2015年微波名词解释与简答题

二、名词解释

1、传输线理论

传输线理论是用来分析传输线上电压与电流的分布，以及传输线上阻抗变化规律的理论。

它是分布参数理论，在场分析与基本电路理论之间架起了桥梁。

2、TEM 波、TE 波和TM 波

TEM 波（横电磁波）: 在波传播的方向上没有电场或磁场分量的波。（02=c k ）

TE 波或M 波（电场纯横向波）: 在波传播的方向上有磁场分量，但没有电场

分量的波。（02>c k ，00≠=z z H E ，此时只有纵向磁场）

TM 波或E 波（磁场纯横向波）: 在波传播的方向上有电场分量，但没有磁场

分量的波。（02>c k ，00=≠z z H E ，此时只有纵向电场）

3、传播常数、相速、波长

传播常数γ是描述传输线上导行波沿波导系统传播过程中衰减和相移的参

数。（通常为复数 βαγj +=，其中α为衰减常数，β为相移常数）

相速p v ：电压、电流入射波（或反射波）等相位面沿传输方向的传播速度。

β

ω=p v 波长λ：传输线上的波长λ与自由空间的波长0λ有以下关系：

r

p f v ελβπλ02===

4、行波、驻波、行驻波 行波状态：是无反射的传输状态，此时终端反射系数01=Γ，而负载阻抗等于

传输线的特性阻抗，即01Z Z =，也可称此时的负载为匹配负载。

驻波状态：是全反射的传输状态，此时终端反射系数11=Γ。

行驻波状态：当微波传输线终端接任意复数阻抗负载时，由信号源入射的电

磁波功率一部分被终端吸收，另一部分则被反射，因此传输线上既有行波又有纯

驻波，构成混合波状态。

5、传输线特性阻抗、输入阻抗、反射系数、驻波比

特性阻抗0Z ：传输线上导行波的电压与电流之比。（其倒数称为特性导纳0Y ）

输入阻抗)(in z Z ：传输线上任意一点z 处的输入电压与输入电流之比。

反射系数Γ：传输线上任意一点z 处的反射波电压（或电流）与入射波电压

（或电流）之比。

驻波比ρ：（驻波系数）传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅之比。

（其倒数称为行波系数K ）

6、简并模

简并模是传播常数相同或截止波长相同的传输模。

7、工作波长、波导波长、截止波长

工作波长：TEM 波的相波长，它由频率与光速确定，即r

r f c

ελελ0== 波导波长：理想导波系统中的相波长，即波导系统内电磁波的相位改变π2所

经过的距离。

截止波长：截止频率所确定的波长，r f c ελc =

8、Smith 圆图

史密斯圆图是在反射系散平面上标绘有归一化输入阻抗（或导纳）等值圆族

的计算图。（主要用于传输线的阻抗匹配）

9、天线的互易定理

同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。

10、S 参数

S 参数，也就是散射参数，是建立在入射波、反射波的关系基础上的网络参

数。

11、微波网络

微波网络：各类电子系统中用于检测、传输、处理信息或能量的微波电路。 微波网络理论主要研究微波电路的分析和设计方法，它与电磁场理论同为微波领域中的主要理论基础。

12、天线方向图参数中的前后比、方向系数

前后比：指最大辐射方向（前向）电平与其反方向（后向）电平之比。（通常以分贝为单位）

方向系数：天线在最大辐射方向上的辐射功率流密度m a x S 与相同辐射功率的理想无方向形天线在同一距离处的辐射功率流密度0S 之比，记为D 。

13、电波传播中的衰落现象

所谓衰落，一般是指信号电平随时间的随机起伏。根据引起衰落的原因分类，大致可分为吸收型衰落和干涉型衰落。

14、天线方向图参数中的主瓣宽度、旁瓣电平

主瓣宽度：是衡量天线的最大辐射区域的尖锐程度的物理量。通常取天线方向图主瓣两个半功率点之间的宽度。

旁瓣电平：指离主瓣最近且电平最高的第一旁瓣的电平，一般以分贝表示。

15、天线的有效长度、天线有效面积

有效长度：在保持实际天线最大辐射方向上的场强值不变的条件下，假设天线上电流分布为均匀分布时天线的等效长度。

有效面积：是衡量一个天线接收无线电波能力的重要指标。定义为：当天线以最大接收方向对准来波方向进行接收时，接收天线传送到匹配负载的平均功率为max L P ，并假定此功率是由一块与来波方向相垂直的面积所截获，则这个面积就称为接收天线的有效接收面积，记为e A ，既有：

av

L e S P A max = 式中，av S 为入射到天线上电磁波的时间平均功率流密度，其值为η

221i av E S ∙=

16、行波天线

行波天线：如果天线上电流分布是行波，则称为行波天线。

17、缝隙天线

缝隙天线：如果在同轴线、波导管或空腔谐振器的导体壁上开一条或数条窄缝，可使电磁波通过缝隙向外空间辐射而形成一种天线，这种天线称为缝隙天线。

18、智能天线

智能天线：是天线阵与智能算法构成，是数字信号处理技术与天线有机结合的产物。

智能天线指的是带有可以判定信号的空间信息（比如传播方向）和跟踪、定位信号源的智能算法，并且可以根据此信息，进行空域滤波的天线阵列。

19、阵列天线方向图乘积定理

方向图乘积定理：在各天线元为相似元的条件下，天仙阵的方向图函数是单元因子与阵因子之积。

三、简述题

1、 什么是微波？微波有什么特点？微波有哪些方面的应用？

微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，它属于无线电波中波长最短（频率最高）的波段，其频率范围从300MHz 至3000GHz 。

特点：似光性、穿透性、（非电离性）、宽频带特性、热效应特性、散射特性、抗低频干扰特性、以及视距传播特性、分布参数的不确定性、电磁兼容与电磁环境污染。

应用：微波的最重要的应用是雷达和通信。此外，在工农业生产、科学研究、医学、生物学以及人民生活等方面都有广泛的应用。如微波加热、微波杀菌等。

2、 试解释一下长线的物理概念，说明以长线为基础的传输线理论的主要物理现象有哪些？一般是采用哪些物理量来描述？

长线：指传输线的几何长度与工作波长相比拟的传输线；

主要物理现象：传输线的反射与衰落；

主要描述的物理量：输入阻抗、反射系数、传输系数、驻波系数。

3、 无耗均匀传输线输入阻抗的特性，与哪些参数有关？

特性：

（1）λ/2重复性：无耗传输线上任意相距λ/2的阻抗相同，称之为λ/2重复性

（2）阻抗变换特性：若终端负载为复数，传输线上任意一点处输入阻抗一般也为复数，但若传输线的长度合适，则其输入阻抗可变为实数，称之为阻抗变换特性。

（3）λ/4阻抗变换特性，无耗传输线上距离为λ/4的任意两点处阻抗的乘积均等于传输线特性阻抗的平方。

参数：波节点位置、传输线特性阻抗、终端负载阻抗、工作频率

4、 传输线状态参量输入阻抗、反射系数、驻波比是如何定义的，并分析三者之间的关系 特性阻抗0Z ：传输线上导行波的电压与电流之比。（其倒数称为特性导纳0Y ） 输入阻抗)(in z Z ：传输线上任意一点z 处的输入电压与输入电流之比。与导波系统的状态特性无关。)

t a n ()t a n ()(10010z jZ Z z jZ Z Z z Z in ββ++= 反射系数)(z Γ：传输线上任意一点z 处的反射波电压（或电流）与入射波电压（或电流）之比。)2(120101211)(z j z j z j e e Z Z Z Z e

z βφββ---Γ=+-=Γ=Γ