重理工13级微波技术与天线试卷B卷及答案

重庆理工大学考试试卷2015～2016学年第1学期班级姓名考试科目微波技术与天线A/B卷开/闭卷第1页，共5页，参考公式：000LinLZjZtglZZZjZtgl，11VSWR，060lnrbZa，11cTEab，sincoskd，2Nm一、名词解释（每题3分，共21分）1.特性阻抗：传输线上某点电压与电流的比值，其大小取决于传输线周围的介电常数、传输线形状和尺寸等。………3分2.导行模：波导中传递的信号波长大于截止波长，能够在波导中按照一定场分布传输的模式。………3分3.模式简并：在波导中传递信号的场分布规律不一样，但是截至频率相容的波模称为模式简并。………3分4.低通原型滤波器：实际低通滤波器的频率对通带截至频率归一化，并把各元件阻抗对信号源阻抗归一化以后的滤波器称为低通原型滤波器。………3分5.方向图相乘原理：任意天线阵列的辐射方向图总可以表示成单元天线的方向图与阵因子的乘积。………3分6.端射阵：若阵列天线的最大辐射方向与阵列单元排列方向平行，这种天线阵称为端射阵。………3分7.J变换器：能够把负载导纳变成其倒数的二端口网络称为J变换器（导纳变换器），J称为导纳变换器的特性导纳。………3分二、画出Smith导纳圆图示意图，并在其上标出开路点、短路点和匹配点；标注出归一化导纳0.50.5j，并作出一种把该导纳匹配到1的过程。（本题12分）。开路点、短路点、匹配点和归一化导纳，标出一个得2分；匹配过程分2段：等电纳线和等电导圆，每段2分。重庆理工大学考试试卷2015～2016学年第1学期班级姓名考试科目微波技术与天线A/B卷开/闭卷第2页，共5页，三、如图所示电路原理图，已知传输线特性阻抗为50欧姆，负载阻抗为2550j欧姆，传输线长度为10cm。求：（1）负载处的反射系数;(2)负载处的电压驻波比；（3）传输线上的反射系数；（4）若信号频率为3GHz，求离终端10cm处的反射系数。（本题12分）解：（1）0.552550500.62255050jLcLLcZZjeZZj………3分（2）110.624.26110.62LL………3分（3）20.5520.62jljlLee………3分（4）982223100.12310fllc………2分220.550.62jljjLLLeee………1分四、同轴线中的TEM模场分布如图所示，径向和横向分别是什么场？如果其内外半径分别为0.5,3.5ammbmm，特性阻抗为50欧姆，则填充第四题同轴线场分布示意图。10cm50CZ2550LZj第三题电路原理图0.50.5yj开路点短路点匹配点重庆理工大学考试试卷2015～2016学年第1学期班级姓名考试科目微波技术与天线A/B卷开/闭卷第3页，共5页，介质的介电常数为多少？该同轴最高工作频率是多少？（本题10分）解：横向为磁场，径向为电场………2分260603.5lnln5.45500.5crrbZa………4分同轴线的第一个高次模为TE模，其截止波长：3.50.512.566cabmm………2分8331023.8712.56610cfGHz此频率为该同轴最高工作频率。………2分五、已知某网络的散射参数阵01000111002010jjSjj，请分析该网络的特性。（本题12分）解：（1）2222222221311242134324341SSSSSSSS，网络无耗。………2分（2）112233440SSSS，网络各端口均匹配。………2分（3）散射参数阵关于主对角线对称，因此网络是互易的。………2分（4）主对角线上的阵元相等，结合（3）知网络是对称网络。………2分（5）从阵元特点可以知道，端口1和4、2和3相互隔离；………2分（6）端口1或4输入信号，端口2和3获得相同功率，信号相差为90度；端口2或3输入信号，端口1和4获得相同功率，相差90度。………2分六、设计支线契比雪夫带通滤波器，通带下边频为1.56GHz,上边频为2.56GHz,带内纹波小于等于0.1dB，阻带下边频为1.1GHz，上边频为2.96GHz，要求阻带衰减不小于20dB。（已知11.60861.0538,ch165.184.8702ch，本题13分）解：21002.561.561.562.5620.52ccfffGHzBWf………2分重庆理工大学考试试卷2015～2016学年第1学期班级姓名考试科目微波技术与天线A/B卷开/闭卷第4页，共5页，2222011011121.12.540.521.1sssffBWff………2分222220202112.9621.610.522.96sssffBWff………2分10211100.011111101101101101(65.18)4.87024.621.611.61(1.61)1.0538ASARLLchchchnchchch故滤波器的阶数为5。………2分查表得152431.1468;1.3712;1.9750ggggg………2分取主线的特性导纳为,10.02ckkYJ西门子，则半波长各开路枝节的特性阻抗：220115011510.0211.14680.04634.150.020.52ccgggbbJZZGBWb；2212122412420.021.14681.37120.0550.50.04628.562ccJggbbBWbZZb22232333230.021.37121.97500.07919.880.50.0552cJggbZBWbb八、请列出5种扩展微带天线带宽的方法。（本题5分）答：1.开槽法2.寄生贴片法3.多层贴片法4.改进馈电结构5.增加匹配网络6.选择介电常数低、厚度大的介质板7.选择恰当的贴片形状（答对任意5条即可）九、画出半波阵子天线E面和H面的方向图，简述其特点。（本题5分）解：………2分E面方向图H面方向图重庆理工大学考试试卷2015～2016学年第1学期班级姓名考试科目微波技术与天线A/B卷开/闭卷第5页，共5页，半波阵子辐射场E面方向图呈道8形，H面方向图呈圆形；辐射场为极化方向与天线放置方向平行，磁场与天线放置方向垂直；电场和磁场同相。………3分十、卡塞格伦天线与抛物面天线相比，有什么优缺点？（本题5分）答：优点是尺寸紧凑、匹配好、口面利用系数高、天线效率高；………3分缺点是结构结构复杂、设计难度大、造价高。………2分十一、4副半波偶极子天线竖直放置组成直线阵，阵元距离为0.7，馈电相差为45度，求水平方向最大辐射方向、主瓣的宽度。（本题5分）解:水平方向090，因此水平最大辐射方向：………1分02sincos0.7sin90cos04mkd………1分求得079.8………1分第一个零辐射位置：00020.7cos57.6224N………1分主瓣宽度：00002279.857.644.4m………1分