微波技术基础简答题整理.docx

《微波技术基础简答题整理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微波技术基础简答题整理.docx（6页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、第一章传输线理论1-1.什么叫传输线？何谓长线和短线？一般来讲，凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同体组成的导波系统，均可成为传输线；长线是指传输线的几何长度l远大于所传输的电磁波的波长或与可相比拟，反之为短线。（界限可认为是l/=0.05）1-2.从传输线传输波形来分类，传输线可分为哪几类？从损耗特性方面考虑，又可以分为哪几类？按传输波形分类：（1） TEM（横电磁）波传输线例如双导线、同轴线、带状线、微带线；共同特征：双导体传输系统；（2） TE（横电）波和TM（横磁）波传输线例如矩形金属波导、圆形金属波导；共同特点：单导体传输系统；（3） 表面波传输线例如介质波导、介

2、质镜像线；共同特征：传输波形属于混合波形（TE波和TM波的叠加）按损耗特性分类：（1） 分米波或米波传输线（双导线、同轴线）（2） 厘米波或分米波传输线（空心金属波导管、带状线、微带线）（3） 毫米波或亚毫米波传输线（空心金属波导管、介质波导、介质镜像线、微带线）（4） 光频波段传输线（介质光波导、光纤）1-3.什么是传输线的特性阻抗，它和哪些因素有关？阻抗匹配的物理实质是什么？传输线的特性阻抗是传输线处于行波传输状态时，同一点的电压电流比。其数值只和传输线的结构，材料和电磁波频率有关。阻抗匹配时终端负载吸收全部入射功率，而不产生反射波。1-4.理想均匀无耗传输线的工作状态有哪些？他们各自的特

3、点是什么？在什么情况的终端负载下得到这些工作状态？（1） 行波状态：，负载阻抗等于特性阻抗（即阻抗匹配）或者传输线无限长。终端负载吸收全部的入射功率而不产生反射波。在传输线上波的传播过程中，只存在相位的变化而没有幅度的变化。（2） 驻波状态：终端开路，或短路，或终端接纯抗性负载。电压，电流在时间，空间分布上相差/2，传输线上无能量传输，只是发生能量交换。传输线传输的入射波在终端产生全反射，负载不吸收能量，传输线沿线各点传输功率为0.此时线上的入射波与反射波相叠加，形成驻波状态。（3） 行驻波状态：终端负载为复数或实数阻抗（或）。信号源传输的能量，一部分被负载吸收，一部分反射回去。反射波功率小于

4、入射波功率。1-5.何谓分布参数电路？何谓集总参数电路？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。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。1-6.微波传输系统的阻抗匹配分为两种：共轭匹配和无反射匹配，阻抗匹配的方法中最基本的是采用/4阻抗匹配器和支节匹配器作为匹配网络。1-7.传输线*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。1-8.传输线上存在驻波时，传输线上相邻的电

5、压最大位置和电压最小位置的距离相差/4，在这些位置输入阻抗共同的特点是纯电阻。第二章微波传输线2-1.什么叫模式或波形？有哪几种模式？在均匀媒质的理想波导管以及由此构成的腔体中，电磁波模式根据沿波导轴向Z向是否存在电磁场分量而分成：（1） 横电磁波（TEM）：电矢量、磁矢量均与传播方向垂直；（2） 横电波（TE）：电矢量与传播方向垂直；（3） 横磁波（TM）：磁矢量与传播方向垂直。2-2.试从多个方向定性说明为什么空心金属波导中不能传输TEM模式。如果空心金属波导内存在TEM波，则要求磁场应完全在波导横截面内，而且是闭合曲线。由麦克斯韦第一方程，闭合曲线上磁场的积分应等于与曲线相交链的电流。由

6、于空心金属波导中不存在沿波导轴向（即传播方向）的传到电流，所以要求存在轴向位移电流，这就要求在轴向有电场存在，这与TEM波的定义相矛盾，所以空心金属波导内不能传播TEM波。2-3.什么是色散？何谓色散波形和无色散波形？对色散传输线和非色散传输线各举一个例子。电磁波的相速随着频率的变化而变化的现象称为“色散”，把具有这种特性的波形称为“色散波形”，不具有这种特性的波形称为“无色散波形”。（TE、TM为色散波形，TEM为无色散波形）色散传输线：波导；非色散传输线：同轴线、平行双导体、微带。2-4.微波在波导中传输时，会有哪几种速度？它们的意义是什么？为什么波导中能量传播速度与群速度相等？相速：导行

7、波的相速是指*种波形的电磁波等相位面沿波导的轴向（Z方向）的传播速度。群速：对于已被调制的电磁波，是一群具有非常相近角频率和非常相近的相移常数的波，这群有多种频率成分的波由此构成一个波群，波群的共同移动速度即群速。真正表示电磁波能量传播速度的只能是群速，因为要使电磁波传播信号，就必须对电磁波进行调制，而已被调制的波是一群、均非常相近的波，其速度只能由群速表示。2-5.何谓工作波长、截止波长？什么是截止频率和截止波数？为什么只有波长小于截止波长的波才能在波导中传播？工作波长，即电磁波在无界媒介中传输时的波长，与波导的形状与尺寸无关。截止波数为传播常数等于0时的波数，此时对应的频率称为截止频率，对

8、应的波长则称为截止波长。它们由波导横截面形状、尺寸，及一定波形等因素决定。波长只有小于截止波长，该模式才能在波导中以行波形式传输，当波长大于截止波长时，为迅衰场。2-6.什么叫做简并波形？圆波导中有哪些简并现象，各有什么特点？矩形波导中哪些波形不存在简并波形？导行系统中不同传输模或不同波形（场结构）的截止波数和截止波长相同的现象称为模式简并现象。圆形波导中存在E-H简并与极化简并。E-H简并：原因为两种模式的截止波长相同，两种模式可同时存在；极化简并：圆形波导特有，原因为圆形波导具有轴对称性，场量沿的分布存在cos(m)和sin(m)两种可能，这两种分布的m、n及场结构完全相同，只是极化面相差

9、/2，所以称为极化简并。除m=0的模式在圆周方向无变化外，所有其它模式都具有极化简并。在矩形波导中，和这两种模式不存在，所以和不是简并模式。2-7.当横截面尺寸相同时，填充不同介电常数的介质的矩形波导的截止波长是相同的，而截止频率是不同的。矩形波导截止波长与波导横截面形状，尺寸，传输波的模式有关；矩形波导截止频率与波导横截面形状，尺寸，传输波的模式有关，同时也和填充介质的性质有关。2-8.若想探测矩形波导内的驻波分布情况，应在什么位置开槽？为什么？在波导宽壁的中心线上开一纵向窄槽，由于窄槽不切割电流线，因此它不影响波导内导行波的传输特性。通过此槽在波导中插入一小探针，外接晶体检波器和电流表，可

10、测的波导内驻波的分布情况。2-9.矩形波导在传播模式时，电场线和磁场线的分布有什么规律？对于电场线，总是垂直于理想管壁，平行于理想管壁的分量为0或不存在；对于磁场线，总是平行于理想管壁，垂直于理想管壁的分量为0或不存在。（P82）2-10.矩形波导的功率容量与哪些因素有关？矩形波导的功率容量与波导横截面的尺寸、模式（或波形）、工作波长，以及波导中填充介质的击穿强度等因素有关。（P90）第三章微波集成传输线3-1.微带线传输的主模是什么？何谓微带线的等效介电常数和介质填充系数？它们有何关系？微带线传输的主模是准TEM模；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来表

11、示这种情况对传输特性的影响。的定义如下：，为无介质填充时微带传输线单位长度的分布电容，C为实际上部分填充介质时微带传输线的单位长度上的分布电容。介质填充系数，*围为0=q1介质的填充程度，当q=0时，表示导带周围全部被空气所包围，=1；当q=1时，表示导带周围全部被1的介质所包围，=。当时，。3-2.耦合带状线的奇模激励对称面等效为电壁，偶模激励对称面等效为磁壁。耦合微带线的奇模激励对称面等效为电壁，偶模激励对称面等效为磁壁。第四章微波谐振器4-1.微波谐振器与低频谐振回路相比，它们有何区别？（1） LC回路（低频谐振回路）为集总参数电路，微波谐振器属于分布参数电路。所以LC回路的能量只分布在

12、LC元件上，微波谐振器的能量分布在整个腔体中。（2） LC回路在L及C一定时，只有一个谐振频率，而微波谐振器中有无限多个谐振频率，这成为微波谐振器的多谐性。（3） 微波谐振腔储能更多，损耗小，因此微波谐振器的品质因数很高，比LC回路高很多。4-2.微博谐振腔的固有品质因数与哪些因素有关？固有品质因数的大小说明了该谐振器的哪些特性？什么叫有载品质因数，什么叫耦合品质因数？它们与固有品质因数的关系是什么？固有品质因数是谐振器不与任何外电路相连接（空载）时的品质因数，与谐振器总储存能量和一周期内总消耗的能量有关。越大，损耗越小，频率选择性越强，工作稳定度越高，但工作频带较窄。把考虑了外界负载作用情况

13、下的谐振器的品质因数称为有载品质因数。耦合品质因数：只针对外界负载损耗的品质因数？4-3.微波谐振器的基本参量有谐振频率（或谐振波长）、品质因数、谐振电导。4-4.微波谐振器有别于传统谐振器在于它的高频时Q值高的特性。频率大于300Hz一般就需要使用微波谐振器，这是由于随着频率升高，导体损耗、辐射损耗、介质损耗将急剧增加，使得谐振系统的品质因数很低，选频特性很差的原因。微波谐振器常见有传输线型谐振器和非传输线型谐振器（金属波导型谐振器）等类型。4-5.微波谐振器的两个主要功能是储能和选频。4-6.无耗传输线谐振器串联谐振的条件是=0，并联谐振的条件是=。第六章微波网络基础6-1.说明而端口网络

14、S参量的物理意义。：1端口接源，2端口接匹配负载，1端口的电压反射系数；：2端口接源，1端口接匹配负载，2端口的电压反射系数；：2端口接源，1端口接匹配负载，2端口到1端口的电压传输系数；：1端口接源，2端口接匹配负载，1端口到2端口的电压传输系数；6-2.一个微波网络的“*端口匹配”与“*端口接匹配负载”物理含义有何不同？*端口匹配是指该端口无反射，出波为0；*端口接匹配负载是指负载无向该端口的反射，该端口入波为0。6-3.表征微波网络的主要工作参量有阻抗参量(Z)、导纳参量(Y)、转移参量(A)、传输参量(T)和散射参量(S)。（Z、Y、A为电路参量，T、S为散射参量）6-4.无耗网络的Z和Y参数是纯虚数，A参数的A11和A22是实数。