微波的技术习题

微波技术习题思考题1.1 什么是微波？微波有什么特点？1.2 试举出在日常生活中微波应用的例子。

1.3 微波波段是怎样划分的？1.4 简述微波技术未来的发展状况。

2.1何谓分布参数？何谓均匀无损耗传输线？2.2 传输线长度为10cm，当信号频率为9375MHz时，此传输线属长线还是短线？2.3传输线长度为10cm，当信号频率为150KHz时，此传输线属长线还是短线？2.4传输线特性阻抗的定义是什么？输入阻抗的定义是什么？2.5什么是反射系数、驻波系数和行波系数？2.6传输线有哪几种工作状态？相应的条件是什么？有什么特点？3.1何谓矩形波导？矩形波导传输哪些模式？3.2何谓圆波导？圆波导传输哪些模式？？3.3矩形波导单模传输的条件是什么？3.4何谓带状线？带状线传输哪些模式？3.5何谓微带线？微带线传输哪些模式？3.6 何谓截止波长？何谓简并模？工作波长大于或小于截止波长，电磁波的特性有何不同？3.7 矩形波导TE10模的场分布有何特点？3.8何谓同轴线？传输哪些模式？3.9为什么波导具有高通滤波器的特性？3.10 TE波、TM波的特点是什么？3.11何谓波的色散？3.12任何定义波导的波阻抗？分别写出TE波、TM波波阻抗与TEM波波阻抗之间的关系式。

4.1为什么微波网络方法是研究微波电路的重要手段？4.2微波网络与低频网络相比有哪些异同？4.3网络参考面选择的要求有什么？4.4表征微波网络的参量有哪几种？分别说明它们的意义、特性及其相互间的关系？4.5二端口微波网络的主要工作特性参量有哪些？4.6微波网络工作特性参量与网络参量有何关系？4.7常用的微波网络有哪些？对应的网络特性参量是什么？4.8微波网络的信号流图是什么？简要概述信号流图化简法则有哪些？5.1试述旋转式移相器的工作原理，并说明其特点。

5.2试分别叙述矩形波导中的接触式和抗流式接头的特点。

5.3试从物理概念上定性地说明：阶梯式阻抗变换器为何能使传输线得到较好的匹配。

5.4在矩形波导中，两个带有抗流槽的法兰盘是否可以对接使用?5.5微波元件中的不连续性的作用和影响是什么?5.6利用矩形波导可以构成什么性质的滤波器?5.7试说明空腔谐振器具有多谐性，采用哪些措施可以使腔体工作于一种模式?5.8欲用空腔谐振器测介质材料的相对介电常数，试简述其基本原理和方法。

6.1什么是双极晶体管和场效应晶体管？各有什么优缺点？6.2如何判断微波晶体管放大器的稳定性？6.3设计小信号微波晶体管放大器依据的主要技术指标有哪些？6.4什么是单向化设计？单向化设计优点是什么？6.5什么是混频二极管的净变频损耗？如何降低这种损耗？6.6什么是混频二极管的寄生参量损耗？如何减小这种损耗？6.7 什么是负阻效应？6.8简述负阻型微波振荡器起振条件、平衡条件和稳定条件？习 题2.1 一根Ω75的无耗传输线，终端接有阻抗L L L jX R Z += 1) 欲使线上的电压驻波比等于3，则 L R 和L X 有什么关系？ 2) 若Ω=150L R ，求L X 等于多少？3) 求在第二种情况下，距负载最近的电压最小点位置。

2.2 求下图所示电路的输入阻抗。

2.3 一根特性阻抗为Ω50、长度为2m 的无耗传输线工作于频率MHz 200，终端接有阻抗Ω+=3040j Z L ，试求其输入阻抗。

2.4 考虑一无损耗传输线，1）当负载阻抗(4030)L Z j =-Ω时，欲使线上驻波比最小，则线的特性阻抗应为多少？2）求出该最小的驻波比及相应的电压反射系数。

3）确定距负载最近的电压最小点的位置。

2.5 特性阻抗为50Ω的传输线终端接负载时，测得反射系数模Γ=0.2，求线上电压波腹点和波节点处的输入阻抗。

2.6 均匀无损耗传输线终端接负载阻抗Z L 时，沿线电压呈行驻波分布，相邻波节点之间的距离为2cm ，靠近终端的第一个电压波节点离终端0.5cm ，驻波比为1.5，求终端反射系数。

2.7 已知传输线特性阻抗050Z =Ω，负载阻抗1020L Z j =-Ω，用圆图确定终端反射系数2Γ。

题2.2图0Z02Z4/λ4/λ4/λ4/λ0Z0Z0Z in Z0Z4/λ2/λ4/λ0Z0Zin Z (a )(b ) (c )2.8 特性阻抗为50Ω的传输线，终端负载不匹配，沿线电压波腹max U =10V ，波节min U =6V ，离终端最近的电压波节点与终端间距离为0.12λ，求负载阻抗Z L 。

若用短路分支线进行匹配，求短路分支线的并接位置和分支线的最短长度。

2.9 无耗均匀长线的特性阻抗Ω=500Z ，终端接负载阻抗Ω-=5.6686j Z L ，若用单支节匹配，试求单支节的长度l 及接入位置d 。

2.10 证明无耗传输线的负载归一化阻抗L Z 、行波系数K 和负载到第一个电压波节点的距离l min 三者之间满足下列关系式：minmin1L K jtg l Z jKtg l ββ-=-2.11 均匀无损耗长线终接Z L ＝100Ω，信号频率为1000MHZ 时，测得终端电压反射系数的相角2ϕ＝1800和电压驻波比ρ＝1.5。

计算终端电压反射系数Γ2、长线特性阻抗Z 0及距终端最近的一个电压波幅点的距离l max 。

2.12 一个感抗为jX L 的集中电感可以用一段长度为l e 的终端短路的传输线等效，试证明其等效关系为0()2L e X l arctg Z λπ=（Z 0为特性阻抗）。

2.13 一个容抗为jX C 的集中电容可以用一段长度为l e 的终端开路的传输线等效，试证明其等效关系为0()2C e X l arctg Z λπ=（Z 0为特性阻抗）。

2.14用特性阻抗为600Ω的短路线代替电感为2×105H 的线圈，当信号频率为300MHZ 时，问短路线长度为多少？若用特性阻抗为600Ω的开路线代替电容量为0.884pF 的电容器，当信号频率为300MHZ 时，问开路线长度为多少？2.15无耗长线的特性阻抗为300Ω，当线长度l 分别为l 1＝6λ和l 2＝3λ时，计算终端短路和开路条件下的输入阻抗。

2.16 均匀无损耗短路线，其长度如表2.4所列，试用圆图确定传输线始端归一化输入阻抗in Z 及归一化输入导纳in Y 。

2.17 均匀无损耗开路线，其长度如表2.5所示，试用圆图确定传输线始端归一化输入阻抗in Z 及归一化输入导纳in Y 。

2.18 根据表2.6所给定的负载阻抗归一化值，用圆图确定驻波比ρ和反射系数模Γ。

表2.5表2.6L Z 0.3+j1.3 反射系数模Γ3.1 用BJ-100型矩形波导（a ×b ＝22.6×10.16mm ），传输TE 10波，终端负载与波导不匹配，测得波导中相邻两个电场波节点之间的距离为19.88mm ，求工作波长λ。

3.2 BJ-100型矩形波导填充相对介电常数 2.1r ε=的介质，信号频率为f =10000MHz ，求TE 10波的相波长p λ和相速度p v 。

3.3 矩形波导截面尺寸为a ×b=72mm ×30mm ，波导内充满空气，信号源频率为3GHZ ，试求：1）波导中可以传播的模式 2）该模式的截止波长c λ、波数β、波导的波长p λ，相速p v 、群速g v 和波阻抗。

3.4 用BJ-32型矩形波导（a ×b=72.14mm ×34.04mm ）作馈线，试问：1）当工作波长为6cm 时，波导中能传输哪些模式？2）在传输TE 10模的矩形波导中，测得相邻两波节点的距离为10.9cm ，求0λ及p λ；3）当波导中传输工作波长为0λ=10cm 的TE 10模时，求c λ、p λ及g v 。

3.5 有一无限长的矩形波导，在z ≥0处填充相对介电常数为r ε的介质，其中TE 10波的波阻抗用Z 02表示，相波长为2p λ；在z ＜0的区域填充媒质为空气，其中TE 10波的波阻抗用Z 01表示，相波长为1p λ，电磁波由z ＜0的区域引入，试证明Z 02/ Z 01= 21p p λλ。

3.6媒质为空气的同轴线外导体内直径D=7mm ，内导体直径d=3.04mm ，要求同轴线只传输TEM 波，问电磁波的最短工作波长为多少？3.7 已知带状线尺寸b=2mm 、t=0.1mm 、w=1.4mm ，介质的 2.1r ε=，求带状线的特性阻抗表2.4Z 0及传输TEM 容许的最高信号频率。

3.8 要求微带线特性阻抗Z 0=75Ω，介质的9r ε=，基片厚度h=0.8mm ，求微带线的宽度w 。

3.9 已知工作波长08mm λ=，采用矩形波导尺寸a ×b=7.112mm ×3.556mm 的TE 10模传输，现转换到圆波导TE 01模传输，要求两波导中相速度相等，问圆波导直径D 为多少？ 3.10 当矩形波导工作在TE 10模时，试问图上哪些缝会影响波的传输？4.1 求如图所示二端口网络的阻抗参量。

4.2 如图所示，试求出网络的阻抗矩阵和导纳矩阵。

4.3 如图所示，试求出网络的转移矩阵。

4.4 求如图所示的T 型网络的[A]参量矩阵。

4.5 求下图电路的参考面T 1、T 2所确定的网络散射参量矩阵。

4.6 一线性互易无耗二端口网络终端接匹配负载时，证明输入端反射系数模值1Γ与传输参2πθ=Z 0 Z 0Z 02T 1 1n2π2πθZ 01 Z 02 Z 0 Z 0T 1T 2(a)(b)题 4.5 图1V 2V Ω12 Ω31I2I+ +--题4.1 图1Z 2ZY题 4.4图l βZ 0题 4.2 图Y 0Y 1Y 2θβ=l题 4.3 图量11T 的模之间满足下列关系式2112111/)1(T T -=Γ。

4.7 如下图所示，二端口网络参考面T 2接归一化负载阻抗L Z ~。

证明参考面T 1的归一化输入阻抗为22211211~~~~~~~A Z A A Z A Z L L in ++=。

4.8 如图所示的二端口网络，试问： （1）归一化转移参量矩阵；（2）什么条件下插入此二端口网络不引起附加反射？4.9 测得矩形波导E 面的散射参量jj S +-=3111，j j S ++-=3)1(22若用上图电路等效，试求等效电路中的jb 与理想变压器的变比n 。

4.10 如下图微波网络系统，其中ab 、cd 段为理想传输线，其特性阻抗为Z 0，两段线间有一个由1jX 、2jX 构成的Γ型网络，且021Z X X ==，终端接负载02Z Z L =，试求： （1）此网络系统的[S]参量矩阵； （2）输入端'aa 的反射系数。

4.11 如下图所示，在网络系统中，1θ、2θ分别为一段理想传输线，其特性阻抗为01Z 、02Z ，jB 为并联电纳，试求归一化的散射矩阵[S]。