上海交大微波技术与天线课后习题与解答

### 上海交通大学微波技术与天线课程习题解析 #### 微波技术基础知识点概述 根据提供的资料，“上海交大微波技术与天线课后习题与解答”主要涵盖了微波技术的基础概念及其应用，包括微波的定义、特性、以及与天线和电波传播的关系等内容。下面我们将对这些知识点进行详细解析。 ### 微波技术概述 **微波定义：** - **频率范围：** 从300MHz到3000GHz - **波长范围：** 从0.1mm到1m **微波特性：** - 微波波长与普通电路或元件的尺寸相当，通常在分米、厘米、毫米量级。这一特性使得微波不同于其他电磁波段，在处理时不能忽略其在电路或元件内部的传播过程。相比之下，普通无线电波的波长通常远大于电路尺寸，因此在分析时可以忽略波的传播过程；而光波、X射线、γ射线等波长则远小于电路尺寸，很难用电磁学方法研究。 ### 微波技术、天线与电波传播的区别与联系 - **微波技术：** 主要研究如何有效地引导电磁波在微波传输系统中进行传输，确保电磁波能够按照预定路径无辐射地传输。 - **天线：** 天线的作用是将微波导行波转换为空间中的定向辐射电磁波，或者将空间中的电磁波转换为微波设备内的导行波。 - **电波传播：** 研究电波在自由空间中的传播方式和特点，包括反射、折射、散射等现象。 这三个领域虽然都是无线电技术的重要组成部分，且都基于电磁场理论，但各自的研究对象和目的有所不同。微波技术关注的是如何有效地传输电磁波；天线研究如何实现电磁波的发射与接收；电波传播则关注电磁波在空间中的行为。 ### 具体习题解析 #### 第一讲习题 1. **微波的频率和波长范围：** 频率范围从300MHz到3000GHz，波长从0.1mm到1m。 2. **微波的特点：** 微波波长与电路或元件尺寸相当，这一特性使得微波具有独特的优势，如可用于雷达、通信等领域。 3. **微波技术、天线、电波传播的研究对象：** - 微波技术研究如何有效地传输电磁波。 - 天线研究如何实现电磁波的发射与接收。 - 电波传播研究电磁波在空间中的行为。 #### 第二讲习题 本讲涉及了微波传输系统的阻抗匹配问题，通过计算反射系数和驻波比来评估传输线的工作状态。具体解法涉及到了复数阻抗、反射系数、驻波比等概念的应用。 #### 第三讲习题 - **习题2-10解析：** 该题主要考察了传输线的负载匹配和驻波比的概念，通过求导的方式确定了使终端反射系数最小的条件，进而得到了驻波比最小的情况。 - **半无限长开路线上的电磁波状态：** 在半无限长开路线上，由于终端为开路，因此没有反射波，整个线路呈现行波工作状态。 #### 第四讲习题 该讲习题涉及了更复杂的传输线系统，通过计算不同段线上的电压反射系数和驻波比来分析整个系统的性能。此外，还计算了信号源的输出功率和两个负载上的吸收功率。 以上是对“上海交大微波技术与天线课后习题与解答”的知识点概述及部分习题解析。这些习题不仅巩固了学生对于微波技术基础知识的理解，也为实际应用打下了坚实的基础。