微波技术习题答案

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微波技术与天线总复习题及其答案

微波技术与天线总复习题及其答案

微波技术与天线基础总复习题一、填空题1、微波是一般指频率从 至 范围内的电磁波,其相应的波长从 至 。

并划为 四个波段;从电子学和物理学的观点看,微波有 、 、 、 、 等重要特点。

2、无耗传输线上的三种工作状态分别为: 、 、 。

3、传输线几个重要的参数:(1) 波阻抗: ;介质的固有波阻抗为 。

(2) 特性阻抗: ,或 ,Z 0=++I U 其表达式为Z 0= ,是一个复数; 其倒数为传输线的 .(3) 输入阻抗(分布参数阻抗): ,即Z in (d)= 。

传输线输入阻抗的特点是: a) b) c) d)(4) 传播常数:(5) 反射系数:(6) 驻波系数:(7) 无耗线在行波状态的条件是: ;工作在驻波状态的条件是: ;工作在行驻波状态的条件是: 。

4、负载获得最大输出功率时,负载Z 0与源阻抗Z g 间关系: 。

5、负载获得最大输出功率时,负载与源阻抗间关系: 。

6、史密斯圆图是求街均匀传输线有关 和 问题的一类曲线坐标图,图上有两组坐标线,即归一化阻抗或导纳的 的等值线簇与反射系数的 等值线簇,所有这些等值线都是圆或圆弧,故也称阻抗圆图或导纳圆图。

阻抗圆图上的等值线分别标有 ,而 和 ,并没有在圆图上表示出来。

导纳圆图可以通过对 旋转180°得到。

阻抗圆图的实轴左半部和右半部的刻度分别表示 或 和 或 。

圆图上的电刻度表示 ,图上0~180°是表示 。

7、阻抗匹配是使微波电路或系统无反射运载行波或尽量接近行波的技术措施,阻抗匹配主要包括三个方面的问题,它们是:(1);(2);(3)。

8、矩形波导的的主模是模,导模传输条件是,其中截止频率为,TE10模矩形波导的等效阻抗为,矩形波导保证只传输主模的条件是。

9、矩形波导的管壁电流的特点是:(1)、(2)、(3)。

10、模式简并现象是指,主模也称基模,其定义是。

单模波导是指;多模传输是。

11、圆波导中的主模为,轴对称模为,低损耗模为。

微波技术基础课后参考答案 (田加胜版)

微波技术基础课后参考答案 (田加胜版)

微波技巧基本课后习题答案1 第一章1.7 终端反射系数0050505050125050501005025L L L Z Z j j j j Z Z j j j ------Γ=====+-+--,125L j -Γ==终端驻波比1115LL L ρ+Γ===-Γ; 000505050tantan 504()5010(2)8tan 250(5050)tan 4L in L j j Z jZ d Z Z j Z jZ d j j j πβλπβ-++====-+++-. 1.11 终端反射系数00250-50011=-=250+50033j L L L Z Z e Z Z π-Γ==+,终端反射系数模值13L Γ=,相角=L φπ.依据行驻波状况时电压的变更纪律可知:=L φπ时,若1n =,则4234L n φλπλλ+=,电压处于波腹点,是以在输入端电压处于波腹点.max (1)500L L U U V +=+Γ=,所以1500=3754L U V V +=,min (1)250L L U U V +=-Γ=;max500(1)1500L L U IA Z +=+Γ==,min250(1)0.5500L L U IA Z +=-Γ==. 因为0L R Z <,负载处为电压波节点;驻波比11+1+3==211-1-3L L ρΓ=Γ,0min 250Z R ρ==Ω,max 01000R Z ρ==Ω.1.13 (1)负载1z 处的反射系数122821()0.5pp j j z L L L z e e j j λπλβ-⋅⋅-Γ=Γ=Γ=-Γ=,是以0.5L Γ=-.随意率性不雅察点z 处的反射系数22()0.5j z j z L z e e ββ--Γ=Γ=-;等效阻抗2021()10.5()501()10.5j zj zz e Z z Z z e ββ--+Γ-==-Γ+.(2)已知0L L L Z Z Z Z -Γ=+,050Z =Ω;(1)中求得0.5L Γ=-,可解出50/3L Z =Ω.(3)由等效阻抗公式2210.5()5010.5j zj ze Z z e ββ---=+,取z=0,得10.55050/310.5L Z -==Ω+. 1.14 min122()444422LLLl φλπφφλππββππΓΓΓ=+=+=+, 所以min1sin()sin()cos()222LLl φφπβΓΓ=+=,min1cos()cos()sin()222L L l φφπβΓΓ=+=-.或:在min1l 处的输入阻抗为()00min1min100min1tan tan L L Z Z jZ l Z l Z Z jZ l βρβ+==+所以()0min10min1tan tan L L Z jZ l Z jZ l βρβ+=+ 1.15(a )终端短路:0L Z =,2200()j zj zL L Z Z z e e Z Z ββ---Γ==-+,23223()12j e πλλλ-⋅⋅Γ=-=-,033()tan()022Z jZ λβλ=⋅=或031()32()0321()2Z Z λλλ+Γ==-Γ. (b )终端开路:L Z =∞,2200()j zj zL L Z Z z e e Z Z ββ---Γ==+,2142551()5j j e e πλπλλ-⋅⋅-Γ==,0112()cot()cot 555Z jZ j λβλπ=-⋅=-. (c )虚线右半部分:负载为0Z ,长度为5λ传输线的输入阻抗000in 000000tan tan tan tan L L Z jZ d Z jZ dZ Z Z Z Z jZ d Z jZ dββββ++===++;是以,从最左端看去,负载为两个0Z 并联,等效负载阻抗为02Z .传输线输入端阻抗00in 0000tan 242tan 24Z jZ Z Z Z Z Z j λβλβ+==+, 反射系数002204000112()=-=332j j zj L L Z Z Z Z z ee e Z Z Z Z λββπ-----Γ==++. (d )终端短路的/4λ传输线输入阻抗为∞,终端匹配的/2λ传输线输入阻抗为0Z ,所以支节点处等效输入阻抗为00||Z Z ∞=;再经/2λ阻抗变换得输入端输入阻抗为0Z ,反射系数-j200200e =0Z Z Z Z λβ-Γ=+;(e )终端阻抗02Z 经由两个/2λ阻抗变换之后输入阻抗仍为02Z ,另一歧路在支节点处输入阻抗仍为0/2Z ,所以支节点处等效输入阻抗为0002Z ||Z /22Z /5=;再经/4λ阻抗变换得输入端输入阻抗为20005/22/5Z Z Z =,反射系数-j2-j 004002/533e =-e 2/577Z Z Z Z λβπ-Γ==+; (f )主线上第一节点处输入阻抗为0Z ,支线支节点处00in 0000tan 8tan 8Z jZ Z Z Z Z jZ λβλβ+==+,支节点等效输入阻抗000Z ||Z Z /2=,输入端等效阻抗仍为0/2Z ,反射系数-j200200/21e =/23Z Z Z Z λβ-Γ=-+;(g )支节点处输入阻抗0002Z ||2Z Z =,输入端输入阻抗0Z ,反射系数-j200200e =0Z Z Z Z λβ-Γ=+.1.160025-j25-5025251=0.20.425-j25+5075253L L L Z Z j jj Z Z j j-----Γ====--+--,1+2.6171-2ρΓ==≈Γ,距离负载0.375λ处阻抗in003tan252550850350(2525)tan825755050(2)2525LLLLZ jZ Z jZ j jZ Z ZZ jZ j jZ jZjjjλβλβ+---===---+-==--11125255050LY jj==+-,LY的实部等于01=50Y,依据传输线导纳公式:依据单支节在传输线上的匹配前提:()inY z的实部应为01=50Y,是以:()2211tan1zβ=-+,tan0zβ=或2当tan0zβ=时,单支线在主线0d=处(即终端负载处),此处()115050inY z j=+.是以短路支节导纳为11-=50j50tanjdβ,所以tan1dβ=,支节长度/8lλ=.当tan2zβ=时,单支线在主线arctan22dλπ=处,此处()115025inY z j=-.所以短路支节导纳为11=25j50tanjdβ,所以tan0.5dβ=-,支节长度()arctan0.52lλπ=-.1.17 已知1+51-ρΓ==Γ,所以-12+13ρρΓ==;相邻电压波节点之间的距离=452cmλ,所以=90cmλ;第一电流波腹点(电压波节点)设为min1l,则min12-LlβφπΓ=,所以min1=44LlφλλπΓ+,由=90cmλ,min1=20cml得-9LπφΓ=,所以923LjjL Le eπφΓ-Γ=Γ=,进而可求出9921+13=250725.19595.271213j LL jL e Z Z j e ππ--+Γ=≈-Ω-Γ-. 1.21(1)将负载阻抗归一化得30150.60.350L j z j +==+,对应圆图上点A;在等反射系数圆上往电源偏向顺时针扭转/6λ(120度)得到点B;读取B 点的阻抗为91.5493+j13.4512Ω; (2)将输入阻抗归一化得6055111+j 6012L j z +==,对应圆图上点A;从A点做OA 射线,得角度为65.3785;从A 点做等反射系数圆与X 轴右半轴交点,读出=2.4ρ;依据-10.4167+1ρρΓ=≈; (3)在X 轴左半轴读出1==0.42.5ρ的地位,对应圆图点A;在圆图等反射系数圆上,往负载偏向逆时针扭转0.15λ(108度),读出归一化负载阻抗为0.88-j0.91L z =,0(0.88-j0.91)52.854.6L Z Z j ==-Ω.1.22 将负载阻抗归一化0.5+j0.5L z =,对应圆图点A;从点A 沿电源偏向扭转2圈,得到'BB 处输入阻抗'0.50.5BB z j =+,''05050BB BB Z Z z j =⋅=+Ω’;再将'BB z 归一化对应圆图上点B,扭转4圈得到'0.250.25AA z j =+,''0200(0.250.25)5050AA AA Z Z z j j =⋅=⋅+=+Ω.2 第二章2.6 7.214a cm =,3.404b cm =,矩形波导的截止波长c λ=;对于10TE 模,m=1,n=0,214.428c a cm λ===,83310 2.0792914.42810c c cf GHz λ-⨯==≈⨯,故c f f <,不消失10TE 模; 对于01TE 模,m=0,n=1,2 6.808c b cm λ===,83310 4.406586.80810c c cf GHz λ-⨯==≈⨯,c f f <,也不消失01TE 模; 显然11TE 和22TE 模的截止频率大于10TE 和01TE ,也不成能消失11TE 模和22TE 模.2.7 10a mm =,6b mm =,对10TE 模,220c a mm λ===;对于01TE 模,212c b mm λ===;对于11TE 模,210.29c mm λ-===≈.2.9 22.8a mm =,10.15b mm =,工作波长12mm λ=.10TE 模:245.6c a mm λλ==>,可以消失; 01TE 模:220.3c b mm λλ==>,可以消失; 02TE模:10.15c b mm λλ===<,不成以消失;11TE (11TM )模:18.5454c mm λλ===≈>,可以消失;12TE (12TM ):9.9075c mm λλ===≈<,不消失;21TE (21TM )模:15.1641c mm λλ===≈>,可以消失;20TE模:22.8c a mm λλ===>,可以消失; 30TE模:215.23c a mm λλ===>,可以消失; 40TE模:111.42c a mm λλ===<,不成以消失; 31TE (31TM ):12.167c mm λλ===≈>,可以消失.2.15 圆波导的主模为11TE 模,其截止波长3.41 3.41310.23c R cm cm λ==⨯=;截止频率892310 2.931010.2310c f Hz -⨯==⨯⨯;波导波长2247.426w cm λ--====≈;波形阻抗111787TE Z ===Ω. 2.16 11TE 模 3.41 3.413c R cm cm λ==>,01TM 模 2.61 2.613c R cm cm λ==<,所以只能传输11TE 模.2.18 β=因为波在两波导中传输时β和K 都相等,所以截止波束c K 也相等,即两个波导中截止波长相等.矩形波导中10TE 模c K aπ=,22c ca K πλ==,圆波导01TE 模 1.64c R λ=,所以圆波导半径327.11108.671.64m R mm -⨯⨯=≈.2.21 衰减20lg 100c lL edB α-=-=,求出5ln1011.513115.13/0.1c dB m l α--===;已知8.686280)c παλ=⋅--,tan 0.001δ=,8931031010m cm λ⨯==⨯,由以上解得 3.00 3.41c cm R λ≈=,所以圆波导的半径0.88R cm =. 3 第三章3.5 微带线传输的主模是准TEM 模;现实上微带传输线的准TEM 模的场部分在空气中,部分在介质中,一般用等效介电常数eff ε来暗示这种情形对传输特征的影响.eff ε的界说如下:eff CC ε=,0C 为无介质填充时微带传输线单位长度的散布电容,C 为现实上部分填充介质时微带传输线的单位长度上的散布电容.介质填充系数1/2110[1(1)]2h q w-=++.当/1w h 时,1(1)eff r q εε≈+-.3.10 w/h=0.95<1,疏忽导带厚度,00860ln()460ln(8.4210.2375)129.5125h w Z w h=+=+=Ω,1/2110[1(1)]0.64732h q w-=++=,1(1)10.6473(9.51) 6.5eff r q εε≈+-=+⨯-=;050.79Z ===Ω. 4 第四章4.1 微波谐振器和低频谐振器回路重要有3点不合:1)LC 回路为集总参数电路,微波谐振器属于散布参数电路,所以LC 回路能量只散布在LC 上,而微波谐振器的能量散布在全部腔体中;2)LC 回路在L 及C 一准时,只有一个谐振频率,而微波谐振器有无穷多个谐振频率,这称为微波谐振器的多谐性;3)微波谐振腔储能多,损耗小,是以微波谐振器品德因数很高,比LC 回路的Q 值高许多. 4.40.1mλ=,3a 10m-=,21.510b m-=⨯,特征阻抗060ln 366bZ a=≈Ω; 810r 231022/ 1.885100.1r f v πωππλ⨯⨯===≈⨯;10110-9-521l 220.110.1=2 1.88510106621.2810+p 510r r r tg p CZ tg p mλλπωπ---=++⨯⨯⨯≈⨯⨯⨯. 4.9已知r f =f 3r GHz =时,有9310⨯=;f 6r GHz =时,有9610⨯=解得a 6.3cm =≈,l 8.2cm =≈,b<a. 4.12 l 10cm =时,l/R=2<2.1,最低谐振模式为010TM 模,谐振波长2.61 2.61513.05R cm cmλ==⨯=;l15cm=时,l/R=3>2.1,最低谐振模式为111TE模,谐振波长14.8cm λ=≈.。

微波技术习题解答(部分)

微波技术习题解答(部分)

率的波,而是一个含有多种频率的波。这些多种频率成分构成一个“波群”
又称为波的包络,其传播速度称为群速,用 vg 表示,即 vg v 1 c 2
第三章 微波传输线
TEM波:相速
vp
1 v
相波长
p
2
v f
群速 vg vp v
即导波系统中TEM波的相速等于电磁波在介质中的传播速度,而相波长 等于电磁波在介质中的波长(工作波长)
插入衰减 A
A
1 S21 2
A%11 A%12 A%21 A%22 2 4
对于可逆二端口网络,则有
A
1 S21 2
1 S12 2
第四章 微波网络基础
插入相移 argT arg S21
对于可逆网络,有 S21 S12 T ,故
T T e j S12 e j12 S21 e j21
何不同?
答案:截止波长:对于TEM波,传播常数 为虚数;对于TE波和TM波,对 于一定的 kc 和 、 ,随着频率的变化,传播长数 可能为虚数,也可能为实
数,还可以等于零。当 0 时,系统处于传输与截止状态之间的临界状态,此 时对应的波长为截止波长。
当 c 时,导波系统中传输该种波型。 当 c 时,导波系统中不能传输该种波型。
第三章 微波传输线
3-3 什么是相速、相波长和群速?对于TE波、TM波和TEM波,它们的相速 相波长和群速有何不同?
答案: 相速 vp 是指导波系统中传输的电磁波的等相位面沿轴向移动的速
度,公式表示为
vp
相波长 p
是等相位面在一个周期T内移动的距离,有
p
2
欲使电磁波传输信号,必须对波进行调制,调制后的波不再是单一频
T S21 0.98e j 0.98

微波复习题参考答案(思考题)

微波复习题参考答案(思考题)

微波复习题参考答案(思考题)⼀、思考题1.什么是微波?微波有什么特点?答:微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段,频率范围从300MHz到3000GHz,波长从0.1mm到1m。

(通常,微波波段分为⽶波、厘⽶波毫⽶和亚毫⽶波四个波段。

)特点: 似光性;穿透性;宽频带特性;热效应性;散射性;抗低频⼲扰性;视距传播性;分布参数的不确定性;电磁兼容和电磁环境污染。

2. 试解释⼀下长线的物理概念,说明以长线为基础的传输线理论的主要物理现象有哪些?⼀般是采⽤哪些物理量来描述?3. 微波技术、天线与电波传播三者研究的对象分别是什么?它们有何区别和联系?4. 试解释传输线的⼯作特性参数(特性阻抗、传播常数、相速和波长)5. 传输线状态参量输⼊阻抗、反射系数、驻波⽐是如何定义的,有何特点,并分析三者之间的关系6. 阻抗匹配的意义,阻抗匹配有哪三者类型,并说明这三种匹配如何实现?7. 史密斯圆图是求解均匀传输线有关和问题的⼀类曲线坐标图,图上有两组坐标线,即归⼀化阻抗或导纳的的等值线簇与反射系数的等值线簇,所有这些等值线都是圆或圆弧,故也称阻抗圆图或导纳圆图。

阻抗圆图上的等值线分别标有,⽽特征参数和,并没有在圆图上表⽰出来。

导纳圆图可以通过对旋转180°得到。

阻抗圆图的实轴左半部和右半部的刻度分别表⽰或和或。

圆图上的电刻度表⽰,图上0~180 °是表⽰。

8. TEM、TE 和TM 波是如何定义的?什么是波导的截⽌性?分别说明矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微带线的主模是什么?9. 描述波导传输特性的主要参数有哪些,如何定义?10.为什么空⼼的⾦属波导内不能传播TEM波?试说明为什么规则⾦属波导内不能传输TEM波?答:如果内部存在TEM波,则要求磁场应完全在波导的横截⾯内,⽽且是闭合曲线。

由麦克斯韦第⼀⽅程知,闭合曲线上磁场的积分应等于与曲线相交链的电流。

由于空⼼⾦属波导中不存在轴向(即传播⽅向)的传导电流,所以必要求有传播⽅向的位移电流。

电磁场与微波技术第一二三章课后习题及部分答案

电磁场与微波技术第一二三章课后习题及部分答案

第 1 章 习 题1、 求函数()D Cz By Ax u +++=1的等值面方程。

解:根据等值面的定义:标量场中场值相同的空间点组成的曲面称为标量场的等值面,其方程为)( ),,(为常数c c z y x u =。

设常数E ,则,()E D Cz By Ax =+++1, 即:()1=+++D Cz By Ax E针对不同的常数E (不为0),对应不同的等值面。

2、 已知标量场xy u =,求场中与直线042=-+y x 相切的等值线方程。

解:根据等值线的定义可知:要求解标量场与直线相切的等值线方程,即是求解两个方程存在单解的条件,由直线方程可得:42+-=y x ,代入标量场C xy =,得到: 0422=+-C y y ,满足唯一解的条件:02416=⨯⨯-=∆C ,得到:2=C ,因此,满足条件的等值线方程为:2=xy3、 求矢量场z zy y y x xxy A ˆˆˆ222++=的矢量线方程。

解:由矢量线的微分方程:zy x A dz A dy A dx ==本题中,2xy A x =,y x A y 2=,2zy A z =, 则矢量线为:222zy dzy x dy xy dx ==,由此得到三个联立方程:x dy y dx =,z dz x dx =,zy dz x dy =2,解之,得到: 22y x =,z c x 1=,222x c y =,整理, y x ±=,z c x 1=,x c y 3±=它们代表一簇经过坐标原点的直线。

4、 求标量场z y z x u 2322+=在点M (2,0,-1)处沿z z y xy xx t ˆ3ˆˆ242+-=方向的方向导数。

解:由标量场方向导数的定义式:直角坐标系下,标量场u 在可微点M 处沿l 方向的方向导数为γβαcos cos cos zu y u x u l u ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂α、β、γ分别是l 方向的方向角,即l 方向与z y xˆˆˆ、、的夹角。

微波技术习题解

微波技术习题解

《微波技术》习题解(一、传输线理论)(共24页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--机械工业出版社《微 波 技 术》(第2版) 董金明 林萍实 邓 晖 编著习 题 解一、 传输线理论1-1 一无耗同轴电缆长10m ,内外导体间的电容为600pF 。

若电缆的一端短路, 另一端接有一脉冲发生器及示波器,测得一个脉冲信号来回一次需s ,求该电缆的特性阻抗Z 0 。

[解] 脉冲信号的传播速度为tlv 2=s /m 102101.010286⨯=⨯⨯=-该电缆的特性阻抗为 00C L Z =00C C L =lC εμ=Cv l =8121021060010⨯⨯⨯=-Ω33.83= 补充题1 写出无耗传输线上电压和电流的瞬时表达式。

[解] (本题应注明z 轴的选法)如图,z 轴的原点选在负载端,指向波源。

根据时谐场传输线方程的通解()()()()()())1()(1..210...21.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=+=+=--z I z I e A e A Z z I z U z U e A e A z U r i zj z j r i zj z j ββββ 。

为传输线的特性阻抗式中02.22.1;;,Z U A U A r i ==:(1),,212.2.的瞬时值为得式设ϕϕj r j i e U U eU U -+==⎪⎩⎪⎨⎧+--++=+-+++=-+-+)()cos()cos([1),()()cos()cos(),(21021A z t U z t U Z t z i V z t U z t U t z u ϕβωϕβωϕβωϕβω1-2 均匀无耗传输线,用聚乙烯(εr =作电介质。

(1) 对Z 0=300 Ω的平行双导线,导线的半径 r =,求线间距D 。

(2) 对Z 0 =75Ω的同轴线,内导体半径 a =,求外导体半径 b 。

[解] (1) 对于平行双导线(讲义p15式(2-6b ))0C L Z =rD r D ln ln πεπμ=r D ln 1εμπ=r D rln 120ε=300= Ω 得52.42=rD, 即 m m 5.256.052.42=⨯=D (2) 对于同轴线(讲义p15式(2-6c ))Z LZ 0○ ~ z补充题1图示0C L Z =dD d D ln 2ln2πεπμ=d D r ln 60ε=ab r ln 60ε=75= Ω 得52.6=ab, 即 mm 91.36.052.6=⨯=b 1-3 如题图1-3所示,已知Z 0=100Ω, Z L =Z 0 ,又知负载处的电压瞬时值为u 0 (t)=10sin ωt (V), 试求: S 1 、S 2 、S 3 处电压和电流的瞬时值。

微波技术基础课后参考答案 (张靖第三次习题)20170418

微波技术基础课后参考答案 (张靖第三次习题)20170418

微波技术基础课后习题答案1 第二章2.9 22.8a mm =,10.15b mm =,工作波长12mm λ=。

10TE 模:245.6c a mm λλ==>,可以存在;01TE 模:220.3c b mm λλ==>,可以存在;02TE模:10.15c b mm λλ===<,不可以存在;11TE (11TM )模:18.5454c mm λλ===≈>,可以存在;12TE (12TM ):9.9075c mm λλ===≈<, 不存在;21TE (21TM )模:15.1641c mm λλ===≈>, 可以存在;20TE模:22.8c a mm λλ===>,可以存在;30TE模:215.23c a mm λλ===>,可以存在; 40TE模:111.42c a mm λλ===<,不可以存在; 31TE (31TM ):12.167c mm λλ===≈>,可以存在。

2.11 根据空气填充矩形波导的几何尺寸,22.86a mm =,10.16b mm =。

10TE 模:245.6c a mm λ==;01TE 模:220.3c b mm λ==;20TE模:22.86c a mm λ===;11TE (11TM )模:18.5454c mm λ===≈; 因此在所有工作模式中,工作频率低于20TE 模截止频率且高于10TE 模截止频率的传输频率才能实现单模传输。

其对应的频率范围是1083310 6.5645.7210TE m s f GHz m -⨯==⨯,208331013.1222.8610TE m s f GHz m-⨯==⨯。

因此该矩形波导单模传输的频率范围是6.5613.12GHz f GHz <<。

2.15 圆波导的主模为11TE 模,其截止波长3.41 3.41310.23c R cm cm λ==⨯=; 截止频率892310 2.931010.2310c f Hz -⨯==⨯⨯;波导波长2247.426w cm λ--====≈;波形阻抗111787TE Z ===Ω. 2.20 对于传输01TE 模式的圆波导,磁场只有r H 和z H 分量,并且在波导管壁内表面只有z H 磁场分量。

微波技术习题答案5.docx

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5・2若一两端口微波网络互易,则网络参量[Z ]、[S ]的特征分别是什么?解:% = ^21&2 - ^21因为,V2 '1 ;50__-2 -声 A = 4 =T 丄1 Mo = J-2.50_25 -一1 375 .「A B4 2」 所以, C D =AS =■J1 200 ~4因为,归一化电压和电流为:匕⑵=卡二=4⑵+勺•⑵ \ Zn ;厶(z)二厶⑵= q. (z) — 勺(z)a 〕+忧=A(a 2 +b 2) + B(a 2-b 2)/Z oq — b、= CZ Q {CI 2 + E) + Z)(tz 2—b°)从而解得:~b i~「1 -(A-B/Z O )TT-1 (A + B/ZjA.-1 -(CZ 0 - D)」[-1 (CZ 0 + D)_a 2_所以进而推得[S ]矩阵为:a b_AB/Z (「c dcz () D 归一化ABCD 矩阵为:所以:5-4某微波网络如右图。

写出此网络的[ABCD ]矩阵,并用[ABCD ]矩阵推导出対应的[S ]及[T ] 参数矩阵。

根据[S ]或[T ]阵的特性对此网络的对称性做出判断。

解:2(AD-BC )—A + B / Z ()— CZ ()+ D乙+Zc — K z _7 U 乙+Z 』v[Z][/] = [V]⑸一 A + B/Z ()+CZo + D_ A + B/ Z ()—CZ Q — D2 由(3)式解得[S] -1 1 ~—- + 4/ 27 . 27所以, b\ _ 1~ 2A —B / Z° — CZ ()+DA —B / Z ()+ CZ 1 A + B / Z° — CZ Q — D A — B / Z° — CZ°+ D2 A + B/Zo + CZo + D A-B/Z +CZ -D7 .—/21力• ----- 4 j 2----- 4 j 2 7 . * (9)因为[s ]阵的转置矩阵[sy 二[S ],所以,该网络是互易的。

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微波技术习题答案
1-1何谓微波微波有何特点
答:微波是频率从300MHz至3000GHz的电磁波,相应波长1m至
微波不同于其它波段的重要特点:1、似光性和似声性 2 穿透性3、非电离性4、信息性
1-2何谓导行波其类型和特点如何
答:能量的全部或绝大部分受导行系统的导体或介质的边界约束,在有限横截面内沿确定方向(一般为轴向)传输的电磁波,简单说就是沿导行系统定向传输的电磁波,简称为导波
其类型可分为:
TEM波或准TEM波,限制在导体之间的空间沿轴向传播
横电(TE)波和横磁(TM)波,限制在金属管内沿轴向传播
表面波,电磁波能量约束在波导结构的周围(波导内和波导表面附近)沿轴向传播
1-3何谓截止波长和截止频率导模的传输条件是什么
答:导行系统中某导模无衰减所能传播的最大波长为该导模的截止波长,用λc 表示;导行系统中某导模无衰减所能传播的最小频率为该导模的截止频率,用f c表示;
导模无衰减传输条件是其截止波长大于工作波长( λc>λ)或截止频率小于工作频率(f c<f)
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,内导体外径为10mm,求其特性阻抗;若在内外导体之间填充的介质,求其特性阻抗。

2-6在长度为d的无耗线上测得Z in sc=j50Ω, Z in oc=-j50Ω,接实际负载时,VSWR=2,d min=0,λ/2,λ,···求Z L。

2-10长度为3λ/4,特性阻抗为600Ω的双导线,端接负载阻抗300 Ω;其输入电压为600V、试画出沿线电压、电流和阻抗的振幅分布图,并求其最大值和最小值。

2-12设某传输系统如图,画出AB段及BC段沿线各点电压、电流和阻抗的振幅分布图,并求出电压的最大值和最小值(R=900Ω)
2-15在特性阻抗为200Ω的无耗双导线上,测得负载处为电压驻波最小点,|V|min=8V,距λ/4处为电压驻波最大点,|V|max=10V,试求负载阻抗及负载吸收的功率。

2-20 Z0为50Ω的无耗线端接未知负载Z L,测得相邻两电压驻波最小点之间的距离d为8cm,VSWR为2,d min1为,求此Z L。

Λ
,2,1),12(4,20'''1'1'''1'1''
000=-==⇒
=⇒++=--++=--n n d n t t tg t
jtg t
tg j t tg j t jtg t
jtg t
tg j Z t tg j t jtg Z r
r r r r r r r r
r r λελββεβεεβεβεβεβεεβεβε
)
/(23.3)
/(372.048.189664.88822007.064.8882)
07214.0/14.3()103/25.210314.32(2007
.0)103/25.210314.32()/()/2(2)/2()/()(2)(22
2892892
222222
10m dB m Np a c f tg c f a tg tg k r
r TE d
==-⨯⨯=
-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=
--==πεπδεππμεωδμεωβδα
4-12 厚度为1mm,εr为的陶瓷基片上的50Ω微带线,工作频率为3GHz,导体材料为铜(t/h=,试求①导体衰减常数和介质衰减常数;②线上一个波长的导体损耗和介质损耗.
⎩⎨⎧==⎩⎨⎧+=+===----2
2
113443322221331221121
221,,l j l j l j l j e a b e a b b S b S a b S b S a a e b a e b ββββ4)(12121131211131221112111211)()(a e S a e S e a e S a e S e b S b S b l l j l j l j l j l j l j +------+=+=+=ββββββ42221)(214
2212132222142212212)()(a e S a e S e a e S a e S e b S b S b l j l l j l j l j l j l j ββββββ-+-----+=+=+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+--41222)(21)(122114122
1211a a e S e S e S e S b b l j l l j l l j l j ββββ。

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