【电光】南理工2004年《微波技术》a卷(附答案)

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1、南京理工大学课程考试试卷（教师组卷、存档用）课程教学大纲编号：0428903课程名称：微波技术学分：3试卷编号：001考试式：闭卷笔试考试时间：120分钟满分分值：100分组卷年月：2004.6.组卷教师：车文荃，戴永胜审定教师：陈如山一.简答题（10分）1.试给出微波的频率和波长（在自由空间）范2.（1）传输线中的不同模式具有各自不同的特点，简述圆波导中TE,„TMm和TE（n模的不同特点；（2）在以下的三种工程应用中，应各自选择何种模式作为其工作模式最为有利？（a）毫米波长距离多径通讯；（b）机械扫描雷达天线用的旋转关节（rotati

2、ngjoints）;（c）极化衰减器.3.为了降低矩形波导中主模的截止频率，可以采取哪些措施？4.在何种情况下可以忽略微带线的辐射损耗？（Radiationloss）二.（1）画出矩形波导中TEQ2模和TM2I模的横截面场分布示意图.（5分）（2）根据主模的壁电流分布特点，试简单阐述波导测量线的工作原理.（5分）（3）如果提供一台信号源，一付波导测量线和选频放大器，请简述驻波和波导波长的测量方法.（5分）三.波导衰减器可以用图（1）所示的一段截止波导构成.假设波导宽边a=22.86cm,工作频率为12GHz.试求解以下问题：（15分）（1

3、）两段波导中主模的截止频率；（2）如果衰减量为50dB,问中间的截止波导的长度为多少毫米？Q.6aFigure1一.微波器件的散射参数可以用矢量网络分析仪测量得到，其外部特性便可以用散射参数来表示.下面是测量所得的某二端口微波器件的S-参数:(10分)Q32e0.88?0.88^0.32671据此S-参量,请确定该二端口器件的如下外部特性参量:(1)插入相移e;(2)输入驻波比；(3)插入衰减(dB).二.假设一个50Q的微带线，衬底介电常数为2.33,衬底厚度为1.27mm，导带宽度为3.913mm,工作频率为2.5GHz.试求：(15

4、分)(1)有效介电常数；(2)波导波长；(3)如果根据上述参数设计一微带线谐振器，请问其长度如何选择？一.用Smith圆图求图(2)所示无耗传输线的以下参量：(20分)(1)传输线上的驻波比和终端负载处的电压反射系数；(2)该传输线的输入阻抗；(3)若相邻两波节点的间距为60mm,试求终端负载到第一个电压波腹点和第一个电压波节点的实际距离；(4)给出第一个电压波腹点和波节点处的输入阻抗值(非归一化值).L=0.32XZjnZ（）=50Q

5、构示意图.如果微波信号分别从E臂和H臂输入，试分析能量的输出特性，并画出各端口的电场分布图.(15分)⑶微波技术试题答案及评分标准一.简答题（10分，每小题2.5分）1.微波的频率范围：300MHz〜300GHz,在自由空间的波长为lm〜1mm。2.（1）圆波导中丁£11模是最低次模，截止波长最长，故易于实现单模传输。在频率较低时，其袞减最小；频率较高时，袞减大于丁仏^模。另夕卜，由于存在极化简并，故一般情况下仅作短距离传输之用。（2）TMoi模的场分布是轴对称的。将两段工作在TMQ1模的圆波导作相对运动，并不影响關波导屮电磁波的传播。（

6、3）I到波导屮TEm模的场分布也是轴对称的。而且TEm模的导体损耗随频率的升高而单调下降，在毫米波段此待点尤其明显。（a）选择TEm模作为工作模式；（b）选择TMoi模作为工作模式；（c）选择TEn模作为工作模式。1.为了降低矩形波导中主模的截止频率，可增大波导宽边或在波导中填充介质。2.当工作频率较低或者衬底厚度人时，可以忽略微带线的辐射损耗。一.（15分，每小题5分）（1）矩形波导中TE02模和TM21模的横截面场分布图如下所示：（2）当波导内传输电磁波时，波导壁将感应产生高频电流，因波导材料是作为理想导体来处理的，故仅波导壁表面有高

7、频电流流过。了解波导中TE10模的壁电流分布，可以处理许多異体的技术问题。波导测量线就是利用TE10模的壁电流分布特点，沿波导宽壁中心开窄槽，目的是通过探针耦合一点能量，以便了解波导内电磁波的传输情况。但同吋希望不影响其传输，所以应尽量减小测量线屮电磁波的辐射和反射。（3）根据选频放大器的读数指示，调节波导测量线，使其位于电压波节处，记下选频放大器读数Umin及位置Li。然后向另一方向移动波导测量线，使选频放大器的指针指到最大值，并读取Umax;继续移动探针到第二个波节点处，记下位置L2。则可利用如下公式求得驻波比和波导波长："max弋=

8、2

9、L2-LJ二.（15分）(1)求截止频率对于第一段的主模波长为：=2a=45.72mmfcm=—=6.56GHz乂cw第二段的主模波长为：-2a-27.432mmc(2)波导的工作波讼4