Экзаменационные вопросы Антенны и устройства СВЧx

Примерный перечень вопросов к экзамену по дисциплине Антенны и
устройства СВЧ
1. Место диапазона СВЧ на шкале электромагнитных волн. Особенности диапазона
СВЧ волн. Техника безопасности при работе с волнами СВЧ диапазона Применение и
перспективы развития электроники СВЧ и ее применений в промышленности, связи и
научных исследованиях.
2. Применение передающих линий и колебательных систем на СВЧ.
3. Распространение волны типа ТЕМ в коаксиальном волноводе.
4. Волноводы прямоугольного сечения. Структура поля при волнах типа ТМ и ТЕ.
5. Соединения волноводов прямоугольного сечения: контактное, дроссельное.
6. Короткозамыкающие механические поршни: прямой контакт, тонкие пружинящие
лепестки, дроссельное соединение. Конструкция. Основные характеристики. Области
применения.
7. Согласованная нагрузка. Аттенюаторы: поглощающие, поляризационные.
Конструкция. Основные характеристики. Области применения.
8. Детекторные секции. Конструкция. Основные характеристики. Области
применения.
9. Эффект Фарадея на СВЧ.
10. Устройства использующие эффект Фарадея: ячейка Фарадея. Конструкция.
Основные характеристики. Области применения.
11. Ферритовый циркулятор, ферритовый вентиль. Конструкция. Основные
характеристики. Области применения.
12. Основные типы полых резонаторов: коаксиальные, призматические и
цилиндрические полые резонаторы. Конструкция. Основные характеристики. Области
применения.
13. Конструкция четвертьволнового резонатора. Основные параметры: резонансная
длина волны, резонансная частота, активная проводимость, собственная (ненагруженная)
добротность.
14. Конструкция полуволнового резонатора. Основные параметры: резонансная длина
волны, резонансная частота, активная проводимость, собственная (ненагруженная)
добротность.
15. Классификация антенн. Структурная схема антенн. Основные характеристики
антенн: диаграмма направленности, коэффициент направленного действия. Рабочая полоса
частот.
16. Электрический вибратор. Конструкция. Основные характеристики. Области
применения.
17. Аппертурные антенны. Конструкция. Основные характеристики. Области
применения.
18. Рупорные антенны. Н – секторальный рупор. Конструкция. Основные
характеристики. Области применения.
19. Рупорные антенны. Е – секторальный рупор, Конструкция. Основные
характеристики. Области применения.
20. Рупорные
антенны.
Пирамидальный
рупор,
Конструкция.
Основные
характеристики. Области применения.
21. Рупорные антенны. Конический рупор. Конструкция. Основные характеристики.
Области применения.
22. Линзовые антенны. Зеркальные параболические антенны. Конструкция. Основные
характеристики. Области применения.
23. Полосковые
и
микрополосковые
антенны.
Конструкция.
Основные
характеристики. Области применения.
24. Проблема электроники СВЧ и возможные пути ее решения. Два общих принципа
работы всех электронных приборов СВЧ и их реализация на примере триодных генераторов
диапазона ДМВ, пролетных и отражательных клистронов, магнетронов и ЛБВ.
25. Общее устройство и качественная картина работы пролетного клистрона.
Типичные характеристики и области применения пролетных клистронов
26. Классификация приборов СВЧ: электронные и квантовые, твердотельные и
вакуумные приборы О- и М-типов. Области применения.
27. Ток в зазоре между двумя неподвижными электродами с переменной разностью
потенциалов: конвекционный, смещения, полный. Независимость полного тока от места
внутри и вне зазора. Составляющие полного тока во внешней цепи по отношению к
рассматриваемому межэлектродному зазору: наведенный и емкостной. Физическая природа и
определение наведенного тока.
28. Основная задача электроники СВЧ. Основная формула электроники СВЧ.
Уравнение непрерывности (связь формы тока с изменением объемной плотности заряда).
29. Закон движения электронов в диоде под влиянием переменного электрического
поля. Интегрирование уравнения движения электрона без учета объемных зарядов.
Пролетное время и пролетный угол. Модуляция скоростей электронов.
30. Монотрон. Конструкция и принцип действия. Монотронное возбуждение.
Электронный КПД монотрона.
31. Элементарная теория одноконтурных генераторов. Эквивалентная схема. Подсчет
наведенного тока. Частота установившихся колебаний. Возможность мягкого и жесткого
режимов возбуждения колебаний.
32. Этапы рассмотрения движения электронов в отражательном клистроне. Ускорение
электронов в поле ускоряющего электрода. Модуляция скоростей электронов при первом
прохождении резонатора. Коэффициент модуляции и коэффициент связи электронов с полем.
33. Пролетный угол электронов в пространстве отражателя. Теория группирователя.
Условие группировки и параметр группировки электронов. Оптимальное значение параметра
группировки. Гармоники наведенного тока.
34. Зоны генерации. Электронная и механическая настройка частоты клистронных
генераторов. Возможность осуществления ЧМ и применение генераторов на отражательных
клистронах. КПД клистронных генераторов.
35. Принцип работы ЛБВ О-типа. Типичные характеристики ЛБВО-усилителя и
причины уникальных свойств ЛБВО (полоса рабочих частот, шумы). Замедляющие системы и
коэффициент замедления.
36. ЛБВ-М типа варианты конструкций. Качественная картина работы. Основные
характеристики и области применения.
37. Линейная теория ЛБВО (теория малых амплитуд). Параметр усиления среды.
Коэффициент усиления, КПД, особенности электронной настройки ЛБВО-генератора.
38. ЛОВ-М типа, варианты конструкций. Качественная картина работы. Основные
характеристики и области применения.
39. Магнетроны: устройство, назначение. Роль электрических и магнитных полей.
Технические характеристики и модификации.
40. Критическое поле и парабола критического режима.
41. Колебательная система многорезонаторного магнетрона. Пи-колебания. Пороговая
прямая синхронизма.
42. Рабочие области магнетронов. КПД магнетронов.
43. Правила работы с мощными генераторами полей СВЧ и их влияние на
экологическую обстановку и здоровье людей.
44. Генераторы дифракционного излучения (ГДИ). Конструкция и принцип действия.
45. Применение диодов в диапазоне СВЧ. Эквивалентные схемы и основные
параметры диодов применительно к технике СВЧ. Особенности конструкций диодов СВЧ.
46. Смесительные диоды СВЧ. ВАХ. Конструкция, основные параметры.
Смесительные головки. Использование в СВЧ трактах.
47. Детекторные диоды. ВАХ. Конструкция, основные параметры. Детекторные
головки. Использование в СВЧ трактах.
48. Переключательные (pin-) диоды и их применениея: ограничители сигнала,
автоматические и управляемые переключатели, устройства защиты от перегрузок входов
усилительных устройств
49. Электронные управляемые аттенюаторы pin-диода. Конструкция и принцип
действия. Использование в СВЧ трактах.
50. Фазовращатели на pin-диодах. Конструкция и принцип действия. Использование в
СВЧ трактах.
51. Лавинно-пролетный диод. Конструкция, ВАХ. Устройство и принцип работы
генератора на ЛПД. Основные характеристики. Подстройка частоты.
52. Конструкция диода Ганна. Появление отрицательного дифференциального
сопротивления при междолинном переходе носителей заряда. Эффект Ганна. Конструкция и
принцип действия генератора на диоде Ганна.
53. Квантовые усилители, диапазона СВЧ. Конструкция. Характеристики и области
применения.
54. Генераторы диапазона СВЧ. Конструкция. Характеристики и области применения.
55. Стандарты частоты диапазона СВЧ. Конструкция. Характеристики и области
применения.
56. Молекулярные генераторы микроволн (мазеры) Прохорова и Басова. Аммиачный
мазер. Конструкция и принцип действия.
57. Водородный мазер. Конструкция и принцип действия.
58. Парамагнитный мазер. Конструкция и принцип действия.
59. Квантовые парамагнитные усилители (КПУ) проходного типа: конструкции,
особенности характеристик и областей применения.
60. Квантовые парамагнитные усилители (КПУ) отражательного типа: конструкции,
особенности характеристик и областей применения.