微波技术与天线考试资料C.docVIP

微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，它属于无线电波中波长最短（即频率最高）的波段，其频率范围从300MHz（波长1m）至3000GHz(波长0.1mm)。通常又将微波波段划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个分波段。 微波传输线是用以传输微波信息和能量的各种形式的传输系统的总称, 它的作用是引导电磁波沿一定方向传输, 因此又称为导波系统, 其所导引的电磁波被称为导行波。 一般将截面尺寸、形状、媒质分布、材料及边界条件均不变的导波系统称为规则导波系统, 又称为均匀传输线。 微波传输线分类 按导行系统中导行波种类（或导行波有无纵向分量）分为TEM波传输线，TE、TM波传输线，表面波传输线。 按传输系统分为双导体传输线，规则导体传输线，介质传输线。 矩形波导TE波的截止波数kc与波导尺寸、传输波型有关。矩形波导能够存在TEm0模和TE0n模及TEmn(m,n≠0)模; 其中TE10模是最低次模, 其余称为高次模。TM11模是矩形波导TM波的最低次模, 其它均为高次模。 简并模 矩形波导：对相同的m和n, TEmn和TMmn模具有相同的截止波长,故又称为简并模, 虽然它们场分布不同, 但具有相同的传输特性。 圆波导：在圆波导中有两种简并模, 它们是E-H简并和极化简并。①E-H简并：由于贝塞尔函数具有J0′(x)=-J1(x)的性质, 所以一阶贝塞尔函数的根和零阶贝塞尔函数导数的根相等, 即: μ0n=υ1n, 故有cTE0n=cTM1n, 从而形成了TE0n模和TM1n模的简并。这种简并称为E - H简并。 ②极化简并:由于圆波导具有轴对称性, 对m≠0的任意非圆对称模式, 横向电磁场可以有任意的极化方向而截止波数相同, 任意极化方向的电磁波可以看成是偶对称极化波和奇对称极化波的线性组合。 偶对称极化波和奇对称极化波具有相同的场分布, 故称之为极化简并。 正因为存在极化简并, 所以波在传播过程中由于圆波导细微的不均匀而引起极化旋转, 从而导致不能单模传输 同时, 也正是因为有极化简并现象, 圆波导可以构成极化分离器、极化衰减器等。 第二章 1、什么叫模式简并？矩形波导和圆形波导中的模式简并有何异同？ TEmn和TMmn模具有相同的截止区波长，称为模式简并。矩形波导的模式简并是TEmn和TMmn具有相同而场结构不同的mn。而圆形波导中的模式简并有两种，一种是TE0n模和TM1n模简并，另一种是偶对称极化波和对称极化波的极化简并。 2、为什么一般矩形波导的测量线探针开槽开在波导宽壁的中心线上？ 将测量线开槽开在波导宽壁的中心线上，这样不会切断表面电流，不会影响波导内场的传播，不会形成辐射 3、波导激励的三种方式：电激励、磁激励、电流激励 4、导行波的分类：（1）kc=0，意味着该导行波既无纵向电场又无纵向磁场，只有横向电场和磁场，故称为横电磁波，简称TEM波，这是一种不可能在金属波导中参在的模式；（2）kc^20这是只要Ez和Hz中有一个不为0即可满足边界条件，分两种情况TE(TM)波：E≠0（）而Hz=0（）的波称为磁场（电场）纯横波，简称TM(TE)；（3）kc^20在光滑导体壁构成的金属波导中不可能存在的情形。 5、主模：在导行波中截止波长最长的导行模称为该导波系统的主模。矩形TE10 圆波导主模 TE11模,圆对称TM01模,低损耗的TE01模 特点：结构简单、稳定、频带宽和损耗小。 6、为什么规则金属波导内不能传播TEM波？ 若传输TEM波，EZ=HZ=0，电磁场分量应全部都在横截面而无纵向分量，又因为磁力线是闭合的，由安培环路定理知，这样的磁力线必由轴向电流产生，此电流可以是传导电流，也可以是位移电流。对于同轴线，该轴向电流为内芯上的传导电流，在空心波导管，则为位移电流。因为，所以必有轴向电场，这与ＴＥＭ波的特征相矛盾． 第四章 双端口网络 1、阻抗矩阵 简写为 ［Z］是阻抗矩阵,各阻抗参量的定义如下: 为T2面开路时, 端口“1”的输入阻抗 为T1面开路时, 端口“2”至端口“1”的转移阻抗 为T2面开路时, 端口“1”至端口“2”的转移阻抗 为T1面开路时, 端口“2”的输入阻抗 2、导纳矩阵 简写为 ［Y］是导纳矩阵，各参数的物理意义为： 表示T2面短路时, 端口“1”的输入导纳  表示T1面短路时, 端口“2”至端口“1”的转移导纳 表示T2面短路时, 端口“1”至端口“2”的转移导纳 表示T1面短路时, 端口“2”的输入导纳 3、转移矩阵 简写为 ［A］为转移矩阵各参量的物理意义如下:, 表示T2开路时电压的转移参数 表示T2短路时转移阻抗 表示T2开路时转移导纳 表示T2短路时电流的转移参数 4、散射矩阵 简写为 ［S］称为散射矩阵,它的各参数的意义如下：