Вопросы 1-го рейтинга (4 балла) и экзамена (13 баллов)

Вопросы 1-го рейтинга (4 балла) и экзамена (13 баллов)
по ФПСВЧ, Физика микроволн
1. Неоднородности в СВЧ трактах. Метод S-кривой в измерении параметров неоднородностей.
2. Три класса направляющих устройств СВЧ. Тройники, их свойства и недостатки. Принцип работы мостового устройства на примере схемы переменного тока.
3. Пять свойств мостовых устройств.
4. Три типа мостовых устройств. Балансные кольца и гибридные узлы. Разновидности кольцевых
мостовых устройств. Кольцевой делитель мощности.
5. Противонаправленные, сонаправленные и сложные направленные ответвители, характеристики НО. Многоканальные мостовые устройства.
6. Метод синфазного и противофазного возбуждения и расчет кольцевого делителя мощности.
7. Направленные ответвители на связанных линиях передачи.
8. Ферриты в постоянном и переменном магнитных полях. Магнитная проницаемость. Изменение магнитного поля бегущей волны Н10 в прямоугольном волноводе. Феррорезонансные волноводные вентили.
9. Полосковый феррорезонансный вентиль и методика выбора его параметров.
10. Эффект Фарадея в круглом волноводе с ферритом и магнитным полем и его использование в
вентилях и циркуляторах.
11. Использование ферритов для создания разностного сдвига фазы; гираторы; циркуляторы с
двойными тройниками и гиратором.
12. Волноводные и полосковые Y-циркуляторы.
13. Мостовые Х и Т-циркуляторы. Многоплечные мостовые циркуляторы. Четыре направления
использования циркуляторов.
14. Фильтры, детекторы, диодные аттенюаторы и переключатели.
15. Работа термисторов в измерителях малой СВЧ мощности.
16. Замедляющая система как цепочка фильтров. Частные случаи.
17. Приближенный метод расчета замедления спирали. Электродинамический метод сшивания;
случай спирали.
18. Метод эквивалентных схем в расчете замедляющих систем. Вывод дисперсионного уравнения
с помощью а-параметров.
19. Явления при плохих контактах в сочленении трактов СВЧ. Контактные и дроссельные сочленения и поршни. Поглощающие нагрузки и измерения больших мощностей. Переходы от одного типа линий к другому, требования к ним.
20. Перечислите основные применения СВЧ колебаний и волн.
21. Почему для передачи СВЧ не используются двухпроводные линии? Преимущества волноводов.
22. Почему на СВЧ не используются обычные радиолампы? Принципы работы вакуумных СВЧ
приборов.
23. Получение из уравнений Максвелла волнового уравнения для любой компоненты поля в декартовых координатах.
24. Общее решение волнового уравнения в прямоугольных координатах. Постоянные распространения, волновые числа, критическая длина волны. Получение формулы для длины волны в
волноводе.
25. Два основных класса волн в передающих линиях и свойства этих волн.
26. Вывод формулы для фазовой скорости волны и ее следствие.
27. Вывод формулы для групповой скорости волны (Формулы Релея).
28. Вывод формулы для зависимости групповой скорости в волноводе от длины волны. Анализ
хода этой зависимости.
29. Вывод формулы связи величин, обратных групповой и фазовой скоростям. Типы дисперсии.
30. Классификация и диаграмма существования дисперсных волн; зависимость их волнового сопротивления от длины волны.
31. Отличие волновых сопротивлений, определяемых как отношение напряжения к току и как отношение поперечных составляющих полей на примере коаксиальной линии.
1
32. Постоянная затухания в волноводе с учетом потерь в стенках и в диэлектрике (вывод общей
формулы).
33. Затухание в неперах и в децибелах. Пересчет относительных единиц в децибелы.
34. Влияние заполнения волновода диэлектриком на длину волны в волноводе и на критическую
длину волны.
35. Решение волнового уравнения для любой компоненты поля и определение постоянных интегрирования из граничных условий для Н-волн. Структура полей этих волн.
36. Отличие в структуре бегущих и стоячих волн на примере волны Н10. Изменение картин стоячих волн во времени.
37. Структура Е-волн в прямоугольном волноводе. Структура токов волны Н10.
38. Вывод формул для критических длин волн в прямоугольном волноводе и для пробивной прочности этого волновода.
39. Четыре определения и четыре способа расчета эквивалентного сопротивления прямоугольного
волновода.
40. Затухание волн в прямоугольном волноводе и выбор размеров для заданной длины волны.
41. Круглые волноводы. (Решение волнового уравнения, структура полей, критические длины
волн, пробивная прочность).
42. Волноводы сложного поперечного сечения.
43. Коаксиальные линии (критические длины волн, структура волн высших типов, оптимальные
размеры для минимума потерь и максимума пробивной прочности, методика выбора размеров).
44. Экранированные полосковые и микрополосковые линии.
45. Открытые микрополосковые, щелевые и компланарные линии.
46. Вывод формулы для фазовой скорости поверхностных волн. Отношение потоков мощности,
переносимых в каждой из сред и его зависимость от частоты. Три группы волноводов поверхностных волн.
47. Круглые диэлектрические волноводы и световоды, линии поверхностной волны.
48. Отличия замедляющих систем от обычных линий. Связь сдвига фазы на ячейку с типом дисперсии ЗС.
49. Замедление и сопротивление связи в замедляющих системах. Типы дисперсии и виды ЗС.
50. Вывод формулы для фазовой скорости пространственных гармоник в ЗС.
51. Совместная дисперсионная характеристика всех пространственных гармоник и ее свойства.
Виды совместной дисперсионной характеристики.
2
Вопросы экзамена (12 баллов) по ФПСВЧ, ФМ
1. Волновые матрицы рассеяния и передачи связи между ними, нормированные волновые матрицы. Физический смысл элементов волновых матриц четырехполюсника.
2. Вывод формулы для коэффициента отражения от четырехполюсника с известным отражением
на выходе.
3. Правила сложения и умножения матриц. Возведение матрицы в степень. Основные свойства
полиномов Чебышева первого рода.
4. Методика расчета элементов волновой матрицы рассеяния на примере проводимости, включенной в линию. Последовательное и параллельное соединение многополюсников и матрицы.
5. Вывод формулы связи числа ступенек ступенчатого перехода от перепада волновых сопротивлений, максимального коэффициента отражения и масштабного коэффициента.
6. Ступенчатый переход, как цепочка четырехполюсников и метод неопределенных коэффициентов при отыскании волновых сопротивлений ступенек.
7. Плавные экспоненциальный переход и компенсированный экспоненциальный переход.
8. Расчет длины предельного Чебышевского перехода и предельный переход с максимальноплоской характеристикой.
9. Определение числа звеньев фильтра для случаев аппроксимаций Чебышева и Баттерворса.
10. Методика определения варьируемого параметра звеньев фильтра с использованием неопределенных коэффициентов.
11. Ячейка волноводного фильтра СВЧ и методика определения ее параметров по заданной добротности.
12. Фильтры на связанных линиях и методика их расчета.
13. Пять групп резонаторов.
14. Определение добротности резонаторов и метод ее электродинамического расчета.
15. Определение резонансных длин волн в резонаторах, состоящих из отрезков линий.
16. Метод определения резонансных частот для резонаторов второй и третьей групп.
17. Способы включения резонатора в предыдущую линию. Использование резонаторов в волномерах.
18. Определение нагруженной добротности резонатора Фабри-Перо и резонансной длины волны.
19. Собственная, внешняя и нагруженная добротности резонатора и их связь.
20. Эквивалентная схема резонатора, связанного с линией в месте их контакта. Трансформация
элементов схемы вдоль линии, сечение эквивалентного представления резонатора параллельным колебательным контуром (СЭП). Изменение резонансной частоты и коэффициента трансформации.
21. Расчет мощности, поглощенной резонатором.
22. Общий принцип метода передачи и способы его реализации.
23. Реализации первого и второго способов определения добротности методом передачи.
24. Входная проводимость резонатора на круговой диаграмме полной проводимости и выводы
/значение КСВ при резонансе, изменение местоположения минимума стоячей волны от частоты, методика определения СЭП, степени связи и резонансной частоты/.
25. Распределение квадрата напряженности поля в линии на частотах, далеких и близких к резонансной, и реализация методов зонда.
26. Содержание метода снятия зависимости КСВ от частоты при определении добротности резонатора.
27. Обоснование и содержание метода измерения зависимости входной проводимости в СЭП от
частоты, доказательство линейности частотной шкалы, получаемой на горизонтальной линии
круговой диаграммы.
28. Метод снятия зависимости местоположения минимума стоячей волны от частоты для определения добротности резонатора.
29. Принцип и схема реализации динамических методов измерения параметров резонатора.
30. Обоснование и содержание метода измерения добротности по затуханию переходного процесса.
31. Принцип модуляционных методов измерения добротности.
3