微波技术与天线复习提纲 简答题及答案 VIP专享VIP免费

1.为什么空心的金属波导内不能传播TEM波？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,则要求磁场完全在波导的横截面内，而且是闭合曲线。有麦克斯韦第一方程可知,闭合曲线上磁场的积分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可知,要求一定有电场存在,显然这个结论与TEM波的定义相矛盾,所以,规则金属内不能传输TEM波。2.说明圆波导中TE01模为什么具有低损耗特性。答：TE模磁场只有径向和轴向分量，故波导管壁电流无纵向01分量，只有周向电流。因此当传输功率一定时，随着频率升高，管壁的热损耗将单调下降，故其损耗相对其它模式来说是低的，故可将工作在TE模的圆波导用于毫米波的远距离传输或01制作高Q值的谐振腔。3.列出微波等效电路网络常用有5种等效电路的矩阵表示，并说明矩阵中的参数是如何测量得到的。答：（1）阻抗参量U=ZI1111则Z=U11I1【2=0当端口②开路时，【2=0，网络阻抗参量方程变为：2Z2211当端口①开路时，=0,2)Y=YiiY导纳参量L21Y122当端口②短路时，U2=0当端口①短路时，3)转移参U=ZI1122U=ZI2222网络阻抗参量方程呈鸾為:I=YUiiii则Y=厶iiU1U2=°网络导纳参量方呈变为：I=YUii22网络导纳参量方程变为::2U一A-=A-i=iii22231AA-1-1i2i2222U]=U=AUiii2A=UiiU2I=YU22iiY=丄2iUiU2=°I=YU2222Y=—22UU]=I=AUi2i2A=2iI2=°I=A(-1)A22=r-n2当端口②开路时，I2=°,网络转移参量方程变为:U=A(-1)ii22当端口②短路时，U2=°,网络转移参量方程变为：=#2U=°Aii:端口②开路时，端口①到端口②电压传输系数的倒数；A2i:端口②开路时，端口①与端口②之间的转移导纳;Ui=°Z=22当端口②接匹配负载时，a2=0,b=Saiiii则S=biia1a2=0网络散射参量方程变为：b=Sa2211S=b21aa2=当端口①接匹配负载时，b=Sa1122cbI网络散射参量方程变为：=0b=Sa2222S=b22a2S11:端口②接匹配负载时,端S21:端口②接匹配负载时,端口①到端口②波的传输系数；s22：端口①接匹配负载时,端5）传输矩当用A22:端口②短路时，端口①到端口②电流传输系数的倒数;A12:端口②短路时，端口①与端口②之间的转移阻抗。_SS_1112SS21224）散射矩阵S参量各参数的物理意义为:S12:端口①接匹配负载时，端口①与端口②波的传输系数。a=Tb+Ta1112122b=Tb+Ta2212222b1作为输入量,a2、b2作为输出量，此时有以下线性方程：4.简述天线的定义和功能。答：用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。基本功能：1）天线应能将导波能量尽可能多地转变成电磁波能量；2）天线具有方向性；3）天线有适当的极化。4）天线应有足够的工作频带。5.简述天线近区场和远区场的特点答：近区场：E=-j——-cos9,E=-j——-sin9,H=——sin9r4兀r294兀r3申4兀r200①在近区，电场E和E与静电场问题中的电偶极子的电场相似，磁9r场H和恒定电流场问题中的电流元的磁场相似,所以近区场称为准静态场。②由于场强与1/r的高次方成正比，所以近区场随距离的增大而迅速减小,即离天线较远时,可认为近区场近似为零。③电场与磁场相位相差90°,说明玻印廷矢量为虚数,也就是说,电磁能量在场源和场之间来回振荡,没有能量向外辐射,所以近区场又称为感应场。远区场：E=j6啓11sin9e-jkr，H=j—11sin9e-jkr9r九申2r九①在远场，电基本振子的场只有E和H两个分量，它们在空间上相9屮互垂直，在时间上同相位，所以其玻印亭矢量s=1EXH*是实数，且2指向r方向。这说明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。②耳=—吐=120K（Q）是一个常数，即等于媒质的本征阻抗，因而H牡90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。这是因为辐射场是以球面波的形式向外扩散的，当距离增大时，辐射能量分布到更大的球面面积上。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。6.简述什么是天线的极化，极化的分类？答：天线的极化是天线在最大辐射方向上辐射场的极化，一般是指辐射电场的空间取向。辐射场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...