微波器件原理复习
微波复习(总结材料版)
1、 传输线阻抗公式2、半波长阻抗重复性3、1/4波长阻抗倒置性4、 反射系数1）定义：反射波与入射波之比2）无耗传输线上反射系数的模不变5、 驻波比1）定义：电压或电流波的最大值与电压或电流波的最小值之比特性阻抗和传播常数是反映传输线特性的特征量 6、 行波状态(匹配状态)当Z L =Z C 时， ，亦即匹配时：无反射波，即行波状态电压与电流同相tan ()tan L c in c c L Z jZ l Z l Z Z jZ lββ+=+(()2in in Z l n Z l λ+=2[(21)4()c inin Z Z l n Z l λ++=2-Γ=Γj lL eβΓ=ΓL in C in C Z Z Z Z -Γ=+L C L L CZ Z Z Z -Γ=+(1)()(1)in CZ z Z +Γ=-Γmax min 11U U ρ+Γ==-Γ0L Γ=00j z j z ccU U U e U U I e Z Z ββ++-+-====在时域电压电流振幅沿线不变相位随线长增加而连续滞后阻抗沿线不变，等于特性阻抗负载吸收了全部功率行波状态即传输线匹配状态，这时传输效率最高、功率容量最大、无反射，是传输系统追求的理想状态。
7、 驻波状态（全反射） 1）、短路线负载端短路 －全反射。
短路时，反射系数为－1 Z=0处（负载端）, UL=0离负载L 处（Z=-l ），有()()()()00,cos 1,,cu t z U t z i t z u t z Z ωβϕ+=-+=001CU U I U Z ++==0z θϕβ=-1,0==Γρin L cZ Z Z ==in L P P P +==0,1L L Z =Γ=-0000()2sin 2()cos j z j z j z j zc c U U e e jU z U U I e e z Z Z ββββββ+-+++-=-=-=+=22(2)tan 0()in c in j l j l j l L U Z jZ lI P l e e e ββπββ--±-===Γ=Γ=-=短路线的几个特点：电压、电流的驻波分布：随时间变化时具有固定的波腹、波节点。
微波技术基础复习大纲.
微波技术基础1 绪论1、微波的频率(P1)，微波的波段(P2)2 传输线理论2.1 传输线方程的解1、长线理论和相关概念2、长线方程（或传输线方程）的导出3、解长线方程得到电压波和电流波的表达式，三种边界条件会得到不同的表达形式 2.2 长线的参量1、长线的特性参数（特性参数指由长线的结构、尺寸、填充的媒质及工作频率决定的参量，和负载无关的参数）1）特性阻抗0Z (P15)：0U U Z I I +-+-==-=≈2）传播常数γ(P13)：j γαβ=+，通常情况下衰减常数0α=，则j γβ=。
3）相速度p v 和相波长p λ(P14)：通常2p p v fπλλβ===根据相速度的定义2p f v ωπββ==，而β=(P13)，因此p v = 在这里出现了波的色散特性的描述。
2、长线的工作参数1）输入阻抗in Z ：()()()()000tan tan L in L U z Z jZ z Z Z I z Z jZ z ββ+==+这个公式有多种变形： ① ()()()000tan tan Z z jZ dZ z d Z Z jZ z dββ++=+当2d n λ=*时，()()Z z d Z z +=，均匀无耗线具有2λ的周期性。
当24d n λλ=*-时，()()20Z z d Z z Z +*=，均匀无耗线具有4λ的阻抗变换特性。
（感性↔容性，开路↔短路，大于0Z ↔小于0Z ） 当终端0L Z Z =时，任意位置的输入阻抗都为0Z 。
② 输入导纳()()()()000tan 1tan L in L inI z Y jY z Y Y U z Y jY z Z ββ+===+，其中001Y Z =，1L L Y Z =(P20) 2）反射系数()z Γ（这里反射系统通常指电压反射系数）：()()()200j zL L U z Z Z z eU z Z Z β--+-Γ==+（反射系数是一个复数） （电流反射系数()()()()200j zL i L I z Z Z z e z I z Z Z β--+-Γ===-Γ+）由于0L j L L L L Z Z e Z Z φ-Γ==Γ+，因此()()2L j z L z e βφ--Γ=Γ(P21)输入阻抗和反射系数之间的关系：()()()011z Z z Z z +Γ=-Γ，()()()0Z z Z z Z z Z -Γ=+。
微波复习资料(情况总结版)
1）纯阻性负载
当时
是<0的实数
负载端为电压波节点。（极限情况为短路）
当（纯电阻负载）时
是>0的实数
负载端为电压波腹点。（极限情况为开路）
当负载为感性阻抗时，离开负载第一个出现的是电压波腹点、电流波节点(U曲线斜率为负)。
当负载为容性阻抗时，离开负载第一个出现的是电压波节点、电流波腹点(U曲线斜率为正)。
理想定向耦合器直通端与耦合端相差90度。
15、求功分器输出线特性阻抗和输出端口的反射系数
一无耗T形分支，源阻抗为50Ω，输入功率以2:1的比率分配给两条输出线。求输出线特性阻抗和输出端口的反射系数。
解：
从150Ω输出线看进去，阻抗为 (并联)，
而从75Ω线看进去，阻抗为 。
因此，从这两个端口看进去的反射系数为
最大、最小的模式称为主模，其他模称为高次模。矩形波导的主模是TE10模。
Or K>Kc,F>Fc
=
TE10模场强与y（波导窄边）无关，场分量沿y轴均匀分布
11、传输线谐振器：什么是传输线谐振器；开路线/短路线等效为串联/并联谐振器
传输线谐振器是指将一段传输线一端短路、开路或接电抗负载所构成的谐振电路。
因为
由此可见，如果在Smith圆图上已知某个归一化阻抗点，则沿着反射系数圆旋转后的对应点就得到与之对应的归一化导纳值，所谓阻抗倒置性。
开路点和短路点互换。
上半圆为容抗。
下半圆为感抗。
电压最大点与最小点互换。
平面坐标轴反向。
例6由负载求输入阻抗Zin和驻波比ρ。
已知传输线的特性阻抗ZC=50Ω,负载阻抗ZL=50+j50Ω。求离负载l=0.25λ处的输入阻抗和驻波比。
微波期末复习题
微波期末复习题微波期末复习题微波工程作为电子信息工程专业的重要课程之一，是电磁场与微波技术的基础，对于学生的专业素养和就业竞争力具有重要意义。
期末考试是对学生所学知识的综合考验，因此复习备考是至关重要的。
本文将从微波的基本概念、传输线理论、微波器件和微波系统设计等方面，为大家总结一些常见的期末复习题。
一、基本概念1. 什么是微波？微波的频率范围是多少？微波是指频率范围在300MHz至300GHz之间的电磁波。
它是电磁波谱中介于射频波和红外线之间的一部分。
2. 请简述微波的特点和应用。
微波具有高频率、短波长、高传输速率、大带宽、穿透力强等特点。
在通信、雷达、卫星通信、医疗诊断、无线电频率干扰测试等领域有广泛应用。
二、传输线理论1. 什么是传输线？请简述传输线的特点。
传输线是用来传输电信号的导线或导体，由两个或多个导体构成。
传输线具有传输电信号、阻抗匹配、波的反射和传输损耗等特点。
2. 什么是行波方程？请写出传输线的行波方程。
行波方程是描述传输线上电压和电流随时间和位置变化的方程。
传输线的行波方程为：∂^2V/∂z^2 = LC ∂^2V/∂t^2∂^2I/∂z^2 = LC ∂^2I/∂t^2其中，V为电压，I为电流，z为传输线上的位置，t为时间，L为电感，C为电容。
三、微波器件1. 请简述微波管的工作原理和应用。
微波管是一种利用电子束与电磁场相互作用来放大和调制微波信号的器件。
它由阴极、阳极、聚束极和螺旋线等部分组成。
微波管广泛应用于雷达、通信、卫星通信等领域。
2. 什么是微带线？请简述微带线的特点和应用。
微带线是一种将导体带贴在介质基板上的传输线结构。
它具有体积小、重量轻、制作简单、易于集成等特点。
微带线广泛应用于微波集成电路、天线、滤波器等微波器件中。
四、微波系统设计1. 请简述微波天线的原理和分类。
微波天线是将电信号转换为电磁波或将电磁波转换为电信号的装置。
根据天线的方向性，可以将微波天线分为定向天线和非定向天线两类。
微波技术基础复习重点
第一章引论微波是指频率从300MHz到3000GHz范围内的电磁波，相应的波长从1m到0.1mm。
包括分米波（300MHz到3000MHz）、厘米波（3G到30G）、毫米波（30G 到300G）和亚毫米波（300G到3000G）。
微波这段电磁谱具有以下重要特点：似光性和似声性、穿透性、信息性和非电离性。
微波的传统应用是雷达和通信。
这是作为信息载体的应用。
微波具有频率高、频带宽和信息量大等特点。
强功率—微波加热弱功率—各种电量和非电量的测量导行系统：用以约束或者引导电磁波能量定向传输的结构导行系统的种类可以按传输的导行波划分为：(1)TEM(transversal Electromagnetic,横电磁波)或准TEM传输线(2)封闭金属波导(矩形或圆形，甚至椭圆或加脊波导)(3)表面波波导(或称开波导)导行波：沿导行系统定向传输的电磁波，简称导波微带、带状线，同轴线传输的导行波的电磁能量约束或限制在导体之间沿轴向传播。
是横电磁波(TEM)或准TEM波即电场或磁场沿即传播方向具有纵向电磁场分量。
开波导将电磁能量约束在波导结构的周围(波导内和波导表面附近)沿轴向传播，其导波为表面波。
导模(guided mode ):即导波的模式，又称为传输模或正规模，是能够沿导行系统独立存在的场型。
特点：(1)在导行系统横截面上的电磁场呈驻波分布，且是完全确定的，与频率以及导行系统上横截面的位置无关。
(2)模是离散的，当工作频率一定时，每个导模具有唯一的传播常数。
(3)导模之间相互正交，互不耦合。
(4)具有截止频率，截止频率和截止波长因导行系统和模式而异。
无纵向磁场的导波(即只有横向截面有磁场分量)，称为横磁(TM)波或E波。
无纵向电场的导波(即只有横向截面有电场分量)，称为横电(TE)波或H波。
TEM波的电场和磁场均分布在与导波传播方向垂直的横截面内。
第二章传输线理论传输线是以TEM模为导模的方式传递电磁能量或信号的导行系统，其特点是横向尺寸远小于其电磁波的工作波长。
简明微波知识点总结
简明微波知识点总结一、微波的产生微波是电磁波的一种，其频率范围通常定义为300MHz至300GHz。
微波的产生主要有以下几种方式：1. 电子运动产生的微波：当高速电子在磁场或者电场中运动时，会产生微波辐射。
这种产生微波的方式叫做“同步辐射”，是一种重要的微波源。
2. 电子射频振荡器产生的微波：电子射频振荡器是一种专门用来产生微波的设备，其工作原理是通过调谐某些特定的谐振频率，使得电子在强电场中振荡产生微波。
3. 微波管放大器：微波管放大器是一种设备，通过将微波信号输入到管中，然后通过电磁场的作用来放大微波信号。
4. 光学激光器产生的微波：激光器可以通过频率加倍或者调制的方式产生微波。
二、微波的特点微波具有一些独特的特性，使得它在很多领域有着广泛的应用：1. 穿透性强：微波在穿透物质时，能力比可见光和红外线更强。
这使得微波可以穿透一些通常不透明的物质，如水、塑料、衣物等。
2. 热效应：微波在物质中的能量损耗主要表现为产生热效应，这种热效应可以被应用于微波加热、烤箱等领域。
3. 反射和折射：微波在遇到边界时，会发生反射和折射现象。
这种特性被广泛应用于雷达、卫星通信等领域。
4. 定向传播：微波可以通过定向天线进行传播，这使得微波通信有着更多的灵活性和可靠性。
三、微波的应用由于微波具有穿透性强、热效应明显、定向传播等特点，使得它在很多领域有着广泛的应用：1. 通信领域：微波被广泛应用于通信领域，如无线电、卫星通信、雷达等。
通过微波通信技术，可以实现远距离、高速、高效率的信息传输。
2. 医疗领域：微波被应用于医学诊断和治疗领域。
如微波成像技术、微波治疗设备等，已经成为现代医疗的重要技术手段。
3. 加热领域：微波加热技术被广泛应用于食品加热、工业加热等领域。
由于微波在物质中的能量损耗主要表现为产生热效应，因此可以实现快速、均匀的加热效果。
4. 安全检测领域：微波成像技术被应用于安全检测领域，如机场安检、建筑结构探测等。
11微波技术复习（答案史密斯圆图版）
11微波技术复习（答案史密斯圆图版）微波技术与天线复习提纲（2011级）一、思考题1. 什么是微波？微波有什么特点？答：微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，频率范围从300MHZ到3000GHZ，波长从0.1mm到1m；微波的特点：似光性、穿透性、宽频带特性、热效应特性、散射特性、抗低频干扰特性、视距传播性、分布参数的不确定性、电磁兼容和电磁环境污染。
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？答：长线是指传输线的几何长度与工作波长相比拟的的传输线；以长线为基础的物理现象：传输线的反射和衰落；主要描述的物理量有：输入阻抗、反射系数、传输系数和驻波系数。
3. 均匀传输线如何建立等效电路，等效电路中各个等效元件如何定义？4. 均匀传输线方程通解的含义5. 如何求得传输线方程的解？6. 试解释传输线的工作特性参数（特性阻抗、传播常数、相速和波长）答：传输线的工作特性参数主要有特征阻抗Z 0，传输常数错误!未找到引用源。
，相速及波长。
1)特征阻抗即传输线上入射波电压与入射波电流的比值或反射波电压与反射波电流比值的负值，其表达式为0Z =它仅由自身的分布参数决定而与负载及信号源无关；2）传输常数j γαβ=+是描述传输线上导行波的衰减和相移的参数，其中，α和β分别称为衰减常数和相移常数，其一般的表达式为γ3)传输线上电压、电流入射波（或反射波）的等相位面沿传播方向传播的速度称为相速，即p v ωβ=；4）传输线上电磁波的波长λ与自由空间波长0λ的关系2πλβ==。
7. 传输线状态参量输入阻抗、反射系数、驻波比是如何定义的，有何特点，并分析三者之间的关系答：输入阻抗：传输线上任一点的阻抗Z i n 定义为该点的电压和电流之比，与导波系统的状态特性无关，10001tan ()tan in Z jZ z Z z Z Z jZ zββ+=+ 反射系数：传输线上任意一点反射波电压与入射波电压的比值称为传输线在该点的反射系数，对于无耗传输线，它的表达式为2(2)10110()||j z j z Z Z z e Z Z βφβ---Γ==Γ+ 驻波比：传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅的比值为电压驻波比，也称为驻波系数。
《微电子器件原理》复习题课件
《微电⼦器件原理》复习题课件考试时间： (第⼗周周⼆6-8节)考试地点：待定《微电⼦器件原理》复习题及部分答案⼀、填空1、PN结电容可分为扩散电容和过渡区电容两种，它们之间的主要区别在于扩散电容产⽣于过渡区外的⼀个扩散长度范围内，其机理为少⼦的充放电，⽽过渡区电容产⽣于空间电荷区，其机理为多⼦的注⼊和耗尽。
2、当MOSFET器件尺⼨缩⼩时会对其阈值电压V T产⽣影响，具体地，对于短沟道器件对V T的影响为下降，对于窄沟道器件对V T的影响为上升。
3、在NPN型BJT中其集电极电流I C受V BE电压控制，其基极电流I B受V BE电压控制。
4、硅-绝缘体SOI器件可⽤标准的MOS⼯艺制备，该类器件显著的优点是寄⽣参数⼩，响应速度快等。
5、PN结击穿的机制主要有雪崩击穿、齐纳击穿、热击穿等等⼏种，其中发⽣雪崩击穿的条件为V B>6E g/q。
6、当MOSFET进⼊饱和区之后，漏电流发⽣不饱和现象，其中主要的原因有沟道长度调制效应，漏沟静电反馈效应和空间电荷限制效应。
⼆、简述1、Early电压V A；答案：2、截⽌频率f T；答案：截⽌频率即电流增益下降到1时所对应的频率值。
3、耗尽层宽度W。
答案：P型材料和N型材料接触后形成PN结，由于存在浓度差，就会产⽣空间电荷区，⽽空间电荷区的宽度就称为耗尽层宽度W。
4、雪崩击穿答案：反偏PN中，载流⼦从电场中获得能量；获得能量的载流⼦运动与晶格相碰，使满带电⼦激出到导带，通过碰撞电离由电离产⽣的载流⼦（电⼦空⽳对)及原来的载流⼦⼜能通过再碰撞电离,造成载流⼦倍增效应，当倍增效应⾜够强的时候，将发⽣“雪崩”——从⽽出现⼤电流，造成PN结击穿，此称为“雪崩击穿”。
5、简述正偏PN结的电流中少⼦与多⼦的转换过程。
答案：N型区中的电⼦,在外加电压的作⽤下,向边界Xn漂移,越过空间电荷区,在边界Xp形成⾮平衡少⼦分布,注⼊到P区的少⼦,然后向体内扩散形成电⼦扩散电流,在扩散过程中电⼦与对⾯漂移过来的空⽳不断复合,结果电⼦扩散电流不断转为空⽳漂移电流.空⽳从P区向N区运动也类同.6、太阳电池和光电⼆极管的主要异同点有哪些？答案：相同点：都是应⽤光⽣伏打效应⼯作的器件。
微波技术基础复习提纲 (1)
微波技术基础复习提纲
绪论
掌握微波波段的范围、划分、特点，了解微波的应用和研究方法。
传输线理论
掌握“长线”与“短线”、“分布参数”及“分布参数电路”概念；
掌握微波传输线等效电路的分析方法和主要结论；
熟练掌握TEM 模无耗传输线的常用公式及其应用；
熟练掌握阻抗圆图的形成原理、性质和特殊点、线、圆的位置；
熟练掌握阻抗、导纳圆图的应用； 熟练掌握
4
λ、并联单、双枝节阻抗匹配器的原理、调配过程和计算、不足及解决办法。
波导理论
熟练掌握电磁波在矩形波导中传输时主型模和高次模式的各个主要参数的计算及应用； 熟练掌握电磁波在矩形波导中传输时的五个特点（要求列出相关参量公式） 熟练掌握矩形波导中主型模的场结构图、避内表面电流分布规律及其应用。
微波网络与元件
掌握微波网络的特点及网络分析的基本等效关系；
熟练掌握表4-2简单元件双口网络的A 参量的推导及结论；
熟练掌握双口网络级联时的A 参量的计算；
熟练掌握散射矩阵[]S 和转移矩阵[]A 的定义、性质、各参量的物理意义及其应用； 熟练掌握散射矩阵[]S 的参考面移动后，新旧散射矩阵[]S 参数间的关系； 熟练掌握无耗n 端口散射矩阵[]S 幺正性的证明及其应用；
熟练掌握二端口网络的外特性（技术指标）与散射参量的关系；
熟练掌握无耗互易二端口网络的基本性质。
微波总复习
定义： SWR = ρ = | Vmax | = 1+ | Γ | | Vmin | 1− | Γ |
1≤ ρ ≤∞
ΓL = 0 匹配负载
ΓL = 1 开路、短路
微波技术基础
Γ = VSWR − 1 VSWR + 1
无耗传输线
输入阻抗： 向负载 看过去 等于传输线上该点的电压与电流之比
对于无耗线，z=-l处的输入阻抗Zin
微波技术基础
矩形波导的横向解
TEmn波
m—表示x方向变化的半周期数
n—表示y方向变化的半周期数
kc2
kc2
=
k
2 x
+
k
2 y
= k2 −β
=
2
⎛ ⎜⎝
mπ
a
⎞2 ⎟⎠
+
⎛ ⎜⎝
nπ
b
⎞2 ⎟⎠
kx2
+
k
2 y
+
β2
=
k2
—色散条件（分离参量方程）
微波技术基础
矩形波导的横向解
由于kc2 = k 2 − β 2 ，而传播的相位因子ejβz中β为实数，所以
Z0
Z0
Z0
=
V0+
I
+ 0
=
−
V0−
I
− 0
特征阻抗由传输线本身特性决定，与外界条件无关
微波技术基础
无耗传输线
无耗： α = 0 定义：
β = ω LC
Z0 =
L C
ΓV
= Vref Vinc
ΓL
=
ZL ZL
− +
微波器件原理复习
第一章：1. 微波电真空器件的概念：微波电真空器件是指在真空状态下，利用带电粒子在电极间运动过程从而实现微波信号的振荡或放大的一种系统。
人们习惯往往也把利用带电粒子在特定气体中的运动而产生的放大或转换的器件归结为电真空器件。
2. 微波管的分类：静态控制（微波三，四极管），动态控制（线性注器件，正交场器件），相对论器件（快波器件，相对论传统微波管，相对论新型管），其他新型器件。
3. 带宽：冷带宽是指高频结构本身的某一通频带范围，或者是能满足相速基本不变的范围。
热带宽是指在高频系统中引入电子注以后以输出功率或增益来确定的带宽。
微波管的带宽肯定是热带宽。
4. 脉冲功率和重复脉冲平均功率：脉冲功率则是在一个调制脉冲的持续时间τ内微波功率的平均值，即0()p p p t dtττ=⎰。
5. 微波电真空器件的主要组成部分：分为三部分：电子枪是产生电子注并赋予电子注直流能量的机构。
高频系统是电子注交出直流能量而使高频场富哦的能量被放大的机构。
收集极与输出装置是收集作用过的电子注并输出高频能量机构。
6. 什么是感应电流，如何计算平板二极管的感应电流：是运动的电荷在外电路感应产生的 d v qi i n d =7. 微波谐振腔中作用场的建立：P317与电子流作用交换能量的高频场是电子流通过间隙时自己建立的。
在实际微波管中，谐振腔可以等效成一个LRC 谐振电路，当有电子流I 穿过间隙时，在LRC 谐振电路中将有感应电流流通，在R 上产生电压降，在间隙上建立起一个阻止电子流前进的拒斥场，是电子流的速度降低。
由于通过间隙的电子流是密度调制电子流，包含有交变分量在谐振电路中激励起的感应电流也含有交变分量，经过LC 谐振电路后，在R 上产生交变电压降，因而在间隙上建立起高频交变电压即在谐振腔内产生高频场。
第二章 微波电真空器件的高频结构1．速调管的高频结构是什么：输入谐振腔，漂移管和输出谐振腔2. 磁控管的高频结构是什么：慢波线型3. 微波电真空器件的高频结构分类：微波电真空器件高频系统可以分为谐振腔型和慢波线型两大类。
微波复习题参考答案(思考题)
一、思考题1.什么是微波？微波有什么特点？答：微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，频率范围从300MHz到3000GHz，波长从0.1mm到1m。
(通常，微波波段分为米波、厘米波毫米和亚毫米波四个波段。
)特点: 似光性；穿透性；宽频带特性；热效应性；散射性；抗低频干扰性；视距传播性；分布参数的不确定性；电磁兼容和电磁环境污染。
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？3. 微波技术、天线与电波传播三者研究的对象分别是什么？它们有何区别和联系？4. 试解释传输线的工作特性参数（特性阻抗、传播常数、相速和波长）5. 传输线状态参量输入阻抗、反射系数、驻波比是如何定义的，有何特点，并分析三者之间的关系6. 阻抗匹配的意义，阻抗匹配有哪三者类型，并说明这三种匹配如何实现？7. 史密斯圆图是求解均匀传输线有关和问题的一类曲线坐标图，图上有两组坐标线，即归一化阻抗或导纳的的等值线簇与反射系数的等值线簇，所有这些等值线都是圆或圆弧，故也称阻抗圆图或导纳圆图。
阻抗圆图上的等值线分别标有，而特征参数和，并没有在圆图上表示出来。
导纳圆图可以通过对旋转180°得到。
阻抗圆图的实轴左半部和右半部的刻度分别表示或和或。
圆图上的电刻度表示，图上0~180 °是表示。
8. TEM、TE 和TM 波是如何定义的？什么是波导的截止性？分别说明矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微带线的主模是什么？9. 描述波导传输特性的主要参数有哪些，如何定义？10.为什么空心的金属波导内不能传播TEM波？试说明为什么规则金属波导内不能传输TEM波？答：如果内部存在TEM波，则要求磁场应完全在波导的横截面内，而且是闭合曲线。
由麦克斯韦第一方程知，闭合曲线上磁场的积分应等于与曲线相交链的电流。
由于空心金属波导中不存在轴向（即传播方向）的传导电流，所以必要求有传播方向的位移电流。
微波电路与器件(中国电子学会培训资料)
2.3.1圆柱腔体谐振器设计 圆柱腔体谐振器设计
2.3.1.1概念： 概念： 概念 1)圆波导的谐振波数： 圆波导的谐振波数： 圆波导的谐振波数 （l=0,1,2） ） 2)谐振频率为： 谐振频率为： 谐振频率为
cx cl 2a (2af mn ) = mn + π 2 d
w0 B εr
s0
w0
1.1.5.1 带状线耦合器综合设计的解析公式 1）由耦合器的阻抗： ）由耦合器的阻抗：
K ' ( ko ) ε r Z oo = 30π K ( ko )
K ' ( ke ) ε r Z oe = 30π K ( ke )
K ' ( ko ) Z K ' ( ke ) Z oe = ε r oo = X o = εr = Xe K ( ko ) 30π K ( ke ) 30π
1.2.1电感器设计公式及实例 电感器设计公式及实例
集总参数电感器用一小段短路线(Z ）， 集总参数电感器用一小段短路线 =0）， 其输入阻抗表示为： 其输入阻抗表示为： Zin=Z l=R+jωL= jωL 可以用金属线、带线来实现低电感， 可以用金属线、带线来实现低电感，典型值 2-3nH; 螺旋电感具有较高的Q值和较高的电感量 值和较高的电感量， 螺旋电感具有较高的 值和较高的电感量， 一般0.5-5nH。 一般 。
2 2 2 2
k mnl
x m n 2 lπ 2 = + d a
1/ 2
2.3.1.2常用的工作模式 常用的工作模式
谐振腔常用的工作模式: 谐振腔常用的工作模式 TE111,TM010,TE011. TE111特点 是圆柱腔的最低次膜 单一模式的频带 特点:是圆柱腔的最低次膜 是圆柱腔的最低次膜,单一模式的频带 值低,中等精度 宽(1.5:1);Q值低 中等精度 加工精度高 值低 中等精度; 加工精度高.
微波技术总结知识点
微波技术总结知识点微波技术的基本原理微波是电磁波的一种，波长短于毫米级的电磁波称为微波。
微波技术利用微波进行通信和处理信号，主要包括微波通信技术、微波信号处理技术以及微波器件技术。
微波通信技术是指利用微波进行通信的技术，通常采用微波天线和微波谐振器等设备来传送和接收信号。
微波通信技术在军事和民用领域都有着广泛的应用，可以实现远距离、高速率和大容量的数据传输。
微波信号处理技术是指利用微波对信号进行处理的技术，包括微波滤波器、微波放大器、微波混频器等器件。
这些器件可以对信号进行放大、滤波、混频等操作，以满足不同的通信需求。
微波器件技术是指用于处理微波信号的器件技术，主要包括微波天线、微波电路、微波集成电路等。
这些器件可以完成微波信号的发送、接收和处理，是微波技术的重要组成部分。
微波技术的应用领域微波技术已经广泛应用于通信、雷达、医疗、无线电视、卫星通信等领域，使得这些领域的设备更加高效、精密和方便。
下面将分别介绍微波技术在这些领域的应用。
在通信领域，微波技术主要应用于微波通信系统、微波网络和微波设备中。
微波通信系统利用微波进行信号传输，可以实现高速率和大容量的数据传输，适用于长距离通信。
微波网络是指采用微波进行连接的通信网络，可以覆盖大范围的区域，适用于城市和农村的通信需求。
微波设备包括微波发射器、微波接收器和微波天线等设备，可以实现对微波信号的发送、接收和处理。
在雷达领域，微波技术主要应用于雷达系统、雷达信号处理和雷达器件中。
雷达系统利用微波进行目标检测和跟踪，可以实现对目标的远程监测和控制。
雷达信号处理是指对雷达信号进行处理和分析，以获得目标的位置、速度等信息，是雷达系统中的重要环节。
雷达器件包括雷达天线、雷达电路和雷达传感器等器件，可以实现对雷达信号的发送、接收和处理。
在医疗领域，微波技术主要应用于医疗设备、医疗通信和医疗图像处理中。
医疗设备利用微波进行医疗诊断和治疗，可以实现对人体的无损检测和治疗。
微波技术基础复习提纲
微波技术基础复习提纲复习提纲第二章1．传输线方程及其解。
2．特性阻抗，传播常数的定义。
3．任一点的输入阻抗的定义及性质。
4．反射参量定义表达式。
5．反射参量与输入阻抗的关系。
6．驻波比和行波比的定义。
7．阻抗与驻波比的关系。
8．无耗线的三种工作状态特点。
9．史密斯圆图的依据关系式。
10．圆图上的三个圆的表达式。
11．圆图上三个特殊点，两个特殊线，两个旋转方向。
12．阻抗匹配的几种情况。
/4 波长匹配器的计算，单双枝节匹配会用圆图求解。
第三章1．什么是规则金属波导，能传播的波的模式。
2．矩形波导，圆波导各自的主模。
3 在矩形波导和圆波导中m n TM m n TE 模的场结构如何描述，即下标m ，n 的含义。
4．矩形波导的传输特性。
传播常数，截止波长，截止频率，传播条件，相速度，群速度，波导波长，波阻抗（m n TM m n TE 模不同）。
5. 矩形波导，圆波导的截面尺寸选择。
6．矩形波导中的波形简并，圆形波导中的两种不同简并形式，解释其区别。
7. 圆波导中截止波长，截止频率和传播常数的计算公式。
8．同轴线主要传输的模式。
9．保证传输线只传输主模的条件。
第四章微带线和带状线1．带状线的结构2．带状线的工作模式，传输TEM波。
3．微带线的结构。
4．微带线中场的结构。
混合的TE－TM模式，准TEM模第五章介质波导和介质谐振器1. 介质板波导的场分析，截止条件。
2. 圆形介质波导中的模式。
3. 光纤中数值孔径NA的含义。
4. 介质谐振器实例分析。
5. 圆形介质谐振器中的模式，和波形指数的含义。
第六章微波网络基础1．转移矩阵，散射矩阵的各元素的定义及含义。
2.转移矩阵和散射矩阵以及传输散射矩阵之间的转化关系。
3.常用二端口网络的转移矩阵和散射矩阵的计算。
4.插入损耗和插入相移的计算第七章微波谐振器1．谐振器的含义。
2．谐振器的基本参数和定义式。
3．谐振器的最大电能储能和最大磁能储能表达式和关系。
4．串联和并联谐振电路的品质因数表达式及它们分别与R的关系。
微波复习资料(情况总结版)
这种特性使其常用于射频电路的电抗元件。
特定长度的短路线会呈现谐振特性
这种特性使得1/4波长或半波长短路线在射频电路中可以用作谐振器。
2）、开路线
负载端开路，——全反射
3）、行驻波状态（部分反射）
定义：可见这时线上既有行波分量也有驻波分量，故称为行驻波状态
电压振幅为最大值(波腹)
实轴左边端点为阻抗短路点：
实轴右边端点为阻抗开路点：
圆图中心点为阻抗匹配点：
整个圆电长度以为周期，所谓阻抗重复性
Smith阻抗圆图特点总结为“三点、三线、二面、二向、一转”口诀。
“三点”指：中心点为匹配点，右边端点为开路点，左边端点为短路点。
“三线”指：实轴为纯电阻，左半实轴为电压波节点，右半实轴为电压波腹点。
最大、最小的模式称为主模，其他模称为高次模。矩形波导的主模是TE10模。
Or K>Kc,F>Fc
=
TE10模场强与y（波导窄边）无关，场分量沿y轴均匀分布
11、传输线谐振器：什么是传输线谐振器；开路线/短路线等效为串联/并联谐振器
传输线谐振器是指将一段传输线一端短路、开路或接电抗负载所构成的谐振电路。
短路传输线的损耗可以等效为无耗传输线端接一电阻
半功率带宽（也称3dB带宽）BW
（1）λ/2半波长短路传输线在谐振频率附近可以等效为串联RLC谐振电路
（2）λ/4短路传输线谐振器在谐振频率附近可以等效为并联RLC谐振电路
（3）λ/2半波长开路传输线谐振器在谐振频率附近可以等效为一并联RLC谐振电路
（4）1/4波长开路传输线谐振器在谐振频率附近等效为一串联RLC谐振电路。
1、传输线阻抗公式
2、半波长阻抗重复性3、1/来自波长阻抗倒置性4、反射系数
微波器件原理
1.微波管参量：带宽、功率等的基本概念、分类带宽：是指微波振荡器或放大器在一定工作条件下，能满足一定技术指标要求的工作频率范围。
分类：绝对带宽，相对带宽，增益带宽，功率带宽，效率带宽，瞬时带宽，调谐带宽，冷带宽，热带宽；功率：连续波状态的功率，脉冲状态的功率，平均功率2.平板间隙中的感应电流，感应电流的产生过程，渡越角，耦合系数等概念，电子与场的能量交换过程。
0020112(1)()E a k a k x q q qx Q S E qk q d Q q S E x qa q Q q S E d E E d x d εεε-=⎫⎪⎧==-⎪⎪⎪⎪+=⇒⎬⎨⎪⎪=-=⎪⎪⎩⎪+-=⎭其中E 为当平板中没有从阴极飞向阳极的电子带只有外加电压c V 时的电场 (1)()x Qk Q qk Q q d x Qa Q qa Q q d ⎧=-+=-+-⎪⎪⎨⎪=+=+⎪⎩电流是由电荷的变化产生的，因而外电路中的电流：a dQ dQ q dx dQ q i v dt dt d dt dt d ==+=+ c d dV dQ i C dt dt ∴==感应电流：ind v i q d=，所以二极管电极外电路中流过的电流实际上是运动电荷q -在飞行过程中电极上感应电荷的变化引起的，成为感应电流。
设注入间隙的密度调制电子流为0m I sin i I t ω=+，0I 为电流的直流分量，m I 为电流的交变分量。
选择间隙中间为坐标原点，0t 为电子层通过0x =点的时刻，认为电子以直流速度0v 匀速通过间隙，则电子层到达x 处的时间为00x t t v =+，0dx dt v =，dx 层中的电荷为0dx dq idt iv ==，000ind v v dx dx di dq i i d v d d=== 200m 00m 0022I sin sin I sin 2dind ind dv d i di I t I M t d v ωωωω-∴==+=+⎰sin 22M θθ= 0d v ωθ= θ渡越角：电子在通过间隙的时间内密度调制的电子流变化的相位弧度数。
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第一章： 1. 微波电真空器件的概念：微波电真空器件是指在真空状态下，利用带电粒子在电极间运动过程从而实现微波信号的振荡或放大的一种系统。
人们习惯往往也把利用带电粒子在特定气体中的运动而产生的放大或转换的器件归结为电真空器件。
2. 微波管的分类：静态控制（微波三，四极管），动态控制（线性注器件，正交场器件），相对论器件（快波器件，相对论传统微波管，相对论新型管），其他新型器件。
3. 带宽：冷带宽是指高频结构本身的某一通频带范围，或者是能满足相速基本不变的范围。
热带宽是指在高频系统中引入电子注以后以输出功率或增益来确定的带宽。
微波管的带宽肯定是热带宽。
4.脉冲功率和重复脉冲平均功率：脉冲功率则是在一个调制脉冲的持续时间τ内微波功率的平均值，即0()p p p t dtττ=⎰。
5. 微波电真空器件的主要组成部分：分为三部分：电子枪是产生电子注并赋予电子注直流能量的机构。
高频系统是电子注交出直流能量而使高频场富哦的能量被放大的机构。
收集极与输出装置是收集作用过的电子注并输出高频能量机构。
6. 什么是感应电流，如何计算平板二极管的感应电流：是运动的电荷在外电路感应产生的 dv q i ind = 7. 微波谐振腔中作用场的建立：P317与电子流作用交换能量的高频场是电子流通过间隙时自己建立的。
在实际微波管中，谐振腔可以等效成一个LRC 谐振电路，当有电子流I 穿过间隙时，在LRC 谐振电路中将有感应电流流通，在R 上产生电压降，在间隙上建立起一个阻止电子流前进的拒斥场，是电子流的速度降低。
由于通过间隙的电子流是密度调制电子流，包含有交变分量在谐振电路中激励起的感应电流也含有交变分量，经过LC 谐振电路后，在R 上产生交变电压降，因而在间隙上建立起高频交变电压即在谐振腔内产生高频场。
第二章 微波电真空器件的高频结构1．速调管的高频结构是什么：输入谐振腔，漂移管和输出谐振腔2. 磁控管的高频结构是什么：慢波线型3. 微波电真空器件的高频结构分类：微波电真空器件高频系统可以分为谐振腔型和慢波线型两大类。
4. 速调管的带宽与哪些参量有关：高频结构的功率，如果高频结构是谐振腔，那么谐振腔的品质因数越高，那么器件频带就越窄。
5. 单腔回旋管的高频结构：开放式波导谐振腔6. 慢波产生的条件：(1) 对c k 的要求：由麦克斯韦方程得. 222c k k γ=+ 在传播条件下， 22,c k k j γβ<= 上式成为222c k k β=-，对于慢波系统，只要满足条件20c k <的传输线才能成为曼波系统。
（2）对场分布的要求：在直角坐标系中，如果22220,0x y x y k k k k <>>且则是慢波，就要求在直角坐标系中横向波数x y k k 或至少有一个必须为虚数，相应其场的分布亦为由周期性的三角函数变为非周期性的双曲函数。
圆柱坐标系中：电磁场沿径向的分布也具有近似周期性正负变化的贝塞尔函数变成了非周期性的变态贝塞尔函数。
（3）对表面阻抗的要求：至少有一个表面的表面阻抗不为零。
7. 慢波系统色散曲线的基本特点(P339)：慢波系统的色散曲线主要的有三种：一. 直接把电磁波相速p v 与频率f （或波长λ）的关系画成曲线，直观，相速的变化情况一目了然，缺点是曲线不能反映出群速的大小及群速与频率的关系。
另外，在慢波系统的理论研究中，所得到的色散方程也就往往并不是p v 和f 的显函数。
如果图中相速随频率没有变化，代表无色散波，曲线具有/0(/0)p p dv df dv d λ><的特征，称为异常色散或反常色散。
如果曲线/0(/0)p p dv df dv d λ<>的特征，称为正常色散。
二，把色散关系画成自由空间波数k 与相位常数β的关系曲线，并称为布里渊图，优点,由于/,/p k c v ωβω==，因而曲线上任意一点的纵坐标与横坐标之比，或者说曲线上任一点与坐标原点的连线与横坐标夹角的正切，就是/p v c ，我们称为慢波比，二曲线上任一点的切线的斜率//g dk d v c β=。
由于纵坐标直接正比于频率，故布里渊图不仅给出了相速与频率的关系，而且给出群速与频率的关系。
布里渊图同时也给出了相速与群速的关系。
8. 什么是空间谐波，空间谐波的相速和群速的关系以及它们之间的关系：在周期系统中传播的波，由于结构空间周期性，波的场分布也具有周期性，因而可分解成无数个谐波，这些谐波称为空间谐波。
空间谐波的相速001p pn p n v v n L ωλβ==+，群速10n gn g g n v v v βωβω-∂∂⎛⎫==== ⎪∂∂⎝⎭，由此可见，各空间谐波具有不同的相速，它随谐波次数号数n 的不同而改变：但同一模式的所有空间谐波群速相同，都等于基波。
它们之间的关系当相速与群速同号时，为前向波，相速与群速反向为反波9. 耦合阻抗的概念，物理意义和计算： 22()2zm n cn n E k Pβ=：耦合阻抗是慢波系统的另一个重要参量，由于电子注是与慢波线上的纵向电场发生作用，所以耦合阻抗取决于系统中传输的功率流于纵向电场之间的关系定义为耦合阻抗。
物理意义为：高的耦合阻抗表征慢波系统的色散情况。
对于正常色散，色散越强烈，群速越小，耦合阻抗越高。
对于异常色散，色散越强，耦合阻抗越低。
10. 空间谐波与时间谐波的区别：（a ）空间谐波是场的幅值在空间（z 向）具有非间谐的周期性而引起的；而时间谐波则是场幅值在时间上具有非简谐的周期性（脉冲波）而引起的；（b ）空间谐波都具有相同的频率w ，但具有不同的相位常数n β和相同的群速g v ：时间谐波则有不同的频率，在色散系统中相速也不同，一般情况下群速相同；（c ）由空间谐波合成的场在时间上仍是简谐变化的并不存在谐波。
11. 螺旋线慢波系统中如果假设电磁波沿螺旋线传输，可以得到电磁波的相速为sin p v c ψ=，其中ψ为螺旋角，c 为自由空间的光速，是否可以认为电磁波真空地沿螺旋线传输，假设电磁波沿螺旋线传输的合理性在哪：可以这样认为；其合理性在P347关于螺旋线的螺旋导电面模型。
12. 慢波系统的通带，阻带，和禁区的概念，阻带和禁区的共同点和不同点是什么：电磁波传输的区域成为通带。
电磁波不能传播的区域成为阻带。
禁区是指n k β>的区域，即快波区。
共同点与不同点见书P355.1， 禁区是指n k β>的区域，即快波区，对开敞系统，快波不能传播，成为辐射场，因而成为禁区；而阻带是周期系统形成全驻波，不存在传播波的频率范围。
2， 对开敞周期系统，既有禁区，每个模式也会有阻带；对封闭周期系统，不仅能传播慢波，也可以传播快波，因而不存在禁区但阻带仍存在3， 均匀慢波系统，只要是开敞性的，就会存在禁区而这时因为没有考虑其周期性，因而不会有阻带。
13. 正色散与负色散的感念：如果相速与群速同号方向一致为正色散，如果相速与群速反号且方向相反为负色散。
14. 正常色散与异常色散的概念：频率越高相速越大称为异常色散，频率越高相速越小称为反常色散。
15. 耦合腔慢波系统与螺旋线慢波系统的特点：耦合腔慢波系统的特点在1， 耦合腔慢波结构是全金属结构，不需介质支撑，导热性能好，功率容量大，适合大功率行波管应用，但频带较窄。
2， 耦合孔位于靠近管壁电流和磁场最强（对TM010模）的位置，因而这种缝隙耦合式磁耦合，或称电感耦合，系统腔体之间的耦合主要靠这些耦合孔实现，膜片中心孔德耦合可以忽略不计3， 系统的基波是返波，其通带两端的截止频率是：c c ωωωωπ<=,0。
4， 漂移管的存在不仅使TM01模截止，且使作用间隙的纵向电场更加集中，还增加了其沿轴线分布的非正弦性，以增加空间谐波分量，从而提高了-1次谐波的耦合阻抗。
5， 电子注通道与系统中的慢波传输通道时分开的，前者由漂移管承担，后者则由耦合孔完成，耦合主抗的大小主要由漂移管的形状和尺寸确定，而通频带的宽窄则主要取决于耦合孔的位置、形状和尺寸。
螺旋线慢波系统的特点： 结构简单，加工方便，频带极宽，色散很弱，在中小功率行波管中被普遍采用16. 耦合腔慢波系统腔通带的低端截止频率是由什么确定的：是由 2.405c k a =决定的，与b 无关，也就是由圆盘加载波导或圆柱谐腔形成的横向振荡状态所确定的。
第三章1.主要的线性注微波管速调管，行波管，返波管。
2.速调管工作原理，主要结构及各部分功能工作原理：利用电子注在通过谐振腔间隙时，受到高频场作用产生速度调制，然后再漂移管中利用渡越时间效应形成密度调制，将电子注的直流能量转换成高频能量。
密度调制的电子注与输出腔隙缝的微波场进行能量变换，电子把动能交给微波场，完成放大或振荡的功能。
由电子枪，高频结构（输入、输出谐振腔，漂移管），能量输入、输出装置，收集极和聚焦系统。
电子枪产生密度均匀的电子注；电子注在高频系统中完成于高频场的能量交换，将自身的直流能量部分地交给高频场使微波信号得到放大；飞出高结构的电子流最后打上收集极并在收集极上以热能的形式消耗掉剩余的能量；为了防止电子注因空间电荷力而扩散，聚焦系统可以使电子注保持一定直径而不致打上高频结构。
3.速调管的速度调制和密度调制完成的过程P378 电子枪产生密度均匀的电子注，电子注受到电子枪样机的加速，以一定的速度通过输入谐振腔的高频间隙。
微波信号输入输入谐振腔，在高频间隙上产生高频交变电压，当均匀的电子注通过间隙时，在高频电压正半周时对通过的电子加速，副半周时使通过的电子减速，且加速或减速的多少亦与高频电压的瞬时大小对应，这样在电子注离开高频间隙时速度已不再均匀，电子速度受到了调制。
电子注离开间隙进入漂移管时，他们之间的相对位置还没有来得及改变，即电流密度还是均匀的。
由于漂移管时一个等电位空间，速度已受到调制的电子在漂移管中作惯性运动，引起速度不等的电子之间发生追赶现象，使电子注变得有稀有密，不再均匀电子注由速度调制变成了密度调制。
4.电子注在离开速调管输入间隙时速度的计算公式)2sin(110dd t v v v θω++= 002V me v = 0v d d ωθ=为间隙的直流渡越角 01121v M v α= 电压调制系数 ：01V V m =α 电子注与输入间隙的耦合系数：2/)2/sin(1d d M θθ= m V 1为高频电压幅值 0V 为阳极直流电压 总写2/11010)2sin(2/)2/sin(12⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=d d d m d t V V V m e v θωθθ 5.耦合系数的物理意义和表达式耦合系数描述的是间隙中高频场对电子注作用的有效程度或与电子注的耦合程度，它是反映间隙高频场对电子注速度进行调制的特性的一个重要物理量。