18. TEM、TE和TM波是如何定义的？什么是波导的截止性？分别说明矩形波导、
圆波导、同轴线、带状线和微带线的主模是什么？
答：1）TE波，TM波，TEM波是属于电磁波的三种模式。TE波指电矢量与传播方向垂直，或者说传播方向上没有电矢量。TM波是指磁矢量与传播方向垂直。TEM波指电矢量和磁矢量都与传播方向垂直；
2）kc是与波导横截面尺寸、形状及传输模式有关的一个参量，当相移常数β=0时，意味导波系统不再传播，亦称为截止, 此时kc?k， 故将kc称为截止波数 3）矩形波导的主模是TE10模；圆波导的主模是TE11模；同轴线的主模是TEM模；带状线的主模是TEM模；微带线的主模是准TEM模。
19.简述述矩形波导传输特性的主要参数定义：相移常数，截至波长，截至波数，
波导波长，相速度，TE波和TM波的波阻抗 1） 相移常数和截止波数：相移常数?和截止波数kc的关系是??k2?kc2
2） 相速vp：电磁波的等相位面移动速度称为相速，即vp?ur?r? ?22?1?kckc3） 波导波长?g：导行波的波长称为波导波长，它与波数的关系式为
?r?r?2? ?g???k1?kc2/k24） 波阻抗：某个波形的横向电场和横向磁场之比，即Z?
20.导波系统中截止波长、工作波长和波导波长的区别。
答：导行波的波长称为波导波长，用λg表示，它与波数的关系式为
Et Htc?g?其中，2?/k为工作波长。
2???2?k11?k/k2c2
21.为什么空心的金属波导内不能传播TEM波？
答：空心金属波导内不能存在TEM波。这是因为：如果内部存在TEM波，则要求磁场完全在波导的横截面内，而且是闭合曲线。有麦克斯韦第一方程可知，闭合曲线上磁场的积分等于与曲线相交链的电流。由于空心金属波导中不存在轴向即传播方向的传导电流，故必要求有传播方向的位移电流，由位移电流的定义式可知，要求一定有电场存在，显然这个结论与TEM波的定义相矛盾，所以，规则金属内不能传输TEM波。
22.圆波导中的主模为 TE11模 ，轴对称模为 TM01模 ，低损耗模为 TE01模 。
23.说明圆波导中TE01模为什么具有低损耗特性。
答：TE01模磁场只有径向和轴向分量，故波导管壁电流无纵向分量，只有周向电流。因此当传输功率一定时，随着频率升高，管壁的热损耗将单调下降，故其损耗相对其它模式来说是低的，故可将工作在TE01模的圆波导用于毫米波的远距离传输或制作高Q值的谐振腔。
24.什么叫模式简并现象？矩形波的和圆波导的模式简并有何异同？
答：波导中的电磁波是各种TMmn模和TEmn模的各种线性组合，m为x方向变化的半周期数，n是y方向变化的半周期数；如果当两个模式TMmn和TEmn的截止波长相等时，也就说明这两种模式在矩形波导里出现的可能性相同，这种现象就叫做简并。
25.解释圆波导中的模式简并和极化简并
答：①E-H简并（模式简并）：由于贝塞尔函数具有J'0(x)??J1(x)的性质，所以一阶贝塞尔函数的根和零阶贝塞尔函数导数的根相等，即?0n??1n，故有
?cTE0n??cTM1n，从而形成了TE0n模和TM1n模的简并。这种简并称为E-H简并。 ②极化简并：由于原波导具有轴对称性，对m?0的任意非圆对称模式，横向电磁场可以有任意的极化方向而截止波数相同，任意极化方向的电磁波可以看成是偶对称极化波和奇对称极化波的线性组合。偶对称极化波和奇对称极化波具有相同的场分布，故称之为极化简并。
26.为什么一般矩形（主模工作条件下）测量线探针开槽开在波导宽壁的中心线
上？
答：因为一般矩形波导中传输的电磁波是TE10模。而TE10模在波导壁面上的电流分布是在波导宽壁的中线上只有纵向电流。因而波导宽壁的中线开槽不会切断电流而影响波导内的场分布，也不会引起电磁波由开槽处向波导外辐射电磁波能量。
27. 带状线传输主模TEM模时，必须抑制高次模 TE模 和 TM模 ；微带线的高次模有 波导模式 和 表面波模式 。
28. 微带线的特性阻抗随着w/h的增大而 减小 。相同尺寸的条件下，εr越大, 特性阻抗越 小 。
29. 微波网络基础中，如何将波导管等效成平行传输线的？ 为定义任意传输系统某一参考面上的电压和电流，作以下规定： ①电压U(z)和电流I(z)分别与Et和Ht成正比；
②电压U(z)和电流I(z)共轭乘积的实部应等于平均传输功率； ③电压和电流之比应等于对应的等效特性阻抗值。
对任一导波系统，不管其横截面形状如何，也不管传输哪种波形，其横向电磁场
Et(x,y,z)??ek(x,y)Uk(z)总可以表示为： Ht(x,y,z)??hk(x,y)Ik(z) 式中，ek(x,y)、hk(x,y)是二维实函数，代表了横向场的模式横向分布函数；Uk(z)、Ik(z)是一维标量函数，它们反映了横向电磁场各模式沿传播方向的变化规律。
30. 列出微波等效电路网络常用有5 种等效电路的矩阵表示，并说明矩阵中的参
数是如何测量得到的。
?Z11Z12?（1）阻抗参量Z?? ??Z21Z22?
U1?Z11I1U2?Z21I1当端口②开路时，I2＝0，网络阻抗参量方程变为： UU则Z11?1Z21?2 I1I?0I1I?022
U U2?Z22I21?Z12I2当端口①开路时， I1＝0，网络阻抗参量方程变为：
UU则Z12?1Z22?2 I2I?0I2I?011Y11Y12?? Y???YY?2122?（2）导纳参量
I1?Y11U1I2?Y21U1
II当端口②短路时，U2＝0，网络导纳参量方程变为：则 Y11?1Y21?2U1U?0U1U?0 22
I1?Y12U2I2?Y22U2
当端口①短路时，U1＝0，网络导纳参量方程变为： I1I2则Y?Y?1222
U2U?0U2U?011
?U1??A11A12??U2??U2???A（3）转移参量 ??????I???I?IAA?1??2122??2??2?
I1?A21U2当端口②开路时，I2＝0，网络转移参量方程变为： U1?A11U2UI
则A11?1A21?1 U2I?0U2I?022
U1?A12??I2?I1?A22??I2?当端口②短路时，U2＝0，网络转移参量方程变为：
U1I则A12?A22?1 ??I2?U?0??I2?U A11：端口②开路时，端口①到端口②电压传输系数的倒数； A21：端口②开路时，端口①与端口②之间的转移导纳； A22：端口②短路时，端口①到端口②电流传输系数的倒数； A12：端口②短路时，端口①与端口②之间的转移阻抗。
22?0
?S11S12?（4）散射矩阵 S=???S21S22?
b2?S21a1端口②接匹配负载时，a2＝0，网络散射参量方程变为：b 1?S11a1 b1b2则S?S?1121 a1a?0a1a?022
b1 ?S12a2b2?S22a2当端口①接匹配负载时，a1＝0，网络散射参量方程变为：
b1b2则S?S?1222 a2a?0a2a?011S参量各参数的物理意义为：
S11：端口②接匹配负载时，端口①的反射系数；
S21：端口②接匹配负载时，端口①到端口②波的传输系数； S22：端口①接匹配负载时，端口②的反射系数；
S12：端口①接匹配负载时，端口①与端口②波的传输系数。 （5）传输矩阵
a?Tb?Ta当用a1、 b1作为输入量, a2、b2作为输出量, 此时有以下线性方程: 1112122b2?T21b2?T22a2
31. S参数如何测量。
对于互易双端口网络，S12=S21，故只要测量求得S11、S22及S12三个量就可以了。设终端负载阻抗为Zl，终端反射系数为?l，则有：a2=?lb2，代入
?b1?S11a1?S12a2 ?b?Sa?Sa211222?2?b?S11a1?S12?lb2得 ?1
?b2?S21a1?S22?lb22S12?lb1输入端参考面处的反射系数为?in??S11?令终端短路、开路和接匹配
a11?S22?l负载时，测得的输入端反射系数分别为?s、?o和?m，代入上式解得：
S11??m2(?m??s)(?o??m)2 S12 ??o??s??2?m??sS22?o?o??s
32. 二端口网络的S参数（S11，S12，S21，S22）的物理意义。 S11：端口②接匹配负载时，端口①的反射系数；
S21：端口②接匹配负载时，端口①到端口②波的传输系数； S22：端口①接匹配负载时，端口②的反射系数；
S12：端口①接匹配负载时，端口①与端口②波的传输系数。
33.多口网络?S?矩阵的性质：网络互易有?S???S?，网络无耗有?S??S???I?，网
T?络对称时有?S?ii??S?jj。
34. 阻抗匹配元器件的定义，作用，并举例说明有哪些阻抗匹配元件。 答：阻抗匹配元器件是用于调整传输系统与终端之间的阻抗匹配元件，它们的作用是为了消除反射，提高传输效率，改善系统稳定性。主要包括螺钉调配器、多阶梯阻抗变换器及渐变型变换器等。
?035. 写出理想的双口元件的?S?矩阵，理想衰减器的?S?=???l?e?0器?S?=??j??ee?j???00??，理想隔离器?S?=??。 100???e??l??，理想相移0?
36. 功率分配元器件的定义，并举例说明有哪些？ 答：将一路微波功率按比例分成几路的元件称为功率分配元件，主要包括定向耦合器、功率分配器以及各种微波分支器件。