1、2-1波導為什么不能傳輸波？答：一個波導系統若能傳輸波型， 則在該系統中必須能夠存在靜 電荷靜電核或恒定電流，而在單導體所構成的空心金屬波導館 內，不可能存在靜電荷或恒定電流，因此也不可能傳輸波型。2-2什么叫波型？有哪幾種波型？答：波型是指每一種能夠單獨地在規則波導中存在的電磁場的一 種分布狀態。根據場的橫向分量與縱向分量之間的關系式劃分波型，主要有三種：波（回，E）波（凹，凹）波（回，E ）2-3何謂波，波和波？其波阻抗和自由空間波阻抗有什么關系？ 答：=，=的為波；=,.丁為波；=，為波。波阻抗：LJ波阻抗：丨X 其中 為波在無限答煤質中的波阻抗。2-4試將關系式，推導為 .-丨解：由

2、的場分量關系式（ 與z無關）得:EBJ2-5波導的傳輸特性是指哪些參量？答：傳輸特性是指傳輸條件、傳播常數、傳播速度、波導波長、 波形阻抗、傳輸功率以及損耗和衰減等。2-6何為波導的截止波長E ?當工作波長 大于或小于耳時，波 導內的電磁波的特性有何不同？答：當波沿Z軸不能傳播時呈截止狀態，處于此狀態時的波長叫截止波長，定義為| ;當工作波長大于截止波長時， 波數 ，此時電磁波不能在波導 中傳播；當工作波長小于截止波長時， 波數.三，此時電磁波能在波導內 傳播；2-7矩形波導中的截止波長和波導波長 ，相速度 和群速度有什么區別和聯系？它們與哪些因素有關？答：波導波長為|， 為截止波長群速為 *

3、 I，相速為沁I ，且 ，與c，工作波長，截止波長有關。2-8在矩形波導中不存在 I和國這兩種波型，為什么？ 答：根據波的特點 丨， 丨，由波的場分量表達式可知田在0或0時，不符合波的特點。2-9在空氣填充的矩形波導（網）中，要求只傳輸波型，其條件是什么？若波導尺寸不變， 而填充，國 的介質，只傳 輸I波型的條件又是什么？解： 由于廠的截止波長=，而町的截止波長為a， N： 的截止波長為2b。若要保證單模傳輸，則由傳輸條件 丨，U：與町均被截止，故有同時|若波導中全填充.，.的介質，則波長變為百 ，因此單模傳輸條件變為同時2-10 一空氣填充的矩形波導，要求只傳輸波型，信號的工作頻率為亠，試確

4、定波導的尺寸，并求出 、丁和丁解：工作頻率為亠 ，空氣填充，速度 ，因此工作波長根據矩形波導單模傳輸的條件，波導的尺寸由下式確定-，即I故可選用100,其模橫截面尺寸為1_ 選定尺寸后，計算、|和丨K I2-11空氣填充的矩形波導 100,其尺寸為h工作波長 ，問波導內可能存在幾種波型。若波導的橫截尺寸變為一-，情況又怎樣？解：利用矩形波導的截止波長的計算公式，計算各種波型的截止波長；然后由傳輸條件來判斷波導中可能存在的波型。a所以可能存在的模式有:Mm， 回，E禾口丨：-丨。當尺寸為時，各波型的截止波長為所以可能存在的模式有:，2-12在空氣填充的矩形波導內，測得相鄰兩波節點之間的距離為22

5、，求。解：因為在波導中相鄰兩波節之間的距離為，所以得到2-13矩形波導100，其橫截面尺寸為一 】，在波導中傳輸 E波，工作波長亠I，試求截止波長 、相速、 群速、傳輸功率P和波型阻抗回。解：岡波的截止波長何波長的相速度波的波導波長波的傳輸功率而 的.與為S波的波型阻抗x | 由于若用凹表示5,則有所以，傳輸功率ri2-14 矩形波導的橫截面尺寸為 23,10,傳輸頻率為10的回波，求截止波長、波導波長、相速和波阻抗。如果頻率稍微增大，上 述參量如何變化？如果波導尺寸 a和b發生變化，上述參量又如 何變化？解：矩形波導的截止波長為 工作波長為波導波長為相速為波阻抗為當頻率增大時，截止波長不變，

6、波導波長降低，相速降低，波阻抗降低；當a增大時，截止波長增大，波導波長降低，相速降低，波阻抗 降低；當b增大時，對各個參量無影響。2-15若矩形波導橫截面尺寸，有中心頻率的脈沖調制波通過 F長的波導，求中心頻率上的時延 。解：工作波長 波導波長相移常數故經過亠后，產生的相移量為所以，中心頻率上的時延為2-16已知空氣填充100波導，工作波長亠 ，當終端接負載 時，測得駐波比 丨，第一個電場波節點距負載，試求:(1) 波導中傳輸的波型；(2) 終端負載阻抗的歸一化值。解：(1)100為矩形波導，其橫截面尺寸|。幾個低次模的截止波長分別為根據波導中波的傳輸條件II ,故只能傳輸"波。(2

7、)矩形波導100,波的波導波長為第一個電場波節點距負載為.LT ，波節點處的歸一化阻抗為一即故|貝 yk II2-17已知一矩形波導饋電系統，二】，空氣填充，工作頻率J，端接負載，測得饋線上的駐波比 一，第一個電場最小點距負載 :，試求：終端負載阻抗的歸一化值；解：由于 1 ，空氣填充，其工作波長 為波導波長上利用上題中導出的 * I2-18什么叫做激勵和耦合？答：所謂激勵就是在波導中建立所需波型的方法。相應地，從波 導中取出所需波型的能量的方法稱為耦合。激勵和耦合是可逆 的，激勵裝置也可以用作耦合裝置。2-19波導中的激勵可以由哪幾種方式？激勵裝置是什么？電磁 場能否激勵的判據是什么？答：激

8、勵方式有三種，它們是電場激勵、磁場激勵和電流激勵； 激勵裝置為探針激勵、環激勵、小孔或縫激勵，電子流激勵。桿 激勵為電場激勵，環為磁場激勵，孔激勵根據孔開在波導的不同 位置，可能為單一的磁場激勵或同時存在電場和磁場激勵。波導的激勵原則是指使激勵裝置產生被激勵波型的某一場分量或壁電流，從而使該波型在波導中建立。2-20圓波導中的波型指數 和 的意義是什么，它們與矩形波導 中的波型指數有何不同？答：圓波導中m代表場沿圓周方向分布的整駐波數， n代表沿半 徑方向場分量出現的最大值個數。而在矩形波導中，m和n分別代表場強沿x軸和y軸方向分布的半波數。2-21欲在圓波導中得到單模傳輸，應選擇哪種波型，為

9、什么？答：在圓波導中實現單模傳輸一般選擇 冋波型，因為冋模的截 止波長最長，易于實現單模傳輸。2-22試述圓波導中 ，町及三種模式的特點及其應用。答：圓波導三易于實現單模傳輸，但由于模極化面是不穩定的存在著模的極化簡并，故實用中不用圓波導作為傳輸線。但是利用模的極化簡并可以構成一些特殊的波導元器件，如極化衰減器、極化變化器和微波鐵氧體環行器等。創模的結構特點是（1）場分布具有軸對稱，電場和磁場沿 方向均無變化；（2）電場只有.分量，圓波導橫截面上的電力 線是一些同心圓，在 0和處， =0;（3）在管壁附近只有分量。因此丨模適合用作高Q諧振腔的工作模式和毫米波遠距離 傳輸波導。但丨不是最低次模，

10、所以采用丨模設法抑制其他模式的寄生。討的結構特點是（1）場分布具有軸對稱性，電場沿 方向 無變化；（2）磁場只有分量，圓波導橫截面上的磁力線是一些同心圓，0處，=0,壁電流只有 分量。由于聲 模場結構具有軸對稱性，故將兩端工作在模的圓波導作相對運動，不影響其中電磁波的傳輸，所以適合作微波天線饋電系統旋轉關節 中的圓波導傳輸模式。同時，一些微波管和直線電子加速器所用 的諧振腔和慢波系統往往是由這種波型演變而來的。2-23何謂波導的簡并波型，矩形波導與圓波導的簡并波型有何 不同。答：波導中不同的波型具有相同的截止波長的現象稱為波型簡并 現象。矩形波導，除丄與曰外，均存在波型簡并現象。對于|情況，

11、與I簡并一一二重簡并；當 E （正方波導）則>1、仁I、 L： !簡并四重簡并；當亠.時，則町與u:簡并，m與町簡并，m與p廠簡并三重簡并。圓波導中，除具有模式簡并外，還有極化簡并。u:與冋 為模式簡并。除 p的模式外都具有極化簡并。2-24圓波導中最低次模是什么模式？旋轉對稱模式中最低階模 是什么模式？損耗最小的模式是什么模式？答：最低次模為叵模，旋轉對稱的最低階模為 1工模，損耗最 小的模式為到模。2-25空氣填充的圓波導，其半徑 2, 工作于波型，它的截止頻率是多少？解：工作在F波型時，截止波長為«所以，截止頻率為2-26若對2-25題中的波導填充丨的介質，并保持截止頻率

12、不變，問波導的半徑應如何變化？解：，所以，同時|保持不變，則 一 =j2-27空氣填充圓波導內半徑 ，求 一、一、_1和 的截止波長。解：圓波導中冋的截止波長心為的截止波長為的截止波長一為聲的截止波長產為即圓波導中 與為簡并模。2-28有一空氣填充的圓波導，其直徑為5,試求：（1）阿、m、刁、e等模式的截止波長；（2）當工作波長為7，6，3時，波導中可能出現哪些波型?（3）當F時，其基模的波導波長是多少？解：（1）的半徑為2.5，各波型的截止波長為：一:r 1:r 1-2-':r （2）當亠！時，傳模；當J時，傳廠、模式;當“時，傳、1、 _ 、河模式。（3）基模為模，截止波長為8.5

13、25，所以波導波長為2-29要求圓波導只傳輸模，信號工作波長為5,問圓波導半徑應取何值？解：當圓波導的內半徑R與工作波長滿足條件時，波導中只傳輸IV波型。當工作5時，求得的半徑為 2-30圓波導工作于 丨模，已知 I ，5，問相移常數 ？半徑增大一倍，相移常數有何變化？解：工作波長為：|工作在丨模時，.一fl相移常數：當半徑增大一倍時，截止波長增大 2倍，工作波長增大2倍， 以波導波長增大2倍，相移常數減小為原來的丨。2-31某通訊機機的工作頻率5，用圓波導傳輸主模，選取廠廠，試計算圓波導的直徑、波導波長、相速和群速。解：假定圓波導空氣填充，其工作波長0波導的主模，其截止波長等于|。由于選取.

14、三.11。所以圓波導的直徑J為相速度為群速度.為 2-32今用半徑 E 的圓波導制成截止衰減器，問長度為多少時，才能使二的波衰減二I 。解：截止波導可制成截止衰減器，其條件是。圓波導半徑e ， 其主模 的 截 止波 長為可見 E，截止衰減器可選用主模操作。由于=，故衰減常數 WT.若輸入功率為 ，沿線截止衰減功率為一 =A 。根據題意有13】故，圓波導的截止衰減波長.=J 若采用町模制成衰減器，由于 U：模的截止波長故線長2-33同軸線內導體半徑2，外導體半徑4，填充空氣，求同軸線主模的截止波長、導波波長、相速度、波阻抗？解：同軸線主模為模，截止波長為L ，所以導波波長為，相速度等于光速為2-

15、34如果2-33題中填充媒質，廠，求同軸線中主模的截止波長，導波波長，相速度和波阻抗？解：同軸線主模為模，截止波長為I刖，導波波長為，相速度為，波阻抗為2-35 一個空氣填充的同軸線，其內導體外直徑亠i，夕卜導體內直徑，傳輸波，工作頻率 9.375，空氣的擊穿場強'，試求同軸線的最大功率。解：同軸線的擊穿功率J心：I一工=J）,故丨所以，同軸線傳輸最大功率小于 2.771。2-36設計一同軸線，其傳輸的最短工作波長為 10,要求特性阻 抗為 ，試計算硬的（空氣填充）和軟的（聚乙烯填充）兩種同軸線的尺寸。解：在給定的工作頻帶內，最短的工作波長與同軸線尺寸之間應滿足關系式1 = 所以，y

16、I又因為特性阻抗為 兇,對空氣來說I x I ，得=2.3，解得對:來說，|，得|=3.5,解得 -2-37介質為空氣的同軸線外導體內直徑乙內導體外直徑為3.04，要求同軸線只傳輸波，問電磁波最短工作波長為多少？解：外導體的半徑b為3.5，內導體外半徑a為1.52 ；同軸線只傳輸波，則LF.當 1.52，3.5 時，02-38空氣填充的同軸線外導體內直徑16，內導體直徑4.44，電磁波的頻率20，問同軸線中可能出現哪些波型？解：外導體內半徑8，內導體外半徑2.22 ；工作波長為各個波型的截止波長為:I波與波具有相同的截止波長，所以當工作在I時，只傳輸波。2-39 一發射機的工作波長的范圍為 1

17、020,現用同軸線作饋線， 在要求損耗最小的情況下求同軸線的尺寸？解：如果要求為最小損耗，則同時滿足Ln ，且.一，得又由叵得 - , |一二_2-40與矩形波導相比，脊波導有哪些特點，在實際中根據什么 選擇它們的用途？答：特點為（1）波型的截止波長比矩形波導中 冋的截止波長更長，與 丨的截止波長相差就更大；（2）在同樣橫截面尺寸 的情況下，脊波導單模工作的頻帶更寬些；（3）與同樣橫截面尺寸的矩形波導相比，它的等效阻抗較低，因此可用作矩形波導與 低阻抗的同軸線、微帶線之間的過濾裝置。由于脊波導的功率容 量小，損耗大，而且加工制作也不方便，因此其使用范圍受到一 定限制，一般常用于功率容量要求不高，損耗要求不嚴，以及設 備的體積受到某種限制的場合，