z in (d ) 、 Z in (d ) 和接实际负载时的
Z in (d ) ，证明
sc oc 假定 Z in (d ) = j100Ω ， Z in (d ) = − j 25Ω ， Z in (d ) = 75∠30°Ω ,求 Z L 。
解： ΓL =
Z L − Z0 =0.2-0.4j=0.4472exp(-j1.11)=0.4472∠-63.44° ZL + Z0 VSWR = ρ =
1+ | ΓL | = 2.618 1− | ΓL |
幅分布图，并求其最大值和最小值。
解：
ΓL =
ww
w.
V ( d ) = VL+ e jβd (1+ | ΓL | e j ( Φ L − 2 βd ) ) 1 ∴V (3λ / 4) = VL+ e j 3π / 2 (1 + e j (π −3π ) ) = VL+ ( −4 / 3) = 600 3 + VL = −450V
w.
60 23 ln = 33.3Ω 2.25 10
网
2 × 10 −1 = 552.6Ω 2 × 10 −3
co m
解法二：在空气中υ p 所以 Z 0 =
= 3 ×108
1 1 = = 55.6Ω 8 υ p C1 3 × 10 × 60 × 10 −12
L1 =
Z0 55.6 = = 1.85 × 10 − 7 H 8 υ p 3 × 10
课
Ω；其输入端电压为 600V、试画出沿线电压、电流和阻抗的振
微波技术基础课后习题(A)
杜 英
2011.5.1
第二章 传输线理论
2-6 如图所示为一无耗传输线，已知工作频率
Z L 1 5 0 j 5 0
f 3G H z ， Z 0 1 0 0
Z 01
，
，欲使 A 处无反射，试求 l 和
。
答案：由输入阻抗定义知
Z in A Z 0 1 Z L jZ 0 1 tan l Z 0 1 jZ 位面沿轴向移动的速
vp
度，公式表示为
p
p
2
相波长 是等相位面在一个周期T内移动的距离，有
欲使电磁波传输信号，必须对波进行调制，调制后的波不再是单一频 率的波，而是一个含有多种频率的波。这些多种频率成分构成一个“波群”
2 又称为波的包络，其传播速度称为群速，用 v g 表示，即 v g v 1 c
c
、 ，随着频率的变化，传播长数 可能为虚数，也可能为实
0
数，还可以等于零。当
时，系统处于传输与截止状态之间的临界状态，此
时对应的波长为截止波长。
当 c 时，导波系统中传输该种波型。
当 c 时，导波系统中不能传输该种波型。
第三章 微波传输线
3-3 什么是相速、相波长和群速？对于TE波、TM波和TEM波，它们的相速 相波长和群速有何不同？ 答案： 相速
0.125
0.188
D
A
0 0.5
D
0.25
B
0.15
0.2
C
0.375
0.361
0.338
第三章 微波传输线
3-2 何谓波导截止波长 c ？工作波长 大于 c 或小于 c 时，电磁波的特性有
微波技术习题
思考题1.1 什么是微波？微波有什么特点？1.2 试举出在日常生活中微波应用的例子。
1.3 微波波段是怎样划分的？1.4 简述微波技术未来的发展状况。
2.1何谓分布参数？何谓均匀无损耗传输线？2.2 传输线长度为10cm，当信号频率为9375MHz时，此传输线属长线还是短线？10cm，当信号频率为150KHz时，此传输线属长线还是短线？2.4传输线特性阻抗的定义是什么？输入阻抗的定义是什么？2.5什么是反射系数、驻波系数和行波系数？2.6传输线有哪几种工作状态？相应的条件是什么？有什么特点？3.1何谓矩形波导？矩形波导传输哪些模式？3.2何谓圆波导？圆波导传输哪些模式？？3.3矩形波导单模传输的条件是什么？3.4何谓带状线？带状线传输哪些模式？3.5何谓微带线？微带线传输哪些模式？何谓截止波长？何谓简并模？工作波长大于或小于截止波长，电磁波的特性有何不同？3.7 矩形波导TE10模的场分布有何特点？3.8何谓同轴线？传输哪些模式？波导具有高通滤波器的特性？3.10 TE波、TM波的特点是什么？3.11何谓波的色散？3.12任何定义波导的波阻抗？分别写出TE波、TM波波阻抗与TEM波波阻抗之间的关系式。
4.1为什么微波网络方法是研究微波电路的重要手段？4.2微波网络与低频网络相比有哪些异同？4.3网络参考面选择的要求有什么？4.4表征微波网络的参量有哪几种？分别说明它们的意义、特性及其相互间的关系？4.5二端口微波网络的主要工作特性参量有哪些？4.6微波网络工作特性参量与网络参量有何关系？4.7常用的微波网络有哪些？对应的网络特性参量是什么？4.8微波网络的信号流图是什么？简要概述信号流图化简法则有哪些？5.1试述旋转式移相器的工作原理，并说明其特点。
5.2试分别叙述矩形波导中的接触式和抗流式接头的特点。
5.3试从物理概念上定性地说明：阶梯式阻抗变换器为何能使传输线得到较好的匹配。
5.4在矩形波导中，两个带有抗流槽的法兰盘是否可以对接使用?5.5微波元件中的不连续性的作用和影响是什么?5.6利用矩形波导可以构成什么性质的滤波器?5.7试说明空腔谐振器具有多谐性，采用哪些措施可以使腔体工作于一种模式?5.8欲用空腔谐振器测介质材料的相对介电常数，试简述其基本原理和方法。
廖承恩《微波技术基础》习题解答(最全的版本)
（2） （3）
（4）
sc oc 当 Z in (d ) = j100Ω ， Z in (d ) = − j 25Ω ， Z in (d ) = 75∠30°Ω 时
1562 . 5 +1875 × 75 ×
3 + 62 . 5 j 2
sc oc 2－6 在长度为 d 的无耗线上测得 Z in (d ) = j50Ω ， Z in (d ) = − j 50Ω ，接 实
第二三四六七章习题解答 第二章习题解答
2－1 某双导线的直径为 2mm，间距为 10cm，周围介质为空气，求 其特性阻抗。某同轴线的外导体内直径为 23mm，内导体外直径为 10mm， ，求其特性阻抗；若在内外导体之间填充εr 为 2.25 的 介 质 ， 求其特性阻抗。
解：双导线：因为直径为 d＝2mm＝2×10－3m 间距为 D＝10cm＝10－1m 所以特性阻抗为
ZL = Z0
2 — 12 画出图 2— 1 所示电路沿线电压、电流和阻抗的振幅分布图，
所以 ΓL =
Z L '− Z 02 450 − 450 = =0 Z L '+ Z 02 450 + 450
微波技术基础复习题
2、 计算串联阻抗的ＡＢＣＤ矩阵。
4、简述微波谐振电路与低频谐振电路的异同点。
5、标出阻抗圆图中特殊的点、线、面。
6、简述微波传输线的分布参数是如何产生的，并画出长为dz(远小于波长)的小线元的等效电路。
7、证明串联阻抗的ＡＢＣＤ矩阵。
101A B Z C D ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦
8、从均匀传输线上取一段电长度为θ= βl 的传输线，试求其散射矩阵、传输矩阵和归一化转移矩阵。
9、计算并联导纳的ＡＢＣＤ矩阵。
11、什么是微波互易网络。
12、 微波加热应用了微波的什么特点？
13、画出同轴线横截面内主模的电场、磁场分布。
14、 测得某两端口网络的S 矩阵为
[]⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎣⎡∠∠∠∠=o o o o 00.2900.8900.800.1s
问此两端口网络是否互易和无耗，为什么？
15、如何将微波系统等效成微波网络？
0Z 0
Z
Z 12。
微波技术基础期末试题与答案(一)
《微波技术基础》期末试题一与参考答案一、选择填空题（每题 3 分，共30 分）1.下面哪种应用未使用微波（第一章）b（a）雷达（b）调频（FM）广播（c）GSM 移动通信（d）GPS 卫星定位2.长度1m，传输900MHz 信号的传输线是（第二章）b（a）长线和集中参数电路（b）长线和分布参数电路（c）短线和集中参数电路（d）短线和分布参数电路3.下面哪种传输线不能传输TEM 模（第三章）b（a）同轴线（b）矩形波导（c）带状线（d）平行双线4.当矩形波导工作在TE10 模时，下面哪个缝不会影响波的传输（第三章）b5.圆波导中的TE11模横截面的场分布为（第三章）b（a）（b）（c）6.均匀无耗传输线的工作状态有三种，分别为行波、驻波和行驻波。
（第二章）Z L 0L 7.耦合微带线中奇模激励的对称面是 电 壁，偶模激励的对称面是 磁 壁。
（第三章）8.表征微波网络的主要工作参量有阻抗参量、 导纳 参量、 传输 参量、散射参量和 转移参量。
9.衰减器有吸收衰减器、 截止衰减器和 极化衰减器三种。
10.微波谐振器基本参量有 谐振波长 、 固有品质因数 和等效电导衰减器三种。
二、传输线理论工作状态（7 分）（第二章）在特性阻抗Z 0=200Ω的传输线上，测得电压驻波比ρ=2，终端为电压波节点，传输线上电压最大值 U max =10V ，求终端反射系数、负载阻抗和负载上消耗的功率。
解： Γ = ρ -1 = 12ρ +1 3由于终端为电压波节点，因此Γ =- 123由Γ =Z L - Z 0= - 12+ Z 3 可得，Z L =100Ω 负载吸收功率为P 2Z 0 ρ三、Smith 圆图（10 分）（第二章）已知传输线特性阻抗Z 0=75Ω，负载阻抗Z L =75+j100Ω，工作频率为 900MHz ，线长l =0.1m ，试用Smith 圆图求距负载最近的电压波腹点与负载的距离和传输线的输入阻抗Z 0Z L解：由工作频率为900 MHz，可得λ=1 m 3而线长为l=0.3λ1.计算归一化负载阻抗ZL=ZLZ= 1+j1.33在阻抗圆图上找到 A 点。
微波技术练习题及答案
3-17 什么叫模式简并？矩形波导和圆波导中的模式简并情况有什么不同？ 3-18 圆波导中的常用模式有哪些？他们的主要用途是什么？
3-19 已知圆波导的半径为 a=20mm，波导内电磁波的工作波长为 λ =36mm，求此波导
ZC1
Z
ZC2
Z0
T
l
T0
题 2-8 图
2-9 在如图所示的传输系统中，各阻抗为 Zc=300 Ω ，Z01=0，Z02=0。又知图中的有关
长度为 l= λ /8，l1+l2= λ /2，求 T2 面的输入阻抗。
T2
l
T1
Z 02
ZC
ZC
Z01
T02
l2
l1
T01
题 2-9 图 2-10 在图示的传输系统中，各段的传输线的特性阻抗均为 Zc=50 Ω 。又知图中的 l1=l2=
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λ /4，Z01=100 Ω ，Z02=0。求 T 面的反射系数，及 T 面到信号源间的驻波比。
T
l1
T01
ZC
ZC
Z 01
ZC
Z 02 l2
T02
题 2-10 图
2-11 在图示的传输系统中，两段传输线的特性阻抗均为 Zc=200 Ω 。又知图中的 Z0=0，
号源发出的入射波电压的振幅值为 V+=50V，求 T 面的三个电流的振幅值各为多少？
I&
I& 2
ZC I&1 Z ZC
《微波技术基础》题集
《微波技术基础》题集一、选择题（每题2分，共20分）1.微波是指频率为（）的电磁波。
A. 300MHz-300GHzB. 300Hz-300MHzC. 300GHz-300THzD. 300kHz-300MHz2.微波在真空中的传播速度与（）相同。
A. 光速B. 声速C. 电场传播速度D. 磁场传播速度3.微波的主要特性不包括（）。
A. 直线传播B. 穿透性强C. 反射性D. 绕射能力强4.微波传输线主要包括（）。
A. 同轴电缆和光纤B. 双绞线和同轴电缆C. 光纤和波导D. 双绞线和波导5.在微波通信中，常用的天线类型是（）。
A. 偶极子天线B. 抛物面天线C. 环形天线D. 螺旋天线6.微波谐振腔的主要作用是（）。
A. 储存微波能量B. 放大微波信号C. 转换微波频率D. 衰减微波信号7.微波加热的原理是（）。
A. 微波与物体内部的分子振动相互作用B. 微波使物体表面温度升高C. 微波直接转化为热能D. 微波引起物体内部化学反应8.微波在介质中的传播速度与介质的（）有关。
A. 密度B. 介电常数C. 磁导率D. 温度9.微波通信中，为了减少信号的衰减，通常采取的措施是（）。
A. 增加信号频率B. 减小信号功率C. 使用中继站D. 改用光纤通信10.微波测量中，常用的仪器是（）。
A. 示波器B. 微波功率计C. 万用表D. 频谱分析仪（部分功能重叠，但更专用于频率分析）二、填空题（每题2分，共20分）1.微波的频率范围是_________至_________。
2.微波在真空中的传播速度约为_________m/s。
3.微波的_________特性使其在雷达和通信系统中得到广泛应用。
4.微波传输线中，_________具有宽频带、低损耗的特点。
5.微波天线的作用是将微波能量转换为_________或相反。
6.微波加热过程中，物体吸收微波能并将其转化为_________。
7.微波在介质中的衰减主要取决于介质的_________和频率。
微波技术基础期末试题二与参考答案[1]
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1 b 4 ， 1 b 3
bc cd
1 c 4， 1 c 1 d 2 1 d
四． （共 20 分，每小题 10 分）圆图完成（要求写清必要步骤） 1 ． 在 特 性 阻 抗 Z 0 500 的 无 耗 传 输 线 上 ， 测 得 U
六． （10 分）一微波元件的等效网络如图所示，利用网络级联方法计算当 理想传输线 为何值时，网络不引起反射。
解：将等效网络分解为 3 个网络的级联，归一化传输矩阵分别为
cos A 1 j sin
1 j sin ， A2 cos 0
2． 已知传输线的特性阻抗为 50Ω，终端接阻抗为 Z L 25 j 75 的负 载，采用并联单支节匹配，确定支节的位置 d 和长度 l。 解：负载阻抗归一化
Z Z 0.5 j1.5 Z L L 0
在阻抗圆图上找到负载对应的A点，沿等驻波系数圆旋转 180o，得到B点， 可读出负载的归一化导纳为
即当 1、2 端口反相输入时，1、2 端口的输出为零，3 端口有“和”输出，4 端口为零输出。
6
七． （10 分）写出匹配双 T 的 S 矩阵，分析 4 个端口的匹配、隔离、平分 特性；并求当 1、2 端口反相输入时，各个端口的输出为多少？ 解：匹配双 T 的 S 矩阵为
0 0 1 1 0 0 1 S 2 1 1 0 1 1 0
1 1 0 0
匹配特性：如果 3、4 端口匹配，则 1、2 端口自动匹配 隔离特性：由S 12 =S 21 =0，可知 1、2 端口隔离，同理，由S 34 =S 43 =0，可知 3、4 端口隔离， 平分特性： 由S 31 =S 41 =
微波技术基础试卷A
微波技术基础试卷A一、填空题（每空2分，共40分）1．从传输线方程看，传输线上任一点处的电压或电流都等于该处相应的波和波的叠加。
2．当传输线的负载为纯电阻R L>Z0时，第一个电压波腹点在；当负载为感性阻抗时，第一个电压波腹点距终端的距离在范围内。
3．阻抗圆图的正实半轴为的轨迹，负实半轴为的轨迹。
4．导波系统中的电磁波按纵向场分量的有无，一般分为三种波型（或模）；波；波；波。
5．矩形波导中的主模为：；圆型波导中的主模为：_ __；波导具有滤波器的特性。
6．表征微波网络的参量有；导纳参量；；；传输参量。
7．若一两端口微波网络互易，则网络参量[Z]的特征为；网络参量[S]的特征分别为。
8．无耗传输线的工作状态分为：；；。
二、简答题（10分）试证明无耗传输线上任意相距1/4波长的两点处的阻抗的乘积等于传输线特性阻抗的乘积，相距1/2波长的两点处的阻抗相等。
三、（16分）电路如图1所示，已知Z01=600欧姆，Z S=Z02=450欧姆，R＝900欧姆，Z L=400欧姆(1) 画出沿线电压、电流和阻抗的振幅分布，并求其最大值和最小值。
（2）求负载吸收的总功率和Z L＝吸收的功率。
四、圆图完成（要求写清必要步骤）（10分）已知传输线特性阻抗为Ω=500Z ，线长λ82.1=l ，V U 50max=，V U13min=，距离始端最近的电压波腹点至始端距离为λ032.01max =d 。
求in Z 和l Z 。
五、(10分)若矩形波导截面尺寸cm b a 82==，试问当频率为GHz 5和2GHz 时，波导中将分别能传输哪些模式？若要只传输主模，工作频率的应当如何选择？六、（14分）如图所示电路，设两段传输线的特性阻抗分别为01Z 和02Z 。
试求由参考面T 确定的网络的散射参量。
AT。
微波技术基础考试题一
一、填空题（40分，每空2分）1、微波是指波长从1米到。
.1毫米范围内的电磁波。
则其对应的频率范围从赫兹到赫兹。
2、讨论电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。
一种是的分析方法，一种是分析方法。
3、微波传输线种类繁多，按其传输的电磁波型，大致可划分为三种类型、、O4、测得一微波传输线的反射系数的模「=,，则行波系数K= ；若特性阻抗2 -------------Z0= 75Ω ,则波节点的输入阻抗即（波节）=O5.矩形波导尺寸α = 2cm, b = Llcm o若在此波导中只传输TEIO模，则其中电磁波的工作波长范围为O6.匀称无耗传输线工作状态分三种：（1）（2）（3） o7.微波传输系统的阻抗匹配分为两种：和。
阻抗匹配的方法中最基本的是采纳和作为匹配网络O8.从传输线方程看，传输线上任一点处的电压或电流都等于该处相应的波和波的叠加。
9.阻抗圆图是由等反射系数圆和组成。
二、简答或证明题（20分，第1题8分，第2题6分，第3题6分）1、设特性阻抗为ZO的无耗传输的行波系数为K ,第一个电压波节点到负载的距离∕miZ=Z KTtanZ‰证明：此时终端负载阻抗为: （8分）L 0I-JKtan^min2、若想探测矩形波导内的驻波分布状况，应在什么位置开槽？为什么？（请用铅笔画出示意图）（6分）（6分）三、计算题（40分）1、如图所示一微波传输系统，其Z。
己知。
求输入阻抗Z M、各点的反射系数及各段的电压驻波比。
（10分）2、已知传输线特性阻抗为Zo =50C,线长/ = 1.82/LlUl =50V, ∖u∖ . =13V,距离v I I max I I min始端最近的电压波腹点至始端距离为d tt,ni = 0.032Λ o求Z,t和Z/。
（采用阻抗和导纳圆图完成, 请用铅笔画图，写清必要步骤）（10分）3、当波的工作频率接近矩形波导的截止频率时将消失极大的衰减，故通常取工作频率的下限等于截止频率的L 25倍。
微波技术基础试卷A答案.doc
（2分）（6分）一、填空题（每空2分，共40分）1.入射、反射2.终端、0vzv4/4。
3.电压波腹点、电压波节点4. TEM 、TE 、TM5. TE10、TE11、高通6阻抗参量.转移参量 散射参量 7. Zi2=Z2i 、S 12=S 2i 8.行波状态、驻波状态、行驻波状态二、简答题三、解答：（1）由匚=上冬=一0.2/ =也堂=1.5 4+4" \-r L即B-C 段传输行驻波，Z L < Z 01得出：C 为电压波节点，B 为电压波腹点。
（2分）=Z 012/ Z L =900 欧姆。
ZinB = Z|inB 〃R=450 欧姆= Z°|即A ・B 段传输行波。
由 Z inA = Z inA W 出：I" 450V闫=1AA-B 段：k| = |t/B | = 450V|L|=|I A I=IAZjnA = ZjnB =450Q(2分) B.C 段：|f/B | = Kax| =450V|Uc| = |*打=匹J = 300V P/ =EJ = 0.5A nun 2|【c| =，max = P Anin = 0.75ARgx = Z LinB = 900QRmin = Z L =40°Q振幅 |V(d)、|l(d) . | Zin (cl) | 随 d 的变化图（2分）（2）负载吸收的总功率为：P = 1|U A||I A| = 225W1 1 9Z L吸收的功率为:P L=-|U min||l max| = -Z L|l mia| =U2.5W （2 分）完成（要求写清必要步骤）（10分）p =耳地=3.846 ,在阻抗圆图中找到归一化电阻为3.846的点A , I I minmax过A点作等反射系数圆，A点为波腹点，（4分）过A点沿等反射系数圆向信源方向旋转0.032波长数，至B点, Z in =2.5-71.8,故Z所=125-/900。
微波技术基础试题三
一．简答：（50分）1．什么是色散波和非色散波？（5分）答：有的波型如TE波和TM波，当波导的形状、尺寸和所填充的介质给定时，对于传输某一波形的电磁波而言，其相速v p和群速v g都随频率而变化的，把具有这种特性的波型称为色散波。
而TEM波的相速v p和群速v g与频率无关，把具有这种特性的波型称为非色散波。
2．矩形波导、圆波导和同轴线分别传输的是什么类型的波？（5分）答：（1）矩形波导为单导体的金属管，根据边界条件波导中不可能传输TEM 波，只能传输TE波和TM波。
（2）圆波导是横截面为圆形的空心金属管，其电磁波传输特性类似于矩形波导不可能传输TEM波，只能传输TE波和TM波。
（3）同轴线是一种双导体传输线。
它既可传输TEM波，也可传输TE 波和TM波。
3．什么是TE波、TM波和TEM波？（5分）答：根据导波系统中电磁波按纵向场分量的有无，可分为三种波型： （1）横磁波（TM 波），又称电波（E 波）:0=H Z ，0≠E Z ； （2）横电波（TE 波），又称磁波（H 波）：0=E Z ，0≠H Z ；（3）横电磁波（TEM ）：0=E Z ，0=H Z 。
4．导波系统中的相速和相波长的含义是什么？（5分）答：相速v p 是指导波系统中传输电磁波的等相位面沿轴向移动的速度。
相波长λp 是指等相位面在一个周期T 移动的距离。
5．为什么多节阶梯阻抗变换器比单节阻抗变换器的工作频带要宽？（5分） 答：以两节阶梯阻抗变换器为例，设每节4λ阻抗变换器长度为θ，三个阶梯突变的电压反射系数分别为ΓΓΓ21,,则点反射系数为eeUU j j ir θθ42210--ΓΓΓ++==Γ，式中说明，当采用单节变换器时只有两个阶梯突变面，反射系数Γ的表达式中只有前两项，若取ΓΓ=10，在中心频率处,2/πθ=这两项的和为零，即两突变面处的反射波在输入端相互抵消，从而获得匹配；但偏离中心频率时，因2/πθ≠，则两个反射波不能完全抵消。
微波技术基础期末考试试题
微波技术基础期末考试试题# 微波技术基础期末考试试题## 一、选择题（每题2分，共20分）1. 微波的频率范围是：A. 30 MHz - 300 MHzB. 300 MHz - 3 GHzC. 3 GHz - 30 GHzD. 30 GHz - 300 GHz2. 微波传输中，下列哪种波是最常见的：A. 表面波B. 行波C. 驻波D. 空间波3. 微波天线的增益是指：A. 天线的接收面积B. 天线接收信号的能力C. 天线对信号的聚焦能力D. 天线对信号的衰减能力4. 下列哪个不是微波通信的优点：A. 传输距离远B. 频带宽C. 抗干扰能力强D. 体积小，重量轻5. 微波器件中，下列哪个不是常用的微波器件：A. 微波放大器B. 微波滤波器C. 微波调制器D. 微波整流器## 二、填空题（每空2分，共20分）1. 微波的波长范围通常在________毫米到________毫米之间。
2. 微波的传播方式主要有________、________和________。
3. 微波天线的指向性是指天线在________方向上辐射或接收电磁波的能力。
4. 微波通信系统中，________用于将微波信号与基带信号进行转换。
5. 微波器件的参数之一是________，它影响微波信号的传输效率。
## 三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述微波通信的基本原理及其特点。
2. 解释什么是相位调制，并简述其在微波通信中的应用。
3. 描述微波天线的主要类型及其各自的特点。
## 四、计算题（共30分）1. 假设有一个工作在10 GHz频率的微波信号，其波长是多少？（10分）2. 给定一个增益为15 dBi的抛物面天线，计算其半功率波束宽度。
（10分）3. 一个微波放大器的输入功率为1 mW，增益为20 dB，求输出功率。
（10分）## 五、论述题（共30分）1. 论述微波技术在现代通信领域中的应用，并分析其发展趋势。
（15分）2. 讨论微波技术在军事通信中的优势及其面临的挑战。
电子测量仪器的微波技术基础考核试卷
A.距离
B.气象条件
C.介质的吸湿性
D.信号频率
5.在微波电路中，用于匹配负载和源的是（）
A.阻抗变换器
B.放大器
C.衰减器
D.滤波器
6.下列哪种元件通常用于微波电路中的信号隔离？（）
A.耦合器
B.环行器
C.合路器
D.功分器
7.微波测量中，以下哪项不是矢量网络分析仪的主要功能？（）
A.增益压缩
B.相位失真
C.三阶互调失真
D.二阶互调失真
14.以下哪些技术可以用于微波天线的波束成形？（）
A.相位控制
B.幅度控制
C.频率选择
D.天线阵列
15.微波网络分析仪在进行测量时，以下哪些操作是必要的？（")
A.设备校准
B.环境温度控制
C.电缆损耗补偿
D.信号源功率调整
16.以下哪些是微波放大器设计中的关键考虑因素？（）
1.微波信号的传播主要是通过______传播的。（）
2.微波测量中，矢网分析仪的S参数中，S11参数表示______。（）
3.在微波放大器中，1dB压缩点是指输出功率下降到最大功率的______时输入的功率。（）
4.微波天线的增益是指天线在某一方向上相对于______的功率增益。（）
5.微波电路中，常用______作为微波信号的传输线。（）
A.测量反射系数
B.测量传输系数
C.分析信号的频率成分
D.提供信号的相位信息
8.微波放大器按工作频率分为哪几类？（）
A.低频、中频、高频
B.低频、中频、微波频段
C.低频、高频、微波频段
D.低频、高频、超高频
10微波技术基础A卷
一、填空题(共26分，每空2分) 1．微波传输线是一种分布参数电路， 其线上的电压电流分布规律可由 来描述。
2．矩形波导传输的主模是 ，圆波导传输的主模是 。
3．按传输模式分类，光纤分为 ___和_____________。
4．微带线中出现的高次模种类有 和 。
5、测得一微波传输线的反射系数模为|г|=1/2，则行波系数K =________，若特性阻抗Z 0=75Ω，则波节点的输入阻抗为Rin=____________。
6．阻抗匹配的方法中最基本的是采用 和 作为匹配网络。
7．一波导匹配双T ，其③端口为E 臂，④端口为H 臂，若③端口输入功率为1W ，则①端口输出功率为_______，若①端口理想短路，②理想开路，则④端口输出功率为_________。
二、如图为波导扼流式短路活塞，试说明原理。
（7分）三、圆图完成（要求写出必要的步骤，并在圆图上标示出来）（21分）1．已知传输线的特性阻抗为Z 0，工作波长λ0=8cm ，负载阻抗Z L =(0.2-j0.5)Z 0，求第一个电压波节电子科技大学中山学院考试试卷课程名称: 微波技术基础 试卷类型： A 卷 2012—2013 学年第 1 学期 期末 考试 考试方式： 闭卷 拟题人： 袁海军 日期： 2012-12-22 审 题 人： 学 院： 电子信息学院 班 级： 10无线技术 学 号： 姓 名：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。
点至终端的距离l，驻波比ρ，行波系数K。
（12分）2．特性阻抗为50Ω的长线，终端负载不匹配，沿线电压波腹∣U∣max=20V，波节∣U∣min=10V，离终端最近的电压波腹点距终端的距离为0.3λ，求负载阻抗Z L=?（9分）四、（11分）有一特性阻抗为Z0=75Ω的无耗均匀传输线，导体间的媒质参数为εr=2.25,μr=1，终端接有R l=50Ω的负载。
微波技术基础试卷B
第 1页 共1页一、填空题（每空2分，共40分）1．长线和短线的区别在于：前者为 参数电路，后者为 参数电路。
2．均匀无耗传输线工作状态分三种：（1） （2） （3） 。
3．当传输线的负载为纯电阻R L >Z 0时，第一个电压波腹点在 ；当负载为感性阻抗时，第一个电压波腹点距终端的距离在 范围内。
4． 微波传输系统的阻抗匹配分为两种： 和 。
阻抗匹配的方法中最基本的是采用和 作为匹配网络。
5． 表征微波网络的参量有： ； ； ； ； 。
6． 微波谐振器有别于传统谐振器在于它的 特性。
频率大于300MHz 一般就需要使用微波谐振器，这是由于 使得 等原因。
微波谐振器常见有 和 等类型。
二、（20分）长度为3λ/4，特性阻抗为600Ω的双导线，端接负载阻抗300Ω；其输入端电压为600V 。
试画出沿线电压、电流和阻抗的振幅分布图，并求其最大值和最小值。
三、计算题（要求写清必要步骤）（共20分，每小题10分）1． 一无耗传输线特性阻抗Ω=500Z ，长度为cm 10，MHz f 800=，假如输入阻抗Ω=60j Z in(1)求出负载阻抗L Z ；(2)为了替代L Z 需用多长的终端短路传输线？2．已知传输线特性阻抗为Ω=500Z ，线长λ82.1=l ，V U 50max =，V U 13min =，距离始端最近的电压波腹点至始端距离为λ032.01m ax =d 。
求in Z 和l Z 。
四、（10分）定性的阐述矩形波导中主模的场结构分布规律。
五、（10分） 用BJ-100（a=22.86mm , b =10.16mm ）波导做成的102TE 模式矩形腔，今在z l =端面用理想导体短路活塞调谐，其频率调谐范围为9.3GHz-10.2GHz ，求活塞移动范围。
B。
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《微波技术基础》习题
1．微波处在什么样的频段（统称及细分），对应的波长是多少？
2．微波毫米波在电路元器件以及分析方法上有哪些特点？
3．什么是物理无限小？
4．基尔霍夫电流定律在什么条件下比较精确？
5．麦克斯韦方程组都包含哪些定律定理？麦克斯韦本人的最重要贡献体现在哪里？
6．简述色散媒质、各向异性媒质、以及非线性媒质本构关系的特点。
7．简述理想导体内部电场以及表面切向电场为什么为零？
8．如何从阻抗判断负载的性质（容性，感性）？
9．无耗传输线的特性阻抗、传播常数、相速度是多少？
10． 什么是波导波长？它与自由空间的波长有什么样的关系？
11． 什么是反射系数、驻波系数、透射系数？它们之间有什么关系？
12． 简述为什么频率较低时我们可以不考虑传输线的影响？
13． 如果要用开路传输线来构造一个电容，那么传输线的长度应在什么范围内选取？如果用短路传输线来构造一个电容，那又如何选取长度？
14． 简述四分之一波长阻抗变换器的构成及其工作原理。
15． 平面传输线有哪些特点？
16． 画出微带横截面内的场分布图，简要说明微带线的特性阻抗都与哪些参数有关。
17． 简述矩形波导中电磁场的求解过程。
18． 什么是波导的截止频率？什么是波导的单模工作区？
19． 分别写出矩形波导和圆形波导的截止频率、波导波长、相速度以及波阻抗的表达式。
20． 求解下图1所示两种情况下关于电压的S 参数。
端口2
端口1 (b ) 图
1
21．
简述下图2所示平行波导定向耦合器的工作原理。
1
1 4
3
22． 简述上图3所示环行器的工作原理。