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天线与电波论文

天线与电波论文
天线与电波论文

电波传播与天线考试试题

1.简述天线的功能及接收天线的接收物理过程。(分数:5)

答:(1)天线的任务:是将发射机输出的高频电流能量(导波)转换成电磁波辐射出去,或是将空间电磁波信号转换成高频电流能量送给接收机。(2)

接收的物理过程为:接收天线工作的物理过程是,接收天线导体在空间

电场的作用下产生感应电动势,并在导体表面激起感应电流,在天线的

输入端产生电压,在接收机回路中产生电流。所以接收天线是一个把空

间电磁波能量转换成高频电流能量的转换装置,其工作过程就是发射天

线的逆过程。

2.为什么引向天线的有源振子常用折合振子,引向天线的引向器和

反射器怎么区分?(分数:10)

答:(1)原因:由于振子间的相互影响,引向天线的输入阻抗往往比半波振子的降低较多,很难于同轴线直接匹配。加之同轴线是非对称馈线,给对称

振子馈电时需要增加平衡变换器,而平衡变换器又具有阻抗变换作用,

进一步将天线输入阻抗变小,这样就更难实现阻抗匹配。实验证明,有

源振子的结构与类型对引向天线的方向图影响较小,因此可以主要从阻

抗特性上来选择合适的有源振子的尺寸与结构,工程上常常采用折合振

子,因为它的输入阻抗可以变为普通半波振子的K倍(k>1)。其中反射

器稍长于有源振子,引向器稍短于有源振子。

(2)引向天线的引向器和反射器的区分:在该天线中,其反射能量作用的稍长于有源振子的无源振子称为反射器;其引导能量作用的较有源振子稍

短的无源振子叫引向器。即当振子“2”的电流相位领先与振子“1”90

度时,即I2 = I1e j90时,振子“2”的作用好像把振子“1”朝它方

向辐射的能量“反射”回去,故振子“2”称为反射振子(或反射器)。

如果振子“2”的馈电电流可以调节,使其相位滞后于振子“1”90度时

即I2 = I1e j90 ,则其结果与上面相反,此时振子“2”的作用好像把

振子“1”向空间辐射的能量引导过来,则振子“2”称为引向振子(或

引向器)。

3.简述行波天线和驻波天线的差别和优缺点。(分数:5)

答:(1)驻波天线上的电流按驻波分布,或称谐振天线,其输入阻抗具有明显的谐振特性,因此天线的工作频带较窄,但增益较高。(2)行波天线上的

电流按行波分布,由于行波天线工作于行波状态,频率变化时,输入阻

抗近似不变,方向图随频率的变化也较缓慢,因此频带较宽。但是行波

天线的宽频带特性是用牺牲增益来换取的。

4.什么是缝隙天线?基本缝隙天线的场辐射特点是什么?(分数:5)答:(1)缝隙天线:在波导或空腔谐振器上开出一个或数个缝隙以辐射或接收电

磁波的电线城为缝隙天线。(2)基本缝隙天线的场辐射特点:最基本的

缝隙天线是由开在矩形波导壁上的半波谐振缝隙构成的。由电磁场理论,

对TE10波而言,在波导宽壁上有纵向和横向两个电流分量,横向分量

的大小沿宽边呈余弦分布,中心处为零,纵向电流沿宽边呈正弦分布,

中心处最大;而波导窄壁上只有横向电流,且沿窄边均匀分布。如果波

导壁上所开的缝隙能切割电流线,则中断的电流线将以位移电流的形式

延续,缝隙因此得到激励,波导内传输功率通过缝隙向外辐射,当缝隙

与电流线平行时不能在缝隙区内建立激励磁场,不能产生激励而得到辐

射。

5.简述电波传播研究内容及对象和几种主要的电波传播的特点。(分

数:5)

答:(1)研究内容:电波传播研究是为了开拓利用电磁波频谱。它研究的是30Hz-3000GHz.研究对象:它是对无线电波传播媒质特性的研

究,研究媒质电特性对电波传播的影响。(2)a.地面波传播:传播的信

号质量好,但是频率越高,地面对电波的吸收越严重。b.天波传播:传

播损耗小,从而能以较小的功率进行可达数千千米的远距离传播。c.视

距传播:要求天线具有强方向性并且有足够高的架设高度,传播中所受

到的主要影响是视距传播中的直射波和地面反射波之间的干涉。d.散射

传播:距离远,抗毁性好,保密性强。

6.当发射天线为辐射垂直极化的鞭状天线,在地面上和地面下接收

时,各自应采用何种天线比较合适,解释其原因?(分数:5)

答:当采用垂直极化的鞭状天线作为发射天线时,根据波前倾斜现象的原理,在地面上和地面下均可以接收信号。在地面上接收时,

由于电场的垂直分量于水平分量,所以宜采用直立天线来接收;

在地面下接收时,则电场的水平分量远大于垂直分量,所以宜采

用水平埋地天线接收。

7.简述天波传播中的反射条件和电离层吸收特点。(分数:5)

答:(1)天波传播中的反射条件:电离层反射点播的能力与电波频率有关,在入射角。一定时,电波频率越低,越易反射。在电波频率一定时,入射角

越大,越易反射。(2)电离层吸收特点:电离层的碰撞速率越大或者电

子密度越大,电离层对电波的吸收就越大。电波频率越低,吸收越大。8.为什么存在地面有效反射区?在其他条件都相同的情况下,有效反射区的大小和频率关系如何?(分数:5)

答:a.反射波射线有天线的镜像点发出,根据电波传播的菲涅尔区概念,反射波的主要空间通道是第一菲涅尔椭球体,而这个椭球体与地面相交的区域为

一个椭圆,这就是有效反射区。反射面上只有有效反射区内的电流元对反

射波起主要的贡献。b.频率越大,反射区越小。

9.简述地面移动通信中电波传播特点及其研究方法?(分数:5)

答:(1)地面移动通信中电波传播特点: a.主要传播方式为视距传播; b.基站较高,移动台较低,且收发天线的空间相对位置一般是事变的; c.存

在快、中等速度、慢衰落现象。

(2)研究方法: a.建立在实验基础上的方法:Okumura方法、Lee方法; b.

实验和理论相结合的方法:GB/T14617.1-93

线

院系:电气信息工程

专业及班级:电信12-02 姓名:黄爽

学号:541201030216

微带天线

摘要

随着全球通信业务的迅速发展,作为未来个人通信主要手段的无线移动通信技术己引起了人们的极大关注,在整个无线通讯系统中,天线是将射频信号转化为无线信号的关键器件,其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。快速发展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能(多频段、多极化)、高性能的天线。微带天线作为天线家祖的重要一员,经过近几十年的发展,已经取得了可喜的进步,在移动终端中采用内置微带天线,不但可以减小天线对于人体的辐射,还可使手机的外形设计多样化,因此内置微带天线将是未来手机天线技术的发展方向之一,但其固有的窄带特性(常规微带天线约为2%左右)在很多情况下成了制约其应用的一个瓶颈,因此设计出具有宽频带小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重要的应用价值,这也成为当前国际天线界研究的热点之一。

关键词:微带天线宽频带小型化

目录

摘要

第一章微带天线在现代通信系统的应用特点第二章微带天线在现代通信系统的发展趋势第三章微带天线在现代通信系统的研究方向

第一章微带天线在现代通信系统的应用特点

早在1953年箔尚(G.A.DcDhamps )教授就提出利用微带线的辐射来制成微带微波天线的概念。但是,在接下来的近20年里,对此只有一些零星的研究。直到1972年,由于微波集成技术的发展和空间技术对低剖面天线的迫切需求,芒森(R.E.Munson)和豪威尔(J.Q.Howell)等研究者制成了第一批实用的微带天线。随之,国际上展开了对微带天线的广泛研究和应用。1979年在美国新墨西哥州大学举行了微带天线的专题目际会议,1981年IEEE天线与传播会刊在1月号上刊载了微带天线专辑。至此,微带天线已形成为天线领域中的一个专门分支,两本微带天线专辑也相继问世,至今已有近十本书。可见,70年代是微带天线取得突破性进展的时期;在80年代中,微带天线无论在理论与应用的深度上和广度上都获得了进一步的发展;今天,这一新型天线已趋于成熟,其应用正在与日俱增。微带天线的固有缺点就是阻抗频带窄,展宽频带是最困难也是最富有挑战性的技术之一,随着移动通信系统、全球定位系统(GPS)、卫星通信系统的发展,宽频带微带贴片天线的研究己成为了非常热门的课题,同时宽带微带贴片天线将逐渐向着小型化,简单化同时具有多功能、多用途的方向发展。近年来,人们在微带贴片天线展宽频带方面做了大量的研究微带天线的宽频带技术主要采用以下几种方法实现。

A.有空穴结构的宽带微带贴片天线。

B.采用多层介质基片微带天线的结构,将馈电网络与天线贴片分别置于不同的介质基片上,这样可以获得宽频带的驻波比特性。

C.U形缝隙结构的宽带微带贴片天线。

当在贴片表面开不同形式的槽或是细缝时,切断了原来的表面电流途径,在天线等效电路中相当于引入了级联电感。

虽然国内外对上述微带天线小型化技术展开了大量的研究,但是其中还是存在了很多问题,其中天线的性能如增益、带宽与小型化及加工制作之间相互牵制,必须权衡利弊。随着无线通信事业的飞速发展,微带天线的尺寸与其它通信器件相比尺寸越来越大,显得越来越不相适应,因此要求进一步缩小微带天线的尺寸,经过许多学者的研究,发展了各种各样的缩小微带天线的新方法,本节简单介绍如下。

A.加载短路探针

通过与馈电接近的短路探针在谐振中引入耦合电容实现小型化

B.采用高介电常数的材料基片从天线谐振频率关系式可以看出谐振频率与介质

参数成反比,因此采用高介电常数(如陶瓷材料)基片可降低谐振频率,从而减小天线尺寸。

C.表面开槽。

当在贴片表面开不同形式的槽或是细缝时,切断了原来的表面电流途径,在天线等效电路中相当于引入了级联电感。虽然国内外对上述微带天线小型化技术展开了大量的研究,但是其中还是存在了很多问题,其中天线的性能如增益、带宽与小型化及加工制作之间相互牵制,必须权衡利弊。

微带天线是在带有导体接地板的介质基片上贴导体薄片而形成的天线。它一般利用微带线或同轴线等馈线馈电,在导体贴片与接地板之间激励起射频电磁场,并通过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射。因此,微带天线也可看作是一种缝隙天线。通常介质基片的厚度与波长相比是很小的,因而它实现了一维小型化,属于电小天线的一类。另外,随着技术的进步,现在许多手机天线都是采用曲折线型的微带天线实现了手机天线的小型化。导体贴片一般是规则形状的面积单元,如矩形、圆形或圆环形薄片等;也可以是窄长条形的薄片振子(偶极子)。由这两种单元形成的微带天线分别称为微带贴片天线和条带振子天线。微带天线的另一种形式是利用微带线的某种形变(如弯曲、直角弯头等)来形成辐射,称之为微带线型天线,种天线因为沿线传输行波,又称为微带行波天线。微带天线的第四种形式是利用开在接地板上的缝隙,由介质基片另一侧的微带线或其它馈线(如带状线)对其馈电,称之为微带行波天线,由各种微带辐射单元可构成多种多样的阵列天线,如微带贴片阵天线,微带振子阵天线,等等。

微带天线的分析方法有很多,但是大体上可以分为解析方法和数值方法两大类。第一类方法基于围绕贴片边缘的等效磁流分布来计算辐射场,包括传输线模型(The transmission line model)、腔体模型(The cavity model)、多端网络模型(Multiport Network Model)等。而第二类方法基于贴片和地板上的电流分布来计算辐射场,包括矩量法(method of moments)、有限元法(finite-element method)和时域有限差分法(finite-difference in time domain)等。

天线问题的严格分析是一个电磁场边值型问题,需要根据其边界条件确定麦克斯韦方程的特解。因此微带天线的严格分析将是非常复杂的,而通常根据微带天线的实际特征做某些方面的假设和近似进而得出分析模型则不失为一种简单有效的处理手段。由麦克斯韦方程的不同解法发展了多种分析微带天线的解析方法,这里我们主要介绍以下三种模型,它们由于其简单实用而在规则贴片天线的分析中获得了广泛的应用。

解析方法

a.传输线模型

传输线模型很简单,并且有助于理解微带天线的基本特性,因此首先介绍这种模型方法。在这种模型中,微带贴片天线被视为场沿着横向没有变化而沿着传输线的延伸方向呈驻波分布的一个传输线谐振器。天线的辐射主要源自两个开路终端的边缘场,因此微带天线被等效为两个相距贴片长度的缝隙,其上分布有面磁流。利用矢量位函数便可由磁流计算出天线的远场辐射和其它的电参数。尽管传输线模型易于使用,但是很多结构类型不能使用它来分析,这是因为它没有考虑沿着与传播方向正交的方向上场的变化。

b.腔体模型

如果说传输线模型因为有场沿传输线横向无变化的限制而只是微带天线在

一维下近似的话,那么腔体模型就可以称为二维近似。因为腔体模型基于一维电小的基本假设(即介质基片的厚度远小于波长),将微带贴片与地板之间的空间等效为上下是电壁而四周是磁壁的谐振空腔。在腔体中,场沿基片厚度方向保持不变,并且它是该等效的二维谐振器中所有谐振模式之和。天线的远场辐射及其它电参数可以通过空腔四周的等效磁流来得到。

c.多端网络模型

多端网络模型实际上是腔体模型的一种拓展,在这种模型中,贴片被等效为一个具有多个端口分布在贴片四周的二维平面网络。通过二维格林函数可以计算出该网络的多端阻抗矩阵,再添加一个等效的边缘导纳网络,便可以将边缘场和辐射场联系起来,然后利用分割方法计算出全局阻抗矩阵,由贴片四周的电压分布得到等效磁流分布,再由等效磁流计算出辐射场。利用等高线积分技术可以使其在不规则形状的贴片天线中获得应用。

数值方法

虽然以上介绍的解析方法具有简洁性和较为明确的物理意义,但是它们不能用来分析任意形状的微带天线,同时微带天线工程精确度的提高也对以上简化模型分析方法提出了考验。然而计算机技术的发展给微带天线的分析带来了新的思路,即依据微带天线的电磁场边值问题,将求解麦克斯韦微分方程转化为利用计算机来求解矩阵代数方程。由此也产生了多种数值方法,它们各具有一些优缺点和适用性,这里我们仅介绍几种典型的分析方法。

a.矩量法

矩量法分析微带天线的基本思想是利用并矢格林函数建立关于微带贴片和地板上的表面电流的积分方程,然后利用函数展开法将此积分方程转化为矩阵方程,利用计算机便可得出近似解。矩量法因为考虑了贴片周围的物理边界的边缘场而具有较高的精度。

b.有限元法

有限元法的原理是先将整个连续求解区域划分为很多小的离散单元(如在二维结构中选取三角形单元,在三维结构中选取四面体单元等),在子域中将未知函数(如电磁场量、位函数或电流等)表示为子域基函数的插值,根据变分原理或迦略金方法便可建立一个关于未知函数展开系数的矩阵方程,利用计算机便可方便求解该代数方程。有限元法因为离散单元选择的灵活性而具有模拟任意形状的优点,但是其求解精度要受求解区域剖分精细程度的影响。

c.时域有限差分法

时域有限差分法的基本思想是把求解空间进行离散化,并将麦克斯韦方程中的电磁场量进行时间和空间的离散化,由此将麦克斯韦微分方程转化为关于电磁场量的时域差分方程。选取合适的场初值(或激励源)和计算空间的边界条件,便可以得到包括时间变量的麦克斯韦方程的四维数值解,通过离散傅里叶变换还可以得到三维空间的频域解。时域有限差分法的优点是其离散比较简单(空间网格大小一致、时间步长恒定),并且通过离散傅里叶变换可以方便的得到其在宽带范围内特性。但是其数值解的稳定性要受时间步长和空间步长的限制。

第二章微带天线在现代通信系统的发展趋势

与普通微波天线相比,微带天线有如下优点:

(1)体积小,重量经;

(2)平面结构,并可制成与导弹、卫星等表面相共形的结构;

(3)馈电网络可与天线结构一起集成,适合于用印刷电路技术进行大批量生产;

(4)能与有源器件和电路集成为单一的配件;

(5)便于获得圆极化,容易实现双频段、双极化等多功能工作;

(6)没有作大的变动,天线既能很容易地装在导弹、火箭和卫星。

(7)天线的散射截面较小;

(8)稍稍改变馈电位置就可以获得线极化和圆极化(左旋和右旋)。

(9)微带天线适合于组合式设计(固体器件,如振荡器、放大器、混频器、功分器、移相器、可变衰减器、调制器、开关等可以直接加到天线基片上);(10)馈线和匹配网络可以和天线结构同时设计和加工。

但是与通常的微波天线相比,微带天线也有一些缺点:

1)频带窄;

2)有导体和介质损耗,并且会激励表面波,导致辐射效率降低;

3) 功率容量较小,适用于中、小功率场合;

4)性能受基片材料影响大;

5)馈线与辐射元之间的隔离差;

尽管如此,有一些方法可以用来减小某些缺点。例如,采用一些宽频带技术可以有效地展宽频带;在设计和制造过程中特别注意并采取一些措施就可抑制或消除表面波。

第三章微带天线在现代通信系统的研究方向

在许多实际设计中,微带天线的优点远超过它的缺点。甚至在仍被认为是微带天线发展幼年时期的80年代时,微带天线已有多种成功的应用。随着微带天线的继续研究和发展以及日益增多的使用需求,可以预料,对于大多数的应用,它将最终取代常规的天线。在一些显要的系统中已经应用微带天线的有:卫星通讯;多普勒及其它雷达;无线电测高计;指挥和控制系统;导弹遥测;武器信管;

便携装置;环境检测仪表;复杂天线中的馈电单元;卫星导航接收天线;生物医学辐射器等等。

相信随着对微带天线应用可能性认识的提高,以及各种电路系统对天线的小型化集成化要求的提高,微带天线的优点日益凸显,其应用场合将会继续增多。

参考文献

【1】谢泽会、王玉琴、郝双洋、赵红梅《小型宽带微带天线的设计研究》2011 【2】宋铮、张建华、黄冶《天线与电波传播》2011

【3】倪洋、叶明、王晓静《应用于ISM频段的小型双频微带天线》2014

【4】《一种用于“北斗" 卫星导航系统的小型化微带贴片天线》2012

【5】陈雅娟龙云亮,小型宽带微带天线的研究进展,系统工程与电子技术2009

【6】卢晓鹏、张玉梅、李昂《非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线》2011 【7】付强、曹少珺、余孝安、乔飞《弹丸头锥上对称配置的S波段微带天线阵》2011

【8】张钧,刘克诚等,微带天线理论与工程,国防工业出版社,2010

【9】顺时,微带天线理论与应用,西安电子科技大学出版社,2009

【10】肖宪东、信美华、刘伟《微带天线的设计与应用》2013

最新《微波技术与天线》傅文斌-习题答案-第2章

第2章 微波传输线 2.1什么是长线?如何区分长线和短线?举例说明。 答 长线是指几何长度大于或接近于相波长的传输线。工程上常将1.0>l 的传输线视为长线,将 1.0

微波天线论文..

通信工程专业系统实验 RZ9905型 《微波与天线综合实验系统》 论文 学院:信息工程学院 专业:通信工程 组长:00 组员:0 00 通信工程教研室

摘要 在3G通信时代,微波通信系统建设成本低、建设速度快、部署灵活的优点将在3G网络建设中得以充分发挥,从而扩大微波天线在我国的应用范围,形成快速增长的国内市场需求。与此同时,随着无线通信技术PDH,SDH系统与wireless通讯的迅速发展,微波通信天线目前已经在电力、交通、铁路等行业的专用通信网中开始大量使用,微波天线应用范围愈加广泛。在这样的条件下,研究微波通信是非常重要。本次实验《微波与天线实验系统》就是研究微波发送、接收系统的工作原理。实验中对微波系统的每个组件进行测试,最后,完成了微波电视信号单向传输系统的调试。 关键字:微波通信微波天线组件系统

目录 第一部分绪论-------------------------------------------------------------------------------------------------3 (一)背景介绍-----------------------------------------------------------------------------------3 (二)系统特点-------------------------------------------------------------------------------------3 (三)实验目的-------------------------------------------------------------------------------------3 (四)实验内容-------------------------------------------------------------------------------------3 (五)准备知识七管收音机组合电路原理----------------------------------------------------4 第二部分实验准备---------------------------------------------------------------------------------------------5 (一)微波测量仪器介绍---------------------------------------------------------------------------5 (二)系统所含组件原理---------------------------------------------------------------------------5 1 140MHZ 中频振荡器---------------------------------------------------------------------------6 2 微波锁相信号源---------------------------------------------------------------------------------6 3 变频器---------------------------------------------------------------------------------------------6 4 振荡器---------------------------------------------------------------------------------------------7 5 放大器---------------------------------------------------------------------------------------------8 6 滤波器---------------------------------------------------------------------------------------------8 7图像/数据中频调制器---------------------------------------------------------------------------9 第三部分微波系统测试----------------------------------------------------------------------------------------9 (一)微波发送系统-----------------------------------------------------------------------------------9 1原理图----------------------------------------------------------------------------------------------9 2原理简单介绍-------------------------------------------------------------------------------------9 3实验结果-------------------------------------------------------------------------------------------9 4实验分析------------------------------------------------------------------------------------------10 (二)微波接收系统-----------------------------------------------------------------------------------11 1原理图---------------------------------------------------------------------------------------------11 2原理简单介绍------------------------------------------------------------------------------------11 3实验结果------------------------------------------------------------------------------------------11 4实验分析------------------------------------------------------------------------------------------12 (三)微波电视信号单向传输系统-----------------------------------------------------------------12 1原理图---------------------------------------------------------------------------------------------12 2实验结果比较与分析---------------------------------------------------------------------------13 3有线电视与无线电视的主要区别-----------------------------------------------------------13 第四部分微波与天线的应用----------------------------------------------------------------------------------14 1 微波技术的应用与发展-----------------------------------------------------------------------15 2 天线技术的应用与发展-----------------------------------------------------------------------15 第五部分结束语-------------------------------------------------------------------------------------------------16

实用文档之微波技术与天线课后题答案

1-1 实用文档之"解: f=9375MHz, / 3.2,/ 3.1251c f cm l λλ===> " 此传输线为长线 1-2解: f=150kHz, 4/2000,/0.5101c f m l λλ-===?<< 此传输线为短线 1-3答: 当频率很高,传输线的长度与所传电磁波的波长相当时,低 频时忽略的各种现象与效应,通过沿导体线分布在每一点的损耗电阻,电感,电容和漏电导表现出来,影响传输线 上每一点的电磁波传播,故称其为分布参数。用1111,,,R L C G 表示,分别称其为传输线单位长度的分布电阻,分布电感,分布电容和分布电导。 1-4 解: 特性阻抗 050Z ====Ω f=50Hz X 1=ωL 1=2π×50×16.65×10-9Ω/cm=5.23×10-6Ω/cm B 1=ω C 1=2π×50×0.666×10×10-12=2.09×10-9S/cm 1-5 解: ∵ ()22j z j z i r U z U e U e ββ''-'=+ ()()220 1 j z j z i r I z U e U e Z ββ''-'= - 将 22233 20,2,42 i r U V U V z πβλπλ'===?= 代入 3 32 2 3 4 20220218j j z U e e j j j V ππλ-'==+=-+=- ()34 1 2020.11200 z I j j j A λ'== --=- ()()()34 ,18cos 2j t e z u z t R U z e t V ωλπω'=??''??==- ????? ()()()34,0.11cos 2j t e z i z t R I z e t A ωλπω'=??''??==- ????? 1-6 解: ∵Z L =Z 0 ∴()()220j z i r U z U e U β''==

微波原理与技术论文

摘要:微波技术的理论基础是经典的电磁场理论,其目标是解决微波应用工程中的实际问题。微波是一门理论与实践密切结合的一门知识,微波技术理论的出发点是麦克斯维方程组,通过解决微波在传输、处理过程中的遵循的原理,逐渐使微波技术发展成为一门很完整的学科,并在工程上有日新月异的应用。在加热技术上形成一种全新的观念,在通信方面给信息领域带来一场空前的革命。关键词:微波技术;微波加热;通信;电磁波;天线 Abstract The theoretical basis of microwave technique is the classical electromagnetic theory, the goal is to solve the practical problems in microwave engineering. Microwave is a knowledge of a close combination of theory and practice, the theoretical starting point of microwave technology is the Max equations, solved by microwave in transmission, processing process follow the principle, the development of microwave technology has become a very complete discipline, and change rapidly used in engineering. The formation of a new idea in the heating technology in communication, to the information industry brought an unprecedented revolution. 1.引言 随着科学技术的迅速发展和生产工艺的不断改进,微波技术已在许多工业生产领域得到应用。在国内,微波技术已应用于玻璃纤维、化工产品、保温材料、木材等的干燥,食品、医疗的灭菌、干燥和焙烤。并在医疗、环保、农业等领域也有所应用。微波技术的应用,提高了生产效率和产品质量,降低了能耗和环境污染,减轻了人的劳动强度,提高了生产效益。在国际上,许多工业发达国家都对微波的工业应用非常重视,把微波技术作为改进生产工艺和提高产品质量的重要手段。 2.微波的特性 一是似光性。微波波长非常小,当微波照射到某些物体上时,将产生显著的反射和折射,就和光线的反、折射一样。同时微波传播的特性也和几何光学相似,能像光线一样地直线传播和容易集中,即具有似光性。这样利用微波就可以获得方向性好、体积小的天线设备,用于接收地面上或宇宙空间中各种物体反射回来的微弱信号,从而确定该物体的方位和距离,这就是雷达导航技术的基础。 二是穿透性。微波照射于介质物体时,能深入该物体内部的特性称为穿透性。例如微波是射频波谱中惟一能穿透电离层的电磁波(光波除外)。因而成为人类外层空间的“宇宙窗口”;微波能穿透生物体,成为医学透热疗法的重要手段;

天线与电波传播实验一

实验报告实验一测量线法测量线式天线输入阻抗 使用仪器型号和编号: (1)同轴测量线:型号(TC8D )和编号(051 ); (2)信号发生器:型号(XBT )和编号(860234 ); (3)选频放大器:型号(XF-01 )和编号(820591 ); (4)被测天线负载组别(第4组); 一.波导波长测量(采用交驻读数法) (1)测量读数 L1A =(111.17 )mm; L2A =(121.35 ) mm; LminA =(116.26 )mm; L1B =(162.90)mm; L2B =(190.1)mm; LminB =(176.50)mm; = 2| LminA - LminB |= (120.48) mm; 频率换算f = (2.49)GHz; (2) 测量读数 L1A =(66.08)mm; L2A =(90.56) mm; LminA =(78.32)mm; L1B =(125.00)mm; L2B =(150.68)mm; LminB =(137.84)mm; = 2| LminA - LminB |= (119.05 ) mm; 频率换算f = (2.52)GHz; (3) 测量读数 L1A =( 133.64 )mm; L2A =( 138.98 ) mm; LminA =( 136.31 )mm; L1B =( 192.18 )mm; L2B =( 199.72 )mm; LminB =( 195.95 )mm; = 2| LminA - LminB |= ( 119.28 ) mm; 频率换算f = ( 2.515 )GHz; (4)计算平均值 g = (119.60) mm; 换算频率f = (2.508)GHz; 二.绘画晶体管定标曲线

微波技术与天线傅文斌-习题答案-第4章

第4章 无源微波器件 4.1微波网络参量有哪几种?线性网络、对称网络、互易网络的概念在其中有何应用? 答 微波网络参量主要有转移参量、散射参量、阻抗参量和导纳参量。线性网络的概念使网络参量可用线性关系定义;对二口网络,对称网络的概念使转移参量的d a =,散射参量的2211S S =,阻抗参量的2211Z Z =,导纳参量的2211Y Y =。互易网络的概念使转移参量的1=-bc ad ,散射参量的2112S S =,阻抗参量的2112Z Z =,导纳参量的2112Y Y =。 4.2推导Z 参量与A 参量的关系式(4-1-13)。 解 定义A 参量的线性关系为 定义Z 参量的线性关系为 4.3从I S S =* T 出发,写出对称互易无耗三口网络的4个独立方程。 解 由对称性,332211S S S ==;由互易性,2112S S =,3113S S =,3223S S =。三口网络的散射矩阵简化为 由无耗性,I S S =* T ,即 得 4.4二口网络的级联如图所示。写出参考面T 1、T 2之间的组合网络的A 参量。(参考面T 1处即组合网络的端口1,参考面T 2处即组合网络的端口2) 解 []? ? ? ? ??=1j 011B A ???? ? ?????-???? ?? +-+-=θθθθθθθθsin cos cos sin sin 11j sin j sin cos 00000BZ BZ B Z B Z BZ (l βθ=) 4.5微波电路如图所示。已知四口网络的S 矩阵是 其端口2、3直接接终端反射系数为2Γ、3Γ的负载,求以端口1、4为端口的二口网络 题4.4图 题4.5图

微波技术与天线论文

题目:简论微波谐振器件 姓名:陆昌佳学号20091120242 专业:通信工程 目录: 一、…………………………摘要 二、…………………………关键词 三、…………………………正文 1、微波元器件的简单介绍 2、微波元器件常见种类 3、矩形和圆柱形谐振腔基本参数的计算 4、参考书目

一、摘要:微波谐振器件是根据微波频率的特点从LC回路演变而来的,通过对微波谐振器件的研究,我们可以通过谐振器件各个参数更进一步的了解和认识其特点,从而更好的使用微波谐振器件、最大程度的发挥它在通信系统中的作用。以下我将对矩形谐振腔做简要计算分析,得到其谐振频率和品质因素f。和Q。,并将其和圆柱微波谐振腔的基本参数作比较,从而更进一步为通信事业服务. 二、关键词:谐振频率品质因素 三、微波元器件简单介绍:在低频电路中, 谐振回路是一种基本元 件, 它是由电感和电容串联或并联而成, 在振荡器中作为振荡回路,用以控制振荡器的频率; 在放大器中用作谐振回路; 在带通或带阻滤波器中作为选频元件等。在微波频率上, 也有上述功能的器件, 这就是微波谐振器件, 它的结构是根据微波频率的特点从LC回路演变而成的。微波谐振器一般有传输线型谐振器和非传输线谐振器两大类, 传输线型谐振器是一段由两端短路或开路的微波导行系统构成的, 如金属空腔谐振器、同轴线谐振器和微带谐振器等 四、常见谐振腔:

五、正文:谐振在通信系统中起着举足轻重的作用,以最简单的收音机为例,我们都知道收音机在接收电磁波信号时,只有谐收音机频率和空中的电磁波频率相等才能接收到音频信号即谐振。而谐振的直接决定因素在于谐振器件,对谐振器件的研究可从其基本参数谐振频率和品质因素入手。

天线与电波传播理论论文

天线与电波传播理论论文 关于微带天线 姓名:何探

学号:3090731126 班级:通信09-1班 指导教师:X月红 随着全球通信业务的迅速发展,作为未来个人通信主要手段的无线移动通信技术己引起了人们的极大关注,在整个无线通讯系统中,天线是将射频信号转化为无线信号的关键器件,其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。快速发展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能(多频段、多极化)、高性能的天线。微带天线作为天线家祖的重要一员,经过近几十年的发展,已经取得了可喜的进步,在移动终端中采用内置微带天线,不但可以减小天线对于人体的辐射,还可使手机的外形设计多样化,因此内置微带天线将是未来手机天线技术的发展方向之一,但其固有的窄带特性(常规微带天线约为2%左右)在很多情况下成了制约其应用的一个瓶颈,因此设计出具有宽频带小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重要的应用价值,这也成为当前国际天线界研究的热点之一。本论文的主要工作是概述微带天线。 一微带天线的发展历程 早在1953年箔尚(G.A.DcDhamps )教授就提出利用微带线的辐射来制成微带微波天线的概念。但是,在接下来的近20年里,对此只有一些零星的研究。

直到1972年,由于微波集成技术的发展和空间技术对低剖面天线的迫切需求,芒森(R.E.Munson)和豪威尔(J.Q.Howell)等研究者制成了第一批实用的微带天线。随之,国际上展开了对微带天线的广泛研究和应用。1979年在美国新墨西哥州大学举行了微带天线的专题目际会议,1981年IEEE天线与传播会刊在1月号上刊载了微带天线专辑。至此,微带天线已形成为天线领域中的一个专门分支,两本微带天线专辑也相继问世,至今已有近十本书。可见,70年代是微带天线取得突破性进展的时期;在80年代中,微带天线无论在理论与应用的深度上和广度上都获得了进一步的发展;今天,这一新型天线已趋于成熟,其应用正在与日俱增。 二微带天线的结构与种类 微带天线是在带有导体接地板的介质基片上贴导体薄片而形成的天线。它一般利用微带线或同轴线等馈线馈电,在导体贴片与接地板之间激励起射频电磁场,并通过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射。因此,微带天线也可看作是一种缝隙天线。其典型结构如图2.1所示 (a)微带贴片天线(b)微带振子天线

电波传播与天线专业

电波传播与天线专业 本专业旨在培养具有坚实数学物理基础,掌握现代电子信息科学技术的基本理论、基本知识和实验技能,能运用计算机等现代工具对无线电系统及信息获取进行分析、设计和综合应用的高级专门人才。 电波传播与天线(Electromagnetic wave propagation and antenna) 开设院校 序号主管部门学校名称专业代码专业名称修业年限学位 69教育部武汉大学080635S电波传播与天线四年理学 95教育部成都电子科技大学080635S电波传播与天线四年工学 101教育部西安电子科技大学080635S电波传播与天线四年工学 注:专业代码加有“S”者为在少数高校试点的目录外专业。 专业综合介绍 成都电子科技大学 修业年限及授予学位:四年、工学学士 本专业以国家重点学科“电磁场与微波技术”为支撑。本专业拥有包括中科院院士林为干教授为代表的学科中坚力量,老中青相结合,梯队结构合理的高水平师资队伍。本专业旨在培养具有坚实的电波传播与天线工程应用能力的高层次专业人才。 主干课程:信号与系统、电磁场理论、电波传播、电磁波散射、天线原理与设计、微波技术基础、电路分析基础、模拟电路基础、数字逻辑设计及应用、微机原理及接口技术、电磁场数学方法、阵列天线分析与综合、自适应天线、天线与微波测量、数字信号处理、随机信号分析等。 毕业走向:继续深造;到信息电子、航空、航天、船舶、电信等工业部门和国防科研院所从事相关科学研究、技术研发、技术应用、技术管理和教学等工作。 武汉大学 本专业应用近代物理学和电子信息科学的基本理论、方法和实验手段,主要研究电磁波的辐射、传播、散射及其在通信、雷达、遥感、导航等领域中的应用。本专业是我国电波科学人才培养的摇篮,培养具有坚实数学物理基础,掌握现代电子信息科学技术的基本理论、

天线基本知识试题

天线基本知识试题 1、天线的基本作用是什么? 转成为自由空间的电磁波,将传输线中的高频电磁能转成为自由空间的电磁波,或反之将自由空间中的电磁波转化为传输线中的高频电磁能。因此,的电磁波转化为传输线中的高频电磁能。 2、天线的基本结构形式是什么?天线的工作带宽是如何确定的?它的物理本质是什么? 天线的基本结构是两根长度大于波长的电流增加形成较强辐射导线天线的工作宽带是在规定的驻波比下天线的工作频带宽度决定的驻波比下天线的工作频带宽度决定的。天线的工作宽带是在规定的驻波比下天线的工作频带宽度决定的。它的物理本质是张开并且长度相当于波长的两导线载入方向相同的交变电流产生相同方向感应电动势产生较强辐射。流产生相同方向感应电动势产生较强辐射。 4、天线的极化是如何定义的?它可分为哪几种极化不同的天线? 天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向。可分为双极化天线,天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向。可分为双极化天线,圆极化天线,垂直极化天线,水平极化天线,度倾斜的极化、圆极化天线,垂直极化天线,水平极化天线,+45 度倾斜的极化、-45 度倾斜的极化天线 5、天线的方向图表明了天线的什么特性?3dB 波束宽度及 10dB 波束宽度是如何定义? 天线的方向图表明了天线的方向性的特性 3dB 天线的方向性的特性。天线的方向图表明了天线的方向性的特性。波束宽度是主瓣两半功率点度的波瓣宽度,间的夹角为 60 度的波瓣宽度,10dB 波束宽度是主瓣两半功率点间的夹角为 120 度的波瓣宽度。度的波瓣宽度。 6、为了使天线辐射的方向性更强即波束的方向图更窄,我们通常采用什么方法来改变天线辐射的方向性,它的物理原理是什么? 一般说来,为了使天线辐射的方向性更强即波束的方向图更窄,一般说来,为了使天线辐射的方向性更强即波束的方向图更窄,我们通常采用提高天线的增益来改变天线辐射的方向性,采用提高天线的增益来改变天线辐射的方向性,它的物理原理是主瓣波束宽度越窄,天线增益越高。可将对称振子组阵控制辐射能,或使用反射面等方法。越窄,天线增益越高。可将对称振子组阵控制辐射能,或使用反射面等方法。使用的是改变磁场、光反射等物理原理。使用的是改变磁场、光反射等物理原理。 7、天线的前后比是如何定义的?前后比与水平瓣宽的关系? 方向图中,前后瓣最大电平之比称为前后比,水平瓣宽的宽度越窄,方向图中,前后瓣最大电平之比称为前后比,水平瓣宽的宽度越窄,前后比越大。比越大。当旁瓣电平及前后比正常的情况下,当旁瓣电平及前后比正常的情况下,可用下式近似表示 8、天线的上副瓣及下副瓣的零点对网络覆盖产生什么影响? 上副瓣零点易形成跨区干扰,下副瓣零点易形成塔下黑。上副瓣零点易形成跨区干扰,下副瓣零点易形成塔下黑。 9、什么是天线的增益?天线的增益与天线的水平波束宽度及垂直波束宽度有什么关系?在移动通信应用中,天线的增益越高越好,这句话对吗? 天线的增益是指在输入功率相等的条件下,天线的增益是指在输入功率相等的条件下,实际天线与理想天线的辐射单元在空间同一点处所产生的场强的平方之比及功率比。元在空间同一点处所产生的场强的平方之比及功率比。增益了垂直面上的覆盖的边界,影响着信号穿透建筑物时衰减的变化。增益一般与天线方向图有关,的边界,影响着信号穿透建筑物时衰减的变化。增益一般与天线方向图有关,方向图主瓣越窄,后瓣、副瓣越小,增益越高,既水平波束宽度越窄,方向图主瓣越窄,后瓣、副瓣越小,增益越高,既水平波束宽度越窄,增益越垂直波束宽度越宽,增益越高。

射频与微波论文-射频与微波应用与发展综述

射频与微波技术应用与发展综述 班级: 姓名: 学号: 序号: 日期:

摘要: 微波技术是近一个世纪以来最重要的科学技术之一,从雷达到广播电视、无线电通信,再 到微波炉,微波技术对社会发展和人们生活的进步产生着深远的影响。本文介绍了微波技 术的发展以及在各个领域中的应用,并对微波技术未来的发展方向进行了讨论。Abstract: Microwave technology is one of the most important technology in the nearly century, from radar to broadcast TV, radio communication, microwave oven, microwave technology had a profound impact on society development and progress of people's lives .The paper introduced the development of microwave technology and it’s applications in various fields. It also discussed the future direction of microwave technology. 关键词:微波技术,微波电效应,污水处理 Keywords: Microwave technology, microwave electric effect, sewage treatment 微波是指波长在1mm~1000mm、频率在300MHz~300GHz范围之间的电磁波,因为 它的波长与长波、中波与短波相比来说,要“微小”得多,所以它也就得名为“微波”了。微波有着不同于其他波段的重要特点,它自被人类发现以来,就不断地得到发展和应用。 19世纪末,人们已经知道了超高频的许多特性,赫兹用火花振荡得到了微波信号,并对其 进行了研究。但赫兹本人并没有想到将这种电磁波用于通信,他的实验仅证实了麦克斯韦 的一个预言──电磁波的存在。20世纪初期对微波技术的研究又有了一定的进展,1936年4 月美国科学家SouthWorth用直径为12.5cm青铜管将9cm的电磁波传输了260m远,波导 传输实验的成功激励了当时的研究者,因为它证实了麦克斯韦的另一个预言──电磁波可以 在空心的金属管中传输,因此在第二次世界大战中微波技术的应用就成了一个热门的课题。战争的需要,促进了微波技术的发展,而电磁波在波导中传输的成功,又提供了一个有效

《微波技术与天线》傅文斌-习题标准答案-第章

《微波技术与天线》傅文斌-习题答案-第章

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17 第2章 微波传输线 2.1什么是长线?如何区分长线和短线?举例说明。 答 长线是指几何长度大于或接近于相波长的传输线。工程上常将1.0>l 的传输线视为长线,将1.0

《天线与电波传播理论》试卷A

########学院 2010—2011学年第二学期网络教育期末考试试卷 《天线与电波传播理论》课程(A 卷) 题号 一 二 三 四 五 总分 分数 得分 评卷人 一、填空题:(每空1分,共20分) 1、与可见光一样,红外线是一种 波,人体辐射的红外线波长约为10μm ,频率约为 赫兹。 2、单位换算: (1) 103.8 KHZ= HZ= MHZ ; (2) 0.725 MHZ= HZ= KHZ .。 3、半波振子的方向函数为 ,方向系数为 。 4、Maxwell 提出的 电流的概念,使在任何状态下的电流都可保持连续,并且指明 电流和 电流是产生涡旋磁场的源。 5、坡印廷矢量的大小代表 ,其单位为 ,其方向代表 ,瞬时坡印廷矢量的表达式为 。 6、任一线极化波都可分解为两个振幅 、旋向 的圆极化波,任一圆极化波都可分解为两个振幅 、相互 且相位 的线极化波。 二、单项选择题:(每小题2分,共20分) 1. 我国的卫星通信技术拥有自主知识产权,在世界处于领先地位.在北京发射的信号通过通信卫星会转到上海被接收.实现这种信号传递的是( ) A.超声波 B.次声波 C.声波 D.电磁波 2. 关于电磁波的传播,以下说法正确的是( ) A .只能在真空中传播 B .在水中不能传播 C .可以在很多介质中传播 D .只能在空气中传播 3.微波炉中不能使用金属容器,这主要是因为( ) A .金属易生锈,弄脏炉体 B .金属容易导电,造成漏电事故 C .微波能在金属中产生强大的电流,损坏微波炉 D .金属易传热 ,使炉体温度过高 4.下列说法正确的有( ) A .频率越低的电磁波的波长越短 B .频率越高的电磁波传播速度越快 C .频率越低的电磁波传播速度越快 D .频率越高的电磁波的波长越短 5. 在2003年4月的伊拉克战争中,美英联军在战争中使用电子干扰取得了很好的效果,争取到了战争的主动权,电子干扰具体地说就是( ) A .对敌方发射电磁波 B .对敌方发射很强的电磁波 得分 评卷人

微波技术与天线考试复习重点含答案

微波技术与天线复习提纲(2011级) 一、思考题 1. 什么是微波?微波有什么特点? 答:微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段,频率范围从300MHZ 到3000GHZ , 波长从0.1mm 到1m ;微波的特点:似光性、穿透性、宽频带特性、热效应特性、散射特性、抗低频干扰特性、视距传播性、分布参数的不确定性、电磁兼容和电磁环境污染。 2. 试解释一下长线的物理概念,说明以长线为基础的传输线理论的主要物理现象有 哪些?一般是采用哪些物理量来描述? 答:长线是指传输线的几何长度与工作波长相比拟的的传输线; 以长线为基础的物理现象:传输线的反射和衰落; 主要描述的物理量有:输入阻抗、反射系数、传输系数和驻波系数。 3. 均匀传输线如何建立等效电路,等效电路中各个等效元件如何定义? 4. 均匀传输线方程通解的含义 5. 如何求得传输线方程的解? 6. 试解释传输线的工作特性参数(特性阻抗、传播常数、相速和波长) 答:传输线的工作特性参数主要有特征阻抗Z 0,传输常数,相速及波长。 1)特征阻抗即传输线上入射波电压与入射波电流的比值或反射波电压与反射波电流比值的负值,其表达式为0R jwL Z G jwC +=+它仅由自身的分布参数决定而与负载及信号源无关;2)传输常数j γαβ=+是描述传输线上导行波的衰减和相移的参数,其中,α和β分别称为衰减常数和相移常数,其一般的表达式为()()R jwL G jwC γ=++传输线上电压、电流入射波(或反射波)的等相位面沿传播方向传播的速度称为相速,即 p v ωβ=;4)传输线上电磁波的波长λ与自由空间波长0λ的关系02r π λβε==。 7. 传输线状态参量输入阻抗、反射系数、驻波比是如何定义的,有何特点,并分析 三者之间的关系 答:输入阻抗:传输线上任一点的阻抗Z in 定义为该点的电压和电流之比,与导波系统的状态特性无关,10001tan ()tan in Z jZ z Z z Z Z jZ z ββ+=+ 反射系数:传输线上任意一点反射波电压与入射波电压的比值称为传输线在该点的反射系

微波技术与天线

知识梳理 绪论 微波、天线与电波传播是无线电技术的一个重要组成部分,它们三者研究的对象和目的有所不同。微波主要研究如何引导电磁波在微波传输系统中的有效传输,它的特点是希望电磁波按一定要求沿微波传输系统无辐射的传输,对传输系统而言辐射是一种能量的损耗。天线的任务则是将导行波变换为向空间定向辐射的电磁波,或将在空间传播的电磁波变为微波设备中的导行波,因此天线有两个基本作用:一个是有效地辐射或接收电磁波,另一个是把无线电波能量转换为导行波能量。电波传播则是分析和研究电波在空间的传播方式和特点。微波、天线与电波传输播三者的共同基础是电磁场理论,三者都是电磁场在不同边值条件下的应用。 第一章均匀传输线理论 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。把导行波传播的方向称为纵向, 垂直于导波传播的方向称为横向。无纵向电磁场分量的电磁波称为横电磁波,即TEM波。另外, 传输线本身的不连续性可以构成各种形式的微波无源元器件, 这些元器件和均匀传输线、有源元器件及天线一起构成微波系统。 1.1均匀无耗传输线的输入阻抗 定义:传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比称为传输线的输入阻抗两个特性: (1)λ/2重复性:无耗传输线上任意相距λ/2处的阻抗相同Zin(z)=Zin(z+λ/2);(2)λ/4变换性:Zin(z)-Zin(z+λ/4)=Z02 1.2均匀无耗传输线的三种传输状态 (1) 行波状态:无反射的传输状态, 匹配负载:负载阻抗等于传输线的特性阻抗沿线电压和电流振幅不变电压和电流在任意点上同相; (2) 纯驻波状态:全反射状态, 负载阻抗分为短路、开路、纯电抗状态; (3)行驻波状态:传输线上任意点输入阻抗为复数。 1.3传输线的三类匹配状态 (1)负载阻抗匹配:是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形,此时只有从信源到负载的入射波,而无反射波。 (2)源阻抗匹配:电源的内阻等于传输线的特性阻抗时,电源和传输线是匹配的,这种电源称之为匹配电源。此时,信号源端无反射。 (3)共轭阻抗匹配:对于不匹配电源,当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗为电源内阻抗的共轭值时,即当Zin=Zg﹡时,负载能得到最大功率值。共轭匹配的目的就是使负载得到最大功率。 1.4阻抗圆图的应用 (1) 反射系数圆图:Γ(z)=|Γ1|ej(Φ1-2βz)=|Γ1|ejΦ

《微波技术与天线》习题答案

《微波技术与天线》习题答案 章节 微波传输线理路 1.1 设一特性阻抗为Ω50的均匀传输线终端接负载Ω=1001R ,求负载反射系数 1Γ,在离负载λ2.0,λ25.0及λ5.0处的输入阻抗及反射系数分别为多少? 解:31)()(01011=+-=ΓZ Z Z Z πβλ8.0213 1 )2.0(j z j e e --=Γ=Γ 31 )5.0(=Γλ (二分之一波长重复性) 31 )25.0(-=Γλ Ω-∠=++= 79.2343.29tan tan )2.0(10010 l jZ Z l jZ Z Z Z in ββλ Ω==25100/50)25.0(2λin Z (四分之一波长阻抗变换性) Ω=100)5.0(λin Z (二分之一波长重复性) 1.2 求内外导体直径分别为0.25cm 和0.75cm 的空气同轴线的特性阻抗;若在两导体间填充介电常数25.2=r ε的介质,求其特性阻抗及MHz f 300=时的波长。 解:同轴线的特性阻抗a b Z r ln 60 0ε= 则空气同轴线Ω==9.65ln 600a b Z 当25.2=r ε时,Ω== 9.43ln 60 0a b Z r ε 当MHz f 300=时的波长: m f c r p 67.0== ελ 1.3题 设特性阻抗为0Z 的无耗传输线的驻波比ρ,第一个电压波节点离负载的距离为1m in l ,

试证明此时的终端负载应为1 min 1 min 01tan tan 1l j l j Z Z βρβρ--? = 证明: 1 min 1min 010)(1 min 101min 010in tan l tan j 1/tan tan 1min 1min l j Z Z Z Z l j Z Z l j Z Z Z Z l in l βρβρρ ββ--? =∴=++?=由两式相等推导出:对于无耗传输线而言:)( 1.4 传输线上的波长为: m f r 2c g == ελ 因而,传输线的实际长度为: m l g 5.04 ==λ 终端反射系数为: 961.051 49 01011≈-=+-= ΓZ R Z R 输入反射系数为: 961.051 49 21== Γ=Γ-l j in e β 根据传输线的4 λ 的阻抗变换性,输入端的阻抗为: Ω==25001 2 0R Z Z in 1.5 试证明无耗传输线上任意相距λ/4的两点处的阻抗的乘积等于传输线特性阻抗的平方。 证明:令传输线上任意一点看进去的输入阻抗为in Z ,与其相距 4 λ 处看进去的输入阻抗为' in Z ,则有: z jZ Z z jZ Z Z ββtan tan Z 10010 in ++=

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