2017年西安科技大学通信原理、微波技术基础之微波技术考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 天线的基本参数有哪些？分别说明其定义。
【答案】天线的基本参数包括：主瓣宽度、副瓣电平、前后比、方向性系数、效率、增益系数、输入阻抗、有效长度、极化和频带宽度等。
主瓣宽度是指主瓣轴线两侧的两个半功率点的矢径之间的夹角。 副瓣电平是指最大副瓣的功率密度和主瓣功率密度之比的对数值。 前后比是指主瓣功率密度和后瓣功率密度之比的对数值。
在相等的辐射功率下，受试天线在其最大辐射方向上某点产生的功率密度与一理想的无方向性天线在同一点产生的功率密度的比值，定义为受试天线的方向性系数。 天线的效率是指天线的辐射功率与输入功率的比值。
在相同输入功率下，受试天线在最大辐射方向上某点产生的功率密度与一理想的无方向性天线在同一点产生的功率密度的比值定义为该受试天线的増益系数。
输入阻抗定义为天线输入端的电压与电流的比值。
在保持实际天线最大辐射方向上的场强不变的条件下，假设天线上的电流为均匀分布，电流大小等于输入端的电流，此假想天线的长度即称为实际天线的有效长度。
天线的极化是指天线在其最大辐射方向上电场矢量的取向随时间变化的规律。
当频率改变时，天线的电参数能保持在规定的技术要求范围内，将对应的频率变化范围称为该天线的频带宽度。
2． 什么是分离变量法？在什么条件下，它对求解位函数的拉普拉斯方程有用？
【答案】分离变量法是求解边值问题的一种经典方法。它是把待求的位函数表示为几个未知函数的乘积，该未知函数仅是一个坐标变量的函数，通过分离变量，把原偏微分方程化为几个常微分方程并求解最后代入边界条件求定解。
应用分离变量法求解时，所求场域的边界面应与某一正交曲面坐标系的坐标面重合。
3． 在导电媒质中，均匀平面波的相速是否与频率有关？
【答案】在导电媒质中，均匀平面波的相速与频率有关，在同一种导电媒质中，不同频率的电磁波的相速是不同的。
4． 电磁波的相速是如何定义的？自由空间中相速的值为多少？
【答案】电磁波的等相位面在空间中的移动速度，称为相位速度，简称相速，在自由空间中相速的值为
5． 试说明为什么矩形波导中不能传输TEM 波。试列举一个能传输TEM 波的导波系统。
【答案】假如在矩形波导内存在TEM 波，由于磁场只有横向分量，则磁力线应在横向平面内闭合，这时就要求在波导内存在纵向的传导电流或位移电流。但是，因为矩形波导是单导体波导，波导内没有纵向传导电流。又因为TEM 波的纵向电场，所以也没有纵向的位移电流；同轴波导。
6． 多导体系统的部分电容是如何定义的？试以考虑地面影响时的平行双导线为例，说明部分电容与等效电容的含义。
【答案】多导体系统的部分电容是指多导体系统中一个导体在其余导体的影响下，与另一个导体构成的电容。计及大地影响的平行双线传输线，如图所示，
它有三个部分电容线1、2间的等效电容为
和大地间的等效电容为
导线1和大地间的等效电容为和导导线2
图
二、计算与分析题
7． 空气中有一磁导率为半径为a 的无限长导体圆柱，其轴向方向的电流强度为I ，求圆柱内
可得 外的磁感应强度
和磁场强度【答案】由
在圆柱体内时，
在圆柱体外时，
所以
相应的磁感应强度为
8． 如图（a ）图所示，在z<0的下半空间是介电常数为的介质，上半空间为空气，距离介质平面距为h 处有一点电荷求（1）Z>0和Z<0的两个半空间内的电位；（2）介质表面上的极化电荷密度，并证明表面上极化电荷总电量等于镜像电荷q ＇。
图
【答案】（1）在点电荷q 的电场作用下，介质分界面上出现极化电荷，利用镜像电荷替代介质分界面上的极化电荷。根据镜像法可知，镜像电荷分布为（如图（b ）（c ）所示）
上半空间内的电位由点电荷q 和镜像电荷q ＇共同产生，即
下半空间内的电位由点电荷？和镜像电荷共同产生，即
（2）由于分界面上无自由电荷分布，故极化电荷面密度为
极化电荷总电量为