微波技術筆試題及答案一、選擇題（每題3分，共30分）1.以下哪種傳輸線不屬于微波傳輸線？（）A.雙導線B.同軸線C.光纖D.微帶線答案：C。光纖主要用于光通信，雖也工作在高頻段，但不屬于傳統(tǒng)意義的微波傳輸線，雙導線、同軸線、微帶線都可用于微波信號傳輸。2.微波的頻率范圍通常是（）A.300MHz300GHzB.30MHz300MHzC.3GHz30GHzD.300kHz300MHz答案：A。微波是指頻率在300MHz300GHz范圍內的電磁波。3.在微波網(wǎng)絡中，散射參數(shù)（S參數(shù)）描述的是（）A.端口電壓與電流的關系B.端口入射波與反射波的關系C.端口電壓與電荷的關系D.端口電流與磁通量的關系答案：B。S參數(shù)是微波網(wǎng)絡分析中常用的參數(shù)，用于描述端口入射波與反射波的關系。4.當傳輸線終端短路時，終端反射系數(shù)為（）A.0B.1C.-1D.無窮大答案：C。傳輸線終端短路時，反射系數(shù)Γ=-1。5.微帶線中，特性阻抗與以下哪個因素無關？（）A.微帶線寬度B.介質厚度C.介質的相對介電常數(shù)D.微帶線的顏色答案：D。微帶線的特性阻抗與微帶線寬度、介質厚度、介質的相對介電常數(shù)等因素有關，與顏色無關。6.以下哪種微波元件用于實現(xiàn)功率分配？（）A.隔離器B.環(huán)形器C.功分器D.濾波器答案：C。功分器的主要功能是將輸入功率分配到多個輸出端口。7.微波諧振腔的品質因數(shù)Q反映了（）A.諧振腔的儲能能力B.諧振腔的選頻特性C.諧振腔的功率損耗D.以上都是答案：D。品質因數(shù)Q綜合反映了諧振腔的儲能能力、選頻特性以及功率損耗等。8.對于矩形波導，以下哪種模式是主模？（）A.TE??模B.TE??模C.TM??模D.TM??模答案：A。矩形波導中的主模是TE??模。9.微波晶體管放大器的穩(wěn)定性可以用（）來判斷。A.S參數(shù)B.K因子C.增益D.噪聲系數(shù)答案：B。K因子是判斷微波晶體管放大器穩(wěn)定性的重要參數(shù)。10.以下哪種天線屬于面天線？（）A.對稱振子天線B.螺旋天線C.喇叭天線D.微帶天線答案：C。喇叭天線是典型的面天線，對稱振子天線屬于線天線，螺旋天線是一種行波天線，微帶天線屬于印刷天線。二、填空題（每題3分，共30分）1.微波傳輸線的特性參數(shù)主要有特性阻抗、傳播常數(shù)和______。答案：相速。特性阻抗、傳播常數(shù)和相速是微波傳輸線的重要特性參數(shù)。2.微波網(wǎng)絡的基本電路元件有串聯(lián)阻抗、并聯(lián)導納和______。答案：理想變壓器。串聯(lián)阻抗、并聯(lián)導納和理想變壓器是微波網(wǎng)絡的基本電路元件。3.傳輸線的反射系數(shù)定義為反射波電壓與______電壓之比。答案：入射波。反射系數(shù)是反射波電壓與入射波電壓之比。4.微帶線是由介質基片、______和接地板構成。答案：導體帶。微帶線由介質基片、導體帶和接地板組成。5.微波濾波器按功能可分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和______。答案：帶阻濾波器。這是微波濾波器常見的四種功能分類。6.矩形波導中TE??模的截止波長計算公式為______。答案：λ?=2/√[(m/a)2+(n/b)2]（其中a、b分別為矩形波導的寬邊和窄邊尺寸，m、n為模式序號）。7.微波諧振腔的諧振頻率取決于諧振腔的______和腔內介質特性。答案：結構尺寸。諧振腔的結構尺寸和腔內介質特性決定了其諧振頻率。8.天線的主要性能指標有方向圖、增益、______和極化特性等。答案：輸入阻抗。方向圖、增益、輸入阻抗和極化特性是天線的主要性能指標。9.微波晶體管放大器的噪聲系數(shù)表示放大器______。答案：內部噪聲的大小。噪聲系數(shù)反映了放大器內部噪聲對信號的影響程度。10.環(huán)形器是一種具有______特性的多端口微波元件。答案：非互易。環(huán)形器具有非互易特性，即信號只能按特定方向依次通過各個端口。三、簡答題（每題10分，共20分）1.簡述微波的特點及主要應用領域。答案：微波的特點：似光性：微波的波長較短，具有類似光波的直線傳播特性，可像光一樣進行定向發(fā)射。頻率高：微波頻率范圍在300MHz300GHz，高頻特性使其在信息容量、帶寬等方面具有優(yōu)勢。穿透性：微波能穿透電離層、云霧、煙塵等，在通信、遙感等領域有重要應用。量子特性：在某些情況下，微波的量子特性會表現(xiàn)出來，如與分子、原子的相互作用。主要應用領域：通信領域：如衛(wèi)星通信、微波接力通信、移動通信等，利用微波的高頻特性和穿透性實現(xiàn)大容量、遠距離的信息傳輸。雷達領域：通過發(fā)射和接收微波信號來探測目標的位置、速度等信息。遙感領域：利用微波對地球表面進行觀測，可用于氣象預報、資源勘探等。微波加熱領域：利用微波與物質的相互作用產(chǎn)生熱效應，如微波爐。2.簡述傳輸線的行波和駐波狀態(tài)，并說明它們的特點。答案：行波狀態(tài)：當傳輸線終端負載阻抗等于傳輸線的特性阻抗時，傳輸線上只有入射波，沒有反射波，這種狀態(tài)稱為行波狀態(tài)。特點：沿線電壓和電流的振幅不變，相位隨距離線性變化。傳輸線上各點的阻抗都等于特性阻抗。傳輸線能夠將信號無反射地傳輸?shù)截撦d，功率傳輸效率最高。駐波狀態(tài)：當傳輸線終端短路、開路或接純電抗負載時，反射波與入射波疊加形成駐波。特點：沿線電壓和電流的振幅隨位置呈周期性變化，存在波腹和波節(jié)。波腹處振幅最大，波節(jié)處振幅為零。傳輸線上各點的阻抗隨位置變化，在波腹和波節(jié)處阻抗分別為最大值和最小值。駐波狀態(tài)下沒有能量的有效傳輸，只有電場能量和磁場能量的相互轉換。四、計算題（每題10分，共20分）1.已知一微波傳輸線的特性阻抗Z?=50Ω，終端負載阻抗Z?=100+j50Ω，求終端反射系數(shù)Γ?和傳輸線上離終端λ/4處的輸入阻抗Z??。解：終端反射系數(shù)Γ?的計算公式為：Γ?=(Z?Z?)/(Z?+Z?)將Z?=50Ω，Z?=100+j50Ω代入得：Γ?=[(100+j50)50]/[(100+j50)+50]=(50+j50)/(150+j50)分子分母同時乘以150j50進行化簡：Γ?=[(50+j50)(150j50)]/[(150+j50)(150j50)]=(7500j2500+j7500+2500)/(22500+2500)=(10000+j5000)/25000=0.4+j0.2傳輸線上離終端λ/4處的輸入阻抗Z??的計算公式為：Z??=Z?2/Z?將Z?=50Ω，Z?=100+j50Ω代入得：Z??=502/(100+j50)=2500/(100+j50)分子分母同時乘以100j50進行化簡：Z??=[2500(100j50)]/[(100+j50)(100j50)]=(250000j125000)/(10000+2500)=(250000j125000)/12500=20j10(Ω)2.某矩形波導的尺寸為a=22.86mm，b=10.16mm，工作頻率f=10GHz，求該波導中能傳輸?shù)哪Ｊ?。解：首先計算波導中各模式的截止頻率f???，計算公式為：f???=c/(2π)√[(mπ/a)2+(nπ/b)2]（其中c為光速，c=3×10?m/s）對于TE??模：f???=c/(2a)=3×10?/(2×22.86×10?3)≈6.56GHz<10GHz，所以TE???？梢詡鬏?。對于TE??模：f???=c/(2b)=3×10?/(2×10.16×10?3)≈14.76GHz>10GHz，所以TE??模不能傳輸。對于TE??模和TM??模：f???=