内容发布更新时间 : 2024/5/10 9:34:59星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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1、微波是一般指频率从 300MHz 至 3000GHz 范围内的电磁波，其相应的波长从 1m 至 0.1mm 。并划为 分米波、厘米波、毫米波、亚毫米波 四个波段；从电子学和物理学的观点看，微波有 似光性 、 似声性 、 穿透性 、 非电离性 、 信息性 等重要特点。
2、无耗传输线上的三种工作状态分别为： 行波 、 驻波 、 行驻波状态 。 3、传输线几个重要的参数： （1） 波阻抗： 导行系统中导模的横向电场和与这个电场有关的横向磁场之比 ；介质的固有波阻抗为：。 （2） 特性阻抗： 传输线上行波的电压和电流之比 ，或 入射波的电压和入射波的电流之比 ，Z0=其表达式为Z0= ,是一个复数； 其倒数为传输线的 特性导纳 . （3） 输入阻抗（分布参数阻抗）:传输线上任一点的阻抗Zin(d)定义为该点的电压和电流之比 ,即Zin(d)= 。传输线输入阻抗的特点是： A、传输线阻抗随位置d而变，分布于沿线各点，且与负载有关；
B、传输线具有阻抗变换作用，ZL通过线段d 变换成Zin(d)，或相反； C、无耗线的阻抗呈周期性变化，具有变换性和重复性。 (8) 无耗传输线的特性阻
抗= , 输入阻抗具有 周期性，传输线上电压与电流反射系数
关系 ，驻波比和放射系数关系
。
5、负载获得最大输出功率时，负载与源阻抗间关系： Zin=Zg* 。
6、史密斯圆图是求街均匀传输线有关 阻抗匹配 和 功率匹配 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实部和虚部 的等值线簇与反射系数的 幅和模角 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 刻度和电压驻波比 ，
而 特征参数z0 和 特征参数β ，并没有在圆图上表示出来。导纳圆图可以通过对 阻抗圆图 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 rmin 或 行波系数k 和rmax 或 驻波比r 。圆图上的电刻度表示 电长度 ，图上0~180°是表示 反射系数的相位 。
7、Smith圆图与实轴右边的交点为 开路 点。Smith圆图实轴上的点代表 纯电阻 点，左半轴上的点为电压波 节 点，右半轴上的点为电压波 腹 点。在传输线上电源向负载方向移动时，对应在圆图上应 逆时针 旋转。 8、阻抗匹配是使微波电路或系统无反射运载行波或尽量接近行波的技术措施，阻抗匹配主要包括三个方面的问题，它们是：（1） 信号源共轭匹配 ；（2） 信号源匹配 ；（3） 负载匹配 。 9、负载获得最大输出功率时，负载与源阻抗间关系： Zin=Zg* 10、矩形波导的的主模是 TE10 模，导模传输条件是 ，其中截止频率为 fc ，TE10模矩形波导的等效阻抗为 ，矩形波导保证只传输主模的条件是 <2a 。 11、矩形波导的管壁电流的特点是：（1）高频电流、（2） 会在波导壁的内表面感应 、（3）波在波导内传播。
12、模式简并现象是指 对于相同的m和n，TMmn和TEmn模具有相同的截止波长 ，
主模也称基模，其定义是 导行波中截至波长最长的导行波 。单模波导是指 在微波或可见光波段中以单模传输方式传输电磁波的装置 ；多模传输是 在光传输中，包含两种或更多种不同类型的电磁波的传输 。 13、圆波导中的主模为 TE11模 ，轴对称模为 TM01模 ，低损耗模为 TE01模 。
微带线的特性阻抗随着w/h的增大而 减小 。相同尺寸的条件下，εr越大, 特性阻抗越 小
14、微波元器件按其变换性质可分为 线性互易元器件、线性非互易元器件和非线性元器件 三大类。
19、多口网络[S]矩阵的性质：网络互易有 Sij=Sji ，网络无耗有 [S]+ [S]=[I] ，网络对称时有 Sii=Sjj .
20、终端负载元件是典型的一端口互易元件，连接在传输系统的终端，是用来实现 终端短路 、 匹配 或 标准失配 等功能的元件。主要包括三种负载 短路负载 、 匹配负载 、和 失配负载 。 21、微波电路中有一种器件，在振荡器中作为振荡回路，在放大器中用作谐振回路，在带通或带阻滤波器中作为选频元件等，实现上述功能的器件称为 微波谐振器件 。
25、电基本振子的归一化方向函数 ，方向系数D= 1.5 ， 3dB波瓣宽度 90度 . 26、天线辐射场的强度与距离成 反比 （正比、反比）沿z轴放置的电基本振子远场区
有 E 和 H
? 两个分量，它们在空间上相互 垂直 ，在时间上
同相位 （同相位、反相位）
二、名词解释 1、传输线理论
当满足ya=1时，传输线上打分布参数的影响不能忽略。将其影响等效为几个分布参数电路模型，利用基尔霍夫定理传输方程，求解分析传输线工作特性一系列。 2、TEM波、TE波和TM波
TEM波:无纵向电磁场分量的电磁波称为横电磁波，即TEM波 TE波：将Fz=0?
而Hz
?0的波称为电场纯横向波，简称TE波
TM波：将Fz0而Hz=0的波称为磁场纯横向波，简称TM波 3、传播常数、相速、波长
传播常数：传播常数r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
相速：传输线上的相速定义为电压，电流入射波（或反射波）等相位面沿传输方向的传播速度，用Up表示
波长：波在一个振动周期内传播的距离，传输线上的波长与自由空间的波长 与自由空间的波长 5、传输线特性阻抗、输入阻抗、反射系数、驻波比
传输线特性阻抗：将传输线上的导行波的电压与电流之比定义为传输线的特性阻抗，用Z0
输入阻抗：定义传输线上任意一点的Z处的输入电压和输入电流之比为该点的输入阻抗
反射系数：定义传输线上任意一点Z处的反射波电压（或电流）与入射波电压（或电流）之比为电压（或电流）反射系数
驻波比：定义传输线上波腹点电压振幅和波节点电压振幅之比为电压驻波比，用表示 7、工作波长、波导波长
工作波长：与中心频率对应的波长
波导波长：导行波的波长称为波导波长 8、 Smith圆图
是在反射系散平面上标给有归一化输入阻抗（或导纳）等值圆族的计算图 9、天线的互易定理
接收天线将空间电磁波能量转换成高频电流能量，其工作过程就是发射天线的逆过程，即同一天线作为发射与接手时的电参数是相同的，这一特性称为收发互易性 10、S参数
[S]矩阵的各参数是建立在端口接匹配负载基础上的反射系数或传输系数 15、天线的有效长度、天线有效面积
天线的有效长度：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
天线有效面积：当天线以最大接收方向对准来波方向进行接收，接收天线传送到匹配负载的平均功率PLmax，并假定此功率由一块与来波方向相垂直的面积所截获，且这个面积就称为天线的有效接收面积 16、行波天线
如果天线上电流分布是行波，则此天线称为行波天线 17、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
智能天线是由天线阵和智能算法构成，是数字信号处理技术与天线有机结合的产物。 19、阵列天线方向图乘积定理
在各天线元为相似元的条件下，天线阵的方向图函数是单元因子与阵因子之积。三、简述题 1、 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。 2、 无耗均匀传输线输入阻抗的特性，与哪些参数有关？
无耗均匀传输线上任一点输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、及工作频率有关，且一般为复数，故不宜直接测量。另外，无线传输线上任意相距λ/2处的阻抗相同，称为λ/2重复性。
3、
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 输入阻抗：传输线上任一点的阻抗Zin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，
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
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。
反射系数与输入阻抗的关系：当传输线的特性阻抗一定时，输入阻抗与反射系数一一对应，
因此，输入阻抗可通过反射系数的测量来确定；当时，1=0，此时传输线上任一点的反射系数都等于0，称之为负载匹配。
驻波比与反射系数的关系： 驻波比的取值范围是；当传输线上无反射时，驻波
比为1，当传输线全反射时，驻波比趋于无穷大。显然，驻波比反映了传输线上驻波的程度，即驻波比越大，传输线的驻波就越严重。 4、 简述传输线的行波状态，驻波状态和行驻波状态
行波状态：行波状态就是无反射的传输状态，此时反射系数|T1|=0，而负载阻抗等于传输线
的特性阻抗，即；
驻波状态：驻波状态就是全反射状态，也即终端反射系数|T1|=1。|Z1-Z0/Z1+Z0|=|T1|=1 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
分被终端负载吸收，另一部分则被反射，因此传输线上既有行波也有纯驻波，构成混合波状态，故称之为行驻波状态。
5、 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 传输线的工作特性参数主要有特征阻抗Z0，传输常数，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）传输常数是描述传输线上导行波的衰减和相移的参数，其中，和分别称为衰减常数和
相移常数，其一般的表达式为；
（3）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（4）传输线上电磁波的波长与自由空间波长的关系
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？
阻抗匹配的意义： 对一个由信号源传输线和负载构成的系统，希望信号源在输出最大功率时， 负载全 部吸收，以实现高效稳定的传输，阻抗匹配有三种类型，分别是：负载阻抗匹配、源阻抗匹配和共轭
阻抗匹配。
源阻抗匹配：电源内阻等于传输线的特性阻抗称之为源阻抗匹配。源阻抗匹配常用的方法是在信号源之后加一个去耦衰减器或隔离器。
共轭阻抗匹配：对于不匹配电源，当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗等于电源内阻的共轭值时，称之为共轭阻抗匹配。
负载阻抗匹配：负载阻抗等于传输线的特性阻抗称之为负载阻抗匹配。此时，传输线上只有从信号源到负载方向传输的入射波，而无从负载向信号源方向的反射波。 7、 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？
（1）TE波，TM波，TEM波是属于电磁波的三种模式。TE波指电矢量与传播方向垂直，
或者说传播方向上没有电矢量。TM波是指磁矢量与传播方向垂直。TEM波指电矢量和磁矢量都与传播方向垂直；
（2）Kc是与波导横截面尺寸、形状及传输模式有关的一个参量，当相移常数β=0时，意
味导波系统不再传播，亦称为截止, 此时Kc=K，故将Kc称为截止波数
（ 3）矩形波导的主模是TE10模；圆波导的主模是TE11模；同轴线的主模是TEM模；带
状线的主模是TEM模；微带线的主模是准TEM模。 8、 什么叫模式简并现象？矩形波的和圆波导的模式简并有何异同？ 不同的波型可以具有相同的截止波长，这种现象称为简并现象。 矩形波导中，TEmn与TMmn是简并模。
在圆波导中有两种简并模, 它们是E-H简并和极化简并。 9、 简述S参数如何测量 P99
对于互易双端口网络, S12=S21, 故只要测量求得S11、S22及S12三个量就可以了。
设终端接有负载阻抗Zl, 令终端反射系数为Γl, 则有: a2=Γlb2, 代入
b1=S11a1+S12a2 b2=S21a1+S22a2
得
b1=S11a1+S12Γlb2， b2=S12a1+S22Γlb2
于是输入端参考面T1处的反射系数
令终端短路、开路和接匹配负载时, 测得的输入端反射系数分别为Γs, Γo和Γm, 代入上式 并解出
由此可得[S]参数，这就是三点测量法。
10、 什么是天线？天线工作的基本原理、功能、种类、结构，以及如何说明天线具有方
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向性？
答：定义：无线通信系统中，需要将来自发射机的导波能量转变为无线电波，或者将无线电波转化为导波能量，用来辐射和接收无线电波的装置叫天线。
基本原理：发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时，把电滋波转换为高频电流。
功能：天线能将导波能量尽可能多地转变成电磁波能量；天线具有方向性；天线有适当的极化；天线应有足够的工作频带。
种类：按用途可分为通信天线、广播电视天线、雷达天线等；按工作波长可划分为长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线；按辐射元类型课分为线天线和面天线。 结构：天线本身和支持天线的结构物。
如何说明天线具有方向性：一个天线在所有方向上均辐射功率，但在各个方向上的辐射功率不一定相等。
16、简述天线的定义和功能 P.134
定义：需要将来自发射机的导波能量转变为无线电波，或者将无线电波转换为导波能量，用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。 功能：（1）天线应能将导波能量尽可能多地转变为电磁波能量。这首先要求天线是一个良好的电磁开放系统，其次要求天线与发射机或接收机匹配。
（2）天线应使电磁波尽可能集中于确定的方向上，或对确定方向的来波最大限度地接收，即天线具有方向性。
（3）天线应能发射或接收规定极化的电磁波，即天线有适当的极化。 （4）天线应有足够的工作频带。
17、天线为什么可以等效为两个基本振子，又是如何等效的？ 18、天线近场区与远场区分别有什么特点？
答：近场区：
①在近区，电场与电偶极子的电场相似，磁场与电流源的磁场类似，所以近区场称为准静态场。 ②离天线较远时，可认为近场区近似为零。
③电磁能量在场源和场之间来会振荡，没有能量向外辐射，所以近区场又称为感应场。 远场区：
①电基本振子的远区场是一个沿着径向向外传播的横电磁波，故远区场又称辐射场。
②Eθ/Hψ=η=（μ0/ε0）=120π（Ω）一个常数，即等于媒质的本征阻抗，因而远场区具有与平行波相同的特性。
③辐射场的强度与距离成反比，随着距离的增大，辐射场减小。
④在不同的方向上，辐射强度不相等。这说明电基本振子的辐射是有方向性的。 19、简述什么是天线的极化，极化的分类？
答：天线的极化是指在空间某一固定位置上电场矢量端点随时间运动的轨迹。根据轨迹形状不同，可分为线极化、圆极化和椭圆极化。
线极化：电场矢量沿着一条线做往复运动。线极化分为水平极化和垂直极化。
圆极化：电场矢量的大小不变，其末端做圆周运动。分为左旋圆极化和右旋圆极化。
椭圆极化：电场矢量大小随时间变化，其末端运动的轨迹是椭圆。分为左旋椭圆极化和右旋椭圆极化。
20、对接收天线的方向性有哪些要求？
答：1）主瓣宽度尽可能窄，以抑制干扰，但如果干扰与有用信号来自同一方向，即使主瓣宽度很窄，也不能抑制干扰，另一方面当来波方向易于变化时，主瓣太窄难以保证稳定的接收，如何选择主瓣宽度，应根据具体情况而定。
2）旁瓣电平尽可能低，在任何情况下，都希望电平尽可能地低。
3）要求天线方向图中，最好有一个或多个可控制的零点，以便将零点对准干扰方向，而且当干扰方向变化时，零点方向也随之改变，以抑制干扰，这也称为零点自动形成技术。
21、采用天线阵可增强方向性，其主要原理是什么？
答：为了加强天线的方向性，将若干辐射单元按某种方式排列所构成的系统称为天线阵。构成天线阵的辐射单元称为天线元或阵元。天线阵的辐射场是各天线元所产生场的矢量叠加，只要各天线元上的电流振幅和相位分布满足适当的关系，就可以得到需要的辐射特性。 23.分别简述两种智能天线的工作原理与特性。
答：智能天线是由天线阵和智能算法构成，是数字信号处理技术与天线有机结合的产物。智能天线分为两大类：多波束天线与自适应天线阵列。 24、写出阵列天线的方向图乘积定理，并作说明
答:方向图乘积定理：在各天线元为相似元的条件下，天线阵的方向图函数是单元因子与阵因子之积。元因子表示组成天线阵的单个辐射元的方向图函数，其值取决于天线元本身的类型和尺寸，体现了天线元的方向性对天线阵方向性的影响；阵因子表示各向同性元所组成天线阵的方向性，其值取决于天线阵的排列方式及其天线元上激励电流的相对振幅和相位，与天线元本身的类型和尺寸无关。