重要知识点绪论1 微波的波长范围和频率范围波长：1m-0.1mm; 频率：300MHZ-3000GHZ ；第一章 传输线理论1 导行波类型(须了解各类传输线的主模)：(1)TEM 波(横电磁波):在导行波传播的方向(纵向)上，没有电磁场分量的电磁波（双导体传输线，同轴电缆）；(2)TE 波(横电波)：纵向0z E =，但0z H ≠ (3)TM 波(横磁波)：纵向0z H =，但0z E ≠ 2 传输线的分类：(1)双导体传输线，同轴线，主模TEM ；(2)金属波导(矩形波导，圆形波导),不能传输TEM 波 (3)介质传输线； 3 传输线方程及其解(1)分析思路：化场为路，使用电阻R 、电导G 、电感L 和电容C 将传输线化为电网络；(2)传输线模型及其坐标系：[注]坐标系以终端为原点，坐标方向从负载至信源； (3)传输线方程的推导和解：理解 4 传输线的特性参数(1)特性阻抗0Z =0Z =为纯电阻；(2)传播常数j γαβ=+，其中α为衰减常数，β为相移常数；(3)相速p υ与波长λ：p ωυβ=2pfυπλβ== 5 传输线输入阻抗、反射系数和驻波比输入阻抗000tan tan l in l Z jZ zZ Z Z jZ z ββ+=+输入阻抗归一化值000tan =tan in l in l Z Z jZ zZ Z Z jZ zββ+=+ 反射系数()(2)200=l j z j zl l l Z Z z e e Z Z φββ----Γ=Γ+反射系数和输入阻抗的关系（反射系数的取值范围） ()()11in z Z Z z +Γ=-Γ ()00()()in in Z z Z z Z z Z -Γ=+驻波比 11l lρ+Γ=-Γ 1ρ≤<∞[注]：证明输入阻抗和反射系数的/2λ周期性，/4λ变换性，注意相应的作业题。

6 无耗传输线的状态分析(1)()0z Γ=即0l Z Z =处，行波状态的描述； A 沿线电压和电流振幅不变，驻波比=1ρ； B 电压和电流在任意点上都同相；C 传输线上各点阻抗均等于传输线特性阻抗； (2)纯驻波状态：1l Γ=±即0l Z =∞或；(3)行驻波状态：介于行波状态和纯驻波状态之间。

7 Smith 圆图 (1)组成：A 反射系数圆图()j l z e φΓ=ΓB 归一化电阻圆图C 归一化电抗圆图；(2)重要概念A Smith阻抗圆图是反射系数圆图，归一化电阻圆图和归一化电抗圆图的合成；B圆图上一点既代表一个归一化阻抗，又代表这个阻抗值对应的反射系数(阻抗和反射系数是一一对应的)；λ的周期性，因此在圆图上旋转一圈，即是在传输线C 由归一化阻抗的/2λ的距离；上移动/2D向顺时针方向旋转，相当于从负载端向信源端移动；向逆时针方向旋转，相当于从信源端向负载端移动；E 在旋转时与实轴正半轴交点所对应电阻值为驻波比ρ，与实轴负半轴交点所对应电阻值为1/ρ。

(3)重要的点线面8 阻抗匹配(1)阻抗匹配的作用在微波电路中，若不匹配，将导致严重的反射，降低传输线效率，甚至会击穿传输线。

(2)阻抗匹配的分类 A 终端负载匹配；匹配条件：0l Z Z =； 匹配结果：终端负载无反射波B 信源匹配；匹配条件：0g Z Z =匹配结果：信源将吸收传输线中的反射波C 共轭匹配；匹配条件：*in g Z Z =信源输出功率达到最大值(3)阻抗匹配的实现方法(例题讲解)A /4λ的阻抗变换器法，使用前提：终端负载为纯电阻。

B 并联单支节调配法；第二章 规则金属波导1 规则金属波导要满足的条件：(1)波导管的边界和尺寸沿着轴向不变；(2)波导内填充的介质是均匀、线性、各向同性的； (3)波导管内为时谐场。

2 规则金属波导分析方法：电磁场分析方法，使用麦克斯韦方程和边界条件精确求解波导管内电磁场分布。

3 矩形波导(1)只能存在TE 波和TM 波；(2)截止波数c k =a 和b 为矩形波导长边与宽边长度，m 和n 为矩形波导工作模式的编号； (3)截止波长2c c k πλ==例题讲解) (5)TE 模的最低工作模次是10TE ，TM 模的最低工作模次为11TM ，最低次模的截止波长是最大的。

一般希望波导工作在单模状态下 (5)矩形波导尺寸选择0.7(0.40.5)a b a λ=⎧⎨=-⎩4 圆形波导(半径外R)：最低次模为11TE ，其截止波长为 3.41R c λ=第三章 带状线和微带线1 对微波集成传输元件的基本要求是必须具有平面化结构，以便实现微波集成电路的平面化；2 微带传输线有两种基本结构：带状线和微带线；3 带状线可理解为由同轴线演化而来，传输的主要是TEM 波；4 微带线中存在纵向分量z E 和z H ，但通过微带线的尺寸选择，纵向分量可以很小，因此场结构与TEM 模很相似，被称为准TEM 模。

第四章 微波网络基础 1 微波网络分析的3个问题：(1)确定参考面，将微波网络的均匀区(传输线)和非均匀区(一般而言是不规则的微波元件区域)分隔开；(2)由横向电磁场的分布，定义等效电流I(z)和等效电压U(z)，将传输线等效为双导体传输线；(3)将不规则区域化为多端口电网络进行分析 2 参考面选取的原则(1)必须是横截面；(2)要尽可能深一点，以便将高次模屏蔽；(3)一旦选定，对应着一个确定参数的电网络，因此不能轻易改变3 将微波传输线等效为双导体传输线，通过坡印廷定理引入等效电流I(z)和等效电压U(z)。

4 对等效电流和等效电压进行归一化：()()/U z U z = ()(I z I z =5 二端口网络的分析(1)阻抗矩阵ZT2 面开路(I2 = 0)时， T1 面的输入阻抗定义为T1 面开路(I1 = 0)时， T2 面的输入阻抗定义为T1 面开路(I1 = 0)时，端口(2)至端口(1)的转移阻抗为T2 面开路(I2 = 0)时，端口(1)至端口(2)的转移阻抗为阻抗矩阵的归一化对互易网络 1221Z Z = 对对称网络 1122Z Z = (2)导纳矩阵Y其参数定义和归一化参见阻抗矩阵Z 。

对互易网络 1221Y Y = 对对称网络 1122Y Y = (3)转移矩阵A11121221212222U A U A I I A U A I =+⎧⎨=+⎩ A 转移矩阵的归一化11122122A a a a a A A ⎡⎤⎢⎡⎤⎢=⎢⎥⎢⎣⎦⎢⎢⎣ B A 矩阵的性质对互易网络 112212211A A A A -= 对对称网络 1122=A A(4)散射矩阵S ：S 参数是以微波电路端口的反射系数为基础定义的。

A 引入散射矩阵S 的原因：Z 、Y 、A 矩阵以等效电流和等效电压为基础，但U 、I 为虚拟的数学概念，不能测量，不具有实际意义。

因此须引入一个可以测量的参数-反射系数为基础的散射矩阵S 。

B 二端口散射矩阵S 的定义11111222211222U S U S U U S U S U -++-++=+=+211101U U S U +-+==，相当于Ⅱ端口阻抗匹配 111202U U S U +-+==，相当于Ⅰ端口阻抗匹配 222101U U S U +-+==，相当于Ⅱ端口阻抗匹配122202U U S U +-+==，相当于Ⅰ端口阻抗匹配C 散射矩阵S 的归一化(相关例题习题：P107 例2-7及作业题)iU ++=i i i I I U ++++====iU --=i i i I I U ---====-对任一端口入射波而言，归一化电压值等于归一化电流值；对于反射波而言，归一化电压值等于归一化电流值的相反数。

对于互易网络 1221S S = 对于对称网络 1122S S =第五章 微波元器件 1 微波元器件的分类： (1)线性互易元器件； (2)线性非互易元器件； (3)非线性元器件； 2 终端负载元件(1)短路负载：使传输线终端短路，主要指短路活塞，分为接触式短路活塞和扼流式短路活塞；(2)匹配负载：在一段波导的末端放置一块劈型元件，面上附着碳粉，用以吸收微波能量，产生的热能可用散热片或流水元件带走。

(3)失配负载：在传输线上产生反射系数为特定值的驻波场，用于微波测量； 3 微波连接元件 (1)波导接头A 法兰盘：平法兰、扼流法兰；B 扭转元件；C 弯曲元件(2)衰减元件和相移元件：用于改变波导中电磁波的幅度和相位 (3)转换接头A 工作模式转换接头：如方圆波导转换器B 极化转换器：改变电磁波极化方式 4 阻抗匹配元件(1)螺钉调配器：广泛应用于低功率微波装置中，实现终端的匹配。

根据调节螺钉的深度，等效为不同的电抗，以实现阻抗匹配；第六章 天线的辐射与接收1 天线的功能性描述：天线将发射机中的高频电流转化为空间中传播的电磁波(天线的辐射)，并可接收空间中的电磁波，将其转化为微波电路中的高频电流(接收)；2 天线的基本功能要求：(1) 天线是电磁开放系统，且天线与发射机或接收机阻抗匹配； (2) 天线应具有方向性； (3) 天线应有适当的极化特性； (4) 天线应有足够的工作频带。

3 天线的分类：(1)线天线：构成天线的金属导体远小于波长，适用于长波、中波和短波波段； (2)面天线：由尺寸远大于波长的金属或介质面构成，适用于超短波和微波波段；4 电基本振子：一段长度远小于工作波长的导线，导线上各处电流的赋值和相位可认为处处相等。

根据参数kr 的取值，可将电基本振子周围的电磁场分为3个区域：(1)1kr =,近场感应区，其坡印廷矢量*1()2S E H =⨯为纯虚数，因此其辐射功率也为纯虚数，辐射功率为无功功率，只有电磁能量的相互转换，而没有有功功率的向外辐射；(2)1kr ?,远场辐射区，其坡印廷矢量*1()2S E H =⨯为实数，因此其辐射功率也为实数，辐射功率为有功功率，只有电磁能量的向远方传递，而存在有功功率的向外辐射，且E 和H 都与sin θ成正比，因此辐射具有方向性； (3)处于2区之间，称为菲涅尔区域。

(4)方向图函数(,)sin f θϕθ=，方向系数 1.5D =,主瓣宽度90度。

5 对称振子方向图函数cos(cos )cos()(,)sin h h f βθβθϕθ-=半波对称振子212h λ=方向系数 1.64D =,主瓣宽度78度。

全波对称振子21hλ=6 天线的电参数 (1)天线的方向图A 方向图是一个三维图形，其坐标为(,,)r P θϕ，其中r P 为归一化辐射功率，可以表示为(,)r P f θϕ=，即为方向图函数；B 一般使用三维方向图的2垂直剖面来表示方向图性质，一般为E 平面或H 平面；C 方向图的组成：主瓣(方向图中的最大辐射方向)、旁瓣(方向图中其它次要辐射方向)、后瓣(方向图中与主瓣相反的辐射方向)D 主要参数：主瓣宽度、旁瓣电平，前后比E 方向系数D(可以全面描述天线的方向型)一般指天线最大辐射方向上的辐射功率密度max S 与同输出功率的无方向性天线在同一距离处的辐射功率密度S 的比值。