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1、一、思考题 1. 什么是微波？微波有什么特点？ 答：微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，频率范围从 300MHz 到3000GHz，波长从 0.1mm 到 1m。( 通常，微波波段分为米波、厘米波毫米和亚毫米波四个波段。)特点: 似光性；穿透性；宽频带特性；热效应性；散射性；抗低频干扰性；视距传播性；分布参数的不确定性；电磁兼容和电磁环境污染。 2. 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？ 3. 微波技术、天线与电波传播三者研究的对象分别是什么？它们有何区别和联系？ 4. 试解释传输线的工作特性参数（特性阻抗、传播常数
2、、相速和波长） 5. 传输线状态参量输入阻抗、反射系数、驻波比是如何定义的，有何特点，并分析三者之间的关系 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？ 7. 史密斯圆图是求解均匀传输线有关 和 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 的等值线簇与反射系数的 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 ，而特征参数 和 ，并没有在圆图上表示出来。导纳圆图可以通过对 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 或 和 或 。圆图上的电刻度表示 ，图上 0180 是表示 。 8. TE
3、M、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？ 9. 描述波导传输特性的主要参数有哪些，如何定义？ 10. 为什么空心的金属波导内不能传播 TEM 波？ 试说明为什么规则金属波导内不能传输 TEM 波？答：如果内部存在 TEM 波，则要求磁场应完全在波导的横截面内，而且是闭合曲线。由麦克斯韦第一方程知，闭合曲线上磁场的积分应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，所以必要求有传播方向的位移电流。由于位移电流为，这就要求在传播方向有电场存在。显然，这个结论与 TEM 波（即不存在传播方向
4、的电场也不存在传播方向的磁场）的定义相互矛盾，所以，规则金属波导内不能传播TEM 波。11. 什么是模式简并现象？(P56 习题 2.12)12. 圆波导中波型指数 m 和 n 的意义是什么？圆波导中单模传输的条件是什么？ 13. 微波集成传输线的特点及分类。1、什么是微波集成传输线？答：它是由微波技术与半导体器件及集成电路结合而成的，从而产生了集成化的平面结构的微波传输线，集成化的微波传输线称为微波集成传输线。2、微波集成传输线具有何特点？答：（1）体积小、重量轻、性能好，一致性号，成本低；（2 ）具有平面结构，通过调整单一平面尺寸来控制其传输特性。3、微波集成传输线可分哪几类，各类主要有那
5、些？答：（1）准 TEM 波传输线，主要有微带传输线和共面波导管；（2）非 TEM 波传输线，主要有槽线、鳍线等； （3）开放式介质波导传输线，主要包括介质波导、镜像波导等；（4）半开放式介质波导，主要包括 H 形波导，G 形波导。14. 微波网络基础中，如何将波导管等效成平行传输线的？ 15. 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。 16. 微波元器件的定义及分类，及其它们在微波电路中的作用。 1、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。2、微波元件可分哪些类，各类主要是那
6、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17. 阻抗匹配元器件的定义，作用，并举例说明有哪些阻抗匹配元件。(P102)18. 功率分配元器件的定义，
7、并举例说明有哪些？ (P106)19. 简述 E-T 和 H-T 分支的主要区别，并画出它们的等效电路。(P113)20. 微波谐振器的定义和分类，有哪些基本参数？(P115)21. 简述天线的定义和功能，及分类 1、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。2、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
8、。 （4）天线应有足够的工作频带。3、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。22. 天线的电参数有哪些？并简要说明电基本振子的电参数。(P143 习题 6.2)答：方向图参数：主瓣宽度，旁瓣电平，前后比；方向系数；天线效率；增益系数；极化和交叉极化电平；频带宽度；输入阻抗与驻波比；有效长度23. 从接收角度讲, 对天线的方向性有哪些要求？(P143 习题 6.4)答：接收天线的方向性有以下要求: 主瓣宽度尽可能窄,
9、以抑制干扰。但如果信号与干扰来自同一方向, 即使主瓣很窄,也不能抑制干扰; 另一方面, 当来波方向易于变化时, 主瓣太窄则难以保证稳定的接收。因此, 如何选择主瓣宽度, 应根据具体情况而定。 旁瓣电平尽可能低。如果干扰方向恰与旁瓣最大方向相同, 则接收噪声功率就会较高, 也就是干扰较大; 对雷达天线而言, 如果旁瓣较大, 则由主瓣所看到的目标与旁瓣所看到的目标会在显示器上相混淆, 造成目标的失落。 因此, 在任何情况下, 都希望旁瓣电平尽可能的低。 天线方向图中最好能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, 这也称为零点自动形成技术。24
10、. 什么是衰落？简述引起衰落的原因。 (P155 习题 7.1)答：所谓衰落（Fading） ，一般是指信号电平随时间的随机起伏。根据引起衰落的原因分类大致可分为吸收型和干扰型衰落。吸收型衰落主要是由于传输媒质电参数的变化，使信号在媒质中的衰减发生相应的变化而引起的；干扰型衰落主要是由随机多径干涉现象引起的。25. 什么是波长缩短效应？试简要解释其原因。(P206 习题 8.1)答：对称振子导线半径 a 越大, L1 越小, 相移常数和自由空间的波数 k=2/ 相差就越大, 对称振子上的相移常数 大于自由空间的波数 k, 亦即对称振子上的波长短于自由空间波长, 这是一种波长缩短现象，令 n1=/k，称 n1 为波长缩短系数。 波长缩短现象的主要原因有: 对称振子辐射引起振子电流衰减, 使振子电流相速减小, 相移常数 大于自由空间的波数 k, 致使波长缩短 ; 由于振子导体有一定半径, 末端分布电容增大（称为末端效应）, 末端电流实际不为零, 这等效于振子长度增加, 因而造成波长缩短。振子导体越粗, 末端效应越显著, 波长缩短越严重。 26. 试画出沿 z 轴放置电基本振子的 E 平面和 H 平面的方向图。(P132 例题 6.1)
