1、 1桂林电子工业学院试卷 学年第 学期 课号 课程名称 微波技术与天线 适用班级（或年级、专业） 考试时间 120 分钟 班级 学号 姓名 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 成绩满分 28 16 25 13 18 得分 评卷人 一、填空题 (每空 2 分，总 28 分。答案写在答题纸上。 ) 1 特性阻抗为 Z0的无耗传输线终接实数负载 RL时， 距离负载 /2 处等效阻抗为 RL，而距离负载 /4 处其等效阻抗为20/LZ R。 2. 如果均匀传输线上终端短路，则线上电压为 驻 波分布，在负载处，电压为 驻波波节点 ，电流为 驻波波腹点 。 3. 电基本振子和半波对称振子的方向系
2、数分别为 1.5 和 1.65 ;理想地面上高度为 /4 的鞭天线 , 方向系数为 3.3 。 4. 在传输 TE10模的矩形波导中开有窄缝如图所示，其中能辐射电磁波的缝隙有 ，不能形成有效辐射的有 _ 。 5. E-T 的主线上两端口输入信号 反相 (同相 /反相 )时，在 E 臂有最大输出， E-T 的主线上两端口输入信号 同相 (同相 /反相 )时，在 E 臂有最小输出。 6 N 端口网络中，散射矩阵的元素 Sij的物理意义为 当所有其它端口端接匹配负载时从端口 j 至端口 i 的传输系数 (4 分 )。 二、简答题： (16 分 ) 1. 五个理想点源沿 z 轴放置（如图） ，组成的均
3、匀直线阵，理想点源相距 d= /2，相邻点源馈电相位差为 。请写出该直线阵的阵因子。如果要使此直线阵辐射为端射阵，最大辐射方向为 =0o， 应取什么值？ (9 分 ) 2. 何为抛物面天线的最佳照射？试简述抛物面天线的方向函数与天线的口面面积和电试卷编号：6 A d dddIej0IejIej2Iej3Iej4zx2波的波长的关系。 (7 分 ) 解： 1. 电基本振子的方向函数： )sin()(0 =f (2 分 ) 五个线阵的阵因子为： max5sin sin() 1122()5sin sin22aanfFfn = =(3 分 ) 式中 2cos cos cos2kd =+ =+ =+ (
4、2 分 ) 当端射阵时， 0 = 则 cos 0 =+ =+= 可得 = (2 分 ) 2. 在得到较为均匀的口面场分布，同时又保证功 率溢失不大，使抛物面天线方向系数因素 g 达到最大值的工作状态为最佳照射。 (2 分 ) 在最佳照射时有 224 4 0.83SSDg= (3 分 ) 抛物面天线的方向函数与天线的口面面积成正比，与电波的波长的平方成反比。 (2 分 ) 三、 (25 分 )如图无耗传输线长为 0.75，特性阻抗 50 ，测得其驻波比为 2.3，并在距离终端 0.1处，测得其电压为最小值 |V|=|V|min=12V。 EgZg=50Z0=503/4ZL1求负载阻抗、输入端的输
5、入阻抗和反射系数； (6 分 ) 2画出线上电压振幅分布， ，标明电压最大点和最小点的位置和振幅值，并计算负载得到的功率； (8 分 ) 3用短路单支节进行匹配，利用圆图求支节的最近接入位置和支节的长度； (8 分 ) 4求匹配后负载得到的功率。 (3 分 ) 解： 1. 1.0min=d ，由电长度 0.4 处为起点，沿 2.3= 的圆顺转得 03j30)6.06.0(50,35.0max= jZdL (2 分 ) 以归一化 0.6 0.6LZ j= 为起点顺转 0.25得归一化 0.9 0.84inZj=+ 4245)84.09.0(*50 jjZin+=+= (2 分 ) 3=+=+=
6、734.050424550424500jjZZZZininin(2 分 ) 2. 已知得 35.01.0maxmin= dd (2 分 ) VUVU 6.273.21212maxmin= (2 分 ) （min max12 27.60.24 0.55250 50I AI A= = = ） 312.324.06.272121minmax= IVPLW (2 分 ) 3. 由已知归一化阻抗 zL=0.6-j0.6 其对应的电长度为 0.393 得 83.083.0 jyL+= 其对应的电长度为 0.143 (1分 ) 与 g=1 的圆交于两点： 931.011jy += 波长数为 0.16 931
7、.011jy = 波长数为 0.34 (2分 ) 所以：结点位置 d1=(0.16-0.143) =0.016 d2= (0.34-0.143) =0.197 (2 分 ) 由归一化电抗 931.02jy = 波长数为 0.381 931.02jy = 波长数为 0.119 (2 分 ) 所以：支节长度 131.0)25.0381.0(1=l 369.0)25.0119.0(2=+=l (2 分 ) 取其中较短的一对 : d1=0.016 , 131.01=l (1 分 ) 4匹配后负载得到的功率 0223.3123.94( )10.41LLPPW= =(3 分 ) 四 . (13 分 )若矩
8、形波导横截面尺寸为 a b=72mm 34mm, 工作频率为 f =4.5GHz, 1. 波导内可传输哪些模式？其中有无简并模式？主模的波导波长为多少？ (10 分 ) 2. 要保证单模传输，工作频率应为什么范围？ (3 分 ) 解： f =4.5GHz 得 :mmmfc67067.05.43.0=1. 由截止波长 22() ()2ccm nfab=+得，矩形波导截止波长从低到高的模式 : (2 分 ) 27.612 |U|(V)0.7 0.35 0.1 (2 分 )4m=1, n=0 时， c=144mm fc =2.08GHz m=2, n=0 时， c=72mm fc =4.16GHz
9、m=0, n=1 时， c=68mm fc =4.41GHz (3 分 ) m=1, n=1 时， c=62mm fc =6.45GHz 所以可以传播 TE10, TE20, TE01模式 ,无简并模式 . (3分 ) 226775.69( )1 ( / ) 1 (67 /144)gCmm= =(2 分 ) 2. 要保证单模 TE10传输，应有10 20ccf ff (1 分 ) 故工作频率范围应为 2.08G f 4.16G (2 分 ) 五、 (18 分 ) 理想定向耦合器如图，四个端口均匹配， 已知直通端口与入射端口信号为同相，耦合端口相位超前直通端口 /2，且耦合端口的能量是入射端口能
10、量的 1/100，试求此网络的 S 参数。 S11=S22=S33= S44=0 (4分 )2) 端口、隔离，、隔离及互易 , S14=S41=0， S23=S32=0 ， (4分 ) 又由网络互易及无耗可得：12 1312 1313 1213 12000000SSSSSSS=(4 分 ) 3) 由耦合度的公式：2311100S = ， 耦合端口相位超前直通端口 /2， 31110Sj= （与输入同相） (2 分 ) 4) 由于该理想定向耦合器为无耗，故有 2212 131SS+= 212 1331110.9510SS= = (1 分 ) 直通端口与入射端口信号为同相 ：1231110S = (1 分 ) 故有 031 0311 0 011000310310jjSjj=(2 分 )
