内容发布更新时间 : 2024/5/14 6:54:13星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

《射频技术及应用》作业题

根据课程大纲，这部分作业将在最终考核中占40?

1. 安培定律是在谁做的什么实验的基础上建立的？ 奥斯特做的电磁效应实验

2. 麦克斯韦方程组中包含哪些定律和定理？麦克斯韦本人的贡献体现在什么地方？

包括四个定律：法拉第电磁感应定律 安培环路定律 静电场的高斯定律 稳恒磁场的高斯定律

麦克斯韦的贡献在于提出了涡旋电场和位移电流的概念，变化的磁场可以在空间激发变化的涡旋电场，而变化的电场也可以在空间激发变化的涡旋磁场。因此，电磁场可以在没有自由电荷和传导电流的空间单独存在。

3. 赫兹教授用什么样的方式证明了电磁波的存在？（尽量从物理原理上进行说明）

依照麦克斯韦理论，电扰动能辐射电磁波。

首先赫兹根据电容器经由电火花隙会产生振荡原理，设计了一套电磁波发生器。赫兹将一感应线圈的两端接于产生器二铜棒上。当感应线圈的电流突然中断时，其感应高电压使电火花隙之间产生火花。瞬间后，电荷便经由电火花隙在锌板间振荡，频率高达数百万周 。

由麦克斯韦理论，此火花应产生电磁波，于是赫兹又设计了一简单的检波器来探测此电磁波。他将一小段导线弯成圆形，线的两端点间留有小电火花隙。因电磁波应在此小线圈上产生感应电压，而使电火花隙产生火花。所以他坐在一暗室内，检波器距振荡器10米远，结果他发现检波器的电火花隙间确有小火花产生。

赫兹实验装置图

4. 简要说明射频电磁波的频率范围及其特点。

300KHZ---30GHZ，是一种具有空间远距离传波能力的高频电磁波 物理上的特点：，分布效应强；波长与实验室尺寸接近，具有谐振效应；与物体作用后产生特殊的效应；用以与外太空通信，在军事上有重要地位。

5. 简述射频电磁波理论上的三个统一与一个融合包含哪些内容？ 三个统一：低频与高频的统一、集总与分布的统一、场与电路的统一。

一个融合：电磁场是更为基础的理论，包含了电路理论，基础理论与高技术的高度融合。

6. 基尔霍夫电流定律在什么情况下成立？为什么？

基尔霍夫定律，是把场近似为“路”的情况下的定律，适应的范围仅仅是低频电路，也就是所说的集中参数电路。在高频的情况下，随

着频率的提高，电场能量和磁场能量的空间分布很难分开，电路中元件以及传输线的分布参数不可忽略，使传输线上的电压和电流不仅仅时间的函数，还是空间位置的函数，基尔霍夫定律不在适用。 7. 为什么要用阻抗来定义交变电流、电压之间的关系？容性负载和感性负载各有什么特点？

负载阻抗的表达式为：Z=R+jX

容性负载阻抗虚部为负，感性负载阻抗虚部为正。

8. 电磁波的产生需要哪两个重要的器件？简述这两个器件在电磁波产生过程中是如何发挥作用的。 放大器和谐振器，

9. 简述几种电磁波非接触式耦合的方法，并画出结构示意图。 10. 简述传输线上电磁波的工作状态，并指出它们与负载间的关系。

11. 简要说明反射系数、传输系数、驻波系数、回波损耗、相速度、群速度、色散的物理意义。

12. 说说用四分之一波长阻抗变换器和短路支节实现阻抗匹配的基本步骤。

13. 同轴线外导体上开什么样的缝隙才能实现辐射？

14. 试论述在相同外径情况下，为什么75欧的同轴线的功率容量低于50欧的同轴线？