微波技术基础第二章课后答案---杨雪霞汇总

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微波技术基础 (廖承恩 著) 西安电子科技大学出版社 课后答案

微波技术基础 (廖承恩 著) 西安电子科技大学出版社 课后答案
解: ΓL =
Z L − Z0 =0.2-0.4j=0.4472exp(-j1.11)=0.4472∠-63.44° ZL + Z0 VSWR = ρ =
1+ | ΓL | = 2.618 1− | ΓL |
幅分布图,并求其最大值和最小值。
解:
ΓL =
ww
w.
V ( d ) = VL+ e jβd (1+ | ΓL | e j ( Φ L − 2 βd ) ) 1 ∴V (3λ / 4) = VL+ e j 3π / 2 (1 + e j (π −3π ) ) = VL+ ( −4 / 3) = 600 3 + VL = −450V
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
w.
λ=
2π υ p 1 = = = β f f µε r ε 0
ww
sc oc 2-5 在长度为 d 的无耗线上测得 Z in (d ) 、 Z in (d ) 和接实际负载时的
Z in (d ) ,证明
sc oc 假定 Z in (d ) = j100Ω , Z in (d ) = − j 25Ω , Z in (d ) = 75∠30°Ω ,求 Z L 。
(2) (3)
(4)
sc oc 当 Z in (d ) = j100Ω , Z in (d ) = − j 25Ω , Z in (d ) = 75∠30°Ω 时

微波技术基础思考题

微波技术基础思考题

绪论什么是微波,微波有什么特点,微波有那些应用第一章1.传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。

微波传输线是一种分布参数电路,线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数,它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。

传输线方程是传输线理论中的基本方程。

2.均匀无耗传输线方程为其解为其参量为,,,3.终端接的不同性质的负载,均匀无耗传输线有三种工作状态:(1) 当时,传输线工作于行波状态。

线上只有入射波存在,电压电流振幅不变,相位沿传播方向滞后;沿线的阻抗均等于特性阻抗;电磁能量全部被负载吸收。

(2) 当、和时,传输线工作于驻波状态。

线上入射波和反射波的振幅相等,驻波的波腹为入射波的两倍,波节为零;电压波腹点的阻抗为无限大,电压波节点的阻抗为零,沿线其余各点的阻抗均为纯电抗;没有电磁能量的传输,只有电磁能量的交换。

(3) 当 时,传输线工作于行驻波状态。

行驻波的波腹小于两倍入射波,波节不为零;电压波腹点的阻抗为最大的纯电阻,电压波节点的阻抗为最小的纯电阻;电磁能量一部分被负载吸收,另一部分被负载反射回去。

4. 表征传输线上参量有反射系数,驻波比 和输入阻抗间关系。

它们之间的关系为 0000tan '1(')(')tan '1(')l in l Z jZ z z Z z Z Z Z jZ z z ββ++Γ==+-Γ (2 )2 2 00()()()L L j j z j z j z L L L inin z e e e e Z z Z Z z Z ϕβϕββ'''----'Γ=Γ=Γ=Γ'-='+5. 阻抗圆图和导纳圆图是传输线进行阻抗计算和阻抗匹配的重要工具。

这部分主要是搞清楚圆图的组成原理,通过练习加深理解。

6.传输线阻抗匹配方法常用阻抗变换器和分支匹配器(单分支、双分支和三分支)第二章 常用微波传输线1. 本章主要讨论了矩形波导、圆波导、同轴线、其中矩形波导、圆波导和同轴线易采用场解法来分析其场分布和传输特性,特别是矩形导波系统TE10模的传输特性,包括截止波数,截止波长,波导波长、波阻抗、相速度等的分析与求解2. 各类传输线内传输的主模及其截止波长和单模传输条件3. 了解波导的激励与耦合方法第三章 微波集成传输线1. 了解微波集成传输线的特点及分类2. 掌握带状线、微带线中传输的模式及其场分布,了解它们的主要传输特性,了解微带线的色散特性及其衰减3. 掌握耦合微带线中传输的模式及其场分布,了解耦合微带线的分析方法;奇偶模分析方法,了解特性阻抗与耦合松紧的关系第四章微波网络1.微波系统包括均匀传输线和微波元件两大部分。

微波技术基础课后习题(A)

微波技术基础课后习题(A)
微波技术基础课后习题
杜 英
2011.5.1
第二章 传输线理论
2-6 如图所示为一无耗传输线,已知工作频率
Z L 1 5 0 j 5 0
f 3G H z , Z 0 1 0 0
Z 01

,欲使 A 处无反射,试求 l 和

答案:由输入阻抗定义知
Z in A Z 0 1 Z L jZ 0 1 tan l Z 0 1 jZ 位面沿轴向移动的速
vp
度,公式表示为
p

p
2
相波长 是等相位面在一个周期T内移动的距离,有

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 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”
2 又称为波的包络,其传播速度称为群速,用 v g 表示,即 v g v 1 c
c

、 ,随着频率的变化,传播长数 可能为虚数,也可能为实
0
数,还可以等于零。当
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
0.125
0.188
D
A
0 0.5
D
0.25
B
0.15
0.2
C
0.375
0.361
0.338
第三章 微波传输线
3-2 何谓波导截止波长 c ?工作波长 大于 c 或小于 c 时,电磁波的特性有

微波技术与天线习题答案第二章电子工业出版社

微波技术与天线习题答案第二章电子工业出版社

第二章2-1 答: 将微波元件等效为网络进行分析,就是用等效电路网络参数代替原微波元件对原系统的影响。

它可将复杂的场分析变成简单易行的路分析,为复杂的微波系统提供一种简单便捷的分析工具。

2-2 答: 波导等效为双线的等效条件是两者的传输功率相等,由于模式电压,电流不唯一,导致等效特性阻抗,等效输入阻抗也不唯一,而归一化阻抗仅由反射系数确定,反射系数是可唯一测量的微波参量。

因而归一化阻抗也是唯一可确定的物理量。

故引入归一化阻抗的概念。

2-3 答: 归一化电压U 与电流I 和不归一电压U ,电流I 所表示的功率要相等,由此可得U I,的定义为U I ,2-4 答: (a) 由121220.02U U I U I ==+ 得 10[]0.021A ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦ (b) 由12212200U U I I I =+= 得 1200[]01A ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦(c) 由12121U nU I I n== 得 0[]01/n A n ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦ (d) 由 传输线方程已知终端条件的解双曲函数的形式,将j γβ=,11(),()z l z l U z U I z I ''==''==代入得1202122cos sin sin cos U lU jZ lI l I j U lI Z ββββ=+=+ 即 00cos sin []sin /cos ljZ l A j l Z l ββββ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦当 /2l θβπ==时 0100[]0.010j A j ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦(e) 将 l θβπ== 代入(d)中解 可得2-5 解: (a) 01/00[]00/0j n jn a j n j n ⎡⎤⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦(b) 010*******02020100/.0[]/0/00/.jZ jZ Z Z A j Z j Z Z Z -⎡⎤⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦2-6 解: (a)等效电路如图所示由 1221222U U j I I j U I =-+=+ 得 11221211()2211()22U I I j j U I I j j =-+-=+-即 1/21/2/2/2[]1/21/2/2/2j j jj Z j j j j --⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦ (b)等效电路如图所示 由1212U jI I jU == 得12210()()()0U j I U j I =+--=-+ ∴0[]0j Z j -⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦(c)等效电路如图所示由 1221222U U J I I j U I =+=- 得 112212()22()22j jU I I j j U I I =---=-+-∴ /2/2[]/2/2j j Z j j --⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦2-7 证: 由 111112U Z I Z I =+ ① 2121222U Z I Z I =+ ② 将 22L U Z I =-代入 ② 得 122122L IZ Z Z I -=+ ∴ 212121112111122in LU I Z Z Z Z Z I I Z Z ==+=-+ 2-8 证: 由 111112I Y U Y U =+ ① 212122I Y U Y U =+ ②将 22L I Y U =-代入②得 22121/L Y Y Y UU -=+ 即212122LU Y U Y Y =-- 代入①有 2-9 证: 由互易时 det[A]=1 可得即 12A x = 且 20xB +≠ 0B ≠2-10 证: ∵11121221212222U a U a I I a U a I =+=+ 且22L U Z I = ∴ 1112212111212122222122//L in L U a U I a a Z a Z I a U I a a Z a ++===++ 2-11 解: 设波节处的参考面为1T ' 则将参照面1T '内移到1T 1min1/4l θβπ==∴ 1211110.2j S S e j θ'==-由对称性可知 22110.2S j S =-= 由无耗网络的性质可知 22121112111,/2S S θθπ=-=± ∴ 12210.98S S ==±=±∴ 0.20.98[]0.980.2j S j -±⎡⎤=⎢⎥±-⎣⎦ 2-12 解: 插入相移 21arg S θπ== 插入衰减 2211()10lg0.175L dB dB S ==电压传输系数 210.98j T S e π== 输入驻波比 11111 1.51S S ρ+==-2-13 解: 由 0[]0j a j ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦ 可知 0[]0j S j -⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦ 由1212U jI I jU == 可得12210()()()0U j I U j I =+--=-+ 即 0[]0j Z j -⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦由1221I jU I jU =-= 得 0[]0j Y j ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦2-14 解: 插入驻波比 即为输入驻波比 即 111112212211111112212211,,[]011j S a a a aS aS a a a a ρ+⎡⎤+--===⎢⎥-+++⎣⎦∴ 1111, 2.622j S S j ρ====+2-15 解: 11l θβ= 111211122122[]j j j S e S e S S e S θθθ---⎡⎤'=⎢⎥⎣⎦2-16 解: 11l θβ=内移 22l θβ=外移 30θ=不动∴ 11211222122()111213()2212223313233[]j j j j j j j j S e S e S e S S e S e S e S e S e S θθθθθθθθθθ-----⎡⎤⎢⎥'=⎢⎥⎢⎥⎣⎦由 [][]S P S P '= 也可求得 其中 120000001j j e P e θθ-⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦2-17 解: 代入式 (2-44a)可得∴ 2/31/3[]1/32/3S ±⎡⎤=⎢⎥±⎣⎦由 [][][1]S S +≠ 可知该网络是互易有耗的。

廖承恩《微波技术基础》习题解答(最全的版本)

廖承恩《微波技术基础》习题解答(最全的版本)
| V (d ) |=| VL+ | [1+ | ΓL |2 +2 | ΓL | cos(Φ L − 2 βd )]1/ 2 = 450[10 / 9 − 2 / 3 cos(2πd / λ )]1 / 2 | I ( d ) |=| VL+ | [1+ | ΓL |2 −2 | ΓL | cos(Φ L − 2 βd )]1 / 2 = 450[10 / 9 + 2 / 3 cos(2πd / λ )]1 / 2 | Z in (d ) |=| V ( d ) / I (d ) |
(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

廖承恩《微波技术基础》习题解答(最全的版本)

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V ( z ) = V0+ [e − jβ z + Γ(d )e jβ z ] = V0+ e − jβ z
I ( z ) = I 0+ [e − j β z − Γ (d )e jβ z ] = I 0+ e − jβ z =
又因为行波状态下,沿线的阻抗为 Z in ( z ) = Z 0 所以在 AA’处的输入端电压为 Vin = 900

2 × 10 −1 = 552.6Ω 2 × 10 −3
co m
解法二:在空气中υ p 所以 Z 0 =
= 3 ×108
1 1 = = 55.6Ω 8 υ p C1 3 × 10 × 60 × 10 −12
L1 =
Z0 55.6 = = 1.85 × 10 − 7 H 8 υ p 3 × 10
2-4

Ω;其输入端电压为 600V、试画出沿线电压、电流和阻抗的振
kh da
Z L − Z0 =-1/3=1/3exp(jπ) ZL + Z0

2-10 长度为 3λ/4,特性阻抗为 600 Ω的双导线,端接负载阻抗 300
答 案
Z in (d ) = Z 0
Z L + jZ 0 tg ( βd ) = 38.24+j3.14 Z 0 + jZ L tg ( βd )

(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

微波技术练习习题答案

.微波技术习题答案1-1何谓微波?微波有何特色?答:微波是频次从300MHz 至3000GHz 的电磁波,相应波长1m至0.1mm 微波不一样于其余波段的重要特色: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?其种类和特色怎样?答:能量的所有或绝大多数受导行系统的导体或介质的界限拘束,在有限横截面内沿确立方向(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,简称为导波其种类可分为:TEM波或准TEM波,限制在导体之间的空间沿轴向流传横电(TE)波和横磁(TM)波,限制在金属管内沿轴向流传表面波,电磁波能量拘束在波导构造的四周(波导内和波导表面邻近)沿轴向传播1-3何谓截止波长和截止频次?导模的传输条件是什么?答:导行系统中某导模无衰减所能流传的最大波长为该导模的截止波长,用λ c 表示;导行系统中某导模无衰减所能流传的最小频次为该导模的截止频次,用fc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)或截止频次小于工作频次(f c<f)2-1某双导线的直径为2mm,间距为10cm,四周介质为空气,求其特征阻抗。

某同轴线的外导体内直径为23mm,内导体外径为10mm,求其特征阻抗;若..在内外导体之间填补 2.25的介质,求其特征阻抗。

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

2-10长度为3λ/4,特征阻抗为600Ω的双导线,端接负载阻抗300Ω;其输入电压为600V、试画出沿线电压、电流和阻抗的振幅散布图,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、电流和阻抗的振幅散布图,并求出电压的最大值和最小值(R=900Ω)..2-15在特征阻抗为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汲取的功率。

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》题集

《微波技术基础》题集一、选择题(每题2分,共20分)1.微波是指频率为()的电磁波。

A. 300MHz-300GHzB. 300Hz-300MHzC. 300GHz-300THzD. 300kHz-300MHz2.微波在真空中的传播速度与()相同。

A. 光速B. 声速C. 电场传播速度D. 磁场传播速度3.微波的主要特性不包括()。

A. 直线传播B. 穿透性强C. 反射性D. 绕射能力强4.微波传输线主要包括()。

A. 同轴电缆和光纤B. 双绞线和同轴电缆C. 光纤和波导D. 双绞线和波导5.在微波通信中,常用的天线类型是()。

A. 偶极子天线B. 抛物面天线C. 环形天线D. 螺旋天线6.微波谐振腔的主要作用是()。

A. 储存微波能量B. 放大微波信号C. 转换微波频率D. 衰减微波信号7.微波加热的原理是()。

A. 微波与物体内部的分子振动相互作用B. 微波使物体表面温度升高C. 微波直接转化为热能D. 微波引起物体内部化学反应8.微波在介质中的传播速度与介质的()有关。

A. 密度B. 介电常数C. 磁导率D. 温度9.微波通信中,为了减少信号的衰减,通常采取的措施是()。

A. 增加信号频率B. 减小信号功率C. 使用中继站D. 改用光纤通信10.微波测量中,常用的仪器是()。

A. 示波器B. 微波功率计C. 万用表D. 频谱分析仪(部分功能重叠,但更专用于频率分析)二、填空题(每题2分,共20分)1.微波的频率范围是_________至_________。

2.微波在真空中的传播速度约为_________m/s。

3.微波的_________特性使其在雷达和通信系统中得到广泛应用。

4.微波传输线中,_________具有宽频带、低损耗的特点。

5.微波天线的作用是将微波能量转换为_________或相反。

6.微波加热过程中,物体吸收微波能并将其转化为_________。

7.微波在介质中的衰减主要取决于介质的_________和频率。

微波技术基础期末试题二与参考答案[1]

(3) ab
1 b 4 , 1 b 3
bc cd
1 c 4, 1 c 1 d 2 1 d
四. (共 20 分,每小题 10 分)圆图完成(要求写清必要步骤) 1 . 在 特 性 阻 抗 Z 0 500 的 无 耗 传 输 线 上 , 测 得 U
六. (10 分)一微波元件的等效网络如图所示,利用网络级联方法计算当 理想传输线 为何值时,网络不引起反射。
解:将等效网络分解为 3 个网络的级联,归一化传输矩阵分别为
cos A 1 j sin
1 j sin , A2 cos 0
2. 已知传输线的特性阻抗为 50Ω,终端接阻抗为 Z L 25 j 75 的负 载,采用并联单支节匹配,确定支节的位置 d 和长度 l。 解:负载阻抗归一化
Z Z 0.5 j1.5 Z L L 0
在阻抗圆图上找到负载对应的A点,沿等驻波系数圆旋转 180o,得到B点, 可读出负载的归一化导纳为
即当 1、2 端口反相输入时,1、2 端口的输出为零,3 端口有“和”输出,4 端口为零输出。
6
七. (10 分)写出匹配双 T 的 S 矩阵,分析 4 个端口的匹配、隔离、平分 特性;并求当 1、2 端口反相输入时,各个端口的输出为多少? 解:匹配双 T 的 S 矩阵为
0 0 1 1 0 0 1 S 2 1 1 0 1 1 0
1 1 0 0
匹配特性:如果 3、4 端口匹配,则 1、2 端口自动匹配 隔离特性:由S 12 =S 21 =0,可知 1、2 端口隔离,同理,由S 34 =S 43 =0,可知 3、4 端口隔离, 平分特性: 由S 31 =S 41 =
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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(0z E =,0z H =),TE 波(0z E =,0z H ≠),TM 波(0z E ≠,0z H =) 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:0z E =,0z H =的为TEM 波;0z E =,0z H ≠为TE 波;0z E ≠,0z H =为TM 波。

TE 波阻抗:
x TE y E wu Z H ηβ===>
TM 波阻抗:
x TM y E Z H w βηε=== 其中η为TEM 波在无限答煤质中的波阻抗。

2-4 试将关系式y z x H H jw E y z ε∂∂-=∂∂,推导为1()z x y H E j H jw y
βε∂=+∂。

解:由y H 的场分量关系式0j z y H H e β-=(0H 与z 无关)得:
y
y H j H z β∂=-∂ 利用关系式y z x H H jw E y z
ε∂∂-=∂∂可推出: 11()()y z z x y H H H E j H jw y z jw y
βεε∂∂∂=+=+∂∂∂ 2-5 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 λ?当工作波长λ大于或小于c λ时,波导内的电磁波的特性有何
不同?
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2c c k πλ=; 当工作波长大于截止波长时,波数c k k <,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c k k >,此时电磁波能在波导内传播; 2-7 矩形波导中的截止波长c λ和波导波长g λ,相速度p υ和群速度g υ有什么区别和联系?它们与哪些因素有关?
答:
波导波长为2g π
λλβ==>,c λ为截止波长
群速为g c υ=<,
相速为p υ=,且2p g c υυ⋅=,与c ,工作波长λ,截止波长c λ有关。

2-8 在矩形波导中不存在0TM m 和0TM n 这两种波型,为什么?
答:根据TM 波的特点0z E ≠,0z H =,由TM 波的场分量表达式可知 mn TM 在m=0或n=0时,0z E =,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10TE 波型,其条件是什么?若波导尺寸不变,而填充1r μ=,1ε>r 的介质,只传输10TE 波型的条件又是什么? 解: 由于10TE 的截止波长C 2a λ=,而20TE 的截止波长为a ,01TE 的截止波长为2b 。

若要保证单模传输10TE ,则由传输条件C λλ<,20TE 与01TE 均被截止,故有
a<<2a
a 2λλλ<< 同时 2
b b 2
λλ> < 若波导中全填充1r μ=,1r ε>
的介质,则波长变为。

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