Устройства СВЧ и антенны
Кафедра СВЧ и КР
Гошин Г.Г, Замотринский В.А, Шангина Л.И.
Томск-2001

№ 61
Передающая антенна имеет максимальный размер, равный а; приемная антенна имеет максимальный размер, равный b. Волновое расстояние (r/λ) до границы дальней зоны в случае, когда максимальные фазовые искажения составляют π/4 равно:
• [(a+b) / λ]².

№ 62
Волновые размеры передающей и приемной антенн одинаковы и составляют 10 длин волн. Волновое расстояние (r/λ) до границы дальней зоны при условии, что максимальные фазовые искажения не должны превышать π/8 равно:
• 800.

№ 63
Если волновой размер антенны составляет одну длину волны, максимальные фазовые искажения не должны превышать π/8, а в качестве приемной используется абсолютно ненаправленная изотропная антенна, зона Френеля для антенны начинается с волнового расстояния (r/λ):
• 0.75.

№ 64
Ширина ДН антенны по мощности отличается от ширины ДН антенны по напряженности поля:
• в 4 раза.

№ 65
КНД передающей антенны линейной поляризации. Нормированная амплитудная ДН описывается выражением F(φ1) = sin²φ1. КНД этой антенны больше КНД антенны, нормированная ДН которой описывается выражением F(φ1) = sinφ1:
• в 1,25 раза.

№ 66
Формулы, связывающие между собой сопротивление излучения антенны R_Σвх, отнесенное к ее входу, и активную часть R_вх входного импеданса антенны:
• R_вх = R_Σвх+R_Π;
• R_вх = ηR_Σвх,
где R_Π - сопротивление активных потерь в антенне, отнесенное к ее входу;
X_вх - реактивная часть входного импеданса антенны; КПД антенны.

№ 67
Соотношения между входными параметрами антенны и ее КПД:
• R_вх = ηR_вх;
• R_Σвх = η(R_Σвх+R_Π),
где R_Σвх - сопротивление излучения антенны, отнесенное к ее входу;
R_Π - сопротивление активных потерь в антенне, отнесенное к ее входу;
R_вх - активная часть входного импеданса антенны; КПД антенны.

№ 68
Соотношения между параметрами антенны:
• P_ΣЭ = G(P_Σ+P_Π);
• P_ΣЭ = DP_Σ;
• G = ηG;
• GR_вх = DR_Σвх,
где P_ΣЭ - мощность излучения эталонной антенны;
P_Σ - мощность излучения направленной антенны;
D - КНД;
η - КПД;
G - коэффициент усиления антенны;
R_вх - активная часть входного импеданса антенны;
R_Σвх - сопротивление излучения антенны, отнесенное к ее входу.

№ 69
Формула, определяющая коэффициент перекрытия по диапазону:
• K_Π = f_max / f_min.

№ 70,71
Соотношения, устанавливающие связи между параметрами приемной антенны:
• ε = Eλ √(G₀R_вх/πw);
• ε = Eλ √(D₀R_Σ/πw);
• ε = El_эф,
где ε - максимальная ЭДС в цепи приемной антенны;
Е - напряженность поля в точке приема;
λ - длина волны;
D₀ - КНД;
G₀ - коэффициент усиления;
R_вх - входное сопротивление;
R_Σ - сопротивление излучения;
l_эф - эффективная длина антенны;
w - волновое сопротивление среды.

Соотношения, устанавливающие связи между параметрами приемной антенны:
• T_A = T_AT+T_|AΣ|;
• T_AT = T₀*(1-η);
• T_|AΣ| = η*T_Я,
где T_A - полная шумовая температура антенны;
T_{A T} - температура антенны за счет собственных тепловых шумов;
T_AΣ - температура шумового излучения внешних источников;
T₀ - температура окружающей среды в градусах Кельвина;
T_Я - яркостная температура источников шумов, не связанных с антенной.

№ 72
В параметрах синфазной линейной непрерывной системы симметричное, спадающее к краям амплитудное распределение приводит к:
• расширение главного лепестка ДН;
• уменьшение уровня боковых лепестков;
• уменьшение КНД в направлении максимума излучения;
• уменьшение эффективной длины антенны.

№ 73
- несимметричное, спадающее к одному краю амплитудное распределение, к:
• расширение главного лепестка ДН;
• возрастание УБЛ и их сглаживание;
• уменьшение КНД в направлении максимума излучения;
• исчезновение в ДН нулей.

№ 74
К изменениям в ДН линейной непрерывной системы с постоянным амплитудным распределением, приводят линейные фазовые изменения (вычитание из фазы линейной составляющей):
• смещение максимума ДН к оси системы в направлении распространения волны.

№ 75
- квадратичные фазовые изменения (вычитание из фазы квадратичной составляющей).
• расширение главного лепестка ДН;
• исчезновение в ДН нулей.

№ 76
- кубичные фазовые изменения (вычитание из фазы кубичной составляющей).
• расширение главного лепестка ДН;
• смещение максимума ДН к оси системы в направлении распространения волны.

№ 77
Множитель направленности линейной антенной решетки.
• ДН совокупности абсолютно ненаправленных излучателей, расположенных в узлах решетки;
• ДН совокупности изотропных точечных излучателей, расположенных в узлах решетки;
• результат интерференции сферических волн, излучаемых точечными источниками, расположенными в узлах решетки.

№ 78
Способы подавления дифракционных максимумов в линейных антенных решетках.
• уменьшение расстояния между элементами решетки;
• применение направленных излучателей;
• переход к неэквидистантным антенным решеткам.

№ 79
КНД плоского раскрыва при сканировании ДН
• уменьшается.

№ 80
Волновая длина тонкого симметричного вибратора равна 2l/λ, где l - длина плеча, λ - длина волны. Режим излучения с максимумом в боковом направлении в нем сохраняется до волновой длины (эффектом укорочения длины вибратора пренебречь):
• 1,25.

№ 81
У симметричного полуволнового вибратора фазовый центр находится:
• на его входе;
• в его геометрическом центре;
• в точках подключения фидера.

№ 82
Эффективная (действующая) длина тонкого полуволнового симметричного вибратора (2l - длина вибратора):
• 0,637*2l.

№ 83
Связь эффективной длины l_эф полуволнового симметричного вибратора и эффективной высоты h_эф четвертьволнового несимметричного вибратора:
• h_эф = 0,5l_эф.

№ 84
Входные сопротивления настроенных симметричных полуволновых вибраторов.

• а - 292 Ом;
• б - 657 Ом.

№ 85
Чтобы увеличить полосу пропускания симметричного полуволнового вибратора необходимо:
• увеличить сопротивление излучения вибратора;
• уменьшить волновое сопротивление вибратора;
• увеличить размеры поперечного сечения вибратора.

№ 86
Метод расчета щелевой антенны основан на электродинамическом принципе:
• двойственности.

№ 87
Связь между входной проводимостью односторонней Y_вх1 и двухсторонней Y_вх2 щелевой антенн:
• Y_вх2 = 2Y_вх1.

№ 88
Цилиндрическая спиральная антенна по сравнению с конической спиральной антенной имеет:
• более узкую полосу пропускания и ДН.

№ 89
Цилиндрическая спиральная антенна, периметр витка которой примерно равен длине волны, имеет максимум излучения:
• в осевом направлении.

№ 90
Направление вращения плоскости поляризации спиральной антенны:
• совпадает с направлением намотки спирали.

№ 91
КНД плоской апертуры заданных размеров с определенным АФР при уменьшении частоты:
• уменьшается.

№ 92
Линзовая антенна должна иметь круговую поляризацию левого направления вращения. Облучатель в антенне, использующей:
А) - сферическую линзу Люнеберга,
Б) - диэлектрическую линзу гиперболического профиля. • должен иметь круговую левого направления вращения поляризацию.

№ 93
Параболическая зеркальная антенна в режиме передачи должна работать на круговой поляризацию правого направления вращения. Облучатель должен иметь поляризацию в:
А) - однозеркальной антенне:
• круговую левого направления вращения.
Б) - двухзеркальной антенне по схеме Кассегрена:
• круговую правого направления вращения.
В) - двухзеркальной антенне по схеме Грегори:
• круговую правого направления вращения.

№ 94
Требования, которым должен удовлетворять облучатель в двухзеркальной антенне, работающей в режиме передачи на круговой поляризацию правого направления вращения:
• по сравнению с облучателем в однозеркальной антенне он должен иметь более узкую ДН;
• облучатель должен иметь круговую поляризацию правого направления вращения.

№ 95
Факторы, которые в зеркальных антеннах способствуют снижению реакции зеркала на облучатель:
• при выбранном облучателе зеркало является более короткофокусным;
• при выбранном зеркале облучатель имеет более широкую ДН;
• установка в центре зеркала дополнительного отражателя.

№ 96
- приводят к снижению шумовой температуры:
• переход от однозеркальной антенны к двухзеркальной;
• скругление края зеркала;
• установка по периферии зеркала цилиндрической бленды;
• использование вместо сплошного решетчатого или перфорированного зеркала;
• уменьшение длины фидерного тракта;
• выбор облучателя с минимально возможным уровнем боковых лепестков.

№ 97
Имеем директорную антенну. Для нее справедливы утверждения:
А) Поляризация поля излучения линейная с вектором :
• лежащим в плоскости расположения вибраторов и направленным перпендикулярно оси антенны.
Б) Длина ненастроенного рефлектора должны быть:
• больше размеров активного вибратора и директоров;
• больше половины длины волны;
В) Размеры директоров:
• меньше половины длины волны.
Г) Расстояние между активным вибратором и рефлектором:
• меньше четверти длины волны.
Д) Расстояния между директорами:
• меньше одной трети длины волны.
Е) С увеличением числа вибраторов входное сопротивление антенны:
• уменьшается.

№ 98
Волноводная щелевая антенная решетка (ВЩАР) на прямоугольном волноводе с волной основного типа.
А) Полоса пропускания больше у решетки, работающей в режиме:
• бегущих волн.
Б) У решетки, работающей в режиме бегущих волн, максимум излучения направлен:
• под углом к оси решетки.
В) У решетки, работающей в режиме стоячих волн, максимум излучения направлен:
• перпендикулярно оси решетки.
Г) Щели в ВЩАР на синфазно связанных с полем волновода щелях, которая работает в режиме стоячих волн, располагаются на расстоянии друг от друга:
• lamda_в.
Д) - на переменнофазно связанных:
• lamda_в/2.
Е) Не является излучающей:
• продольная щель в широкой стенке волновода, прорезанная вдоль его оси.
Ж) Дифракционные максимумы имеет поле излучения:
• резонансной ВЩАР на синфазно связанных с полем волновода щелях.

№ 99
По согласованию раскрыва со свободным пространством сравнить между собой перечисленные ниже типы апертурных антенн и упорядочить их по убыванию среднего значения КСВ в питающем волноводе:
• открытый конец прямоугольного волновода с волной H₁₀;
• оптимальный Н-плоскостной секториальный рупор, возбуждаемый прямоугольным волноводом с волной H₁₀;
• оптимальный E-плоскостной секториальный рупор, возбуждаемый прямоугольным волноводом с волной H₁₀;
• конический рупор, возбуждаемый круглым волноводом с волной H₁₁;
• пирамидальный рупор, возбуждаемый прямоугольным волноводом с волной H₁₀.

№ 100
Факторы, оказывающие влияние на форму ДН антенны:
• изменение амплитудного распределения; фазового распределения; диаметра круглого синфазного раскрыва.

№ 1
В диапазоне СВЧ используют волновые матрицы рассеяния и передачи, а не классические матрицы сопротивлений, проводимости и передачи:
• так как в СВЧ легче измерять отношение комплексных амплитуд волн, чем реальные напряжения и токи.

№ 2
Принципиальное отличие классических матриц [Z], [Y] и [А] от волновых матриц [S] и [t].
• Классические матрицы связывают напряжения и токи на входах многополюсника, а волновые - напряжения падающих и отраженных волн.

№ 3
Почему матрицы рассеяния используются чаще, чем матрицы передачи?
1. Коэффициенты матриц рассеяния имеют четкий физический смысл, а коэффициенты матриц передачи в большинстве своем нет.
2. Матрицы [S] применимы к любым многополюсникам, а матрицы [t] только к четырехполюсникам.
3. Коэффициенты матрицы [S] легче определяются экспериментально.
4. При соединении четырехполюсников легче определяется матрица [S] соединения, чем матрица [t].
5. Матрицу [S] можно записать для нормированных напряжений, матрицу [t] - нет.
• 3 утверждения верны.

№ 4
Волновые сопротивления плеч четырехполюсника Z_В1 и Z_В2.

В плече 2 при определении коэффициента S^˜₁₁ нужно включить сопротивление нагрузки:
• Z_H = Z_B2.

№ 5

При определении коэффициента S^˜₂₂ включить в плече 1 сопротивление:
• Z_H = Z_B1.

№ 6
Нормировка наряжений, токов и матриц проводится:
1. Чтобы амплитуды напряжений и токов были равны единице, а коэффициенты матриц были безразмерными.
2. Чтобы взаимному многополюснику соответствовала симметричная матрица рассеяния.
3. Потому, что нормированные напряжения и токи просто связаны с мощностями бегущих волн.
4. Нормированные напряжения применимы к любым линиям передачи, в том числе и к волноводным.
5. Коэффициенты ненормированной матрицы [S] не имеют определенного физического смысла.
6. Только для номированной матрицы рассеяния можно перейти к матрице передачи.
• 3 утверждения верны.

№ 7
Нормированная и ненормированная матрицы рассеяния совпадают, если:
• Многополюсник взаимный и без потерь (реактивный).
• Матрица рассеяния многополюсника - унитарна.
• Волновые сопротивления плеч многополюсника одинаковы.

№ 8
Нормированная матрица рассеяния является унитарной и симметричной для многополюсников:
• Реактивных, взаимных.

№ 9
Свойство унитарности матрицы рассеяния проявляется в:
1. Сумма квадратов модулей элементов каждого столбца равна единице.
2. Сумма квадратов модулей элементов каждой строки равна единице.
3. Сумма произведений элементов одного столбца на комплексно сопряженные элементы другого столбца равна нулю.
4. Сумма произведений элементов одной строки на комплексно сопряженные элементы другой строки равна нулю.
5. Матрица симметрична относительно главной диагонали.
6. Элементы матрицы равны по модулю единице.
• 2 утверждения верны.

№ 10
Матрицы рассеяния



соответствуют реальным четырехполюсникам (в порядке расположения матриц):
• Параллельной проводимости Y = 1/Z_В в линии; невзаимному фазовращателю; отрезку линии с потерями.

№ 11



• Последовательному сопротивлению Z = 2Z_В в линии передачи; идеальному вентилю; отрезку линии с потерями.

№ 12
Симметрична относительно главной диагонали, матрица рассеяния:
1. - нормированная, волновые сопротивления плеч - произвольные, многополюсник - взаимный.
2. - ненормированная, - одинаковые, - взаимный.
3. - ненормированная, - произвольные, - взаимный.
4. - ненормированная, - одинаковые, - реактивный.
5. - ненормированная, - произвольные, - реактивный.
• 2 утверждения правильны.

№ 13
Взаимноисключающими (несовместимыми) являются свойства многополюсников и их матриц рассеяния:
1. Унитарность нормированной матрицы и диссипативность многополюсника.
2. Унитарность нормированной матрицы и взаимность многополюсника.
3. Несимметричность нормированной матрицы и взаимность многополюсника.
4. Симметричность нормированной матрицы и диссипативность многополюсника.
5.Несимметричность ненормированной матрицы и взаимность многополюсника.
• 2 утверждения правильны.

№ 14
Согласовать взаимный, реактивный шестиполюсник реактивными согласующими устройствами со всех входов:
• невозможно.

№ 15
Если согласовать невзаимный, реактивный шестиполюсник реактивными согласующими устройствами со всех входов, то он:
• превратится в циркулятор.

№ 16
- взаимный, реактивный шестиполюсник с двух входов:
• превратится в четырехполюсник.

№ 17
- взаимный, реактивный шестиполюсник с одного входа:
• в делитель мощности.

№ 18
- взаимный, реактивный восьмиполюсник со всех входов:
• в делитель мощности.

№ 19
Порядок согласования реактивного взаимного восьмиполюсника по всем входам с помощью реактивных согласующих устройств.
• Нагрузить все входы восьмиполюсника на согласованные нагрузки, кроме одного, и согласовать зтот вход. Повторить это для остальных входов.

№ 20
Восьмиполюсник, чтобы он являлся идеальным направленным ответвителем, должен быть:
• Взаимным, реактивным, согласованным по всем входам.

№ 21
Пары направленных ответвителей (НО) и мостов, имеющие одинаковый принцип работы (первая пара) и одинаковый тип, квадратурный или синфазно - противофазный (вторая пара):
• НО на связанных линиях и ответвитель Бете; двойной тройник и кольцевой мост.

№ 22
Согласование каких многополюсников по всем входам теоретически невозможно?
1. Взаимного, диссипативного четырхполюсника.
2. Взаимного, реактивного четырхполюсника.
3. Взаимного, реактивного восьмиполюсника.
4. Взаимного, реактивного шестиполюсника.
5. Невзаимного, реактивного шестиполюсника.
6. Невзаимного, диссипативного восьмиполюсника.
• 1 утверждение верно.

№ 23
Вторичный волновод в многодырочным направленном ответвителе и ответвителе Бете возбуждают поля первичного волновода:
• Магнитные поля в многодырочном НО, электрические и магнитные - в ответвителе Бете.

№ 24
Сколько из перечисленных направленных ответвителей и мостов являются квадратурными?
1.Двухдырочный НО;
2.Двойной тройник;
3.Многодырочный НО;
4.Кольцевой мост;
5.НО Бете;
6.Квадратный мост;
7.Волноводно-щелевой мост;
8.НО на связанных линиях.
• шесть.

№ 25
- синфазно-противофазными?
1.Двухдырочный НО;
2.Двойной тройник;
3.Многодырочный НО;
4.Кольцевой мост;
5.НО Бете;
6.Квадратный мост;
7.Волноводно-щелевой мост;
8.НО на связанных линиях.
• два.

№ 26
Согласование реактивного взаимного шестиполюсника по всем входам с помощью реактивных согласующих устройств:
• невозможно.

№ 27
В линии передачи с волновым сопротивлением 50 Ом мощность распространяющейся волны составляет 4 Вт. Амплитуды напряжения и тока, а также их нормированные значения:
• U=20 B; I=0.4 A; v=2√(Вт); i=2√(Вт).

№ 28
В линиях передачи с волновыми сопротивлениями Z_В1 = 36 Ом и Z_В2 = 64 Ом распространяются волны с мощностью 1 Вт. Отношение амплитуд напряжений и токов, а также их нормированных значений в этих линиях:
• U₁/U₂ = 3/4, I₁/I₂ = 4/3, v₁/v₂ = 1, i₁/i₂=1.

№ 29
Идеальный направленный ответвитель характеризуется переходным ослаблением 6 дБ. Прямые потери направленного ответвителя:
• 1,25 дБ.

№ 30
- ослаблением 10 дБ. Потери:
• 0,46 дБ.

№ 31
Волновые сопротивления плеч четырехполюсника Z_В1 и Z_В2, причем Z_В1/Z_B2 = 4. Задана нормированная матрица рассеяния четырехполюсника.


Определить модуль коэффициента передачи из плеча 1 в плечо 2 по напряжению и по мощности.
• по напряжению 1/4, по мощности 1/4.

№ 32
Z_В1/Z_B2 = 1/4. Нормированная матрица:


- из плеча 2 в плечо 1:
• по напряжению 1/4, по мощности 1/4.

№ 33
Z_В1/Z_B2 = 1/4. Ненормированная матрица:


- из плеча 1 в плечо 2:
• по напряжению 1/3, по мощности 1/36.

№ 34
Z_В1/Z_B2 = 1/4. Ненормированная матрица:


• по напряжению 1/6, по мощности 1/9.

№ 35
Ненормированная матрица рассеяния четырехполюсника имеет вид:

Волновые сопротивления плеч четырехполюсника Z_В1 = 36 Ом и Z_В2 = 64 Ома. Характер четырехполюсника:
• Взаимный, реактивный, антиметричный.

№ 36
.
Z_В1 = 16 Ом и Z_В2 = 64 Ома.
• Взаимный, диссипативный, симметричный.

№ 37

Z_В1 = 64 Ом и Z_В2 = 100 Ом.
• Взаимный, реактивный, симметричный.

№ 38

Z_В1 = 36 Ом и Z_В2 = 100 Ом.
• Взаимный, реактивный, антиметричный.

№ 39

Z_В1 = 100 Ом и Z_В2 = 64 Ом.
• Невзаимный, диссипативный, симметричный.

№ 40

Z_В1 = 36 Ом и Z_В2 = 64 Ом.
• Невзаимный, реактивный.

№ 41
Из нормированных матриц




соответствуют взаимным, реактивным четырехполюсникам:
• две.

№ 42




реактивным четырехполюсникам:
• ни одна не соответствует.

№ 43




реактивным, взаимным четырехполюсникам:
• одна.

№ 44
Нагрузка с коэффициентом отражения Г_H = 0,5e^j$30° cогласована с линией с помощью взаимного, реактивного согласующего устройства. Матрица рассеяния устройства:
• .

№ 45
Г_Н = 0,6.
• .

№ 46
Г_H = 0,6e^-j90°.
• .

№ 47
Волноводный Н-тройник согласован со стороны Н-плеча. В боковые плечи тройника подаются сигналы с комплексными амплитудами U_{1 П} = √(2) e^j60° и U_{2 П} = √(2) e^-j60°. Комплексная амплитуда сигнала в Н-плече тройника:
• 1.

№ 48
U_{1 П} = √(2) e^j45° и U_{2 П} = √(2) e^-j45°:
• 2.

№ 49
E-тройник, со стороны E-плеча. U_{1 П} = √(2) e^j30° и U_{2 П} = √(2) e^-j30°. В Н-плече тройника:
• e^j90°.

№ 50
U_{1 П} = 2 и U_{2 П} = 2e^-j60°. В E-плече:
• √(2) e^j60°.

№ 51
С точностью до постоянного фазового множителя составить матрицу рассеяния волноводного щелевого моста с нумерацией плеч:

Амплитуда сигнала в плече 4, если в плечи 1 и 3 подаются сигналы с комплексными амплитудами U_{1 П}=1, U_{2 П}=3, а плечо 2 нагружено на согласованную нагрузку:
• √(5).

№ 52
Составить матрицу рассеяния кольцевого моста:

Комплексные амплитуды сигналов в плечах 3 и 4, нагруженных на согласованные нагрузки, если в плечи 1 и 2 подаются сигналы с комплексными амплитудами U_{1 П} = √(2), U_{2 П} = 3√(2).
• U₃ = 3j, U₄ = -j.

№ 53
Матрица рассеяния восьмиполюсника в виде крестообразного соединения одинаковых линий передач с Т-волной.

• .

№ 54,55
Волна распространяется со стороны линии с Z_В1 или с Z_В2. Коэффициенты передачи по мощности и по напряжению для скачка волновых сопротивлений линий передач, если Z_В1=36 Ом, Z_В2=64 Ом:
• по напряжению 1,08; по мощности (0,96)².

№ 56
Волноводный Е-тройник согласован со стороны Е-плеча. В боковые плечи тройника подаются сигналы с комплексными амплитудами U_{1 П} = 2 и U_{2 П} = 1 e^-j180°.
Комплексная амплитуда сигнала в Е-плече тройника и КСВ в плечах 1 и 2:
• U₃₀ = 3; KCB₁ = 1; KCB₂ = 1.

№ 57
Задан симметричный коаксиальный тройник с одинаковыми волновыми сопротивлениями плеч. В плечи 1 и 2 подаются сигналы с амплитудой 1 В.

Амплитуда сигнала в плече 3, нагруженного на согласованную нагрузку, и амплитуда сигнала в отраженной волне в плече 2:
• U₃₀ = 4/3 B, U₂₀ = 1/3 B.

№ 58
В плечи 2 и 3 подаются сигналы с амплитудой 0,5 В, плечо 1 нагружено на согласованную нагрузку.

Амплитуда сигнала в центре тройника и КСВ в плече 2:
• U=2/3B; KCB=2.

№ 59
Сопротивление нагрузки R_Н=25 Ом согласуется с линией с волновым сопротивлением линии 100 Ом с помощью взаимного, реактивного четырехполюсника. Его матрица рассеяния:
• .

№ 60
Одно плечо симметричного коаксиального тройника нагружено на согласованную нагрузку. Матрица рассеяния полученного четырехполюсника и его характер:
• ,
взаимный, диссипативный.

№ 1,2,3,4,5,6,7,8
В прямоугольном волноводе для основного типа колебаний:
• λ_кр = 2 / √((m/a)²+(n/b)²).
• υ_ф = c / √(1-(λ/λ_кр)²).
• υ_гр = c * √(1-(λ/λ_кр)²).
• характеристическое сопротивление
.
• предельная мощность
.
• коэффициент затухания в стенках
.
• коэффициент затухания в диэлектрике
.
• длина волны λ_В = λ₀ / √(1-(λ₀/λ_кр)²).

№ 9
Оcновные уравнения для полей Е и Н в любых линиях передачи:
• ∇²_⊥ψ + χ²_⊥ψ = 0,
• ,
• .

№ 10
Вдоль прямоугольного волновода сечением 23 х 10 мм распространяются электромагнитные колебания с частотой 10000 МГц. Длина основной волны в волноводе и фазовая скорость:
• 4 cм; 4*10⁸ м/c.

№ 11
Длина волны в прямоугольном волноводе при работе на основном типе волны составляет 4,5 см. Размеры поперечного сечения волновода 2,6х1,3 см. Частота передаваемых колебаний:
• 0,87*10¹⁰ Гц.

№ 12
Волновод прямоугольного сечения 7×3 см при λ = 8 см и К_СВ = 2 возбужден волной Н₁₀. При уменьшении λ вдвое:
• Р_пред2 = 1,16Р_пред1.

№ 13
В продольно-намагниченной ферритовой среде с параметрами ε₀ = 10^-9/36π Ф/м; μ₀ = 4π*10^-7 Гн/м; α = 2π*10^-7 1/cм распространяется плоская электромагнитная волна с частотой f = 10 ГГц.
Расстояние, на котором поляризация поля изменится на 45°:
• 1,3*10⁶ м.

№ 14
Фазовая скорость волны типа Н₁₀ в прямоугольном волноводе сечением 72 х 34 мм при частоте поля 3 ГГц:
• 4,2*10⁸ м/с.

№ 15
В волноводе сечением 20 х 10 мм, заполненном диэлектриком, с относительной длиэлектрической проницаемостью 2,1 и tgδ=10^-4, распространяется волна основного типа. Удельная проводимость материала стенок волновода 5,7*10⁷ См/м.
• Частота минимального суммарного затухания f_min=1,89 ГГц, величина минимального затухания α_min = 0,03 1/м.

№ 16
Полый прямоугольный волновод с поперечным сечением 23 х 10 мм выполнен из меди и имеет длину 10 м. Волновод нагружен согласованной нагрузкой и работает на частоте 10000 МГц.
• Коэффициент затухания α=0,11 дБ/м; КПД волновода η=0,78.

№ 17
Волновод прямоугольного сечения, работающий на волне типа Н₁₀ с размерами поперечного сечения 5 х 2 см, если λ=3 см, К_СВ=2, считать Р=1/5Р_пред, диэлектрик - воздух. Е_пр=30 кВ/см.
• допустимая мощность 0,51 МВт.

№ 18
Волновое сопротивление прямоугольного волновода, работающего на волне типа Н₁₀, если длина волны генератора уменьшилась на 25 % (начальное отношение λ/λ_кр=0,8):
• Z_В2=3/4Z_В1.

№ 19
Критическая длина волны E-типа в круглом волноводе:
• λ_кр = 2πa / ν_mn.

№ 20
Критическая длина волны H-типа в круглом волноводе:
• λ_кр = 2πa / μ_mn.

№ 21
Волна типа Е₀₁ в круглом волноводе диаметром 8 мм. Длина волны генератора 10 мм. Удельная проводимость материала стенок волновода 1,4*10⁷ Сим/м. Погонное затухание:
• 1,82 дБ/м.

№ 22
В круглом медном волноводе с ε=1 возбуждается волна типа Н₁₁ генератором, работающим на частоте f = 8200 МГц. Критическая длина волны в волноводе для данного типа волны λ_кр=6,2 м. Коэффициент затухания:
• α≈0,03 дБ/м.

№ 23
Диапазон частот, в пределах которого в круглом волноводе диаметром 4 см может распространяться только основной тип волны:
• 5,76 ГГц > f ≥ 4,39 ГГц.

№ 24
Характеристическое сопротивление волны типа Е₀₁ в круглом волноводе диаметром 3 см при длине волны λ=3,2 см:
• 217,7 Ом.

№ 25
В круглом волноводе распространяется волна типа E₀₁. Частота поля 10 ГГц, длина волны в волноводе 4 см. Групповая скорость относительно скорости света:
• 0,75*С.

№ 26
Диапазон частот, в пределах которого в круглом волноводе диаметром 4 см может распространяться только основной тип волны:
• 4,395-5,74 ГГц.

№ 27
В качестве линии передачи используется круглый волновод диаметром 3 см и длиной 50 м, работающий на волне типа Н₁₁. Частота передаваемых колебаний 7,5 ГГц, удельная проводимость материала стенок волновода 3*10⁷ См/м. КПД системы:
• 40%.

№ 28
Радиус круглого волновода, если фазовая скорость волны типа Е₀₁ равна 5*10⁸ м/с при частоте 10 ГГц:
• 5,67 мм.

№ 29
Характеристическое сопротивление волны типа Е₀₁ в круглом волноводе диаметром 3 см при длине волны генератора 3,2 см:
• 110π.

№ 30,31,35,36,37
Коаксиальная линия передачи:
• погонная индуктивность L₁ = μ_a/(2π ln(D/d)).
• погонная емкость C₁ = 2πε_a/(ln(D/d)).
• коэффициент затухания в проводниках при заданном поверхностном сопротивлении α_пр = (R_s (d+D)) / (Z_BD d ln(D/d)).
• оптимальное соотношение D/d ≈ (3,6÷3,0).
• потери в диэлектрике α_д = π tgδ / λ.

№ 32,33
Линия передачи c волной типа Т:
• фазовая скорость υ_ф = 1 / √(L₁C₁) = C / √(ε_aμ_a).
• характеристическое сопротивление Z_c = 120π √(μ/ε).

№ 34
Переносимая мощность в коаксиальном кабеле:
• P = E²_maxd² / (480 √(μ/ε) ln(D/d)).

№ 38
Волновое сопротивление коаксиальной линии передачи на волне типа Т равно 60 Ом. Диэлектрик - воздух. Фазовая скорость распространения волны в линии:
• v_ф=3*10⁸ м/с.

№ 39
Коаксиальный медный фидер с полиэтиленовой (ε=2,5) изоляцией имеет диаметр внутреннего проводника 2а = 2 мм, наружный диаметр 2r =12 мм. Длина волны, при которой коэффициент затухания фидера a=0,2 дБ/м:
• 1,32 м.

№ 40
По коаксиальной линии передачи с размерами поперечного сечения d = 12 мм, D = 28 мм на волне типа Т передается мощность 10 кВт. Диэлектрик - воздух. Амплитуда тока в линии:
• 62,72 А.

№ 41,44
Волновое сопротивление коаксиальной линии на волне типа Т равно 60 Ом. Диэлектрик - воздух.
• групповая скорость распространения волны в линии 1 м/c.
• погонные индуктивность и емкость 0,2 мкГн/м; 55,5 пФ/м.

№ 42
Параметры коаксиального кабеля: диаметр внутреннего провода 1.35 мм, диаметр внешнего проводника 9.0 мм, относительная проницаемость диэлектрика 2.2.
• волновое сопротивление Z_B = 76,7 Ом.

№ 43
Радиусы проводников коаксиальной линии с волновым сопротивлением 75 Ом, заполненной полистиролом (ε=2,55), если рабочая длина волны 30 см:
• 14 мм, 103 мм.

№ 45
Соотношение радиусов наружного и внутреннего проводников коаксиального (ε = 1) медного кабеля, чтобы его погонная емкость С₁ = 24,1 пФ/м:
• r/a = 10.

№ 46
Коаксиальный медный кабель с полиэтиленовой (ε = 2,5) изоляцией имеет диаметр внутреннего проводника 2а = 2 мм, наружный диаметр диэлектрика 2r =12 мм. Длина волны, при которой коэффициент затухания кабеля α = 0,2 дБ/м:
• λ ≈ 6,7 см.

№ 47
Затухание в коаксиальном кабеле, заполненном полиэтиленом, имеющим размеры R₁ = 0,2 см; R₂ = 2 см; f = 10 ГГц, ε_r = 3, tgδ = 2,3*10⁵ материал стенок медь (σ = 3,5*10⁷ 1/(oм*м), ε₀ = 10^-9/36π Ф/м; μ₀ = 4π*10^-7 Гн/м).
• α_μ=0,0184 м^-1 α_∂=0,022 м^-1.

№ 48
Для несимметричной полосковой линии передачи (при t/d<<1; b/d>0,6, где t - толщина токонесущего полоска, d - толщина диэлектрика, b - ширина токонесущего полоска), погонная емкость (Ф/м):
• C₁=1,06*10^-11ε(1+b/d).

№ 49
- для симметричной полосковой линии:
• C₁=1,54*10^-11ε(1+b/d).

№ 50
Волновое сопротивление с учетом токонесущего проводника t для несимметричной линии передачи при (b/d<2) (t - толщина токонесущего полоска, d - толщина диэлектрика, b - ширина токонесущего полоска):
• .

№ 51,52
- для симметричной линии:
• .
• передаваемая мощность P_пер = 5,4*10^-3 * √(ε/μ) E²_предd²(0,1+t/d)(4+b/d).

№ 53
Коэффициент ослабления, обусловленный потерями в проводящих пластинах симметричной полосковой линиий передач (при t/d<0,3; b/d>1):
• .

№ 54
Коэффициент затухания в диэлектрике:
• α_∂ = ω/2 √(ε_a*μ_a) * tgδ.

№ 55
Волновое сопротивление несимметричной полосковой линии без учета толщины токонесущего полоска:
• .

№ 56
Симметричная полосковая линия -
• критическая длина волны первого высшего типа λ_кр≈26.

№ 57
Затухание в несимметричной полосковой линии:
• излучаемая мощность P_изм=80(πd/λ)² (Р - полная мощность).

№ 58
Несимметричный полосковый волновод, ширина токонесущей полоски которого h = 6 мм, толщина полоски t = 0,1 мм, а толщина диэлектрического слоя d = 4 мм, имеет волновое сопротивление Z_B = 50 Ом. Токонесущий проводник и заземленная подложка изготовлены из латуни. Погонная емкость волновода:
• 0,34*10^-12 Ф/м.

№ 59
Погонное сопротивление несимметричной полосковой линии передачи, если известно, что в качестве диэлектрика используется материал с относительной диэлектрической проницаемостью 2,55, а погонная емкость линии 60 пФ/м:
• 88,6 Ом.

№ 60,64
Коэффициент затухания несимметричного полоскового волновода на частоте f = 4500 МГц составляет 2 дБ/м, погонная емкость С = 1,71 пФ/см, тангенс угла потерь в материале подложки tgδ = 2*10^-3. Волновое сопротивление волновода:
• 449 Ом.

- несимметричного волновода:
• Z_В = 11,6 кОм.

№ 61
Определить ширину полоски b, если известно, что Z_В симметричной полосковой линии 50 Ом, а фазовая скорость 2*10⁸ м/с. Расстояние между заземленными полосками 2 мм; проводники медные (ε₀=10^-9/36π Ф/м; μ₀=4π*10^-7 Гн/м ; σ_м=5,65*10⁷ См/м, tgδ=10^-3)
• b=2,5 мм.

№ 62
Волновое сопротивление несимметричной полосковой линии передачи с твердым диэлектриком, если известно, что длина волны в линии 10 см, а погонная емкость 100 пФ/м (рабочая частота 2 ГГц):
• 50 Ом.

№ 63
Определить предельную мощность, которая может быть передана по симметричной полосковой линии, заполненной воздухом, если пробой происходит при напряженности электрического поля 30 кВ/см. Длина волны в линии 5 см. Параметры линии: ширина проводника b = 2,93 мм, расстояние между проводником и заземленной пластинкой d = 1 мм, толщина t = 0,05 мм. Линия выполнена из меди.
• 50,52 кВт.

№ 65
Определить коэффициент затухания несимметричного полоскового волновода, ширина токонесущей полоски которого b = 2 мм, толщина полоски t = 0,05 мм, а толщина подложки d = 2 мм, относительная диэлектрическая проницаемость ε=10, tgδ=8*10^-4. Длина рабочей волны λ=5 см.
• α≈1,38 дБ/м.

№ 66
Входное сопротивление линии передачи с потерями (К - постоянная распространения, α - потери):
• .

№ 67
- без потерь (α=0):
• .

№ 68
- в режиме короткого замыкания Z_H=0:
• Z_вх=jZ_B*tg kl.

№ 69
- в режиме холостого хода Z_H=∞:
• Z_вх=-jZ_B*ctg kl.

№ 70
Входное сопротивление четвертьволновой линии (l=λ/4) коротко замкнутой линии с небольшими потерями:
• Z_вх=R_вх=8Z_B²λ/R₁.

№ 71
- разомкнутой линии:
• Z_вх=R_вх=R₁λ/8.

№ 72
Добротность колебательного контура (α - потери):
• Q=27,3/αλ.

№ 73
Сопротивление четвертьволнового трансформатора, если задано сопростивление нагрузки Z_H и волновое сопротивление линии Z_B:
• Z_тр = √(R_H*Z_B).

№ 74
Сопротивление волноводного трансформатора, согласующего прямоугольные волноводы с разными волновыми сопротивлениями Z_B1 и Z_B2 при неизменном размере широкой стенки волновода (а):
• Z_Э´=√(Z_ЭB1Z_ЭB2).

№ 75
Узкая стенка волноводного трансформатора (B_тр), cогласующего прямоугольные волноводы с разными волновыми сопротивлениями Z_B1 и Z_B2 при неизменной широкой стенке (а), определяется как:
• B_тр=√(b₁b₂).

№ 76
Реактивная проводимость симметричной емкостной диафрагмы (Δb - ширина окна диафрагмы):
• .

№ 77
- индуктивной:
• .

№ 78
Место вложения индуктивного штыря:
•.

№ 79
Если известен коэффициент отражения (Г) в линии передачи конечной длины, коэффициент стоячей волны определяется:
• ρ=(1+|Г|)/(1-|Г|).

№ 80
Уравнение четвертьволнового трансформатора:
• (Z_вх)´=Y_н´.

№ 81
Коэффициент стоячей волны в линии:
• ρ=U_max/U_min,
• .

№ 82
Коаксиальная линия передачи, нагруженная на активное сопротивление, больше волнового, имеет волновое сопротивление Z_B = 160 Ом. На расстоянии х = λ/2 от нагрузки напряжение U(х) = 36 В, а ток I(х) = 0,18 А. Сопротивление нагрузки и Кбв в линии:
• R_н=200 Ом, K_бв=0,8.

№ 83
Двухпроводная воздушная (ε = 1) линия передачи нагружена емкостным сопротивлением Х_н = - i100 Ом. Размеры линии: диаметр проводов 2r=4 мм, расстояние между ними d = 12 см, длина l = 90 см. Входное сопротивление линии на частоте f= 50 МГц:
• Z_вх = i450.

№ 84
Коаксиальная линия передачи нагружена индуктивностью L = 1 мкГн. Данные линии: диаметр внутреннего проводника 2а = 7 мм, внутренний диаметр наружного проводника 2r = 28 мм, длина l = 4 м, относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика ε = 2,5. Входное сопротивление линии на частоте f = 100 МГц:
• Z_вх = i24,8.

№ 85
Четвертьволновая (l = λ/4) линия передачи нагружена на конце емкостью С. Характер входного сопротивления линии:
• индуктивный.

№ 86
Полуволновая (l = λ/2). Характер:
• активный.

№ 87
Четвертьволновая (l = λ/4) коаксиальная линия передачи, нагруженная на активное сопротивление нагрузки Rн = 100 Ом, имеет данные: диаметр внутреннего проводника 2α = 2 мм, внутренний диаметр наружного проводника 2r = 10 мм, относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика ε = 2,5.
• Кбв = 0,61; входное сопротивление линии Z_вх=R_вх=37,2 Ом.

№ 88
Линия передачи, имеющая волновое сопротивление Z_В = 100 Ом и длину l = 0,3 λ, нагружена сопротивлением Z_н = (50+j80) Ом. Входное сопротивление линии (пользуясь круговой диаграммой Вольперта):
• Z_вх=37-i49 Ом.

№ 89
Коэффициент стоячей волны в линии передачи конечной длины:
• ρ=U_max/U_min.

№ 90
Модуль коэффициента отражения (|Г|) в линии передачи конечной длины, если известен коэффициент бегущей волны (ρ):
• |Г|=(ρ-1)/(ρ+1).

№ 91
Парамагнетики:
• вещества, у которых под действием внешнего магнитного поля, возникает магнитный момент, направленный вдоль поля.

№ 92
Связь между механическим магнитными моментами в феррите:
• m₀ = -μ₀eJ / m.

№ 93
Скорость прецессии:
• dJ/dt = T = [m₀H₀].

№ 94
Круговая частота прецессии:
• ω₀=γ_спH₀.

№ 95
Выражениие явления ферромагнитного резонанса:
• H_рез=ω₀/γ_сп.

№ 96
Явление Фарадея.
• Линейно поляризованная плоская волна, распространяющаяся в намагниченном феррите вдоль постоянного поля H₀ с вращением плоскости поляризации по часовой стрелке по мере увеличения пройденного пути.

№ 97
Условие, определяющее ферромагнитный или селективный резонанс:
• H₀=H_рез=ω/γ.