微波通信技术期末复习
微波技术__期末考试试卷
微波技术 期末考试试卷(A )标准答案及评分标准一、简答题(每小题3分) 1、 如何判断长线和短线?答:长线是传输线几何长度l 与工作波长λ可以相比拟的传输线(1.5分),(必须考虑波在传输中的相位变化效应),短线是几何长度l 与工作波长λ相比可以忽略不计的传输线(1.5分)。
(界限可以认为是/0.05l λ≥)。
2、 何谓分布参数电路?何谓集总参数电路? 答:集总参数电路由集总参数元件组成,连接元件的导线没有分布参数效应,导线沿线电压、电流的大小与相位与空间位置无关(1.5分)。
分布参数电路中,沿传输线电压、电流的大小与相位随空间位置变化,传输线存在分布参数效应(1.5分)。
3、 何谓色散传输线?对色散传输线和非色散传输线各举一个例子。
答:支持色散模式传输的传输线,(0.5分)色散模式是传输速度(相速与群速)随频率不同而不同的模式(0.5分)。
支持非色散模式传输的传输线(0.5分),非色散模式是传输速度(相速与群速)不随频率而改变的模式。
(0.5分) 色散模式传输线:波导(0.5分)非色散模式传输线:同轴,平行双导体,微带。
(0.5分) 4、 均匀无耗长线有几种工作状态?条件是什么?答:均匀无耗长线有三种工作状态,分别是驻波、行波与行驻波。
(1.5分) 驻波:传输线终端开路、短路或接纯电抗;(0.5分) 行波:半无限长传输线或终端接负载等于长线特性阻抗;(0.5分) 行驻波:传输线终端接除上述负载外的任意负载阻抗;(0.5分)5、 什么是波导中的模式简并?矩形波导和圆波导中的简并有什么异同? 答:不同模式具有相同的特性(传输)参量叫做模式简并。
(1分) 矩形波导中,TE mn 与TM mn (m 、n 均不为零)互为模式简并。
(1分) 圆波导的简并有两种,一种是极化简并。
其二是模式简并,(1分)6、 空气填充的矩形波导(宽边尺寸为a ,窄边尺寸为b )中,要求只传输10H 波型,其条件是什么?答:由于10H 的截止波长2c a λ=,而20H 的截止波长为a ,01H 的截止波长为2b ,若保证10H 单模传输,因此传输条件max (,2)2a b a λ<<(3分)。
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。
微波技术与天线期末复习
一、填空题(不写解答过程,将正确的答案写在每小题的空格内。
每小空格1分,大空格2分。
错填或不填均无分。
共30分):1、传输线的工作特性参数主要有 特性阻抗 、 传播常数 、 相速 和波长 。
2、驻波比的取值范围为 1≤ρ<∞ ;当传输线上全反射时,反射系数 1 ,此时驻波比ρ= ∞ 。
3、 中称为 传播常数 , 称为衰减常数、它表示传输线上波行进单位长度幅值的变化 , 称为 相移常数,它表示传输线上波行进单位长度相位的变化。
4、特性阻抗50欧的均匀传输线终端接负载Z1为20j欧、50欧,20欧时,传输线上分别形成① 纯驻波 ② 纯行波 ③ 行驻波 。
5、下图为无耗终端开路线的驻波特性图, O’ 位置是终端开路处,短路线的作用是 等效在终端接无限大阻抗即终端开路 。
6、有均匀传输线特性阻抗为50Ω,线上工作波长为10cm,如图所示:Ω=501Z (1)若 ,在 处的输入阻抗Zin = 50 Ω;(2)若 ,在 处的输入阻抗Zin = ∞ Ω;在 处的输入阻抗Zin = 0 Ω;当 处,Zin呈 感性,当处, Zin呈 容 性。
(3)若 ,传输线上的驻波比ρ=∞ 。
7、无耗传输线的终端短路和开路时,电压、电流曲线的主要区别是终端开路时的电压、电流曲线在终端处为电压 波腹、 电流 波节;阻抗分布曲线的主要区别是终端开路时在终端处的等效一 并联谐振 电路,终端短路时在终端处的等效一 串联谐振 电路。
8、一段长度 为的短路线和开路线的输入阻抗呈纯电抗:一段长度 为的短路线的输入阻抗为一纯 电感 ;一段长度 为的开路线的输入阻抗为一纯 电容 。
9、阻抗匹配具有三种不同的含义, 分别是负载阻抗匹配、源阻抗匹配 和 共轭阻抗匹配 ,它们反映了传输线上三种不同的状态。
阻抗匹配方法从实现手段上划分有串联 λ/4阻抗变换器法和支节调配器法。
支节调配器法又有 串联单支节调配器 法和 并联调配器 法。
10、圆图中的阻抗一般式为Z=R+jX,传输线特性阻抗为Z0,根据各点在下图所示的阻抗圆图中的位置,判断其性质。
微波期末复习及总结
微波期末复习及总结1.什么是SDH?SDH全称叫做同步数字传输体制,是⼀种将复接、线路传输及交换功能融为⼀体、并由统⼀⽹管系统操作的综合信息传送⽹络,是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光⽹络3.SDH的优缺点是什么?SDH的优点:(1)使1.5Mbit/s和2Mbit/s两⼤数字体系在STM-1等级上获得统⼀。
数字信号在跨越国界通信时,不再需要转换成为另⼀种标准,第⼀次真正实现了数字传输体制上的世界性标准。
(2)由于有了统⼀的标准光接⼝,允许不同⼚家的设备在光路上互通,满⾜多⼚家环境的要求,从⽽使连⽹的成本⼤约降低了10%—20%。
(3)SDH采⽤了同步复⽤⽅式和灵活的复⽤映射结构,各种不同等级的码流在帧结构净负荷内的排列是有规律的,⽽净负荷与⽹络是同步的,因⽽只需要利⽤软件即可使⾼速信号⼀次直接分/插出低速⽀路信号即所谓的⼀步复⽤特征。
(4) SDH帧结构中安排了丰富的开销⽐特,因⽽使得⽹络的运⾏、⽹络管理和维护能⼒都⼤⼤加强了。
(5)SDH具有完全的后向兼容性和前向兼容性。
SDH的缺点:(1)频带利⽤率低(2)指针调整机理复杂(3)软件的⼤量使⽤对系统安全性的影响6.STM-N帧中单独⼀个字节的⽐特传输速率是多少?STM-N的帧频为8000帧/秒,这就是说信号帧中某⼀特定字节每秒被传送8000次,那么该字节的⽐特速率是8000×8bit=64kbit/s。
这个数字是不是也很眼熟,64kbit/s是⼀路数字电话的传输速率。
7.复⽤的三个步骤是什么?各种业务信号复⽤进STM-N帧的过程都要经历映射(相当于信号打包)、定位(相当于指针调整)和复⽤(相当于字节间插复⽤)三个步骤。
5.STM-N的信号是9⾏×270×N列的帧结构。
7.64kbit/s是⼀路数字电话的传输速率。
10.段开销分为再⽣段开销(RSOH)和复⽤段开销(MSOH),分别对相应的段层进⾏监控。
14.将低速信号复⽤成⾼速信号的⽅法有两种:(⼜叫做码速调整法)20.为了适应各种不同的⽹络应⽤情况,有异步、⽐特同步、字节同步三种映射⽅法与浮动VC和锁定TU两种模式。
微波通信复习题纲
数字微波复习题1、微波通信是利用什么来携带信息,且通过什么在空间传若干相互无关信息,且还能微波通信是一种先进的通信方式,它利用微波来携带信息,通过电波空间同时传送2、微波通信的优点是什么?什么被称为现代通信的三大主要手段?P1它具有传输容量大,长途传输质量稳定、投资少、建设周期短和维护方便等特点3、据所传基带信号的不同,微波通信分为哪两种制式?根据所传输基带信号的不同。
微波通信又分为模拟微波通信系统和数字微波通信系统4、数字微波通信有哪些特点,微波的频率范围是多少?P2微波通信最基本的特点可以概括为6个字:“微波、多路、接力“。
数字微波除了上面微波通信的普遍特点外,还具有数字通信的特点(1)抗干扰性强,整个线路噪声不累积。
(2)保密性强,便于加密。
(3)器件便于固态化和集成化,设备体积小、耗电少。
(4)便于组成综合业务数字网(ISDN)。
5、试画出数字微波通信系统方框图,(0—2)且说明各框图的作用?P3(1)用户终端用户终端指直接为用户所使用的终端设备,如自动电话机、电传机、主版机和调度电话机等(2)交换机交换机是用于功能单元、信道式电路的暂时组合以保证按要求进行通信操作的设备。
用户通过交换机进行呼叫连接,建立暂时的通信信道或电路。
这种交换可以是模拟交换,也可以是数字交换。
(3)数字终端机数字终端机的基本功能是把来自交换机制多路音频模拟信号变换成时分多路数字信号送往数字传输信道,以及把数字微波传输信道收到的时分多路数字信号反变换成多路模拟信号,送到交换机(4)微波站微波站的基本功能是传输数字信息。
按工作性质不同,可分为数字微波终端站、数字微波中继站和数字催泪岔路站三类。
终端站、中继站、分路站6、数字微波传输方式有哪些性能指标,怎么定义的?P4(1)传输容量(2)频带利用率(3)传输质量7、数字微波传输方式有哪两类?P6 无线电波的电场、磁场及电磁能场有哪些基本关系?P51数字信号传输方式一般分为基带传输和频带传输两大类无线电波的电场、磁场及电磁能流之间具有如下一些基本关系和基本性质(1)电场、磁场和能流传输方向(即电波传输方向)相互垂直,它们之间是一个右手螺旋的关系。
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。
07微波技术基础期末复习
cTE c 2 2 kcmn (m / a ) (n / b)
【2.12】由若干段均匀无耗传输线组成的电路如图示。 试分析AB、BC及CD段的工作状态,并求各点的反射 系数和上述各段的驻波比。 (R=900Ω)
3-2矩形波导的尺寸a为8cm,b为4cm,试求频率分别为3GHz 和5GHz时该波导能传输那些模。
总复习
1.微波的频率范围 2.无耗传输线 3.ρ,|Γ|的取值范围 4.已知特性阻抗为Z0,驻波比为ρ,电压波腹、波节点 阻抗 5.阻抗匹配的方法 6.阻抗匹配有三种不同的含义 7.共轭阻抗匹配原理和作用 8.终端开口的开路线是否为理想的开路线?如何实现 理想的终端开路线? 9.相速、群速 10.微带线、带状线工作模式
24.魔T的结构与特性 25.波导扼流式短路活塞结构图与工作原理 26.波导分支器有哪些 27.衰减器和移相器的作用和它们的S矩阵 28.波导双分支定向耦合器S参数表示 • ☆λ/4波长变换性 • 传输线上相距λ/4两点的输入阻抗的乘积等于常数
2 Z in ( z ) Z in ( z ) Z 0 4
6-21测得某二端口网络的S矩阵为
0.10 S 0.890 0.890 0 . 2 0
问此二端口网络是否互易?若在端口2短路,求端口1处的 回波损耗。插入衰减L(dB)、插入相移、电压传输系数T、 驻波比ρ
L 10 log 1 S 21
2
T=S21
1 S11 1 S11
2-33完成下列圆图基本练习: (1)已知ZL=0.4+0.8,求dmin1、dmax1、VSWR和K (2)已知l/λ为1.29,K为0.32,dmin1为0.32 λ,Z0为75Ω,求 ZL和Zin。 解: (1)找到ZL,对应向电源波长数为0.114 λ ,顺时钟旋转到电 压最小点, dmin1 =0.25 λ -0.114 λ +0.25 λ =0.386 λ dmax1=0.25 λ -0.114 λ =0.136λ VSWR=4.2,K=0.238 (2)ρ=1/0.32=3.125,找到最小点,逆时钟旋转0.32 λ, ZL=90.3+j97.7 顺时钟转0.29 λ ,得Zin=24.8-j12.6
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。
微波技术基础期末试题二与参考答案[1]
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 =
微波技术期末试题及答案
微波技术期末试题及答案以下是微波技术的一些期末试题以及对应的答案,供参考。
试题一:什么是微波技术?请简要介绍微波技术的应用领域。
答案一:微波技术是一种利用微波频段(300MHz-300GHz)进行通信、雷达、天文学和其他相关应用的技术。
其应用领域包括但不限于通信领域的无线电波传输、雷达系统、卫星通信、微波炉等。
试题二:请简要解释什么是微波谐振腔回路?答案二:微波谐振腔回路是指在微波电路中的一个闭合回路,由电感、电容和/或其他元件构成。
当该回路的电感和电容的数值合适时,可以使得微波信号在该回路内反射和传输的特性达到最佳的谐振状态。
试题三:简述微波网络分析器的原理及其主要应用。
答案三:微波网络分析器是一种用于测量微波电路的参数和性能的仪器。
其原理是将测试信号送入待测电路并测量其在不同频率和功率下的传输和反射特性,从而获取电路的参数和性能指标。
主要应用包括电路设计、信号分析、无线通信系统测试等。
试题四:解释微波导的概念和特点。
答案四:微波导是一种专门传输和导引微波信号的传输线路,具有一定的截止频率和传输特性。
其特点包括低传播损耗、高载波容量、较小的尺寸、较高的频率响应等。
试题五:简要解释集成电路在微波技术中的应用。
答案五:集成电路在微波技术中的应用主要是利用微波集成电路的高度集成性和小尺寸优势,实现微波频段上的信号处理和通信功能。
常见的应用领域包括通信系统中的低噪声放大器、混频器、振荡器等。
试题六:什么是微波功率管?请简要描述其原理和应用。
答案六:微波功率管是一种用于放大微波信号并提供较大功率输出的高频电子器件。
其原理是通过电子束与电磁场的相互作用来实现信号放大。
主要应用于雷达、通信系统等需要较高功率输出的场合。
试题七:简述微波天线的作用及其常见类型。
答案七:微波天线用于接收和发射微波信号,在微波通信和雷达系统中起到关键的作用。
常见的微波天线类型包括方向性天线、宽角度天线、偶极子天线等,用于满足不同的应用需求。
微波技术期末考试试题
微波技术期末考试试题### 微波技术期末考试试题一、选择题1. 微波频率通常指的是:- A. 30 MHz 到 300 MHz- B. 300 MHz 到 3 GHz- C. 1 GHz 到 30 GHz- D. 30 GHz 到 300 GHz2. 以下哪项不是微波传输的基本特性?- A. 直线传播- B. 反射- C. 折射- D. 极化3. 微波通信中,天线的增益表示:- A. 天线接收的功率- B. 天线辐射的总功率- C. 天线辐射的方向性- D. 天线接收的信号强度4. 微波放大器中,噪声系数通常用来衡量:- A. 放大器的增益- B. 放大器的稳定性- C. 放大器的噪声性能- D. 放大器的频率响应5. 微波系统中,相控阵天线的主要优点是:- A. 重量轻- B. 成本低- C. 可实现电子扫描- D. 易于安装二、简答题1. 简述微波技术在现代通信中的应用。
2. 解释什么是波导,并说明其在微波传输中的作用。
3. 描述微波频率选择性接收的原理。
4. 讨论微波放大器在通信系统中的重要性。
三、计算题1. 已知一个微波天线的增益为 20 dBi,若天线接收到的信号功率为1 mW,请计算天线接收到的功率密度。
2. 假设一个微波通信系统使用的频率为 10 GHz,传播路径上的大气衰减为 0.5 dB/km,计算在 100 km 距离上的总衰减。
四、论述题1. 论述微波技术在军事通信中的应用,并讨论其优势和挑战。
2. 讨论微波技术在卫星通信中的应用,并分析其对现代通信系统的影响。
五、实验题1. 设计一个简单的微波传输实验,以测量不同材料对微波信号的衰减。
2. 利用波导理论,设计一个微波信号的传输系统,并说明其工作原理。
六、案例分析1. 分析一个实际的微波通信案例,讨论其系统设计、传输效率和可能遇到的问题。
注意:请确保在答题时,遵循考试规则,合理分配时间,确保答题的完整性和准确性。
祝你考试顺利!。
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。
微波技术复习题(非官方版).docx
微波天线与技术复习题填空题10空,每空2分。
具体题目在复习提纲中出。
选择题10道,每道2分。
具体题目在复习提纲中出。
简答题15分1.试说明为什么规则金属波导内不能传播TEM波?(2. I]试说明为什么规购金属波导内不能传输TEM波?答空心金属波导内不能存在TEM波。
这是因为:如果内部存在TEM波.则要求磁场应完全在波导的横截面内.iftlH是闭合曲线•由麦克斯书第一方程知.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.故必要求有传播方向的位移电流.由位移电流的定义式t = 这就要求在传播方向有电场存在。
显然,这个结论与TEM波(既不存在传播方向的电场也不存在传播方向的磁场)的定义相矛盾,,所以.规则金届波导内不能传输TEM波.2.为什么一般矩形(主模工作条件下)测量线探针开槽开在波导宽壁的中心线上?因为波导中有传导电流,把槽开在在宽壁的中心线上不会切断管壁电流,保证了管壁电流畅通,不至于引起波导内的电磁波的反射。
3.在波导激励中常用哪三种激励方式?激励波导的方法通常有三种:电激励、磁激励和电流激励。
计算题45分1[1.1]设一特性阻抗为so n的均匀传输线终端接负我/?.- loo n.求负栽反射系数r,.在离负裁0.2> 0. 25A及0.5A处的输入阻抗及反射系数分别为多少?解终端反射系数为r =尺-Z. = loo — 5()= _1_1 ~ R1 + Z v ~ 100 + 50 ~ ~根据传输线上任意-点的反射系数和输入阻抗的公式叫和Zg = Z。
:,代;在离负我0. 22. 0. 25A. 0.5A反射系数和输入阻抗分别为F(0. 22) = + e • r(0. 25A) =- ¥ r(0.5A)= + Z…(0. 2A) = 29. 43/ -23. 79° fl. Z,…(0. 25A) = 25 Q. Z,…(0. 5A) = 100 fl 2.【2.3】中形波导截血尺寸为aXA=23 mmXlO mm .波导内充满空气.侑号源频率为10 GHz ,试求①波导中W以传播的模式,②该模式的截止波长七.相移常.数向波导波K A,及相速%.解俏号波长为A — *7* = 3 cm — 30 mm2a = 46 mm. 人* = 〃 = 23 mm因血波导中可以传输的模式为TE,.户虹=158.8.此时.号=3. 95 X 10' m/s. A,=号=39. 5 mm3.设某系统如图所示,双端口网络为无耗互易对称网络,在终端参考面二处接匹配负载, 测得距参考面4距离=0.1252处为电压波节点,驻波系数为1.5,试求该双端口网络的1 1g散射矩阵。
[微波技术期末复习资料大全]电子科技大学微波技术基础试卷-填空总汇(可编辑)
[微波技术期末复习资料大全]电子科技大学微波技术基础试卷-填空总汇电子科技大学二零零六至二零零七学年第二学期期末 1、传输线某参考面的输入阻抗定义为该参考面的(总)电压和(总)电流的比值;传输线的特征阻抗等于(入射)电压和(入射)电流的比值;传输线的波阻抗定义为传输线内(横向电场)和(横向磁场)的比值。
2、矩形波导传输的基模是( TE10 模);宽度为a,高度为b(a b)的空气填充矩形波导,当工作波长大于( 2a ),电磁波不能在波导中传播。
3、在SMITH圆图中,原点代表的传输线工作状态是(行波状态(或匹配状态)),上半平面的阻抗性质是(感性)。
《微波技术基础》期末试题二与参考答案 1.从传输线方程看,传输线上任一点处的电压和电流都等以该处相应的入射波和反射波的叠加。
2.终端短路的传输线的输入阻抗等于 j Zc tgβl ,终端开路的传输线的输入阻抗等于 -j Zc ctgβl 。
3.电磁波的波长和频率满足λ fc 条件才能在波导中传输。
4. 圆波导的三种主要工作模式TE11 、TE01 、 TM01 。
5. 无耗网络的Z和Y参数是纯虚数,A参数的 A11 、和 A22 是实数。
6. 微波网络的工作特性参量有电压传输系数T 、插入衰减A 、插入相移θ、输入驻波比ρ。
7.分支调配器可调电纳范围 ?∞~+∞,螺钉调配器可调容性电纳范围 0~+∞。
8.微波谐振器有那两个主要功能储能、选频。
微波技术与天线B卷 1、充有介质的无耗同轴传输线,其内、外导体直径分别为,传输线上的特性阻抗。
(同轴线的单位分布电容和单位分布电感分别匹配负载中的吸收片平行地放置在波导中电场最处,在电场作用下吸收片强烈吸收微波能量,使其反射变小。
平行z轴放置的电基本振子远场区只有和两个分量,它们在空间上(选填:平行,垂直),在时间上(选填:同相,反相)。
已知某天线在E平面上的方向函数为,其半功率波瓣宽度。
旋转抛物面天线由两部分组成,把高频导波能量转变成电磁波能量并投向抛物反射面,而抛物反射面将其投过来的球面波沿抛物面的向反射出去,从而获得很强。
微波复习资料
1) 微波频率:300MHz~3000GHz2) 穿透性:微波照射于介质物体时,能深入该物体内部的特点称为穿透性 3) (简答)微波分析方法:1)“场”的分析方法,从麦克斯韦方程出发,在特定的边界条件下求解2)“路”的分析方法,将传输线作为分布参数电路处理,用基尔霍夫定律建立传输线方程,求得线上电压电流的时空变化规律。
4) (简答)分布参数:分布参数是相对于集总参数而言的,在微波波段,由于导体构成的传输线往往比波长长或与波长相当,当沿长线传播时,通过到导体线的损耗电阻、电容、电感和漏电导表现出来,导致沿线的电压、电流随时间和空间位置变化,这些参数对传输电磁波的影响分布在传输线上的每一点,称分布参数 5) 无耗传输的0Z 为实数6) 无耗传输线1p 110v 1C L Z C ==;L1分布电感,C1分布电容;pC L λπωβ211==;rp c v εβω光==;rp ελβπλ02==7)20in in )4(Z z Z Z z =+λ)(;'2')(zL ez γ-Γ=Γ;)(L z j e z ϕΓ=Γ)(;00L Z Z Z Z L L +-=Γ;波腹(Γ>0,0in Z Z ρ=),波节(Γ<0,0in Z 1Z ρ=)8) LL VSWR I I U Γ-Γ+====11U minmax minmax ρ,)'(1)'(1z 0'in z z Z Z Γ-Γ+=)(,0)'()'()'(Z z Z Z z Z z in in +-=Γ9) 行波(吸收功率最大)、驻波、行驻波电压电流复振幅图(P16起)10) 行波:无反射波,0L Z Z =或∞→l ;zi i eU z U z U γ-==1)()(;zi i eZ I z I z I γ-==01)()(;0inZ Z z =)(;0(z)=Γ;1=ρ 11) 驻波:终端短路、开路接纯电抗;1L =Γ;P22,23,图 12) U 、I ,有2λ重复性,4λ变换性13) 横电磁波(TEM )(没有电磁场的纵向场量);横电波(TE )或磁波(H )(电场纵向分量0,磁场纵向分量不为0);横磁波(TM )或电波(E )(纵向磁场0,纵向电场不为0)14) TE 和TM 传输条件:μεπ2c c k f f => ;ccc k f v πλλ2==<;截止条件:μεπ2c c k f f =<,ccc k f v πλλ2==>15) (简答)色散:TE 和TM 波的相速度和群速度都随波长(即频率)而变化,称此现象为“色散”,因此TE 和TM 波(即非TEM 波)称为“色散”波,而TEM 波的相速度和群速度相等,且与频率无关,称为“非色散”波 16) 边界条件(P48)矩形波导 17) Stop 51色散:TE 和TM 波的相速度和群速度都随波长(即频率)而变化,称此现象为色散简并:具有不同的场结构,而有相同的传输参数与传输条件的现象称为简并 微波分析方法:1)“场”的分析方法,从麦克斯韦方程出发,在特定的边界条件下求解2)“路”的分析方法,将传输线作为分布参数电路处理,用基尔霍夫定律建立传输线方程,求得线上电压电流时空变化规律分布参数:分布参数是相对于集总参数而言的,在微波波段,由于导体构成的传输线往往比波长长或与波长相当,当沿长线传播时,通过到导体线的损耗电阻、电容、电感和漏电导表现出来,导致沿线的电压、电流随时间和空间位置变化,这些参数对传输电磁波的影响分布在传输线上的每一点,称分布参数行波特点:输入阻抗匹配,反射系数0),'(])'(Re[22t z u ez U t j =ω微波频率:300MHz~3000GHz穿透:微波照射介质物体时,能深入该物体内部的特点 横电磁波(TEM ):没有电磁场的纵向,横向不为0 横电波(TE)或磁波(H):横电场为0,横磁场不为0 横磁波(TM)或电波(E):横磁场为0,横电场不为0 矩形波导主模: 波 圆波导主模式: 波 同轴线主模式:TEM1p 110v 1C L Z C ==p112C L λπωβ==μεπ2TM TE c c k f f =>传输条件:和ccc k f v πλλ2==<μεπ2cc k f f =<截止条件:ccc k f v πλλ2==>2)/(1/,c p v v TM TE λλ-=相速度:,g v TM TE 群速度:0=⨯E n边界:s n s0=⋅B n 10TE OH 11)a b )(()(11,内半外半单模传输:a b H c +=>πλλ2221121111A Z A A Z A I U Z L L in ++==kk k k k b a Z I I -==0~kk kk k b a Z U U +==0~S 系:各端口归一入反射波关1*,S ==S S S STT无耗性:参数互易性:⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=---nj j j e ee P θθθ0000021PSPS ='L ez -Γ='Γγ2)(00Z Z Z Z L L L +-=Γρρ00Z Z Z Z in in ==波节波腹LL :11Γ-Γ+=ρ)(1)(1)(0z z Z z Z in 'Γ-'Γ+='。
微波技术复习题
微波技术复习题微波技术复习题微波技术是一门涉及电磁波传输和应用的学科,广泛应用于通信、雷达、卫星通信等领域。
为了加深对微波技术的理解和掌握,下面将提供一些微波技术的复习题,帮助读者回顾和巩固相关知识。
1. 什么是微波技术?微波技术是一种利用电磁波进行信息传输和处理的技术。
它利用微波频段的电磁波,通过调制、放大、传输和解调等一系列过程,实现了无线通信、雷达探测和卫星通信等应用。
2. 微波技术的应用领域有哪些?微波技术广泛应用于通信、雷达、卫星通信、无线电频谱分析、医学成像等领域。
在通信领域,微波技术被用于移动通信、卫星通信和无线局域网等;在雷达领域,微波技术被用于目标探测和跟踪;在医学成像领域,微波技术被用于乳腺癌检测和治疗等。
3. 什么是微波的频率范围?微波的频率范围一般被定义为1GHz到300GHz之间。
在这个频率范围内,微波的特性与电磁波的传播和衰减有着独特的特点,适合用于无线通信和雷达等应用。
4. 什么是微波的传输特性?微波的传输特性是指微波在传输过程中的衰减、传播速度和传播路径等特点。
微波的传输特性受到频率、天线高度、传输介质和传输距离等因素的影响。
在微波通信中,传输特性的研究对于确定传输距离和信号质量有着重要的意义。
5. 什么是微波的天线?微波的天线是指用于接收和发射微波信号的装置。
微波天线一般由金属材料制成,具有较高的增益和方向性。
常见的微波天线有偶极子天线、开口馈源天线和微带天线等。
6. 什么是微波的功率放大器?微波的功率放大器是指用于放大微波信号的装置。
微波信号在传输过程中会发生衰减,因此需要通过功率放大器来增加信号的强度。
常见的微波功率放大器有二极管放大器、场效应管放大器和旅行波管放大器等。
7. 什么是微波的调制和解调?微波的调制是指将信息信号转换成微波信号的过程,而解调是指将微波信号转换成信息信号的过程。
调制和解调是微波通信中的重要环节,它们决定了信号的传输质量和可靠性。
8. 什么是微波的反射和衍射?微波的反射是指微波信号遇到障碍物后发生的反射现象。
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
微波通信技术期末复习
微波通信技术简答题&1微波通信概述1. 数字微波通信特点?传输容量大, 效费比高, 抗干扰能力强, 可采取再生中继实现高质量远距离传输, 可与程控数字交换机直接接口, 数字通信易于加密, 适宜于集成化。
通信频段频带宽, 受外界干扰影响小, 通信灵活性较大, 天线增益高、 方向性强, 投资少、 建设快。
2. 数字微波通信组成?终端站(发射、 接收)、 中间站(中频转接/微波转接/直接转接/无源转接)、 再生中继站(基带转接)、 枢纽站&2微波信号传输1.自由空间条件?均匀无损耗无限大空间; 各向同性; 充满理想介质, 电导率为0, εr=1、 μr=1。
满足上述条件空间不存在电磁波反射、 折射、 散射、 色散。
2.自由空间传输损耗定义?电波在自由空间中传输时, 其能量会向空间扩散, 所以单位面积上接收到电波能量会降低, 距离越远, 单位面积上接收到能量也越少。
这种因为扩散而引发电波损耗称为自由空间传输损耗。
3.自由空间传输损耗公式推导?假定发射功率为PT, 发射天线为各向均匀辐射, 即增益为1。
则在以发射源为中心、 半径为d 球面上单位面积接收功率为则定义自由空间损耗为两边取对数4.衰落产生机理与分类从发生衰落物理原因看, 有闪烁衰落、 K 型衰落及波导型衰落三种。
πλπ4422⋅=d P P T r 24⎪⎭⎫ ⎝⎛==λπd P P Ls R T )(lg 20)(lg 204.92)(GHz f km d dB Ls ++=闪烁衰落: 因为对流层散射到收信点多径电场强度叠加在一起, 形成了闪烁衰落。
连续时间短, 电平改变小, 通常不至于造成通信中止。
K型衰落: 由多径传输引发干涉型衰落, 因为直射波和反射波抵达收信端相位不一样相互干涉造成电波衰落。
在对流层中行程差是随K值改变, 故称K型衰落, 又称多径衰落。
除地面效应外, 大气中突变层也会产生发射和散射, 形成多径衰落。
波导型衰落: 因为多种气象条件影响, 如早晨地面被太阳晒热, 夜间地面冷却, 以及海面和高气压地域会形成大气层中不均匀结构。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
微波通信技术简答题&1微波通信概述1. 数字微波通信的特点?传输容量大,效费比高,抗干扰能力强,可采用再生中继实现高质量的远距离传输,可与程控数字交换机直接接口,数字通信易于加密,适宜于集成化。
通信频段的频带宽,受外界干扰的影响小,通信灵活性较大,天线增益高、方向性强,投资少、建设快。
2. 数字微波通信的组成?终端站(发射、接收)、中间站(中频转接/微波转接/直接转接/无源转接)、再生中继站(基带转接)、枢纽站 &2微波信号的传播1.自由空间条件?均匀无损耗的无限大空间;各向同性;充满理想介质,电导率为0,εr=1、μr=1。
满足上述条件的空间不存在电磁波的反射、折射、散射、色散。
2.自由空间传播损耗定义?电波在自由空间中传播时,其能量会向空间扩散,因此单位面积上接收到的电波能量会降低,距离越远,单位面积上接收到的能量也越少。
这种由于扩散而引起的电波损耗称为自由空间传播损耗。
3.自由空间传播损耗公式推导?假定发射功率为PT ,发射天线为各向均匀辐射,即增益为1。
则在以发射源为中心、半径为d 的球面上单位面积的接收功率为 则定义自由空间损耗为 两边取对数4.衰落产生的机理与分类从发生衰落的物理原因看,有闪烁衰落、K 型衰落及波导型衰落三种。
闪烁衰落:由于对流层散射到收信点的多径电场强度叠加在一起,形成了闪烁衰落。
持续时间短,电平变化小,一般不至于造成通信中断。
K 型衰落:由多径传输引起的干涉型衰落,由于直射波和反射波到达收信端的相位不同互相干涉造成的电波衰落。
在对流层中行程差是随K 值变化的,故称K 型衰落,又称多径衰落。
除地面效应外,大气中的突变层也会产生发射和散射,形成多径衰落。
波导型衰落:由于各种气象条件的影响,如早晨地面被太阳晒热,夜间地面的冷却,以及海面和高气压地区会形成大气层中的不均匀结构。
当电磁波通过对流中这些不均匀结构时,将产生超折射现象,形成大气波导。
收信点的电场强度是直射波、地面反射波及大气波导层的反射波的矢量合成,从而形成严重的干涉型衰落。
平衰落产生原因1)信号频带内的各频率分量基本相等2)由气象条件的慢变化引起,如雨雾衰减,大气中不均匀气体的散射等。
3)多经传播现象也会引入平衰落4)浅度的波导型衰落。
频率选择性衰落(快衰落)产生的原因1)信号频带内的各频率分量起伏较大,甚至剧烈;2)直射波和强反射波的干涉所致;3)波导型的衰落深度较大时,也会产生此类衰落。
πλπ4422⋅=d P P T r 24⎪⎭⎫ ⎝⎛==λπd P P Ls RT )(lg 20)(lg 204.92)(GHz f km d dB Ls ++=5.各种抗衰落技术1)平衰落AGC电路;波道倒换2)频率选择性衰落分集技术利用自然界无线传播环境中独立的多径信号来实现,由于它们同时出现深衰落的可能性很小,故可以在多个信号中选择两个或更多个信号进行合并频域/时域均衡技术基带系统中插入一种可调(或不可调)滤波器就可以补偿整个系统的幅频和相频特性,从而减小码间串扰的影响。
这个对系统校正的过程称为均衡,实现均衡的滤波器称为均衡器。
频域均衡是从频率响应考虑,使包括均衡器在内的整个系统的总传输函数满足无失真传输条件。
而时域均衡,则是直接从时间响应考虑,使包括均衡器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰条件。
智能天线技术具有测向和波束形成能力的天线阵列。
OFDM技术将高速的串行数据流分解为多个并行的低速数据流,然后分别将其调制到多个正交子载波上传输,此时各子载波上传输信号的符号持续时间增长,当持续时间大于信道的时延扩展时,传输信号对信道的时间色散不在敏感,可消除符号间干扰(ISI)。
从频域来看,各子载波的传输带宽远小于信道的相干带宽,各子载波只受到平坦衰落,避免了频率选择性衰落带来的失真MIMO技术M个发射天线和N个接收天线,不考虑复用的情况有有M N个独立通道。
显然多个路径同时衰落的概率极低,MIMO天线能获得MN级空间分集效果,接收信号的误码率性能会有显著提高圆柱面自适应阵列天线由于整个360度圆周上任意段等长圆弧组成的阵列都处于相同条件下,因此,可以在任意方向形成相同的波束,天线单元之间的互耦、天线增益和波束宽度等也不会随天线波束的扫描角的变化而变化,也就是说该阵列天线可以在任意信号来波方向形成主波束,在任意干扰方向形成零陷,具有全方位360度的扫描能力。
扩频技术3)绕射衰落、吸收衰落增强发射功率;缩短站距;适当地改变天线设计6.频率选择性对通信系统的影响1)引起带内失真;2)使交叉极化鉴别率下降;3)使系统原有的衰落储备值下降&31.为什么要调制?a)数字基带信号、低频信号不适合信道传输;b)利用调制解调技术可以提供有效的方法来克服信道缺陷,如信道的加性噪声、失真和衰落。
c)无线系统中,只有当天线尺寸与波长可比拟时才能有效地辐射功率;d)调制到高频,可以实现频率复用;e)改变信号占据的带宽;&41.非线性对微波传输系统的影响1)信号灵敏度降低和堵塞2)输出端产生输入端不存在的频率信号3)增益压缩—系统增益随信号输入电平变化而非线性增长2. 三种频率源合成方式的优缺点1) 直接频率合成(DS )原理:利用混频、倍频、分频的方法由参考源频率经加、减、乘、除运算直接组合出所求的频率优点:频率转换时间快,具有较高的频率分辨力,相位噪声低缺点:结构复杂、杂散大、体积大、频率分辨率差2)间接频率合成(IS )—锁相环(PLL )原理:能够跟踪输入信号相位变化的闭环自动控制系统优点:锁定时无频差,良好的窄带跟踪特性,良好的调制跟踪特性,门限性能好,易于集成化缺点:频率转换时间慢3) 数字频率合成(DDS )原理:利用数字方式累加相位,再以相位和作为地址查找正弦函数表,得到正弦波幅度的离散数字序列,最后经过D/A 转化得到模拟正弦波输出优点:极高的频率分辨率,输出频率带宽宽,频率转换时间极短,频率捷变时的相位是连续的,可输出任意波形,具有数字调制功能,缺点:杂散抑制差,工作频率受限,DSS+PLL宽带输出,频率分辨率高,快速转换时间,快速锁定时间,低相位噪声,低杂散3.接收机实现方案:超外差式接收机:中频远低于载频信号,易实现信道选择;避免系统高增益放大的自激现象;较低中频上解调或A/D 相对容易零中频(直接下变频)接收机:无镜像频率干扰;射频接收部分简单;变频后为基带信号,无需专用中频滤波器;易于集成设计;本振泄漏,容易从天线辐射出去形成邻道干扰;LNA 偶次谐波失真干扰,三阶交调分量容易泄漏到基带形成干扰;直流偏差(零中频方案特有的一种干扰,是自混频引起的直流)叠加在基带信号上,使信噪比变差;有源器件噪声镜像抑制接收机:数字中频基色接收机:接收机技术指标:噪声系数、灵敏度、增益、动态范围、带宽、选择性、I/Q 正交特性、相位噪声、杂散/谐波抑制度、频率准确度、频率稳定度名词解释&11.传输容量数据传输率:每秒种传输构成数据代码的二进制比特数,单位为比特/秒(bit/second),记作bps 。
信号传输速率:也称码元率、调制速率或波特率,表示单位时间内通过信道传输的码元个数,单位记做BAND 带宽 :信道可以不失真地传输信号的频率范围。
信道容量:信道在单位时间内可以传输的最大信号量,表示信道的传输能力。
信道在单位时间内可以传输的最大比特数。
2.频带利用率:所传输的信息速率(或符号速率)与系统带宽之比值,其单位为bit/s/HZ (或为Band/Hz).3. 误码率比特误码率=错误接收的比特数/信道传输的总比特数码元误码率=错误接收的码元数/信道传输的总码元数)/1(log 2N S W C +=NS C W 44.1lim ≈∞→&21.惠更斯-菲涅尔原理波在传播过程中,波面上的每一点都是一个进行二次辐射的球面波波源,而下一个波面就是前一个波面上无数个二次辐射波面的包络面。
2.菲涅尔区满足下列关系式:TP +PR-TR=d+nλ/2,n=1,2,3,……的发射源和接收点连线TR之外的任一点P所构成的轨迹就是费涅尔区。
T点是发射点,R点是接收点,有一动点P,满足TP+PR-TR=d+λ/2,动点P在空间的轨迹为一个旋转椭球面,这个椭球面的内部空间称为第一费涅尔区。
菲涅尔半径:菲涅尔椭球面上任何一点到TR连线的垂直距离。
物理意义:菲涅尔区半径越小,即频率高、波长小,传输波束越锐,能量越集中,越接近光传播。
费涅尔区估算能量传播区域的一个重要概念,在工程设计中尤其关心第一费涅尔区,因为它是传播能量最集中的区域。
一般要求在第一费涅尔区范围内不能有阻挡。
3.衰落余量:与自由空间传播条件相比,当热噪声增加时,为了在不超过门限误码的情况下系统仍能正常工作所必须留有的余量。
衰落余量越大,接收电平下降到门限电平以下的概率就越小。
改善系统的性能,可增加衰落余量。
增加衰落余量的方法:提高发射功率;增加天线增益;降低接收机的门限电平;缩短路径长度。
&41.dB分贝是一个一个以10为底的对数表示的比值单位,它常用在测量计算机中表示功率比值。
dBm:分贝毫瓦,功率单位,功率P(mW),10log10(P/1mW)dBW:分贝瓦,功率单位,功率P(W),10log10(P/1W)dBc:C—compare是一个表示功率相对值的单位,dBc相对于载波dBi和dBd是功率增益的单位,两者都是相对值,但参考基准不一样。
dBi的参考基准为全方向性天线;dBd的参考基准为偶极子。
16dBd=18.15dBi2.1dB压缩点:当输入信号的增加1dB,而放大器的实际输出与线性输出相比降低1dB的输出功率。
3. 交调分量当两个不同频率的信号加入到一个非线性系统的输入端时,则会产生两个频率的多次组合分量(mω1±nω2),产生交调现象。
三阶交调分量当m+n=3时,交调产物为三阶交调产物4.三阶交调系数:三阶交调产物与基波功率比,IM3表示三阶交调截获点:基波信号输出特性曲线的延长线与三阶交调特性曲线的延长线的交汇点所对应的输出功率为输出三阶交调截获点功率OIP3,所对应的输入功率为输入三阶交调截获点功率IIP3。
级联非线性网络:1/A IIP32=1/A IIP3,12+α12/A IIP3,22+α12β12/A IIP3,32+…1/IIP3=1/IIP31+G1/IIP32+G1G2/IIP33+…5.噪声系数的定义:信号通过二端口网络(放大器)后,由于器件本身产生噪声,使信噪比变坏,使信噪比下降的倍数就是该器件的噪声系数。
NF=(S in/N in)/(S out/N out)NF=N a+N in G a/N in G a=N a+kT0B n G a/kT0B n G aNF=(T0+T e)/T0=LT/T0 (G a=1/L)级联系统:F=F1+(F2-1)/G1+(F3-1)/G1G2+…+(F N-1)/G1G2…G N-16.噪声度量的定义:M=(F-1)/(1-1/G)7.灵敏度的定义:在给定接收机解调器前所要求的输出信噪比的条件下,接收机所能检测的最低输入信号电平。