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电磁场理论与微波技术试卷A答案解读

电磁场理论与微波技术试卷A答案解读
电磁场理论与微波技术试卷A答案解读

试卷A 答案 一,

1,麦克斯韦方程组的微分形式:

0D H J t B E t B D ρ

????=+

???

????=-

???

???=?

??=?

麦克斯韦方程组的积分形式:

C

S

S

D

H dl J dS dS t ??=?+?????

含义:磁场强度沿任意闭合曲线的环量,等于穿过以该闭合曲线为周界的任意曲面的

传导电流与位移电流之和。

C

S

B

E dl dS t ??=-????

含义:电场强度沿任意闭合曲线的环量,等于穿过以该闭合曲线为边界的任一曲面

的磁通量变化率的负值。

0S

B dS ?=?

含义:穿过任意闭合曲面的磁感应强度的通量恒等于零

S

V

D dS dV ρ?=??

含义:穿过任意闭合曲面的电位移的通量等于该闭合面所包围的自由电荷的代数和 2,静电场的电力线是由正电荷发出、终止于负电荷的,所以电力线的起点和终点不可能重合,电力线也不闭合。在时变场下,即使不存在电荷,变化的磁场也可以激发电场,此时电力线是闭合的,它的激励源是变化的磁场。 3,位移电流与传导电流不同之处 (1) 产生机理不同

传导电流是电荷定向运动形成的 位移电流是变化的电场 (2) 存在条件不同 传导电流需要导体

位移电流不需要导体,可以存在于真空中、导体中、介质中 (3)位移电流没有热效应,传导电流产生焦耳热

4,不正确

因为电势是标量,可以代数相加,就是数值相加,不需要考虑方向,只需考虑正负号;

而电场强度是矢量,符合矢量叠加,要考虑方向性,也就是说,方向不同时,会互相抵消。

5,安培环路定律应用到时变场时出现的矛盾为:违背了电荷守恒定律。

位移电流的引入解决了这一矛盾,揭示了在时变场下,只有传导电流和位移电流之和才是连续的。

6 , 此为坡印廷定理的数学表达式。

物理意义:穿过闭合面S 进入体积内的功率等于体积V 内每秒电场强度和磁场强度增量及体积V 内变为焦耳热的功率

7,横电磁波TEM 波,横磁波TM 波,横电波TE 波。

8,导线流过电流时,周围会产生高频磁场,因而沿导线各点会存在串联分布电感;两导线间加电压时,线间会产生高频电场,于是线间会产生并联分布电容;电导率有限的导线流过电流时会发热,而且高频时由于趋肤效应,电阻会加大,即表明线本身有分布电阻;导线间介质非理想时有漏电流,这就意味着导线间有分布漏电导。这些分布参数在低频时的影响较小,可忽略,而在高频时引起的线电压、电流幅度变化、相位滞后是不能忽略的,这就是所谓的分布参数效应。 ,

二,1, 解:做半径为r 的球(与电荷球体同心),由对称性可知,在球面上各点的电场强度E 相同,并沿径向

当r>a 时,球面所围的总电荷为Q 由高斯定理得:

2

4Q

E dS r E πε?==?

2

0?4r Q E e

r

πε=

当r

33333444333

Q Qr r r a a πρππ==

由高斯定理得:

3

2

304Qr E dS r E a πε?==?

30?4r

Qr

E e a

πε=

计算电场强度E 的散度: 当r>a 时:23

00

?044r

Q Q r

E e r r πεπε??=??

=??

= 当r>a 时:3

3

000

344Q

Q E r a

a ρ

πεπεε??=

??== 2,解:(1)传播方向为?z e

方向

由题意可知20k π==

9610rad s ωπ=

=?

931032f Hz GHz ω

π

=

=?= (2)原电场可表示为:

4

20??10j z

x y V

E e je e m

π--=

+()

是左旋圆极化波 (3)由 0

1

?z H e E

η=

? 得:

4

20(20)

77202

10??()120??2.6510 2.6510j z y x j z j z x y H e je e e

e e

e ππ

πππ-------=-=-?+?

3,解:在无源空间中电荷密度和电流密度都为零。故麦克斯韦方程为

(1)

(2)0(3)

(4)

E

H t

H

E t B D ε

μ

ρ

????=???????=-???

???=?

??=?

对(2)式两边取旋度得: ()()E H t

μ?

????=-??? 将(1)式带入上式得:

22

()0E

E t με?????+=? 又由2()()E E E ????=???-? 因为0E ??=

所以2()E E ????=-?

故此得到电场强度E 的波动方程为:22

20E

E t

με??-=? 同理可得磁场强度H 的波动方程为:22

2

0H

H t με??-=?

电子信息工程专业“电磁场与微波技术”改革与实践

电子信息工程专业电磁场与微波技术改革与实践 电磁场与微波技术是我校电子信息工程专业主要专业基础课之一,随着通信技术的飞速发展,载波的频率不断提高,其基本理论、基本概念及分析方法在现代飞机通信系统、导航系统和雷达系统的应用越来越广泛。 2008年以来,为了适应宽口径人才培养的需要,这门课程的学时进行了大幅压缩,但工程教育改革和航空维修技术的发展对学生的知识和能力要求却不断提高。因此迫切需要对原电磁场与微波技术教学内容、教学方法和教学手段进行改革和建设,以有效解决学时压缩与知识、能力和素质培养之间的矛盾。 一、以需求为导向顶层设计一体化课程内容,优化知识结构 2008年以来,课程由原来的80学时减少到54学时。为解决知识面宽、学时少的问题,结合专业培养目标和航空电子系统专业课程需求进行顶层设计,明确课程在培养目标中的地位和要求,在此基础上,将课程涉及到的矢量分析与场论、电磁场与电磁波、微波技术基础、天线与电波等多门课程的教学内容结合前修课程普通物理、高等数学和后续课程雷达原理、通信系统、导航系统等课程内容进行一体化设计,整合教学内容,优化知识结构。加强课程内部及与相关课程教学内容的有机联系,使其相互支持。整合后的内容主要包括五大部分[1-2]。 1.电磁场理论的数学基础部分矢量分析与场论 主要讲授矢量的散度、旋度和标量的梯度等概念及运算。删除了与高等数学重复的推导和分析过程,重点讲授这些运算的物理概念及其在电磁场理论中的应用。实现了高等数学与矢量分析与场论的平滑过渡,也为学习电磁场理论奠定了基础。 2.电磁场理论基础 传统讲授方法是静电场、恒定电场、恒定磁场、时变电磁场、这样需要的学时较多。 对于航空电子系统,时变电磁场比静电场、恒定电场和恒定磁场更加重要。考虑到学生在大学物理中已有电磁学的基础,因此本章主要是在介绍电磁场中的基本场矢量,积分形式的麦克斯韦方程组的基础上,结合矢量分析重点阐述微分形式麦克斯韦方程组的各种场之间的共性和个性,重点分析理想介质中均匀平面波的传播特性、电磁波的极化、均匀平面波在理想介质中的传播和在不同媒质分界面上的垂直入射与斜入射,实现普通物理与电磁场理论基础内容的无缝对接。 3.微波技术基础 该部分是这门课程的核心内容,也是学习主要后续专业课程飞机通信系统、无电导航系统、雷达原理与系统的基础。讲授的内容主要包括传输线的分布参数、传输线的工作状态、圆图及其应用、阻抗匹配、矩形波导、微带线、微波网络和微波元件等内容。 该部分的内容克服了我国传统教材重理论轻应用的问题,大量实例结合机载电子系统和实际工程应用,从系统应用角度设计教学内容。 4.天线与电波传播 该部分内容是新增内容,在讲授天线和电波基本理论的基础上,将机载电子系统的相关知识融入教学中,如机载电子系统的各种天线的结构和辐射特性,各个系统的电波传播特性等,以便于后续专业课程的学习。 5.电磁场与微波实验 为加强对微波系统的认识,提高微波测试能力,开设了微波实验课程,实验项目主要有:微波系统的认识和调整,微波阻抗的测量与调配,电压驻波比测量,微波网络参量测量,定向耦合器的技术指标测量、电磁波的反射与折射等内容。尽管学时由原来的8学时压缩到6学时,但通过合理安排实验项目,实验项目却比原来增加了电磁场部分实验(电磁波的反射、折射),以及根据实验原理自主设计实验步骤的实验(定向耦合器性能指标的测量)。

电磁场与微波技术试卷

浙江省2007年10月高等教育自学考试 电磁场与微波技术基础试题 课程代码:02349 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.在静电场中,将单位正电荷从电位为U 1的一点移到电位为U 2 的一点,电场力 作的功为( ) A.U 1—U 2 B.U 2 —U 1 C.U 1+U 2 D.U 1 ×U 2 2.在静电场中有一带电的导体实心球,其球心和球外表面上一点的电位 ______________, 此两点的电场强度______________。( ) A.不相等/相等 B.不相等/不相等 C.相等/相等 D.相等/不相等 3.标量场中一点的梯度是______________,矢量场中一点的散度是 ______________。( ) A.矢量/矢量 B.矢量/标量 C.标量/矢量 D.标量/标量 4.如果静电场中某导体外表面上的某一点处的实际电场强度是垂直于该点表面向内的,那么可以判断此点处导体表面带有( ) A.负的面电荷 B.正的面电荷 C.没有带电荷 D.不能确定 5.均匀介质的恒定磁场中某点磁场能量密度与该点磁场强度的大小有以下关系( ) A.与磁场强度的大小成正比 B.与磁场强度的大小成反比 C.与磁场强度大小的平方成正比 D.与磁场强度大小的平方成反比 6.真空中有一无穷长的直线电流I,它在其周围空间距离此直线为R处的一点所产生的磁场强度H的大小为( ) A.I/(2πR) B.I/(2μ πR) C.μ 0I/(2πR) D.2πRμ I 7.恒定磁场中某点的磁通密度B与矢量位函数A有以下关系( ) A.B与A无关 B.B等于A的梯度 C.B等于A的散度 D.B等于A的旋度 8.时变电磁场中,某闭合回路的感应电动势与通过此回路的磁通量变化之间的关系为( ) A.促进磁通量变化 B.妨碍磁通量变化 C.与磁通量变化无关 D.与磁通量变化率的平方有关 9.正弦平面电磁波的电场强度水平分量和垂直分量在时间上同相位,此电磁波为( ) A.线极化波 B.圆极化波

电磁场与微波技术基础

天津市高等教育自学考试课程考试大纲 课程名称:电磁场与微波技术基础课程代码:0910 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 电磁场与微波技术基础是高等教育自学考试通信工程专业的一门专业基础课,是在完成高等数学和高频电子线路课程的学习后开设的必修课程之一,本课程在整个课程体系中是后续众多通信专业课的生长点和发展的基础。 本课程重点论述了工程电磁场的基本理论和技术,内容涵盖了电场、磁场、时变场、电磁波、传输线、波导和天线等。通过学习可以使考生较全面的了解电磁场及微波领域的基本理论和基本内容,为今后学习和工作打下坚实的基础。 二、课程目标与基本要求 本课程的目标是使学生通过本课程的学习和辅导考试,进行有关工程电磁场基础理论和技术方面的培养和训练,使学生对电磁场、微波和天线领域有相当程度的了解,为今后学习和工作创造一个知识面宽广的环境。 课程基本要求如下: 1、熟悉工程电磁场中数学分析方法。 2、掌握静电场中电场、电位和电能的计算,了解静电场基本性质。 3、掌握恒定磁场中磁场和磁能的计算,了解引入矢量磁位的必要性并熟悉恒定磁场的基本性质。 4、掌握时变场中法拉第电磁感应定律和麦克斯韦关于位移电流的概念。 5、熟悉麦克斯韦方程组数学表达式及其物理意义。 6、熟悉电磁场中的边界条件及其应用。 7、掌握坡印廷矢量概念。 8、学习电磁波在两种不同介质界面上的垂直入射和斜入射,掌握有关公式。 9、学习传输线基本理论,掌握分布参数、特性阻抗、输入阻抗、反射系数、电压驻波比基本概念及相关表达式,熟悉传输线阻抗匹配的意义和应用。 10、学习波导中波型(TE模和TM模)的概念,了解矩形波导中模的截止频率和主摸传输的概念。 11、学习天线有关知识,了解天线的基本参数。 三、与本专业其他课程的关系 本课程在通信工程专业的教学计划中被列为专业基础课,安排在学完高频电子线路之后和通信专业课之前时间内开设。本课程的学习是后续通信专业课程(如移动通信、通信技术等)的基础。 第二部分考核内容与考核目标 第一章矢量分析 一、学习目的与要求 通过本章学习,熟悉矢量分析中矢量符号表示法,矢量加减运算、两矢量点积和叉积运算规则,三种坐标系(笛卡尔、圆柱和球坐标)表示方法和相互间的转换。

北邮电磁场与微波技术实验实验一

实验一网络分析仪测量振子天线输入阻抗 一,实验目的 1.掌握网络分析仪矫正方法; 2.学习网络分析仪测量振子天线输入阻抗的方法; 3.研究振子天线输入阻抗随振子电径变化的情况。 二,实验步骤 1.设置仪表为频域模式的回损连接模式后,矫正网络分析仪; 2.设置参数并加载被测天线,开始测量输入阻抗; 3.调整测试频率寻找天线的两个谐振点并记录相应阻抗数据; 4.更换不同电径(Φ1,Φ3,Φ9)的天线,分析两个谐振点的阻抗变化情况。 三,实验原理 当双振子天线的一端变为一个无穷大导电平面后,就形成了单振子天线。实际上当导电平面的径向距离大到0.2~0.3λ,就可以近似认为是无穷大导电平面。这时可以采用镜像法来分析。天线臂与其镜像构成一对称振子,则它在上半平面辐射场与自由空间对称振子的辐射场射相同。 由于使用坡印廷矢量法积分求其辐射功率只需对球面上半部分积分,故其辐射功率为等臂长等电流分布的对称振子的一半,其辐射电阻也为对称振子的一半。当h<<λ时,可认为 R≈40(πh)2 。由于天线到地面的单位长度电容比到对称振子另一个臂的单位长度电容大一λ ?1] 倍,则天线的平均特征阻抗也为等臂长对称振子天线的一半,为W=60[ln2h a 四,实验数据 试验参数:BF=600,ΔF=25,EF=2600,n=81 1.短路时矫正,阻抗点分布:

2.开路时矫正,阻抗点分布: 3.选择电径为Φ1=1mm的天线,阻抗点分布:

由图及数据表可知其谐振点频率约为1225MHz,第二谐振点频率约为2450MHz,即第二次谐振时频率约为第一次两倍。 4.选择电径为Φ3=3mm的天线,阻抗点分布:

全国2010年10月电磁场与微波技术基础自考试题

护理核心制度落实案例 心内科护理站 一.患者陈某,男,63岁,胃癌根治术后收入ICU。术后第一天,患者身上留置了气管插管、胃管、腹腔引流管、导尿管等多种管道。患者神志清醒,但较为烦躁,并多次试图拔除身上的管道。从治疗护理的需要及患者的安全角度出发,护士小谢用宽绷带对患者腕部及膝部进行约束。患者对此很反感,大吵大闹,叫嚷护士剥夺了他的人权,是犯法的。值班护士随即帮患者去掉约束,护士在给邻床患者喂饭,返回时发现气管插管被拔出。 答案:1护士要掌握约束带使用指征;2使用前要与病人及家属做好沟通;3使用时应取得患者理解;4使用约束带过程中护士要严密观察,加强巡视。 二.韩某,女56岁,因肺癌入院治疗,患者曾经说过:“你们医院的阳台没有封闭的窗户,人跳下去就没命了。”当班护士没在意,次日该患者跳楼身亡。 答案:1.责任护士应及时与病人沟通,了解病人心理状态,消除患者不良情绪;2.对病人提出的问题应耐心解释,并尽量满足;3.及时巡视病房,了解病人状态,有异常行为及时发现;4.告知患者家属注意患者情绪,悉心照料。

三.患者陈某32岁,急性心肌梗死,医嘱给吸氧3L/分,值班护士准备好氧气湿化瓶及氧气管,调节好流量准备给患者吸氧,湿化瓶内的蒸馏水顺着氧气管喷出,护士长说你看是不是里面蒸馏水倒多了,护士未仔细检查湿花瓶,将水到处一些重新调节流量,说再次从氧气管喷出,护士长查看了湿花瓶,发觉里面的蒸馏水不太对,询问护士剩余的蒸馏水在哪里,护士指着治疗桌上剩余的半瓶,仔细一看发现是低分子右旋糖苷,护士讲蒸馏水以前都放在这个柜子里。 答案:1严格执行护理操作技术流程;2严格执行三查七对不能省略步骤;3用物放置应固定,应定时检查,便于操作;4发现问题,应再次核对,及时处理。 四.护士王某,下午带领同学一起发口服药,3床患者李某某明天出院带药,带教老师写好患者姓名、床号后交给同学发,自己则在病房外继续核对其他药物,同学拿着老师写好的药及发药本进入病房发药…..第二天3床李**拿着清单问我昨天出院带的药怎么没发,带教老师查对领药本,发现领药者签名为4床患者张某某。询问同学,同学讲:“我以为他住的单间包床呢?” 答案: 1严格执行三查七对操作前、操作中、操作后都要查对;2严格执行口服药发放流程;3带教老师应做到放手不放眼。

电磁场与微波技术

电磁场与微波技术 080904 (一级学科:电子科学与技术) 本学科是电子科学与技术一级学科下属的二级学科,是1990年由国务院学位办批准的博士学位授予点,同时承担接收博士后研究人员的任务,2003年被批准为国防科工委委级重点学科点。本学科专业内容涉及电磁场理论、微波毫米波技术及其应用,主要领域包括电磁波的产生、传播、辐射、散射的理论和技术,微波和毫米波电路系统的理论、分析、仿真、设计及应用,以及环境电磁学、光电子学、电磁兼容等交叉学科内容。多年来在多种军事和国民经济应用的推动下,本学科在天线理论与技术、电磁散射与逆散射、电磁隐身技术、微波毫米波理论与技术、光电子技术、电磁兼容、计算电磁学与电磁仿真技术、微波毫米波系统工程与集成应用等方面的研究形成了鲜明的特色,取得了显著成果。其主要研究方向有: 1.计算电磁学及其应用:设计、研究、开发高精度、高效率电磁计算算法;研究高效精确电磁计算算法在目标特性、微波成像及遥感、电磁环境预测、天线分析和设计等方面的应用。 2.微波/毫米波电路设计理论与技术:研究有源元器件与电路模型、与微电子、微机械工艺相关的材料器件等模型的建立及参数提取;研究低相噪频率源技术,微波/毫米波单片集成电路设计,基于微机械(MEMS)的微波/毫米波开关、移相器和滤波器设计。 3.电磁波与物质的相互作用:研究电磁散射和逆散射算法,军事装备目标特性测试技术,隐身目标测试技术,目标散射中心三维成像技术;研究轻质、宽频、自适应智能隐身材料。 4.微波/毫米波系统理论与集成应用技术:设计、研究、开发特殊环境下的微波/毫米波系统;研究微波/毫米波测试技术;研究天线设计理论与技术。 一、培养目标 掌握坚实的电磁场与微波技术以及相应学科的基础理论,具有系统的专门知识,熟练应用计算机,掌握相应的实验技术,掌握一门外国语,学风端正,具备独立从事科学研究工作和独立担负专门技术工作的能力,能胜任科研、生产单位和高等院校的研究、开发、教学或管理等工作。 二、课程设置

电磁场与微波技术(第2版)黄玉兰-习题答案

电磁场与微波技术(第2版)黄玉兰-习题答案 标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

第一章 证: 941(6)(6)50=0 A B A B A B A B =?+?-+-?=∴?∴和相互垂直和相互平行 (1) 2 222 0.5 0.50.5 2222 0.5 0.5 0.5 2272(2)(2272)1 24 s Ax Ay Az A divA x y z x x y x y z Ads Ad dz dy x x y x y z dz ττ---????==++ ???=++=?=++=??? ??由高斯散度定理有

(1) 因为闭合路径在xoy 平面内, 故有: 222()()8(2) (22)()2()8 x y z x y x z x s A dl e x e x e y z e dx e dy xdx x dy A dl S XOY A ds e yz e x e dxdy xdxdy A ds → →→ → ?=+++=+∴?=??=+=??=∴??因为在面内, 所以,定理成立。 (1) 由梯度公式 (2,1,3) |410410x y z x y z x y z u u u u e e e x y z e e e e e e ????=++???=++=++1 方向:() (2) 最小值为0, 与梯度垂直

证明 00u A ???=??= 书上p10 第二章 3343 sin 3sin 4q a V e wr qwr J V e a ρρ ρπθ θ ρπ= ==?=

电磁场与微波技术实验天线部分实验二

信息与通信工程学院 电磁场与微波实验天线部分报告 XXX班 XXXX 学号:XXXXX 实验二 网络分析仪测试八木天线方向图 一、实验目的: 1.掌握网络分析仪辅助测试方法 2.学习测量八木天线方向图方法 3.研究在不同频率下的八木天线方向图特性 二、实验步骤: (1)调整分析仪到轨迹(方向图)模式 (2)调整云台起点位置270° (3)寻找归一化点(最大值点) (4)旋转云台一周并读取图形参数 (5)坐标变换、变换频率(F=600MHz、900MHZ、1200MHZ),分析八木天线方向图三、实验原理 实验中用的是七单元八木天线,包括一个有源振子,一个反射器,五个引向器(在此图中再加2个引向器即可) 八木天线原理图

引向器略短于二分之一波长,主振子等于二分之一波长,反射器略长于二分之一波长,两振子间距四分之一波长。此时,引向器对感应信号呈“容性”,电流超前电压90°;引向器感应的电磁波会向主振子辐射,辐射信号经过四分之一波长的路程使其滞后于从空中直接到达主振子的信号90°,恰好抵消了前面引起的“超前”,两者相位相同,于是信号叠加,得到加强。反射器略长于二分之一波长,呈感性,电流滞后90°,再加上辐射到主振子过程中又滞后90°,与从反射器方向直接加到主振子上的信号正好相差了180°,起到了抵消作用,一个方向加强,一个方向削弱,便有了强方向性。发射状态作用过程亦然。 3.实验步骤 四、实验测量图 不同频率下的测量图如下: 600MHz: 最大增益方向:73度,幅度:1 3dB点:55度,幅度:0.715 3dB点:97度,幅度:0.703 主瓣宽度: 97-55=42度

电磁场与微波技术专业(080904)研究生培养

电磁场与微波技术专业(080904)研究生培养方案 一、培养目标 1、硕士研究生: 牢固树立爱校、爱国、爱中华民族的思想,具备坚持真理、献身科学的勇气和品质以及科学职业道德、敬业精神、团结合作精神。 具备电磁场与微波技术方面扎实的理论基础和宽厚的知识面。掌握与本专业相关的实验技能,对与本学科相邻及相关学科的知识有一定的了解。具备灵活应用所学知识分析和解决实际问题的能力。有独立从事科学研究的能力。 掌握一到二门外国语,能用英语阅读专业书籍、文献并撰写科学论文。 2、博士研究生: 牢固树立爱校、爱国、爱中华民族的思想,具备坚持真理、献身科学的勇气和品质以及科学职业道德、敬业精神、团结合作精神。 在硕士研究生培养目标所达到的要求基础之上,不仅要掌握本专业理论和实验的专业知识,还要掌握与本学科相邻及相关学科的知识,在独立从事科研工作中,具备综合、分析能力,在开展所从事研究方面的前沿研究工作中,具备创新和发展的能力。熟悉所从事研究方向的科学技术发展新动向。 掌握一至二门外语,能用英语熟练阅读专业书籍、文献,并能撰写并在国际会议上宣读科学论文。 二、学科介绍 1、电磁场与微波技术学科的主要研究方向 (1) 极高频段电磁资源的开发与利用; (2) 人工电磁材料及在无线电技术中的应用; (3) 射频、微波及光电子器件与应用。 2、师资力量和科研水平 本学科师资力量较雄厚,有中国科学院院士、“长江学者奖励计划”特聘教授和讲座教授以及教育部“新世纪优秀人才”等一批优秀学者,成为本学科的学术带头人和学术骨干。目前有教授9人、博士生导师9人、副教授和高工4人。 在科学研究方面,以电子学、物理学的基本理论方法和现代实验技术作为手段,探索新型电子材料,研究其中有关物理过程和电磁现象的基本规律,据以开发新型的微波和太赫兹电子器件和系统,并在实际中推广应用。目前,本学科不仅开展了大量国际前沿性的研究工作,取得了突出的成果,享有很高的国际声誉,同时也开展应用和工程化研究,为我国国民经济和国防现代化做出了重要贡献。 3、近期承担科研项目和重大课题 本学科承担了大量国家973计划、国家863计划、国家自然科学基金等重大科技计划项目,以及省、部级科研项目和横向合作的研发项目,产生了较大的社会效益和经济效益。 近期主要科研项目和重大课题有: 科技部973项目子课题:太赫兹辐射的高灵敏检测技术基础研究; 科技部973项目子课题:超导结型器件的物理、工艺及应用基础研究; 科技部973项目子课题:磁性复合材料以及光子共振介质中负折射特性研究; 国家重大科学研究计划:超导单光子探测器原理及制备研究; 国家重大科学研究计划:固体微结构的量子效应、调控及其应用研究; 科技部863课题:新型遥感器技术/THz频段高灵敏度超导探测/接收系统;

北邮电磁场与微波技术实验天线部分实验一

北邮电磁场与微波技术实验天线部分实验一最新

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信息与通信工程学院 电磁场与微波实验报告 实验题目:网络分析仪测量振子天线输入阻抗 班级:2011211106 姓名:吴淳 学号:2011210180 日期:2014年3月

实验一网络分析仪测量阵子天线 输入阻抗 一、实验目的 1. 掌握网络分析仪校正方法; 2. 学习网络分析仪测量振子天线输入阻抗的方法; 3. 研究振子天线输入阻抗随阵子电径变化的情况。 注:重点观察谐振点与天线电径的关系。 二、实验原理 当双振子天线的一端变为一个无穷大导电平面后,就形成了单振子天线。实际上当导电平面的径向距离大到0.2~0.3λ,就可以近似认为是无穷大导电平面。这时可以采用镜像法来分析。天线臂与其镜像构成一对称振子,则它在上半平面辐射场与自由空间对称振子的辐射场射相同。 图1 实验原理图

由于使用坡印亭矢量法积分求其辐射功率只需对球面上半部分积分,故其辐射功率为等臂长等电流分布的对称振子的一半,其辐射电阻也为对称振子的一 半。当h<<λ时,可认为R≈40 。由于天线到地面的单位长度电容比到对称振子另一个臂的单位长度电容大一倍,则天线的平均特征阻抗也为等臂长对称振子天线的一半,为=60[ln(2h/a)-1]。 三、实验步骤: 1. 设置仪表为频域模式的回损连接模式后,校正网络分析仪; 2. 设置参数并加载被测天线,开始测量输入阻抗; 3. 调整测试频率寻找天线的两个谐振点并记录相应阻抗数据; 4. 更换不同的电径(对应1mm, 3mm, 9mm)的天线,分析两个谐振点的阻抗 变化情况; 5. 设置参数如下: BF=600MHz,△F=25MHz,EF=2600MHz,n=81. 6. 记录数据:在smith圆图上的输入阻抗曲线上,曲线的左端输入阻抗虚部 为0的点为二分之一波长谐振点,曲线的右端输入阻抗虚部为0的点为四分之一波长谐振点。记录1mm,3mm,9mm天线的半波长和四分之一波长的谐振点。 四、实验数据: 1. 直径=1mm时: 第一谐振点处频率约为(取最接近点)F=1250MHz,电阻R=41.88ohm, SWR=1.193, RL=-20.0dB。 第二谐振点处频率约为(取最接近点)F=2450MHz,电阻R=626.8ohm, SWR=12.54,

02349自考浙江省2009年1月电磁场与微波技术基础试题

超越60自考网 浙江省2009年1月高等教育自学考试 电磁场与微波技术基础试题 课程代码:02349 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.一个矢量A在另一个矢量B上的投影称为映射,用数学表示为( ) A.A·B B.A×B C.e A·(B·e A) D.e B·(A·e B) 2.安培力与电流的________有关。( ) A.位置 B.方向 C.大小 D.以上都是 3.电通量的大小与所包围的封闭曲面的________有关。( ) A.面积 B.体积 C.自由电荷 D.形状 4.可用镜像法求解的两个相交的导体平面的夹角为( ) A.180° B.90° C.45° D.180°/n(n是整数) 5.磁场满足的边界条件是( ) A.B1n-B2n=0,H1t-H2t=J s B.H1t-H2t=0,B1n-B2n=J s C.B1n-B2n=0,H1n-H2n=0 D.B1t-B2t=0,H1n-H2n=J s 6.电场强度E=(e x3+e y4)sin(ωt-kz)的电磁波,其传播方向是沿________方向。( ) A.e x B.e y C.e x3+e y4 D.e z 7.电磁波垂直入射到导体上,随电磁波的频率增高进入导体的深度( ) A.不变 B.变深 C.变浅 D.都有可能 8.导波装置方波导可以传播( ) A.TEM波 B.TM和TE波 C.驻波 D.平面波 02349#电磁场与微波技术基础试题第 1 页共3 页

9.天线的选择性与天线的带宽都是天线的重要参数,天线的选择性越好,则带宽( ) A.越窄 B.越宽 C.与选择性无关 D.不变 10.电磁能是一种能量,能通过无线输送,其输送的能流密度为( ) A.E×H B.1/2εΕ2 C.1/2μH2 D.1/2εΕ2+1/2μH2 二、名词解释及理解(本大题共5小题,每小题4分,共20分) 1.什么是保守场?并说明电位与路径的关系。 2.什么是体电荷密度?并指出什么情况下带均匀或非均匀电荷的球的球外电场与同等点电荷所产生的电场强度的关系。 3.什么是极化强度? 4.什么是电磁波的相速,电磁波的相速可以超过光速吗? 5.唯一性定理 三、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1.力线的疏密表示场的大小,力线越________,场越小。 2.电位与电荷满足________关系,可以应用叠加原理。 3.理想导体内的电场为0,所以其电位也________。 4.自由空间的泊松(Poisson)方程,其边界条件有________类。 5.磁场的本质是________产生的。 6.电磁波的洛仑兹规范为________,它确立了运动电磁波之间的联系。 7.电磁波的衰减一般是由________损耗引起的。 8.短路线在传输线中可以等效为一个________。 9.电磁波的辐射装置称为________。 10.具有相同频率的模式场称为________场。 四、简答题(本大题共4小题,每小题5分,共20分) 1.写出点电荷q电场强度和电场能量,从能量看,其说明了什么问题。 2.什么是零电位,有什么意义,简答静电学中电位为零的几种情况。 3.说明什么是TEM波。TEM波没有色散,而TE或TM波有色散,为什么还使用波导这一类的导波装置? 02349#电磁场与微波技术基础试题第 2 页共3 页

电磁场与微波技术

论文题目:无形科学-电磁场与微波 技术 姓名:陈超 专业:电子科学与技术 指导教师:葛幸 申报日期:2012.10.23

摘要 电子和信息领域内所有重大技术进展几乎都离不开电磁场与微波技术的突破。在通信、雷达、激光和光纤、遥感、卫星、微电子、高能技术、生物和医疗等高新技术领域中,电磁场与微波技术都起着关键的作用,它的应用领域蕴含在国民经济、国防建设和人民生活的各个方面。同时,电磁场和微波技术也随着当代物理、数学、技术学科的不断进步而得到日新月异的发展。 关键字:电磁场,微波技术,应用

无形的科学—— 电磁场与微波技术 目录 1.前言 (2) 2.研究方向 (2) 3.基本理论与分析方法 (3) 3.1 电磁场理论 (3) 3.1.1矢量分析 (3) 3.1.2静电场 (3) 3.1.3恒定电场 (4) 3.1.4静磁场 (4) 3.1.5时变电磁场 (5) 3.2 微波技术理论 (7) 3.2.1传输线理论 (7) 3.2.2集成传输系统 (9) 3.2.3微波谐凯腔 (9) 3.2.4微波网络基础 (9) 3.2.5微波无源元件 (11) 4.发展前景 (12)

1. 前言 电子和信息领域内所有重大技术进展几乎都离不开电磁场与微波技术的突破。在通信、雷达、激光和光纤、遥感、卫星、微电子、高能技术、生物和医疗等高新技术领域中,电磁场与微波技术都起着关键的作用,它的应用领域蕴含在国民经济、国防建设和人民生活的各个方面。同时,电磁场和微波技术也随着当代物理、数学、技术学科的不断进步而得到日新月异的发展。 2. 研究方向 1.计算电磁学及其应用:设计、研究、开发高精度、高效率电磁计算算法;研究高效精确电磁计算算法在目标特性、微波成像及遥感、电磁环境预测、天线分析和设计等方面的应用。 2.微波/毫米波电路设计理论与技术:研究有源元器件与电路模型、与微电子、微机械工艺相关的材料器件等模型的建立及参数提取;研究低相噪频率源技术,微波/毫米波单片集成电路设计,基于微机械(MEMS)的微波/毫米波开关、移相器和滤波器设计。 3.电磁波与物质的相互作用:研究电磁散射和逆散射算法,军事装备目标特性测试技术,隐身目标测试技术,目标散射中心三维成像技术;研究轻质、宽频、自适应智能隐身材料。 4.微波/毫米波系统理论与集成应用技术:设计、研究、开发特殊环境下的微波/毫米波系统;研究微波/毫米波测试技术;研究天线设计理论与技术。

10月自考电磁场与微波技术基础试题

2009年10月自考电磁场与微波技术基础试 题 浙江省2009年10月自考电磁场与微波技术基础试题 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.已知均匀平面波的电场为=x cos (ωt-βz)+y2sin (ωt-βz),则此波是() A.直线极化波 B.圆极化波 C.椭圆极化波 D.都不是 2.以下关于时变电磁场的叙述中,正确的是() A.电场是无旋场 B.电场和磁场相互激发 C.电场与磁场无关 D.磁场是有旋场 3.两个同频同方向传播,且极化方向相互垂直的线极化波合成一个圆极化波,则一定有() A.两者的相位差不为0和π B.两者振幅相同

C.两者的相位差不为?π/2 D.同时选择A和B 4.无耗媒质中均匀平面电磁波具有下列性质() A.TEM波 B.空间相同点电场与磁场具有相同的相位 C.无耗媒质是无色散媒质 D.同时选择A,B,C 5.传输线终端接不同负载时,传输线上的反射波不同,下列哪种情况满足传输线上无反射波。() A.终端负载开路 B.终端负载短路 C.终端负载阻抗与传输线特性阻抗相同 D.终端负载为纯电抗 6.偶极子天线辐射远场区,辐射电场的大小与距离的关系() A.反比 B.正比 C.平方反比 D.平方正比 7.镜像法依据是() A.唯一性定理 B.电荷连续性 C.电流连续性

D.均不是 8.波导具有_________滤波器的特性。() A.高通 B.低通 C.带通 D.均不是 9.两电流元的相互作用力,与距离平方成() A.正比 B.反比 C.无关 D.非线性 10.下列对磁力线和电力线描述正确的是() A.磁力线和电力线都是封闭的 B.磁力线是封闭的,电力线是不封闭的 C.磁力线和电力线都不是封闭的 D.电力线封闭,磁力线不封闭 二、名词解释及理解(本大题共5小题,每小题4分,共20分) 1.什么是色散,介质的色散对数字通信系统的误码率有什么影响? 2.什么是电流连续性原理?

考研专业介绍:电磁场与微波技术

非统考专业介绍:电磁场与微波技术 一、专业介绍 电磁场与微波技术隶属于电子科学与技术一级学科。 1、研究方向 目前,各大院校与电磁场与微波技术专业相关的研究方向都略有不同的侧重点。以西安电子科技大学为例,该专业研究方向有: 01电磁兼容、电磁逆问题、计算微波与计算电磁学 04计算电磁学、智能天线、射频识别 07宽带天线、电磁散射与隐身技术 08卫星通信、无线通信、智能天线、信号处理 09天线理论与工程及测量、新型天线 10电磁散射与微波成像 11天线CAD、工程与测量 13移动卫星通信天线 14天线理论与工程 16电磁散射与隐身技术 17电磁兼容、微波测量、信号完整性分析 20移动通信中的相控阵、共形相控阵天线技术 21计算微波与计算电磁学、微波通信、天线工程、电磁兼容 22电阻抗成像、电磁兼容、非线性电磁学 23天线工程与CAD、微波射频识别技术、微波电路与器件 24电磁场、微波技术与天线电磁兼容 25天线测量技术与伺服控制 26天线理论与工程技术 27天线近远场测试技术及应用、无线网络通讯技术 28天线工程及数值计算 29微波电路与微波工程 30近场辐射及散射测量理论与技术 31微波系统和器件设计、电磁场数值计算 32电磁新材料、计算电磁学、电磁兼容 33计算电磁学、电磁兼容、人工合成新材料 34计算电磁学 35电磁隐身技术、天线理论与工程 36宽带小型化天线及电磁场数值计算 37射频识别、多天线技术 38天线和微波器件的宽带设计、小型化设计 2、培养目标 本专业培养德、智、体全面发展,在电磁信号(高频、微波、光波等)的产生、交换、发射、传输、传播、散射及接收等有关的理论与技术和信息(图像、语音、数据等)的获取、处理及传输的理论与技术两大方面具有坚实的理论基础和实验技能,了解本学科发展前沿和动态,具有独立开展本学科科学研究工作能力的高层次人才。 3、专业特色

电磁场和微波技术znjn

——电磁场与微波技术实验报告 班级:06 姓名:张妮竞男 学号:84 序号:31# 日期:2014年5月31日 邮箱: 实验二:分支线匹配器 一、实验目的 1、掌握支节匹配器的工作原理 2、掌握微带线的基本概念和元件模型 3、掌握微带分支线匹配器的设计与仿真 二、实验原理 1、支节匹配器 随着工作频率的提高及相应波长的减小,分立元件的寄生参数效应就变得更加明显,当波长变得明显小于典型的电路元件长度时,分布参数元件替代分立元件而得到广泛应用。因此,在频率高达以上时,在负载和传输线之间并联或串联分支短截线,代替分立的电抗元件,实现阻抗匹配网络。常用的匹配电路有:支节匹配器,四分之一波长阻抗变换器,指数线匹配器等。 支节匹配器分单支节、双支节和三支节匹配。这类匹配器是在主传输线并联适当的电纳(或串联适当的电抗),用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波,以达到匹配的目的。此电纳或电抗元件常用一终端短路或开路段构成。 2、微带线 从微波制造的观点看,这种调谐电路是方便的,因为不需要集总元件,而且并联调谐短截线特别容易制成微带线或带状线形式。微带线由于其结构小巧,可用印刷的方法做成平面电路,易于与其它无源和有源微波器件集成等特点,被广泛应用于实际微波电路中。

W为微带线导体带条的宽度;εr为介质的相对介电常数;T为导体带条厚度;H为介质层厚度,通常H远大于T。L为微带线的长度。微带线的严格场解是由混合TM-TE波组成,然而,在绝大多数实际应用中,介质基片非常薄(H<<λ),其场是准TEM波,因此可以用传输线理论分析微带线。 微带线的特性阻抗与其等效介电常数εr、基片厚度H和导体宽度W有关,计算公式较为复杂,故利用txline来计算。 微带线元件模型 3、元器件库里包括有: MLIN:标准微带线 MLEF:终端开路微带线 MLSC:终端短路微带线 MSUB:微带线衬底材料 MSTEP:宽度阶梯变换 MTEE:T型接头 MBENDA:折弯 微带线的不均匀性 上述模型中,终端开路微带线MLEF、宽度阶梯变换MSTEP、T型接头MTEE 和折弯MBENDA,是针对微带线的不军训性而专门引入的。一般的微带电路元件都包含着一些不均匀性,例如微带滤波器中的终端开路线;微带变阻器的不同特性阻抗微带段的连接处,即微带线宽度的尺寸跳变;微带分支线电桥、功分器等则包含一些分支T型接头;在一块微带电路板上,为使结构紧凑及适应走线方向的要求,时常必须使微带弯折。由此可见,不均匀性在微带电路中是必不可少的。由于微带电路是分布参数电路,其尺寸已可与工作波长相比拟,因此其不均匀性必然对电路产生影响。从等效电路来看,它相当于并联或串联一些电抗元件,或是使参考面发生一些变化。在设计微带电路时,必须考虑到不均匀性所引起的影响,将其等效参量计入电路参量,否则将引起大的误差。 三、实验内容 已知:输入阻抗Zin=75欧 负载阻抗Zl=(64+j35)欧 特性阻抗Z0=75欧 介质基片εr=2.55,H=1mm 假定负载在2G赫兹时实现匹配,利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络,假设双支节网络分支线与负载的距离d1=四分之一波长,两分支线之间的距离为d2=八分之一波长。画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅度从1.8GHz至2.2GHz的变化

电磁场与波期末考试试题A卷含答案

莆田学院期末考试试卷 (A )卷 2011 — 2012 学年第 一 学期 课程名称: 电磁场与波 适用年级/专业: 09/电信 试卷类别 开卷( ) 闭卷(√) 学历层次 本科 考试用时 120分钟 《.考生..注意:答案要全部抄到答题纸上,做在试卷上不给分.......................》. 一、填空题(每空2分,共30分) 1.给定两个矢量z y x 32-+=,z y +-=4,则矢量的单位矢量为 ① ,矢量?= ② 。 2.高斯散度定理的积分式为 ① ,它广泛的用于将一个封闭面积分变成等价的体积分,或者将一个体积分变成等价的封闭面积分。 3.已知任意一个矢量场,则其旋度的散度为 ① 。 4.介质中恒定磁场的基本方程的积分式为 ① , ② , ③ 。 5.一个半径为a 的接地导体球,一点电荷q 位于距球心d 处,则其镜像电荷带电量为 ① ,位置位于 ② ;当点电荷q 向无限远处运动时,其镜像电荷向 ③ 运动。 6.标量场2),,(x xyz z y x +=ψ通过点P(1,1,2)的梯度为① 。 7.引入位移电流的概念后,麦克斯韦对安培环路定律做了修正,其修正后的微分式是 ① ,其物理含义是: ② 。 8.自由空间传播的电磁波,其磁场强度)sin(z t H m y βω-=,则此电磁波的传播方向是 ① ,磁场强度复数形式为 ② 。 二、单项选择题(每小题2分,共20分) 1.自由空间中的平行双线传输线,导线半径为a ,线间距为D ,则传输线单位长度的电容为 。 A .)ln(0 1a a D C -= πε B. ) ln(201a a D C -= πε C. ) ln(2101a a D C -=πε 2.如果某一点的电场强度为零,则该点的电位为 。 A.一定为零 B.不一定为零 C.为无穷大

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注意事项 一、实验前应完成各项预习任务。 二、开启仪器前先熟悉实验仪器的使用方法。 三、实验过程中应仔细观察实验现象,认真做好实验结果记录。 四、培养踏实、严谨、实事求是的科学作风。自主完成实验和报告。 五、爱护公共财产,当发生仪器设备损坏时,必须认真检查原因并按规 定处理。 六、保持实验室内安静、整洁和良好的秩序,实验后应切断所用仪器的 电源 ,并将仪器整理好。协助保持实验室清洁卫生, 带出自己所产生的赃物。 七、不迟到,不早退,不无故缺席。按时交实验报告。 八、实验报告中应包括: 1、实验名称。 2、实验目的。 3、实验内容、步骤,实验数据记录和处理。 4、实验中实际使用的仪器型号、数量等。 5、实验结果与讨论,并得出结论,也可提出存在问题。 6、思考题。

实验仪器 JMX-JY-002电磁波综合实验仪 一、概述 电磁波综合实验仪,提供了一种融验证与设计为一体的电磁波实验的新方法和装置。它能使学生通过应用本发明方法和装置进行电磁场与电磁波实验,透彻地了解法拉第电磁感应定律、电偶极子、天线基本结构及其特性等重要知识点,使学生直观形象地认识时谐电磁场,深刻理解电磁感应的原理和作用,深刻理解电偶极子和电磁波辐射原理,掌握电磁场和电磁波测量技术的原理和方法,帮助学生建立电磁波的形象化思维方式,加深和加强学生对电磁波产生、发射、传输和接收过程及相关特性的认识,培养学生对电磁波分析和电磁波应用的创新能力。《JMX-JY-002电磁波综合实验仪》在001型基础上,添加了对天线不同极化角度的测量,学生通过测量,可绘制不同极化天线的方向图,使得学生对电磁波的感受更加深刻。 二、特点 1、理论与实践结合性强 2、直接面向《电磁场与波》的课程建设与改革需要,紧密配合教学大纲,使课堂环节与实验环节紧密结合。 3、针对重要知识点“电磁场与电磁波”课堂教学环节长期存在难于直观表达的困难,形象地体验抽象的知识。 4、实验内容的设置,融综合性、设计性与验证性与一体,帮助学生建立一套电磁波的形象化思维方式,加深和加强对电磁波产生、发射、传输、接收过程及相关特性的认识。 5、培养学生对电磁波分析和电磁波应用的创新能力。 三、系统配置及工作原理 (1)系统配置 1、JMX-JY-002电磁波教学综合实验仪主机控制系统:通过常规控制仪表与微波功率信号发生器、功率信号放大器构成电磁波教学综合实验仪主机控制系统,实现了对被控电磁场与波信号发射控制。 2、测试支架平台:包括支撑臂、测试滑动导轨、测量尺、天线连接杆件、感应器连接杆件、反射板连接杆件、微安表等组件。 3、测试套件:包括多极化天线(垂直极化、水平极化、左右螺旋极化)、射频连接电缆套件、感应器、感应器连接电缆、极化尺、标准测试天线板、反射板等构成测试套件。 (2)工作原理 实验仪主机控制系统的微波信号源产生微波信号,经由微波功率放大器放大后输出至OUTPUT端口,通过射频电缆将输出信号传送给发射天线向空间发射电磁波信号作为实验测试

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电磁场与微波技术精选j n Prepared on 22 November 2020

——电磁场与微波技术实验报告 班级: 姓名:张妮竞男 学号: 序号: 31# 日期:2014年5月31日 邮箱: 实验二:分支线匹配器 一、实验目的 1、掌握支节匹配器的工作原理 2、掌握微带线的基本概念和元件模型 3、掌握微带分支线匹配器的设计与仿真 二、实验原理 1、支节匹配器 随着工作频率的提高及相应波长的减小,分立元件的寄生参数效应就变得更加明显,当波长变得明显小于典型的电路元件长度时,分布参数元件替代分立元件而得到广泛应用。因此,在频率高达以上时,在负载和传输线之间并联或串联分支短截线,代替分立的电抗元件,实现阻抗匹配网络。常用的匹配电路有:支节匹配器,四分之一波长阻抗变换器,指数线匹配器等。

支节匹配器分单支节、双支节和三支节匹配。这类匹配器是在主传输线并联适当的电纳(或串联适当的电抗),用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波,以达到匹配的目的。此电纳或电抗元件常用一终端短路或开路段构成。 2、微带线 从微波制造的观点看,这种调谐电路是方便的,因为不需要集总元件,而且并联调谐短截线特别容易制成微带线或带状线形式。微带线由于其结构小巧,可用印刷的方法做成平面电路,易于与其它无源和有源微波器件集成等特点,被广泛应用于实际微波电路中。 W为微带线导体带条的宽度;εr为介质的相对介电常数;T为导体带条厚度;H为介质层厚度,通常H远大于T。L为微带线的长度。微带线的严格场解是由混合TM-TE 波组成,然而,在绝大多数实际应用中,介质基片非常薄(H<<λ),其场是准TEM 波,因此可以用传输线理论分析微带线。 微带线的特性阻抗与其等效介电常数εr、基片厚度H和导体宽度W有关,计算公式较为复杂,故利用txline来计算。 微带线元件模型 3、元器件库里包括有: MLIN:标准微带线 MLEF:终端开路微带线 MLSC:终端短路微带线 MSUB:微带线衬底材料 MSTEP:宽度阶梯变换 MTEE:T型接头

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