电子科技大学研究生微波工程试题

第1页，共6页电子科技大学研究生试卷(考试时间：至，共120分钟)课程名称微波工程教师学时50学分2.5教学方式课堂教学考核日期年月日成绩考核方式：__________(学生填写)一、填空（每空格1分，共36分）(1)常规空波导中传输的TE波称为_________波，TM波称为_________波，它们的相速与光速的关系是______pvc，称为_________波。(2)ck称为_________波数，波的传播条件是_____ckk，_____cff。(3)若传输线上无反射波存在，则传输线工作于______状态，此时反射系数满足______；若反射波等于入射波，则工作于______状态，此时反射系数满足______；当01L时，传输线工作于_______状态。(4)在E面分支波导中，若微波功率从分支端（3口）输入，则在1口与2口将_______输出；在H面分支波导中，若微波功率从1口与2口等幅反相输入，则从分支端（3口）将_________输出。(5)纵向磁场铁氧体微波元件利用的是铁氧体的_______效应，而利用_______效应做成的微波元件则称为横向磁场铁氧体微波元件。(6)传输系统的正常色散特性是指______________，异常色散特性是指________________，无色散特性是指_______________，微波传输系统的种类一般可以分为：______________，_____________________，__________________________。(7)行波管中电子向高频场交出能量的条件是：______________________________________，而回旋管此条件为：__________________________________________________________。(8)普通电子管应用到微波频率时，将不能正常工作，其主要限制是_______________________________，______________________________。(9)返波管中反馈回路是由慢波线和_______________________形成。第2页，共6页(10)微波管电子光学系统包括______________________，_________________________，___________________________。(11)当回旋管工作在基模(1)l，要获得140GHz的电磁辐射时，工作磁场为3.9T，若5l时，则所工作磁场为______________；如果维持原来的磁场，则工作频率为__________。(12)热阴极按材料不同可分为____________，____________，____________和______________四种类型。二、问答题（44分）（1）一个由主波导为传播TM模式的过模圆波导，副波导为传播TE10基模的矩形波导组成的定向耦合器，请问如图1给出的结构形式是否正确，为什么？（6分）第3页，共6页（2）以图2所示的两只魔T和一只差相移器所构成的环形器的示意图为例，说明其工作原理，图中，T1和T2为两只魔T，它们分别由波导臂A，B相连，A臂没有接入相移器，B臂接入相移器C（差相移量为180度）。(6分)第4页，共6页（3）构成慢波系统的条件是什么？其中场分布与常规波导系统中场分布有何区别？周期慢波系统中空间谐波与波型有何不同？(6分)（4）简述弗洛奎（Flouquet）定理，并证明之。(6分)（5）速调管和行波管在电子与高频场能量交换的特点上有什么不同？（5分）（6）“M”型管与“O”型管在电子与高频场能量交换的特点上有什么不同？（5分）第5页，共6页（7）在速调管时空图（图3）上指出：（1）哪几号电子不受高频场影响，速度不变？哪几号电子受高频场加速？哪几号电子受高频场减速？（2）在横坐标上画出高频电场波形。（5分）（8）常规的微波器件如速调管和行波管随着工作频率的增加（如从微波增加到毫米波）器件的尺寸会逐渐减小而回旋管并不如此，简述其原因。（5分）第6页，共6页三、计算题（共20分）（1）在一段波导上开一个半径R=2.5mm的小孔，为了防止微波通过小孔泄漏，在小孔上连接了一段截止波导，其直径与小孔相同，包括小孔在内的总长度为50mm，问该段过极限波导对11TE模的衰减量是多少？（设通过波导的微波频率为3GHz，11TE模的λ3.41cR）（10分）（2）有一个外导体直径为7mm，内导体直径为3mm的标准同轴线，为了固定内外导体的位置而引入一个介质支撑环，设介质环的相对介电常数2.2r，介质环的外径也为7mm，试求介质环处同轴线内导体的直径（即介质环的内径）应为多少才能达到阻抗匹配？（10分）