微波技术基础第二章课后答案杨雪霞汇总
微波技术习题解答
微波技术习题解答第1章练习题1.1 无耗传输线的特性阻抗Z0= 100()。
根据给出的已知数据，分别写出传输线上电压、电流的复数和瞬时形式的表达式：(1) R L= 100 ()，I L = e j0(mA)；(2) R L = 50()，V L = 100e j0(mV)；(3) V L = 200e j0 (mV)，I L = 0(mA)。
解：本题应用到下列公式：(1)(2)(3)(1) 根据已知条件，可得：V L = I L R L = 100(mV)，复数表达式为：瞬时表达式为：(2) 根据已知条件，可得：复数表达式为：瞬时表达式为：(3) 根据已知条件，可得：复数表达式为：瞬时表达式为：1.2 无耗传输线的特性阻抗Z0 = 100()，负载电流I L = j(A)，负载阻抗Z L = j100()。
试求：(1) 把传输线上的电压V(z)、电流I(z)写成入射波与反射波之和的形式；(2) 利用欧拉公式改写成纯驻波的形式。
解：根据已知条件，可得：V L = I L Z L = j(j100) = 100(V)，1.3 无耗传输线的特性阻抗Z0 = 75()，传输线上电压、电流分布表达式分别为试求：(1) 利用欧拉公式把电压、电流分布表达式改写成入射波与反射波之和的形式；(2) 计算负载电压V L、电流I L和阻抗Z L；(3) 把(1)的结果改写成瞬时值形式。
解：根据已知条件求负载电压和电流：电压入射波和反射波的复振幅为(1) 入射波与反射波之和形式的电压、电流分布表达式(2) 负载电压、电流和阻抗V L = V(0) = 150j75，I L = I(0) = 2 + j(3) 瞬时值形式的电压、电流分布表达式1.4 无耗传输线特性阻抗Z0 = 50()，已知在距离负载z1= p/8处的反射系数为 (z1)= j0.5。
试求(1) 传输线上任意观察点z处的反射系数(z)和等效阻抗Z(z)；(2) 利用负载反射系数 L计算负载阻抗Z L；(3) 通过等效阻抗Z(z)计算负载阻抗Z L。
廖承恩《微波技术基础》习题解答(最全的版本)
所以可以得到 Z L = Z 0
又因为当电压最小点时，电流为最大点，即
kh da
课 后
Z L + Z 0 thγd Z 0 + Z L thγd Z L + jZ 0 tgβ d Z 0 + jZ L tgβ d Z in (d ) − jZ 0 tgβ d Z 0 − jZ in (d )tgβ d
Z =Z0 证明：对于无耗线而言 L
kh da
课 后
Z0 =
60
答 案
εr
ln
60
b 60 0.75 = ln = 65.9Ω a 1 0.25
=2.1
1
L1C1
=
1
µε r ε 0
1
2.1
sc Zin (d) −Zin (d) ZL = Z (d) oc Zin (d) −Zin (d) oc in
（d＝l－z，如图，d 为一新坐标系， l＝λ/4）
当 z＝0，即 d＝l 时 Vin＝450V 所以 | V (l ) |=| V L+ e j β λ / 4 [1 + ΓL e −2 j β λ / 4 ] |= 450V
由于行波状态下沿线电压和电流振幅不变，因而 V0+＝Vin＝450V 而 I0+＝V0+/Z0＝1A 所以 AB 段的电压、电流、阻抗表达式为
kh da
课 后
V0+ − j β z e Z0
（图） 解：首先在 BC 段，由于 Z0＝Z01＝600Ω，ZL＝400Ω 且因为 d＝λ/4 所以在 BB’处向右看去，Zin＝Z012/ZL＝6002/400=900Ω 又由于 BB’处有一处负载 R＝900Ω,所以对 AB 段的传输线来说 终端负载为 ZL’＝Zin//R＝450Ω 所以对 AB 段的等效电路为
廖承恩《微波技术基础》习题解答(最全的版本)
（2） （3）
（4）
sc oc 当 Z in (d ) = j100Ω ， Z in (d ) = − j 25Ω ， Z in (d ) = 75∠30°Ω 时
1562 . 5 +1875 × 75 ×
3 + 62 . 5 j 2
sc oc 2－6 在长度为 d 的无耗线上测得 Z in (d ) = j50Ω ， Z in (d ) = − j 50Ω ，接 实
第二三四六七章习题解答 第二章习题解答
2－1 某双导线的直径为 2mm，间距为 10cm，周围介质为空气，求 其特性阻抗。某同轴线的外导体内直径为 23mm，内导体外直径为 10mm， ，求其特性阻抗；若在内外导体之间填充εr 为 2.25 的 介 质 ， 求其特性阻抗。
解：双导线：因为直径为 d＝2mm＝2×10－3m 间距为 D＝10cm＝10－1m 所以特性阻抗为
ZL = Z0
2 — 12 画出图 2— 1 所示电路沿线电压、电流和阻抗的振幅分布图，
所以 ΓL =
Z L '− Z 02 450 − 450 = =0 Z L '+ Z 02 450 + 450
微波技术基础习题答案华科
微波技术基础习题答案华科微波技术基础习题答案华科微波技术是现代通信领域中的重要一环，它涉及到无线通信、雷达、卫星通信等众多应用。
在学习微波技术的过程中，习题是一个非常重要的辅助工具，通过解答习题可以帮助我们巩固所学的知识，并且提高我们的解决问题的能力。
下面是华中科技大学微波技术基础习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
一、选择题1. 以下哪项不是微波技术的应用领域？A. 无线通信B. 雷达C. 卫星通信D. 电视广播答案：D2. 微波技术中，波长范围一般为：A. 1 mm - 1 cmB. 1 cm - 1 mC. 1 m - 1 kmD. 1 km - 1 m答案：A3. 微波传输线的特点是：A. 传输损耗小B. 传输速度快C. 传输带宽大D. 以上都是答案：D4. 以下哪个是微波技术中常用的天线类型？A. 偶极子天线B. 棱角天线C. 高增益天线D. 以上都是答案：D5. 在微波技术中，常用的传输介质是：A. 真空B. 空气C. 金属D. 介质答案：D二、填空题1. 微波技术中，一般使用的频率范围是______ GHz。
答案：1-3002. 微波传输线的特点之一是传输损耗______。
答案：小3. 微波技术中，常用的天线类型之一是______天线。
答案：偶极子4. 微波技术中，常用的传输介质是______。
答案：介质5. 微波技术中，常用的调制方式之一是______调制。
答案：频率三、简答题1. 请简述微波技术的应用领域。
微波技术广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
在无线通信中，微波技术被用于移动通信、无线局域网等，可以实现高速、稳定的无线数据传输。
在雷达领域，微波技术可以实现目标的探测、跟踪和定位，广泛应用于军事、航空等领域。
在卫星通信中，微波技术实现了地球与卫星之间的长距离通信，使得人们可以通过卫星实现远距离的通信和数据传输。
2. 请简述微波传输线的特点。
微波传输线具有传输损耗小、传输速度快和传输带宽大的特点。
微波技术基础答案
微波技术基础答案
微波技术是一种利用微波频段（300 MHz至300 GHz）的电
磁波进行通信、雷达、无线电传输和加热等应用的技术。
以下是微波技术的基础知识：
1. 微波的特点：微波具有高频率、短波长、能够穿透大气、易于聚焦和定向传播的特点。
2. 微波的发生和传输：微波可以通过射频发生器产生，通
过导波管、同轴电缆、微带线、光纤等传输介质进行传输。
3. 微波的传播特性：微波的传播受到衰减、反射、折射和
散射等影响。
在自由空间中，微波的传播速度接近光速。
4. 微波天线：微波通信中常用的天线类型包括方向性天线（如喇叭天线、微带天线）、全向天线（如偶极子天线、
螺旋天线）和阵列天线等。
5. 微波通信：微波通信是利用微波进行无线传输的技术，
常用于卫星通信、移动通信和无线局域网等领域。
6. 微波雷达：微波雷达利用微波的反射特性来检测和跟踪
目标，广泛应用于航空、海洋、气象和交通等领域。
7. 微波加热：微波加热利用微波的能量来加热物体，常用
于食品加热、材料处理和医疗领域。
8. 微波器件：微波技术中常用的器件包括微波源（如
Klystron、Magnetron、Gunn Diode）、微波放大器、微波滤波器、微波开关和微波混频器等。
9. 微波安全：由于微波的高频率和能量较高，对人体和环境有一定的辐射危害。
因此，在微波技术应用中需要注意微波辐射的安全性。
10. 微波技术的发展：随着无线通信和雷达技术的快速发展，微波技术在通信、雷达、医疗、材料科学等领域得到广泛应用，并不断推动着技术的进步和创新。
微波技术课后习题答案-第二章习题参考答案11
第二章习题参考答案同轴线、双导线和平行板传输线的分布参数注：媒质的复介电常数εεε''-'=i ，导体的表面电阻ss R σδσωμ1221=⎪⎭⎫⎝⎛=。
本章有关常用公式：)](1[)()]()([122)()](1)[()()(22)(00000000d Z d V d V d V Z e Z Z I V e Z Z I V d I d d V d V d V e Z I V e Z I V d V d j L L d j L L dj L L d j L L Γ-=-=--+=Γ+=+=-++=+-+-+-+-ββββ )2(2200200)(d j L d j L dj L L d j L L L L L e e e Z Z Z Z e Z I V Z I V VV d βφβββ----+-Γ=Γ=+-=+-==ΓL Lj L j L L L L L e e Z Z Z Z Z Z Z Z φφΓ=+-=+-=Γ0000dtg jZ Z dtg jZ Z Z d Z L L in ββ++=000)()(1)(1)()()(0d d Z d I d V d Z in Γ-Γ+==LL VV VSWR Γ-Γ+==11minmax2.1无耗或者低耗线的特性阻抗为110C L Z = 平行双导线的特性阻抗：aDa a D D a a D D Z r r rln 11202)2(ln 11202)2(ln 112222000εεεμεπ≈-+=-+=已知平行双导线的直径mm a 22=，间距cm D 10=，周围介质为空气（1=r ε），所以特性阻抗)(6.5521100ln 120ln11200Ω==≈a D Z rε 同轴线的特性阻抗：ab a b Z r rln 60ln 121000εεμεπ==已知同轴线外导体的内直径2mm b 23=，内导体的外直径2mm a 10=，中间填充空气(1=r ε)：特性阻抗)(50210223ln 60ln 600Ω===abZ r ε中间填充介质(25.2=r ε)：特性阻抗)(3.33210223ln 25.260ln 600Ω===a b Z r ε2.2对于无耗传输线线有相位常数μεωωβ===k C L 11，所以可求出相速度v k C L v p =====μεωβω1111，等于电磁波的传播速度。
微波技术基础期末试题与答案(一)
《微波技术基础》期末试题一与参考答案一、选择填空题（每题 3 分，共30 分）1.下面哪种应用未使用微波（第一章）b（a）雷达（b）调频（FM）广播（c）GSM 移动通信（d）GPS 卫星定位2.长度1m，传输900MHz 信号的传输线是（第二章）b（a）长线和集中参数电路（b）长线和分布参数电路（c）短线和集中参数电路（d）短线和分布参数电路3.下面哪种传输线不能传输TEM 模（第三章）b（a）同轴线（b）矩形波导（c）带状线（d）平行双线4.当矩形波导工作在TE10 模时，下面哪个缝不会影响波的传输（第三章）b5.圆波导中的TE11模横截面的场分布为（第三章）b（a）（b）（c）6.均匀无耗传输线的工作状态有三种，分别为行波、驻波和行驻波。
（第二章）Z L 0L 7.耦合微带线中奇模激励的对称面是 电 壁，偶模激励的对称面是 磁 壁。
（第三章）8.表征微波网络的主要工作参量有阻抗参量、 导纳 参量、 传输 参量、散射参量和 转移参量。
9.衰减器有吸收衰减器、 截止衰减器和 极化衰减器三种。
10.微波谐振器基本参量有 谐振波长 、 固有品质因数 和等效电导衰减器三种。
二、传输线理论工作状态（7 分）（第二章）在特性阻抗Z 0=200Ω的传输线上，测得电压驻波比ρ=2，终端为电压波节点，传输线上电压最大值 U max =10V ，求终端反射系数、负载阻抗和负载上消耗的功率。
解： Γ = ρ -1 = 12ρ +1 3由于终端为电压波节点，因此Γ =- 123由Γ =Z L - Z 0= - 12+ Z 3 可得，Z L =100Ω 负载吸收功率为P 2Z 0 ρ三、Smith 圆图（10 分）（第二章）已知传输线特性阻抗Z 0=75Ω，负载阻抗Z L =75+j100Ω，工作频率为 900MHz ，线长l =0.1m ，试用Smith 圆图求距负载最近的电压波腹点与负载的距离和传输线的输入阻抗Z 0Z L解：由工作频率为900 MHz，可得λ=1 m 3而线长为l=0.3λ1.计算归一化负载阻抗ZL=ZLZ= 1+j1.33在阻抗圆图上找到 A 点。
微波技术基础第四章课后答案___杨雪霞汇总
微波技术基础第四章课后答案___杨雪霞汇总4-1 谐振腔有哪些主要的参量？这些参量与低频集总参数谐振回路有何异同点？答：谐振腔的主要特性参数有谐振频率、品质因数以及与谐振腔中有功损耗有关的谐振电导，对于一个谐振腔来说，这些参数是对于某一个谐振模式而言的，若模式不同，这些参数也是不同的。
谐振频率具有多谐性，与低频中的回路，当其尺寸、填充介质均不变化时，只有一个谐振频率是不相同的。
在谐振回路中，微波谐振腔的固有品质因数要比集总参数的低频谐振回路高的多。
一般谐振腔可以等效为集总参数谐振回路的形式。
4-2 何谓固有品质因数、有载品质因数？它们之间有何关系？答：固有品质因数是对一个孤立的谐振腔而言的，或者说，是谐振腔不与任何外电路相连接（空载）时的品质因数。
当谐振腔处于稳定的谐振状态时，固有品质因数0Q 的定义为02TWQ W π=，其中W 是谐振腔内总的储存能量，T W 是一周期内谐振腔内损耗的能量。
有载品质因数是指由于一个腔体总是要通过孔、环或探针等耦合机构与外界发生能量的耦合，这样不仅使腔的固有谐振频率发生了变化，而且还额外地增加了腔的功率损耗，从而导致品质因数下降，这种考虑了外界负载作用情况下的腔体的品质因数称为有载品质因数l Q 。
对于一个腔体，01l Q Q k=+，其中k 为腔体和外界负载之间的耦合系数。
4-4 考虑下图所示的有载RLC 谐振电路。
计算其谐振频率、无载Q 0和有载Q L 。
谐振器负载1800Ω解：此谐振电路属于并联谐振电路，其谐振频率为：0356f MHz ===无载时，017.9R Q w L====有载时，040.25L e R Q w L ====根据有载和无载的关系式111L e Q Q Q=+得： 1112.5111140.2517.9L e Q Q Q===++4-5 有一空气填充的矩形谐振腔。
假定x 、y 、z 方向上的边长分别为a 、b 、l 。
试求下列情形的振荡主模及谐振频率：（1）a b l >>；（2）a l b >>；（3）l a b >>；（4）a b l ==。
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2-1波导为什么不能传输 TEM 波？答：一个波导系统若能传输 TEM 波型，则在该系统中必须能够存在静电荷静电核或恒定电 流，而在单导体所构成的空心金属波导馆内， 不可能存在静电荷或恒定电流，因此也不可能传输TEM 波型。
2-2什么叫波型？有哪几种波型？答：波型是指每一种能够单独地在规则波导中存在的电磁场的一种分布状态。
根据场的横向分量与纵向分量之间的关系式划分波型，主要有三种： TEM 波(E z=O , H z=O )，TE 波(E z =O ,H z HO ),TM 波(Ez^O , H z = O ) 2-3何谓TEM 波，TE 波和TM 波？其波阻抗和自由空间波阻抗有什么关系？ 答：E z =0，H z =0 的为 TEM 波；E z =O ,H z =O 为 TE 波；E z =0，H z =0 为 TM 波。
其中为TEM 波在无限答煤质中的波阻抗。
cH z £H y 唏戸亠1 cH zR2-4试将关系式 zy=jw ；E x ，推导为E x( —j ：Hy )。
cyazjw g £y解：由H y的场分量关系式 H y =H Oe —j ：z( H 0与z 无关)得：利用关系式凹一也二jw ；E x 可推出: 纽cz2-5波导的传输特性是指哪些参量？答：传输特性是指传输条件、传播常数、传播速度、波导波长、波形阻抗、传输功率以及损 耗和衰减等。
2-6何为波导的截止波长’c ?当工作波长’大于或小于’c 时，波导内的电磁波的特性有何TE 波阻抗:TM 波阻抗:2丄（如土）jw ； : y : zjw ；/H y ）不同?2TT 答：当波沿Z轴不能传播时呈截止状态，处于此状态时的波长叫截止波长，定义为；kc 当工作波长大于截止波长时，波数k :: k c，此时电磁波不能在波导中传播;当工作波长小于截止波长时，波数k k c，此时电磁波能在波导内传播;2-7矩形波导中的截止波长匕和波导波长I ,相速度：p和群速度：g有什么区别和联系？它们与哪些因素有关？2 \答：波导波长为■，'c为截止波长群速为：g = C] 1 -（）：:: C，相速为：p = ----：-------- ，且：p g = C，与C，工作波长'，…卜F截止波长'c有关。
2-8在矩形波导中不存在TM m0和TM on这两种波型，为什么？答：根据TM波的特点E z =0，H z=0，由TM波的场分量表达式可知TM mn在m=0或n=0时，E^0，不符合TM波的特点。
2-9在空气填充的矩形波导（a b）中，要求只传输TE10波型，其条件是什么？若波导尺寸不变，而填充=1，；r1的介质，只传输TE10波型的条件又是什么？解：由于TE10的截止波长1 c = 2a，而TE20的截止波长为a，TE01的截止波长为2b。
若要保证单模传输TE10，则由传输条件•：一c，TE20与TE01均被截止，故有a< <2a a :2同时■ >2b bv—2若波导中全填充卩「=1，呂「詞的介质，则波长变为扎/ 百，因此单模传输条件变为波导的尺寸，并求出 ・g 、： p和：g 。
11解：工作频率为f -10GHz ，空气填充，速度：=3 10 mm/s ，因此工作波长、v 3X1011a = 30mm ， f 10如0根据矩形波导单模传输的条件，波导的尺寸由下式确定 a ：一，b< ' 2 2即15<a<30mm b<15mm故可选用BJ-100，其模横截面尺寸为a b=22.86mm 10.16mm选定尺寸后，计算'g、： p和：ga b=72.14mm30.4mm ，情况又怎样？解：利用矩形波导的截止波长的计算公式，计算各种波型的截止波长；然后由传输条件■'c 来判断波导中可能存在的波型。
同时av <2a,；r>2bb< =2 ；r2-10 一空气填充的矩形波导，要求只传输TE 10波型，信号的工作频率为10GHz ，试确定=39.75mmmm/s2-11空气填充的矩形波导BJ-100，其尺寸为 a b=22.86mm 10.16mm ，工作波长'-18mm ，问波导内可能存在几种波型。
若波导的横截尺寸变为a 2b 2TE 10 - c=2a = 2 22.86 = 45.72mm TE 20-c=a= 22.86mm TE 30■c2a15.24mm3TE 01 'c=2b =2 10.16=20.32mm TE 02■c=b = 10.16mmTE 112'c18.567mmTM111 2 1 2I-丨 +1- a bTE 10'c =2a = 144.28mmT=a 72. 14mm2a, aTE 30'c 二二 48.09mmT E 40'c=- 3 0 7mm32TE 50'c -2a =28.856mm T E S 0 r a h = 2 4.0 6mm53TE 70c _2a =20.611mm T. a 扎尸= 1 8. 0 3 5mm74TE 01■ c二 =2b二 60.8mm TE °2c = b二 30.4mmTE 03 c 二一2b 二 20.26mm T E D 4 、 b 'c 二 二 1 5.2mm32TE 11 1TE 21 1'c二 56.03mm46.49mmTM11TM 21J各波型的截止波长为TE !2 TE 32 TM 321 TM 12 ^29.75mmTE K TM 2! 2 15.187mm 所以可能存在的模式有：TE 10, TE 20, TE01, TE 11 和 TM 11。
当尺寸为 a b=72.14mm 30.4mm 时,二 25.697mm而TE io 的E y 与H x 为TE 22c = 28.014mmTM22TE 23 〉打=19.51mmTM 23TE33 “18.676mmTM 33所以可能存在的模式有：TE 10,TE 20...TE 70,TE 80，TE 01，TE 02，TE 03，TEn ，TM11 TE 21, TM 21， TE12 , TM12， TE32, TM32 TE22 , TM22，TE23, TM23，TE33, TM332-12在空气填充的矩形波导内，测得相邻两波节点之间的距离为 22mm ，求■ g。
解：因为在波导中相邻两波节之间的距离为 ，所以得到2g= 2 22mm 二 44mm2-13矩形波导BJ-1OO ,其横截面尺寸为a b = 22.86mm 10.16mm ，在波导中传输TE® 波，工作波长卑=3cm ，试求截止波长'c 、相速：p 、群速'g 、传输功率P 和波型阻抗Z TE 10。
解:TE io 波的截止波长 c = 2a =2 22.86mm = 45.72mmTE 10波长的相速度—-3.976 1011mm/s( 3 1011mm/s)fl1 I ——TE io 波的波导波长厂 39.76mmTE io 波的传输功率P#扃弋讯山-0 0一E y =-j H °si n( — x)eT ，K c aH x=j H 0sin (二x)e 八K c ap 』•畔Hl 空的4 K ； 4■兀H °(K c —)aca=23mm , b=10mm ,传输频率为10GHz 的TE 10波，求截 止波长、波导波长、 相速和波阻抗。
如果频率稍微增大， 上述参量如何变化？如果波导尺寸a 和b 发生变化，上述参量又如何变化？ 解：矩形波导的截止波长为’c=2a=2 23 = 4m6mTE io 波的波型阻抗zEy -Z T E1厂 HV由于二，gg1 i —2a2c £ 1 -2 二 f, -= 499.58」（空气填充）所以，传输功率E y 二 E 。
sinH x = —-^sin'=x |3用：0 —严H 0为常数Z TE 10 l a 丿 <Kc丿p a bP=2Re ..-E y H x d x d y_0 0〕ab E 2ab 1- ' 2■ 2aE 0 =0.116E 2（空气填充） 4 1202-14矩形波导的横截面尺寸为 工作波长为波导波长为相速为3 10810 109=30mm-=C 3.96 108m/s■J -（ ' ）2Z TE若用Z T E 10表示E y 、H x当频率增大时，截止波长不变，波导波长降低，相速降低，波阻抗降低; 当a 增大时，截止波长增大，波导波长降低，相速降低，波阻抗降低; 当b 增大时，对各个参量无影响。
2-15若矩形波导横截面尺寸 a = 2b = 25mm ，有中心频率f = 10GHz 的脉冲调制波通过100m 长的波导，求中心频率上的时延t 。
解：工作波长=30mm(空气填充)f °波导波长■g37.5mm1 一 22a相移常数21.675 516/cm故经过100m 后， 产生的相移量■-为八 L=2L=1.675 516/cm 100 10^16 755.16弧度）'g所以，中心频率上的时延 t 为2-16已知空气填充 BJ-100波导，工作波长兔=32mm ，当终端接负载 乙时，测得驻波比 '=3，第一个电场波节点距负载 d^9mm ，试求：(1) 波导中传输的波型； (2) 终端负载阻抗的归一化值。
解：(1) BJ-100为矩形波导，其横截面尺寸 a b=22.86mm 10.16mm 。
几个低次模的截止波长分别为TE 10c=2a= 4 5. 72mm TE 20 c = a = 22.86mmTE01 c= 2b = 20.32mm波阻抗为二 497.23」16755.172二f = 2.667 10^s根据波导中波的传输条件■ :：: -C ，故只能传输TE 10波。
(2)矩形波导BJ-100, TE io 波的波导波长为1第一个电场波节点距负载为d^ 9mm ，波节点处的归一化阻抗为 ，即S1 z L+jtan 阳S 1 jz Ltan ： d 1则z L=1.726 —j1.33a b= 22.86mm 10.16mm ，空气填充，工作频率f 0-9.375GHz ，端接负载 Z l，测得馈线上的驻波比 22，第一个电场最小点距负载d 1=5.6mm ，试求：终端负载阻抗的归一化值；解：由于f 。
= 9.375GHz ，空气填充，其工作波长 '0为所以归一化负载阻抗z L= 4-j32-18什么叫做激励和耦合？答：所谓激励就是在波导中建立所需波型的方法。