微波技术与天线复习大纲

微波技术与天线复习大纲内容摘要：

射波与电压、 电流的关系 ， 经变换得到： ， 第五章 微波元器件 一、基本概念 什么是微波元件。 答：在微波系统中，实现信号的产生、放大、变频、匹配、分配、滤波等功能的部件，称之为微波元件。 微波元件可分哪些类，各类主要是那些。 答：微波元器件按其变换性质可分为线性互易元器件、线性非互易元器件及非线性元器件三大类。 （ 1）线性互易元器件只对微波信号进行线性变换而不改变频率特性并满足互易定理，主要包括：微波连接匹配元件、功率分配元器件、微波滤波器件及微波谐振器件等。 （ 2）非线性互易元器件主要是指铁氧体器 件，它的散射矩阵不对称，但仍工作在线性区域，主要包括：隔离器、环形器等。 （ 3）非线性器件能引起频率的改变，从而实现调制、变频等，主要包括：微波电子管、微波晶体管、微波固态谐振器、微波场效应管及微波点真空器件等。 二、计算题（一般是课后练习题） 有一矩形波导终端接匹配负载，在负载处插入一可调螺钉后，测得驻波比为 ，第一个波节点离负载距离为 ，求此时负载处的反射系数及螺钉的归一化电纳值。 解：插入螺钉后的反射系数模值为： 反射系数的相位可由下式确定， 由反射系数与导纳之间的关系：，可得 证明如图所示微带环形电桥的各端口接匹配负载时，各段的归一化特性导纳为。 证明：微带环形电桥的各支路可用下图来等效。 根据传输线四分之一波长的阻抗变换性： ， 信号从 ① 到 ② 与从 ① 到 ④ 两条支路并联， ① 端口的输入导纳为 因此 即 信号由 ③ 到 ② 与 ③ 到 ④ 两条支路并联，同理。 设矩形谐振腔由黄铜制成，其电导率，其尺寸为，，试求模式的谐振腔波长和无载品质因数的值。 解：谐振腔波长为： 矩形谐 振腔的表面阻抗为 无载品质因数为： 试说明如图所示双 Y 结环形器的工作原理。 答：设两个环形器的连接端口为 ⑤ ，根据 Y结环形器的工作原理，当信号从端口① 输入时，端口 ⑤ 有输出，而端口 ④ 为隔离端无输出，输入到 ⑤ 端口的信号从端口 ② 输出，端口 ③ 为隔离端无输出。 类似分析可得信号从端口 ② 输入，则端口 ③输出，端口 ① 、 ④ 隔离，从而形成了信号的环形。 第六章 天线辐射与接收的基本理论 一、基本概念 什么是天线。 答：用来辐射和接收无线电波的装置称之为天线。 天线有哪些基本功能。 答：（ 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匹配或与接收机匹配。 （ 2）天线应使电磁波尽可能集中于所需的方向上，或对所需方向的来波有最大的接收，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。 天线可分哪几类。 答：（ 1）按用途的不同，可将天线分为通信天线、广播电视通信、雷达天线等。 （ 2）按工作波长的不同，可将天线分为长波、中波、短波、超短波和微波天线等。 （ 3）按辐射元的类型， 可大致分为线天线和面天线。 二、计算题（一般是课后练习题） 设某天线的方向图如图所示，试求主瓣零功率波瓣宽度、半功率波瓣宽度、第一旁瓣电平。 解：主瓣零功率波瓣宽度为：。 主瓣半功率波瓣宽度为：。 第一旁瓣电平： 长度为（）沿轴放置的短振子，中心馈电，其电流分布为，式中，试求短振子的： ① 辐射电子； ② 方向系数； ③ 有效长度（归于输入电流）。 解：由于，所以短振子的电流可近似为 短振子的辐射场为： 辐射功率为 ： 将辐射电场带入上式得：，于是 ① 辐射电阻为：； ② 方向系数为： ③ 有效长度： 第七章 电波传播概论 一、基本概念 什么是衰落。 简述引起衰落的原因。 答：所谓衰落（ Fading）。