电磁场与微波技术 李久生版本第五章答案

电磁场与微波技术 李久生版本第五章答案
电磁场与微波技术 李久生版本第五章答案

重庆大学 电磁场与微波技术

第五章 李久生版本

5.1 有一导体滑片在两根平行的轨道上滑动,整个装置位于正弦时变磁场

5cos mT z e t ω=B 之中,如题6.1图所示。滑片的位置由0.35(1cos )m x t ω=-确定,轨道终端接有电阻0.2R =Ω,试求电流i.

解 穿过导体回路abcda 的磁通为

5cos 0.2(0.7)

cos [0.70.35(1cos )]0.35cos (1cos )z z d B ad ab t x t t t t ωωωωωΦ==?=?-=--=+? B S e e

故感应电流为

11

0.35sin (12cos ) 1.75sin (12cos )mA

in d i R R dt t t t t R ωωωωωωΦ

=

=-=-+-+E

5.2 平行双线传输线与一矩形回路共面,如题

6.3图所示。设0.2a m =、0.1m b c d ===、7

1.0cos(210)A i t π=?,求

回路中的感应电动势。

解 由题给定的电流方向可知,双线中的电流产生的磁感应强度的方向,在回路中都是垂直于纸面向内的。故回路中的感应电动势为

d d d d d d in dS B S B S t t

?

?=-

?=-+?????左右B E 式中

00,22()i i

B B r b c d r μμππ=

=++-左右

0000d d ln()

22d d ln()2()2b c

b s

c d d s i ai b c

B S a r r b i ai b c

B S a r b c d r b μμππμμππ+++==+==++-??

??左右

0707777d 2

ln()d 2d ln()[1.0cos(210d 4100.2ln 2sin(210)2103.484sin(210)in ai b c t b a b c t b t t V

t V

μπμππππππ

π-+??

=-????

+=-???=???=?E

5.3 一圆柱形电容器,内导体半径为a ,外导体内半径为b ,长为l 。设外加电压为

0sin U t ω,试计算电容器极板间的总位移电流,证明它等于电容器的传导电流。

解 当外加电压的频率不是很高时,圆柱形电容器两极板间的电场分布与外加直流电压

时的电场分布可视为相同(准静态电场),即

0sin ln ()r

U t

r b a ω=E e

故电容器两极板间的位移电流密度为

0cos ln ()d r U t t r b a ωεω?=

=?D

J e

200

cos d d d ln ()

l d d r r s

U t

i r z

r b a πεωωφ=?=???

?

J S e e

002cos cos ln ()l

U t C U t

b a πεωωωω=

=

式中,

2ln ()l

C b a πε=

是长为l 的圆柱形电容器的电容。

流过电容器的传导电流为

0d cos d c U

i C

C U t t ωω==

可见

d c i i =

这个电磁场满足的边界条件如何?导电壁上的电流密度的值如何?

解 如图所示,应用理想导体的边界条件可以得出

在x=0处,

0,0

y x E H ==

0cos()z H H kz t ω=- 在x=a 处,

0,0

y x E H ==

0cos()z H H kz t ω=--

上述结果表明,在理想导体的表面,不存在电场的切向分量E y 和磁场的法向分量H x 。

另外,在x=0的表面上,电流密度为

00

00

|()|cos()

s x x x x z z x x z z

y x H H H H kz t ω====?=?+=?=--J n H e e e e e e

在x=a 的表面上,电流密度则为

0|()|cos()

s x a x x x z z x a

x z z

y x a

H H H H kz t ω====?=-?+=-?=--J n H e e e e e e

**

2

202222220011Re[*]Re[]221Re[sin()cos()]21()sin ()()sin ()

2av x y z z y x j x z z E H E H a x x H e a a

a x a x

H k H k a a πππμωπππμωμωππ=

?=-=-=-S E H e e e e e

重庆大学

电子信息工程专业“电磁场与微波技术”改革与实践

电子信息工程专业电磁场与微波技术改革与实践 电磁场与微波技术是我校电子信息工程专业主要专业基础课之一,随着通信技术的飞速发展,载波的频率不断提高,其基本理论、基本概念及分析方法在现代飞机通信系统、导航系统和雷达系统的应用越来越广泛。 2008年以来,为了适应宽口径人才培养的需要,这门课程的学时进行了大幅压缩,但工程教育改革和航空维修技术的发展对学生的知识和能力要求却不断提高。因此迫切需要对原电磁场与微波技术教学内容、教学方法和教学手段进行改革和建设,以有效解决学时压缩与知识、能力和素质培养之间的矛盾。 一、以需求为导向顶层设计一体化课程内容,优化知识结构 2008年以来,课程由原来的80学时减少到54学时。为解决知识面宽、学时少的问题,结合专业培养目标和航空电子系统专业课程需求进行顶层设计,明确课程在培养目标中的地位和要求,在此基础上,将课程涉及到的矢量分析与场论、电磁场与电磁波、微波技术基础、天线与电波等多门课程的教学内容结合前修课程普通物理、高等数学和后续课程雷达原理、通信系统、导航系统等课程内容进行一体化设计,整合教学内容,优化知识结构。加强课程内部及与相关课程教学内容的有机联系,使其相互支持。整合后的内容主要包括五大部分[1-2]。 1.电磁场理论的数学基础部分矢量分析与场论 主要讲授矢量的散度、旋度和标量的梯度等概念及运算。删除了与高等数学重复的推导和分析过程,重点讲授这些运算的物理概念及其在电磁场理论中的应用。实现了高等数学与矢量分析与场论的平滑过渡,也为学习电磁场理论奠定了基础。 2.电磁场理论基础 传统讲授方法是静电场、恒定电场、恒定磁场、时变电磁场、这样需要的学时较多。 对于航空电子系统,时变电磁场比静电场、恒定电场和恒定磁场更加重要。考虑到学生在大学物理中已有电磁学的基础,因此本章主要是在介绍电磁场中的基本场矢量,积分形式的麦克斯韦方程组的基础上,结合矢量分析重点阐述微分形式麦克斯韦方程组的各种场之间的共性和个性,重点分析理想介质中均匀平面波的传播特性、电磁波的极化、均匀平面波在理想介质中的传播和在不同媒质分界面上的垂直入射与斜入射,实现普通物理与电磁场理论基础内容的无缝对接。 3.微波技术基础 该部分是这门课程的核心内容,也是学习主要后续专业课程飞机通信系统、无电导航系统、雷达原理与系统的基础。讲授的内容主要包括传输线的分布参数、传输线的工作状态、圆图及其应用、阻抗匹配、矩形波导、微带线、微波网络和微波元件等内容。 该部分的内容克服了我国传统教材重理论轻应用的问题,大量实例结合机载电子系统和实际工程应用,从系统应用角度设计教学内容。 4.天线与电波传播 该部分内容是新增内容,在讲授天线和电波基本理论的基础上,将机载电子系统的相关知识融入教学中,如机载电子系统的各种天线的结构和辐射特性,各个系统的电波传播特性等,以便于后续专业课程的学习。 5.电磁场与微波实验 为加强对微波系统的认识,提高微波测试能力,开设了微波实验课程,实验项目主要有:微波系统的认识和调整,微波阻抗的测量与调配,电压驻波比测量,微波网络参量测量,定向耦合器的技术指标测量、电磁波的反射与折射等内容。尽管学时由原来的8学时压缩到6学时,但通过合理安排实验项目,实验项目却比原来增加了电磁场部分实验(电磁波的反射、折射),以及根据实验原理自主设计实验步骤的实验(定向耦合器性能指标的测量)。

电磁场与微波技术试卷

浙江省2007年10月高等教育自学考试 电磁场与微波技术基础试题 课程代码:02349 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.在静电场中,将单位正电荷从电位为U 1的一点移到电位为U 2 的一点,电场力 作的功为( ) A.U 1—U 2 B.U 2 —U 1 C.U 1+U 2 D.U 1 ×U 2 2.在静电场中有一带电的导体实心球,其球心和球外表面上一点的电位 ______________, 此两点的电场强度______________。( ) A.不相等/相等 B.不相等/不相等 C.相等/相等 D.相等/不相等 3.标量场中一点的梯度是______________,矢量场中一点的散度是 ______________。( ) A.矢量/矢量 B.矢量/标量 C.标量/矢量 D.标量/标量 4.如果静电场中某导体外表面上的某一点处的实际电场强度是垂直于该点表面向内的,那么可以判断此点处导体表面带有( ) A.负的面电荷 B.正的面电荷 C.没有带电荷 D.不能确定 5.均匀介质的恒定磁场中某点磁场能量密度与该点磁场强度的大小有以下关系( ) A.与磁场强度的大小成正比 B.与磁场强度的大小成反比 C.与磁场强度大小的平方成正比 D.与磁场强度大小的平方成反比 6.真空中有一无穷长的直线电流I,它在其周围空间距离此直线为R处的一点所产生的磁场强度H的大小为( ) A.I/(2πR) B.I/(2μ πR) C.μ 0I/(2πR) D.2πRμ I 7.恒定磁场中某点的磁通密度B与矢量位函数A有以下关系( ) A.B与A无关 B.B等于A的梯度 C.B等于A的散度 D.B等于A的旋度 8.时变电磁场中,某闭合回路的感应电动势与通过此回路的磁通量变化之间的关系为( ) A.促进磁通量变化 B.妨碍磁通量变化 C.与磁通量变化无关 D.与磁通量变化率的平方有关 9.正弦平面电磁波的电场强度水平分量和垂直分量在时间上同相位,此电磁波为( ) A.线极化波 B.圆极化波

电磁场与微波技术基础

天津市高等教育自学考试课程考试大纲 课程名称:电磁场与微波技术基础课程代码:0910 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 电磁场与微波技术基础是高等教育自学考试通信工程专业的一门专业基础课,是在完成高等数学和高频电子线路课程的学习后开设的必修课程之一,本课程在整个课程体系中是后续众多通信专业课的生长点和发展的基础。 本课程重点论述了工程电磁场的基本理论和技术,内容涵盖了电场、磁场、时变场、电磁波、传输线、波导和天线等。通过学习可以使考生较全面的了解电磁场及微波领域的基本理论和基本内容,为今后学习和工作打下坚实的基础。 二、课程目标与基本要求 本课程的目标是使学生通过本课程的学习和辅导考试,进行有关工程电磁场基础理论和技术方面的培养和训练,使学生对电磁场、微波和天线领域有相当程度的了解,为今后学习和工作创造一个知识面宽广的环境。 课程基本要求如下: 1、熟悉工程电磁场中数学分析方法。 2、掌握静电场中电场、电位和电能的计算,了解静电场基本性质。 3、掌握恒定磁场中磁场和磁能的计算,了解引入矢量磁位的必要性并熟悉恒定磁场的基本性质。 4、掌握时变场中法拉第电磁感应定律和麦克斯韦关于位移电流的概念。 5、熟悉麦克斯韦方程组数学表达式及其物理意义。 6、熟悉电磁场中的边界条件及其应用。 7、掌握坡印廷矢量概念。 8、学习电磁波在两种不同介质界面上的垂直入射和斜入射,掌握有关公式。 9、学习传输线基本理论,掌握分布参数、特性阻抗、输入阻抗、反射系数、电压驻波比基本概念及相关表达式,熟悉传输线阻抗匹配的意义和应用。 10、学习波导中波型(TE模和TM模)的概念,了解矩形波导中模的截止频率和主摸传输的概念。 11、学习天线有关知识,了解天线的基本参数。 三、与本专业其他课程的关系 本课程在通信工程专业的教学计划中被列为专业基础课,安排在学完高频电子线路之后和通信专业课之前时间内开设。本课程的学习是后续通信专业课程(如移动通信、通信技术等)的基础。 第二部分考核内容与考核目标 第一章矢量分析 一、学习目的与要求 通过本章学习,熟悉矢量分析中矢量符号表示法,矢量加减运算、两矢量点积和叉积运算规则,三种坐标系(笛卡尔、圆柱和球坐标)表示方法和相互间的转换。

电磁场与微波技术专业(080904)研究生培养

电磁场与微波技术专业(080904)研究生培养方案 一、培养目标 1、硕士研究生: 牢固树立爱校、爱国、爱中华民族的思想,具备坚持真理、献身科学的勇气和品质以及科学职业道德、敬业精神、团结合作精神。 具备电磁场与微波技术方面扎实的理论基础和宽厚的知识面。掌握与本专业相关的实验技能,对与本学科相邻及相关学科的知识有一定的了解。具备灵活应用所学知识分析和解决实际问题的能力。有独立从事科学研究的能力。 掌握一到二门外国语,能用英语阅读专业书籍、文献并撰写科学论文。 2、博士研究生: 牢固树立爱校、爱国、爱中华民族的思想,具备坚持真理、献身科学的勇气和品质以及科学职业道德、敬业精神、团结合作精神。 在硕士研究生培养目标所达到的要求基础之上,不仅要掌握本专业理论和实验的专业知识,还要掌握与本学科相邻及相关学科的知识,在独立从事科研工作中,具备综合、分析能力,在开展所从事研究方面的前沿研究工作中,具备创新和发展的能力。熟悉所从事研究方向的科学技术发展新动向。 掌握一至二门外语,能用英语熟练阅读专业书籍、文献,并能撰写并在国际会议上宣读科学论文。 二、学科介绍 1、电磁场与微波技术学科的主要研究方向 (1) 极高频段电磁资源的开发与利用; (2) 人工电磁材料及在无线电技术中的应用; (3) 射频、微波及光电子器件与应用。 2、师资力量和科研水平 本学科师资力量较雄厚,有中国科学院院士、“长江学者奖励计划”特聘教授和讲座教授以及教育部“新世纪优秀人才”等一批优秀学者,成为本学科的学术带头人和学术骨干。目前有教授9人、博士生导师9人、副教授和高工4人。 在科学研究方面,以电子学、物理学的基本理论方法和现代实验技术作为手段,探索新型电子材料,研究其中有关物理过程和电磁现象的基本规律,据以开发新型的微波和太赫兹电子器件和系统,并在实际中推广应用。目前,本学科不仅开展了大量国际前沿性的研究工作,取得了突出的成果,享有很高的国际声誉,同时也开展应用和工程化研究,为我国国民经济和国防现代化做出了重要贡献。 3、近期承担科研项目和重大课题 本学科承担了大量国家973计划、国家863计划、国家自然科学基金等重大科技计划项目,以及省、部级科研项目和横向合作的研发项目,产生了较大的社会效益和经济效益。 近期主要科研项目和重大课题有: 科技部973项目子课题:太赫兹辐射的高灵敏检测技术基础研究; 科技部973项目子课题:超导结型器件的物理、工艺及应用基础研究; 科技部973项目子课题:磁性复合材料以及光子共振介质中负折射特性研究; 国家重大科学研究计划:超导单光子探测器原理及制备研究; 国家重大科学研究计划:固体微结构的量子效应、调控及其应用研究; 科技部863课题:新型遥感器技术/THz频段高灵敏度超导探测/接收系统;

全国2010年10月电磁场与微波技术基础自考试题

护理核心制度落实案例 心内科护理站 一.患者陈某,男,63岁,胃癌根治术后收入ICU。术后第一天,患者身上留置了气管插管、胃管、腹腔引流管、导尿管等多种管道。患者神志清醒,但较为烦躁,并多次试图拔除身上的管道。从治疗护理的需要及患者的安全角度出发,护士小谢用宽绷带对患者腕部及膝部进行约束。患者对此很反感,大吵大闹,叫嚷护士剥夺了他的人权,是犯法的。值班护士随即帮患者去掉约束,护士在给邻床患者喂饭,返回时发现气管插管被拔出。 答案:1护士要掌握约束带使用指征;2使用前要与病人及家属做好沟通;3使用时应取得患者理解;4使用约束带过程中护士要严密观察,加强巡视。 二.韩某,女56岁,因肺癌入院治疗,患者曾经说过:“你们医院的阳台没有封闭的窗户,人跳下去就没命了。”当班护士没在意,次日该患者跳楼身亡。 答案:1.责任护士应及时与病人沟通,了解病人心理状态,消除患者不良情绪;2.对病人提出的问题应耐心解释,并尽量满足;3.及时巡视病房,了解病人状态,有异常行为及时发现;4.告知患者家属注意患者情绪,悉心照料。

三.患者陈某32岁,急性心肌梗死,医嘱给吸氧3L/分,值班护士准备好氧气湿化瓶及氧气管,调节好流量准备给患者吸氧,湿化瓶内的蒸馏水顺着氧气管喷出,护士长说你看是不是里面蒸馏水倒多了,护士未仔细检查湿花瓶,将水到处一些重新调节流量,说再次从氧气管喷出,护士长查看了湿花瓶,发觉里面的蒸馏水不太对,询问护士剩余的蒸馏水在哪里,护士指着治疗桌上剩余的半瓶,仔细一看发现是低分子右旋糖苷,护士讲蒸馏水以前都放在这个柜子里。 答案:1严格执行护理操作技术流程;2严格执行三查七对不能省略步骤;3用物放置应固定,应定时检查,便于操作;4发现问题,应再次核对,及时处理。 四.护士王某,下午带领同学一起发口服药,3床患者李某某明天出院带药,带教老师写好患者姓名、床号后交给同学发,自己则在病房外继续核对其他药物,同学拿着老师写好的药及发药本进入病房发药…..第二天3床李**拿着清单问我昨天出院带的药怎么没发,带教老师查对领药本,发现领药者签名为4床患者张某某。询问同学,同学讲:“我以为他住的单间包床呢?” 答案: 1严格执行三查七对操作前、操作中、操作后都要查对;2严格执行口服药发放流程;3带教老师应做到放手不放眼。

电磁场与微波技术

电磁场与微波技术 080904 (一级学科:电子科学与技术) 本学科是电子科学与技术一级学科下属的二级学科,是1990年由国务院学位办批准的博士学位授予点,同时承担接收博士后研究人员的任务,2003年被批准为国防科工委委级重点学科点。本学科专业内容涉及电磁场理论、微波毫米波技术及其应用,主要领域包括电磁波的产生、传播、辐射、散射的理论和技术,微波和毫米波电路系统的理论、分析、仿真、设计及应用,以及环境电磁学、光电子学、电磁兼容等交叉学科内容。多年来在多种军事和国民经济应用的推动下,本学科在天线理论与技术、电磁散射与逆散射、电磁隐身技术、微波毫米波理论与技术、光电子技术、电磁兼容、计算电磁学与电磁仿真技术、微波毫米波系统工程与集成应用等方面的研究形成了鲜明的特色,取得了显著成果。其主要研究方向有: 1.计算电磁学及其应用:设计、研究、开发高精度、高效率电磁计算算法;研究高效精确电磁计算算法在目标特性、微波成像及遥感、电磁环境预测、天线分析和设计等方面的应用。 2.微波/毫米波电路设计理论与技术:研究有源元器件与电路模型、与微电子、微机械工艺相关的材料器件等模型的建立及参数提取;研究低相噪频率源技术,微波/毫米波单片集成电路设计,基于微机械(MEMS)的微波/毫米波开关、移相器和滤波器设计。 3.电磁波与物质的相互作用:研究电磁散射和逆散射算法,军事装备目标特性测试技术,隐身目标测试技术,目标散射中心三维成像技术;研究轻质、宽频、自适应智能隐身材料。 4.微波/毫米波系统理论与集成应用技术:设计、研究、开发特殊环境下的微波/毫米波系统;研究微波/毫米波测试技术;研究天线设计理论与技术。 一、培养目标 掌握坚实的电磁场与微波技术以及相应学科的基础理论,具有系统的专门知识,熟练应用计算机,掌握相应的实验技术,掌握一门外国语,学风端正,具备独立从事科学研究工作和独立担负专门技术工作的能力,能胜任科研、生产单位和高等院校的研究、开发、教学或管理等工作。 二、课程设置

电磁场与微波技术(第2版)黄玉兰-习题答案

电磁场与微波技术(第2版)黄玉兰-习题答案 标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

第一章 证: 941(6)(6)50=0 A B A B A B A B =?+?-+-?=∴?∴和相互垂直和相互平行 (1) 2 222 0.5 0.50.5 2222 0.5 0.5 0.5 2272(2)(2272)1 24 s Ax Ay Az A divA x y z x x y x y z Ads Ad dz dy x x y x y z dz ττ---????==++ ???=++=?=++=??? ??由高斯散度定理有

(1) 因为闭合路径在xoy 平面内, 故有: 222()()8(2) (22)()2()8 x y z x y x z x s A dl e x e x e y z e dx e dy xdx x dy A dl S XOY A ds e yz e x e dxdy xdxdy A ds → →→ → ?=+++=+∴?=??=+=??=∴??因为在面内, 所以,定理成立。 (1) 由梯度公式 (2,1,3) |410410x y z x y z x y z u u u u e e e x y z e e e e e e ????=++???=++=++1 方向:() (2) 最小值为0, 与梯度垂直

证明 00u A ???=??= 书上p10 第二章 3343 sin 3sin 4q a V e wr qwr J V e a ρρ ρπθ θ ρπ= ==?=

电磁场与微波技术

论文题目:无形科学-电磁场与微波 技术 姓名:陈超 专业:电子科学与技术 指导教师:葛幸 申报日期:2012.10.23

摘要 电子和信息领域内所有重大技术进展几乎都离不开电磁场与微波技术的突破。在通信、雷达、激光和光纤、遥感、卫星、微电子、高能技术、生物和医疗等高新技术领域中,电磁场与微波技术都起着关键的作用,它的应用领域蕴含在国民经济、国防建设和人民生活的各个方面。同时,电磁场和微波技术也随着当代物理、数学、技术学科的不断进步而得到日新月异的发展。 关键字:电磁场,微波技术,应用

无形的科学—— 电磁场与微波技术 目录 1.前言 (2) 2.研究方向 (2) 3.基本理论与分析方法 (3) 3.1 电磁场理论 (3) 3.1.1矢量分析 (3) 3.1.2静电场 (3) 3.1.3恒定电场 (4) 3.1.4静磁场 (4) 3.1.5时变电磁场 (5) 3.2 微波技术理论 (7) 3.2.1传输线理论 (7) 3.2.2集成传输系统 (9) 3.2.3微波谐凯腔 (9) 3.2.4微波网络基础 (9) 3.2.5微波无源元件 (11) 4.发展前景 (12)

1. 前言 电子和信息领域内所有重大技术进展几乎都离不开电磁场与微波技术的突破。在通信、雷达、激光和光纤、遥感、卫星、微电子、高能技术、生物和医疗等高新技术领域中,电磁场与微波技术都起着关键的作用,它的应用领域蕴含在国民经济、国防建设和人民生活的各个方面。同时,电磁场和微波技术也随着当代物理、数学、技术学科的不断进步而得到日新月异的发展。 2. 研究方向 1.计算电磁学及其应用:设计、研究、开发高精度、高效率电磁计算算法;研究高效精确电磁计算算法在目标特性、微波成像及遥感、电磁环境预测、天线分析和设计等方面的应用。 2.微波/毫米波电路设计理论与技术:研究有源元器件与电路模型、与微电子、微机械工艺相关的材料器件等模型的建立及参数提取;研究低相噪频率源技术,微波/毫米波单片集成电路设计,基于微机械(MEMS)的微波/毫米波开关、移相器和滤波器设计。 3.电磁波与物质的相互作用:研究电磁散射和逆散射算法,军事装备目标特性测试技术,隐身目标测试技术,目标散射中心三维成像技术;研究轻质、宽频、自适应智能隐身材料。 4.微波/毫米波系统理论与集成应用技术:设计、研究、开发特殊环境下的微波/毫米波系统;研究微波/毫米波测试技术;研究天线设计理论与技术。

电磁场理论与微波技术复习提纲

电磁场理论与微波技术复习提纲 一、总体要求 通过本课程的学习,建立起电磁场与电磁波的基本思想,掌握电磁场与微波技术的基本概念、基本原理、基本分析方法,对波导理论有比较完整的理解,了解电磁场与微波技术的最新发展和应用。 “电磁场理论与微波技术”由“电磁场与电磁波基本理论”和“微波技术基础”两部分构成。第一部分“电磁场理论”所占比例约为:55% 第二部分“微波技术基础”所占比例约为:45% “电磁场与电磁波基本理论”部分重点考查内容为: 基本概念和理论 静电场 恒定电场 麦克斯韦方程组 平面电磁波 “微波技术基础”部分考查内容为: 基本概念和理论 传输线理论 波导理论 微波网络基础 二、考试形式与试卷结构 1、试题分为选择题(20%)、填空题(20%)、名词解释题(8%)、简答题(10%)、计算题(42%)。试卷总分100分。 2、考试形式为闭卷考试 3、考试时间:120分钟 名词解释: 1、坡印廷矢量和平均坡印廷矢量 2、电位移矢量 3、主模 4、色散

5、体电荷分布、面电荷分布、线电荷分布、体电流分布、面电流分布、线电流分布 6、电偶极子 7、直线极化、左右旋圆极化、椭圆极化 8、趋肤效应 9、均匀平面波、TEM模、TE模、TM模 10、全反射和全透射 11、波导 12、基本振子和对称振子 13、简并现象 14、微波 简答题: 1、如何判断长线和短线? 2、何谓分布参数电路?何谓集总参数电路? 3、何谓色散传输线?对色散传输线和非色散传输线各举一个例子。 4、均匀无耗长线有几种工作状态?特点?条件是什么? 5、说明二端口网络几种参量的物理意义? 6、发生全反射和全透射的条件 7、分析微波网络的方法 8、写出常见的微波元件9、分析天线的方法10、写出常见的天线 11、用哪些参数可以描述天线的性能指标,并解释其中的一到两个参数。 12、通量和散度的区别 13、旋度和环流的区别14、负载匹配和电源匹配 计算题: 1、矢量分析 1.1、1. 2、1.4、1.15、1.20 2、无界空间均匀平面波2.45、2.46、3.2、3.14 3、理想介质和良导体为边界的均匀平面波垂直入射3.17、3.22 4、分离变量法2.23,平行导体板(ppt例题) 5、阻抗圆图 6、波导模式和波长等计算5.11、5.12 7、高斯定理和安培环路定理(ppt例题)

02349自考浙江省2009年1月电磁场与微波技术基础试题

超越60自考网 浙江省2009年1月高等教育自学考试 电磁场与微波技术基础试题 课程代码:02349 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.一个矢量A在另一个矢量B上的投影称为映射,用数学表示为( ) A.A·B B.A×B C.e A·(B·e A) D.e B·(A·e B) 2.安培力与电流的________有关。( ) A.位置 B.方向 C.大小 D.以上都是 3.电通量的大小与所包围的封闭曲面的________有关。( ) A.面积 B.体积 C.自由电荷 D.形状 4.可用镜像法求解的两个相交的导体平面的夹角为( ) A.180° B.90° C.45° D.180°/n(n是整数) 5.磁场满足的边界条件是( ) A.B1n-B2n=0,H1t-H2t=J s B.H1t-H2t=0,B1n-B2n=J s C.B1n-B2n=0,H1n-H2n=0 D.B1t-B2t=0,H1n-H2n=J s 6.电场强度E=(e x3+e y4)sin(ωt-kz)的电磁波,其传播方向是沿________方向。( ) A.e x B.e y C.e x3+e y4 D.e z 7.电磁波垂直入射到导体上,随电磁波的频率增高进入导体的深度( ) A.不变 B.变深 C.变浅 D.都有可能 8.导波装置方波导可以传播( ) A.TEM波 B.TM和TE波 C.驻波 D.平面波 02349#电磁场与微波技术基础试题第 1 页共3 页

9.天线的选择性与天线的带宽都是天线的重要参数,天线的选择性越好,则带宽( ) A.越窄 B.越宽 C.与选择性无关 D.不变 10.电磁能是一种能量,能通过无线输送,其输送的能流密度为( ) A.E×H B.1/2εΕ2 C.1/2μH2 D.1/2εΕ2+1/2μH2 二、名词解释及理解(本大题共5小题,每小题4分,共20分) 1.什么是保守场?并说明电位与路径的关系。 2.什么是体电荷密度?并指出什么情况下带均匀或非均匀电荷的球的球外电场与同等点电荷所产生的电场强度的关系。 3.什么是极化强度? 4.什么是电磁波的相速,电磁波的相速可以超过光速吗? 5.唯一性定理 三、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1.力线的疏密表示场的大小,力线越________,场越小。 2.电位与电荷满足________关系,可以应用叠加原理。 3.理想导体内的电场为0,所以其电位也________。 4.自由空间的泊松(Poisson)方程,其边界条件有________类。 5.磁场的本质是________产生的。 6.电磁波的洛仑兹规范为________,它确立了运动电磁波之间的联系。 7.电磁波的衰减一般是由________损耗引起的。 8.短路线在传输线中可以等效为一个________。 9.电磁波的辐射装置称为________。 10.具有相同频率的模式场称为________场。 四、简答题(本大题共4小题,每小题5分,共20分) 1.写出点电荷q电场强度和电场能量,从能量看,其说明了什么问题。 2.什么是零电位,有什么意义,简答静电学中电位为零的几种情况。 3.说明什么是TEM波。TEM波没有色散,而TE或TM波有色散,为什么还使用波导这一类的导波装置? 02349#电磁场与微波技术基础试题第 2 页共3 页

电磁场理论与微波技术 试卷A

特别提示:请诚信应考,考试违纪或作弊将带来严重后果! 成都理工大学工程技术学院 2009 - 2010学年第2学期 《电磁场理论与微波技术》通信工程专业期末试卷A 注意事项:1. 考前请将密封线内的各项内容填写清楚; 2. 所有答案请直接答在答题纸上; 3.考试形式:闭卷; 4. 本试卷共二大题,满分100分,考试时间120分钟。 一.简答题(第1题20分,第2--7题各5分,第8题各10分共60分)1,分别写出麦克斯韦方程组的微分和积分形式,并解释每个积分方程的含义。2,静电场的电力线是不闭合的,为什么?在什么情况下电力线可以构成闭合回路,它的激励源是什么? 3,试从产生的原因、存在的区域以及引起的效应等方面比较传导电流和位移电流。 4,“如果空间中某一点的电场强度为零,则该点的电位为零”,这种说法正确吗? 为什么?。 5,安培环路定理应用到时变场时会出现什么矛盾?这一矛盾又是如何解决的? 6,什么是坡印廷定理?它的物理意义是什么? 7,沿均匀波导传播的波有哪三种基本模式? 8,由电磁场理论知,当微波通过传输现时,会产生分布参数效应。那么什么是分布参数效应?

二.计算及证明题 (第1,2题各15分,第3题各10分, 共40分) 1,电荷Q 均匀分布于半径为a 的球体内,求空间各点的电场强度,并由此计算电场强度的散度。(计算中所用公式:30r r ??= ,3r ??= ) 2,在自由空间传播的均匀平面波的电场强度复矢量为: (20)42042??1010j z j z x y V E e e e e m πππ-----=+ 试求:(1)平面波的传播方向和频率; (2)波的极化方式; (3)磁场强度H 3,利用无源空间(电流密度0J =,电荷密度0ρ=)的麦克斯韦方程推到电场强度E 和磁场强度H 的的波动方程。 (计算中所用公式:2()()E E E ????=???-? )

10月自考电磁场与微波技术基础试题

2009年10月自考电磁场与微波技术基础试 题 浙江省2009年10月自考电磁场与微波技术基础试题 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.已知均匀平面波的电场为=x cos (ωt-βz)+y2sin (ωt-βz),则此波是() A.直线极化波 B.圆极化波 C.椭圆极化波 D.都不是 2.以下关于时变电磁场的叙述中,正确的是() A.电场是无旋场 B.电场和磁场相互激发 C.电场与磁场无关 D.磁场是有旋场 3.两个同频同方向传播,且极化方向相互垂直的线极化波合成一个圆极化波,则一定有() A.两者的相位差不为0和π B.两者振幅相同

C.两者的相位差不为?π/2 D.同时选择A和B 4.无耗媒质中均匀平面电磁波具有下列性质() A.TEM波 B.空间相同点电场与磁场具有相同的相位 C.无耗媒质是无色散媒质 D.同时选择A,B,C 5.传输线终端接不同负载时,传输线上的反射波不同,下列哪种情况满足传输线上无反射波。() A.终端负载开路 B.终端负载短路 C.终端负载阻抗与传输线特性阻抗相同 D.终端负载为纯电抗 6.偶极子天线辐射远场区,辐射电场的大小与距离的关系() A.反比 B.正比 C.平方反比 D.平方正比 7.镜像法依据是() A.唯一性定理 B.电荷连续性 C.电流连续性

D.均不是 8.波导具有_________滤波器的特性。() A.高通 B.低通 C.带通 D.均不是 9.两电流元的相互作用力,与距离平方成() A.正比 B.反比 C.无关 D.非线性 10.下列对磁力线和电力线描述正确的是() A.磁力线和电力线都是封闭的 B.磁力线是封闭的,电力线是不封闭的 C.磁力线和电力线都不是封闭的 D.电力线封闭,磁力线不封闭 二、名词解释及理解(本大题共5小题,每小题4分,共20分) 1.什么是色散,介质的色散对数字通信系统的误码率有什么影响? 2.什么是电流连续性原理?

射频与微波技术原理及应用汇总

射频与微波技术原理及应用培训教材 华东师范大学微波研究所 一、Maxwell(麦克斯韦)方程 Maxwell 方程是经典电磁理论的基本方程,是解决所有电磁问题的基础,它用数学形式概括了宏观电磁场的基本性质。其微分形式为 0 B E t D H J t D B ρ???=- ????=+??=?= (1.1) 对于各向同性介质,有 D E B H J E εμσ=== (1.2) 其中D 为电位移矢量、B 为磁感应强度、J 为电流密度矢量。 电磁场的问题就是通过边界条件求解Maxwell 方程,得到空间任何位置的电场、磁场分布。对于规则边界条件,Maxwell 方程有严格的解析解。但对于任意形状的边界条件,Maxwell 方程只有近似解,此时应采用数值分析方法求解,如矩量法、有限元法、时域有限差分法等等。目前对应这些数值方法,有很多商业的电磁场仿真软件,如Ansoft 公司的Ensemble 和HFSS 、Agilent 公司的Momentum 和ADS 、CST 公司的Microwave Studio 以及Remcom 公司的XFDTD 等。 由矢量亥姆霍兹方程联立Maxwell 方程就得到矢量波动方程。当0,0J ρ==时,有 222200E k E H k H ?+=?+= (1.3) 其中k 为传播波数,22k ωμε=。 二、传输线理论 传输线理论又称一维分布参数电路理论,是射频、微波电路设计和计算的理论基

础。传输线理论在电路理论与场的理论之间起着桥梁作用,在微波网络分析中也相当重要。 1、微波等效电路法 低频时是利用路的概念和方法,各点有确切的电压、电流概念,以及明确的电阻、电感、电容等,这是集总参数电路。在集总参数电路中,基本电路参数为L、C、R。由于频率低,波长长,电路尺寸与波长相比很小,电磁场随时间变化而不随长度变化,而且电感、电阻、线间电容和电导的作用都可忽略,因此整个电路的电能仅集中于电容中,磁能集中于电感线圈中,损耗集中于电阻中。 射频和微波频段是利用场的概念和方法,主要考虑场的空间分布,测量参数由电压U、电流I转化为频率f、功率P、驻波系数等,这是分布参数电路。在分布参数电路中,电磁场不仅随时间变化也随空间变化,相位有明显的滞后效应,线上每点电位都不同,处处有储能和损耗。 由于匀直无限长的传输系统在现实中是不存在的,因此工程上常用微波等效电路法。微波等效电路法的特点是:一定条件下“化场为路”。具体内容包括: (1)、将均匀导波系统等效为具有分布参数的均匀传输线; (2)、将不均匀性等效为集总参数微波网络; (3)、确定均匀导波系统与不均匀区的参考面。 2、传输线方程及其解 传输线方程是传输线理论的基本方程,是描述传输线上的电压、电流的变化规律及其相互关系的微分方程。电路理论和传输线之间的关键不同处在于电尺寸。集总参数电路和分布参数电路的分界线可认为是l/λ≥0.05。 以传输TEM模的均匀传输线作为模型,如图1所示。在线上任取线元dz来分析(dz<<λ),其等效电路如图2所示。终端负载处为坐标起点,向波源方向为正方向。 图1. 均匀传输线模型图2、线元及其等效电路根据等效电路,有

电磁场和微波技术znjn

——电磁场与微波技术实验报告 班级:06 姓名:张妮竞男 学号:84 序号:31# 日期:2014年5月31日 邮箱: 实验二:分支线匹配器 一、实验目的 1、掌握支节匹配器的工作原理 2、掌握微带线的基本概念和元件模型 3、掌握微带分支线匹配器的设计与仿真 二、实验原理 1、支节匹配器 随着工作频率的提高及相应波长的减小,分立元件的寄生参数效应就变得更加明显,当波长变得明显小于典型的电路元件长度时,分布参数元件替代分立元件而得到广泛应用。因此,在频率高达以上时,在负载和传输线之间并联或串联分支短截线,代替分立的电抗元件,实现阻抗匹配网络。常用的匹配电路有:支节匹配器,四分之一波长阻抗变换器,指数线匹配器等。 支节匹配器分单支节、双支节和三支节匹配。这类匹配器是在主传输线并联适当的电纳(或串联适当的电抗),用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波,以达到匹配的目的。此电纳或电抗元件常用一终端短路或开路段构成。 2、微带线 从微波制造的观点看,这种调谐电路是方便的,因为不需要集总元件,而且并联调谐短截线特别容易制成微带线或带状线形式。微带线由于其结构小巧,可用印刷的方法做成平面电路,易于与其它无源和有源微波器件集成等特点,被广泛应用于实际微波电路中。

W为微带线导体带条的宽度;εr为介质的相对介电常数;T为导体带条厚度;H为介质层厚度,通常H远大于T。L为微带线的长度。微带线的严格场解是由混合TM-TE波组成,然而,在绝大多数实际应用中,介质基片非常薄(H<<λ),其场是准TEM波,因此可以用传输线理论分析微带线。 微带线的特性阻抗与其等效介电常数εr、基片厚度H和导体宽度W有关,计算公式较为复杂,故利用txline来计算。 微带线元件模型 3、元器件库里包括有: MLIN:标准微带线 MLEF:终端开路微带线 MLSC:终端短路微带线 MSUB:微带线衬底材料 MSTEP:宽度阶梯变换 MTEE:T型接头 MBENDA:折弯 微带线的不均匀性 上述模型中,终端开路微带线MLEF、宽度阶梯变换MSTEP、T型接头MTEE 和折弯MBENDA,是针对微带线的不军训性而专门引入的。一般的微带电路元件都包含着一些不均匀性,例如微带滤波器中的终端开路线;微带变阻器的不同特性阻抗微带段的连接处,即微带线宽度的尺寸跳变;微带分支线电桥、功分器等则包含一些分支T型接头;在一块微带电路板上,为使结构紧凑及适应走线方向的要求,时常必须使微带弯折。由此可见,不均匀性在微带电路中是必不可少的。由于微带电路是分布参数电路,其尺寸已可与工作波长相比拟,因此其不均匀性必然对电路产生影响。从等效电路来看,它相当于并联或串联一些电抗元件,或是使参考面发生一些变化。在设计微带电路时,必须考虑到不均匀性所引起的影响,将其等效参量计入电路参量,否则将引起大的误差。 三、实验内容 已知:输入阻抗Zin=75欧 负载阻抗Zl=(64+j35)欧 特性阻抗Z0=75欧 介质基片εr=2.55,H=1mm 假定负载在2G赫兹时实现匹配,利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络,假设双支节网络分支线与负载的距离d1=四分之一波长,两分支线之间的距离为d2=八分之一波长。画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅度从1.8GHz至2.2GHz的变化

电磁场与波期末考试试题A卷含答案

莆田学院期末考试试卷 (A )卷 2011 — 2012 学年第 一 学期 课程名称: 电磁场与波 适用年级/专业: 09/电信 试卷类别 开卷( ) 闭卷(√) 学历层次 本科 考试用时 120分钟 《.考生..注意:答案要全部抄到答题纸上,做在试卷上不给分.......................》. 一、填空题(每空2分,共30分) 1.给定两个矢量z y x 32-+=,z y +-=4,则矢量的单位矢量为 ① ,矢量?= ② 。 2.高斯散度定理的积分式为 ① ,它广泛的用于将一个封闭面积分变成等价的体积分,或者将一个体积分变成等价的封闭面积分。 3.已知任意一个矢量场,则其旋度的散度为 ① 。 4.介质中恒定磁场的基本方程的积分式为 ① , ② , ③ 。 5.一个半径为a 的接地导体球,一点电荷q 位于距球心d 处,则其镜像电荷带电量为 ① ,位置位于 ② ;当点电荷q 向无限远处运动时,其镜像电荷向 ③ 运动。 6.标量场2),,(x xyz z y x +=ψ通过点P(1,1,2)的梯度为① 。 7.引入位移电流的概念后,麦克斯韦对安培环路定律做了修正,其修正后的微分式是 ① ,其物理含义是: ② 。 8.自由空间传播的电磁波,其磁场强度)sin(z t H m y βω-=,则此电磁波的传播方向是 ① ,磁场强度复数形式为 ② 。 二、单项选择题(每小题2分,共20分) 1.自由空间中的平行双线传输线,导线半径为a ,线间距为D ,则传输线单位长度的电容为 。 A .)ln(0 1a a D C -= πε B. ) ln(201a a D C -= πε C. ) ln(2101a a D C -=πε 2.如果某一点的电场强度为零,则该点的电位为 。 A.一定为零 B.不一定为零 C.为无穷大

电磁场与微波技术精选jn

电磁场与微波技术精选j n Prepared on 22 November 2020

——电磁场与微波技术实验报告 班级: 姓名:张妮竞男 学号: 序号: 31# 日期:2014年5月31日 邮箱: 实验二:分支线匹配器 一、实验目的 1、掌握支节匹配器的工作原理 2、掌握微带线的基本概念和元件模型 3、掌握微带分支线匹配器的设计与仿真 二、实验原理 1、支节匹配器 随着工作频率的提高及相应波长的减小,分立元件的寄生参数效应就变得更加明显,当波长变得明显小于典型的电路元件长度时,分布参数元件替代分立元件而得到广泛应用。因此,在频率高达以上时,在负载和传输线之间并联或串联分支短截线,代替分立的电抗元件,实现阻抗匹配网络。常用的匹配电路有:支节匹配器,四分之一波长阻抗变换器,指数线匹配器等。

支节匹配器分单支节、双支节和三支节匹配。这类匹配器是在主传输线并联适当的电纳(或串联适当的电抗),用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波,以达到匹配的目的。此电纳或电抗元件常用一终端短路或开路段构成。 2、微带线 从微波制造的观点看,这种调谐电路是方便的,因为不需要集总元件,而且并联调谐短截线特别容易制成微带线或带状线形式。微带线由于其结构小巧,可用印刷的方法做成平面电路,易于与其它无源和有源微波器件集成等特点,被广泛应用于实际微波电路中。 W为微带线导体带条的宽度;εr为介质的相对介电常数;T为导体带条厚度;H为介质层厚度,通常H远大于T。L为微带线的长度。微带线的严格场解是由混合TM-TE 波组成,然而,在绝大多数实际应用中,介质基片非常薄(H<<λ),其场是准TEM 波,因此可以用传输线理论分析微带线。 微带线的特性阻抗与其等效介电常数εr、基片厚度H和导体宽度W有关,计算公式较为复杂,故利用txline来计算。 微带线元件模型 3、元器件库里包括有: MLIN:标准微带线 MLEF:终端开路微带线 MLSC:终端短路微带线 MSUB:微带线衬底材料 MSTEP:宽度阶梯变换 MTEE:T型接头

1月浙江自考电磁场与微波技术基础试题及答案解析

浙江省2018年1月自考电磁场与微波技术基础试题 课程代码:02349 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.两矢量场A(r)=3e r+4eφ,B(r)=4e r+6eφ,两矢量的叉积A×B为( ) A.6 B.36 C.9 D.-2eθ 2.电介质中的电荷间的相互作用力,与两电荷间距离平方成( ) A.正比 B.反比 C.无关 D.非线性 3.电场对某一封闭曲面的积分为零,则闭合曲面中的电荷( ) A.不存在 B.净电荷为0 C.总电荷为正 D.总电荷为负 4.边界上的磁场的边界条件是( ) A.B1n-B2n=0,H1t-H2t=J s B.H1n-H2n=0,B1n-B2n=ρs C.B1n-B2n=0,H1n-H2n=0 D.B1n-B2n=J s,H1n-H2n=0 5.群速是电磁波________的传播速度。( ) A.相位 B.慢变包络 C.能量 D.真空中 6.下列哪种情况满足线极化波的条件?( ) A.两正交线极化波等相,幅度可以不等 B.两正交线极化波相位差π/2 C.两正交线极化波相位差π D.两正交线极化波相位差π/3 7.理想平面电磁波在空间中传播时,根据电磁场理论,其传播的速度是( ) A.大于光速 B.小于光速 C.等于光速 D.以上都不是 8.能辐射电磁波的装置是( ) A.静电荷组成带电球 B.矩形直流电流小环 C.交变的电偶极子 D.磁铁 9.偶极子辐射场近区场中电场强度的大小与距离的关系是( ) A.与距离的立方成反比 B.与距离的平方成反比 C.与距离成反比 D.都不是 10.理想平面电磁波在空间中传播时,电场方向、磁场方向与传播方向满足( ) 1

无线电物理(070208)、电磁场与微波技术专业(080904)

无线电物理(070208)、电磁场与微波技术专业(080904) 研究生培养方案 一、培养目标 1、硕士研究生: 牢固树立爱校、爱国、爱中华民族的思想,具备坚持真理、献身科学的勇气和品质以及科学职业道德、敬业精神、团结合作精神。 具备电磁场与微波技术方面扎实的理论基础和宽厚的知识面。掌握与本专业相关的实验技能,对与本学科相邻及相关学科的知识有一定的了解。具备灵活应用所学知识分析和解决实际问题的能力。有独立从事科学研究的能力。 掌握一到二门外国语,能用英语阅读专业书籍、文献并撰写科学论文。 2、博士研究生: 牢固树立爱校、爱国、爱中华民族的思想,具备坚持真理、献身科学的勇气和品质以及科学职业道德、敬业精神、团结合作精神。 在硕士研究生培养目标所达到的要求基础之上,不仅要掌握本专业理论和实验的专业知识,还要掌握与本学科相邻及相关学科的知识,在独立从事科研工作中,具备综合、分析能力,在开展所从事研究方面的前沿研究工作中,具备创新和发展的能力。熟悉所从事研究方向的科学技术发展新动向。 掌握一至二门外语,能用英语熟练阅读专业书籍、文献,并能撰写并在国际会议上宣读科学论文。 二、学科介绍 1、无线电物理专业的主要研究方向 (1)超导电子学 (2)太赫兹技术 (3)单光子探测 (4)量子信息处理 (5)人工电磁材料 2、电磁场与微波技术专业的主要研究方向 (1)单光子探测器件 (2)太赫兹技术 (3)超导量子器件 (4)人工电磁材料及其应用 (5)新型天线和微波射频器件及其在无线技术中的应用 (6)电磁吸波/透波材料及其应用 (7)低维材料的高频物性及其在无线技术中的应用 3、师资力量和科研水平 本学科师资力量较雄厚,有中国科学院院士、“长江学者奖励计划”特聘教授和讲座教授以及教育部“新世纪优秀人才”等一批优秀学者,成为本学科的学术带头人和学术骨干。目前有教授9人、博士生导师9人、副教授和高工4人。 在科学研究方面,以无线电物理的基本理论方法和现代实验技术作为手段,探索新型电子材料和电子器件,研究其中有关物理过程和电磁现象的基本规律,据以开发新型电子器件

相关文档
最新文档