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)
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微波技术基础课后习题答案

1 第一章

1.7 终端反射系数005050505012

5050501005025

L L L Z Z j j j j Z Z j j j ------Γ=

====

+-+--,

1255

L j -Γ=

=

;

终端驻波比111L

L L ρ+

+Γ=

==-Γ; 000505050tan

tan 504()50

10(2)8tan 250(5050)tan 4L in L j j Z jZ d Z Z j Z jZ d j j j π

βλπβ-++====-+++-。

1.11 终端反射系数00250-50011=-=250+50033

j L L L Z Z e Z Z π

-Γ=

=+,终端反射系数模值

1

3

L Γ=

,相角=L φπ。 根据行驻波状态时电压的变化规律可知:

=L φπ时,若1n =,则4234L n φλπλλ+=,电压处于波腹点,因此在输入端电

压处于波腹点。

max

(1)500L L U U V +=+Γ=,所以1500

=3754

L U V V +=,min (1)250L L U

U V +=-Γ=;max

500

(1)1500

L L U I

A Z +=

+Γ=

=,min

250

(1)0.5500

L L U I

A Z +=

-Γ=

=。 由于0L R Z <,负载处为电压波节点;驻波比1

1+

1+3==21

1-1-3

L

L ρΓ=Γ,

1.13 (1)负载1z 处的反射系数1228

21()0.5p

p j j z L L L z e e

j j λπλβ-?

?-Γ=Γ=Γ=-Γ=,因此

0.5L Γ=-。任意观察点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()50

1()10.5j z

j z z e Z z Z z e ββ--+Γ-==-Γ+。 (2)已知0

L 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 z

j z

e Z z e

ββ---=+,取z=0,得10.55050/310.5L Z -==Ω+。

1.14 min122()444422

L

L

L

l φλπφφλππββππΓΓΓ

=+=+=+, 所以min1sin()sin()cos()222L

L

l φφπβΓΓ=+

=,min1cos()cos()sin()222

L

L

l φφπβΓ

Γ=+=-。 min1min1min1

min1min1min1

L

L

L L

L

L

L

L

L L L 1j tan cos j sin tan cos sin --sin

j +cos

22=+-sin j -cos 22-sin

jcos

+sin

jcos

2222-sin jcos -sin 22L L L L L L l l l Z Z j l l j l Z Z ρββρβρβρββφφφφ

φφφφφφφ--=--Γ?-ΓΓ?-Γ-Γ-=-Γ(1)()(1)(1)()(1)()()

()(L L

L L

L L L -j

j

2

20

-j

j

2

2j 00

j jcos 22je

+e je

-e 1e 11e 1L L L L

L L L

j Z j Z Z Z φφφφφφφ--Γ-=-Γ-+Γ+Γ===-Γ-Γ)

()()

或:在min1l 处的输入阻抗为()0

0min1

min10

0min1

tan tan L L Z Z jZ l Z l Z Z jZ l βρ

β+=

=+

所以()0min10min1tan tan L L Z jZ l Z jZ l βρβ+=+

min1

min1

1tan tan L j l Z Z j l ρβρβ-=-

1.15 (a )终端短路: 0L Z =,2200

()j z

j z L L Z Z z e e Z Z ββ---Γ=

=-+,

2322

3

()12

j e πλ

λλ-??Γ=-=-,033()tan()022Z jZ λβλ=?=或031()32()0321()2

Z Z λλλ+Γ==-Γ。

(b )终端开路:L Z =∞,2200

()j z j z L L Z Z z e e

Z Z ββ---Γ==+,214255

1()5j j e e πλπλλ-??-Γ==,0112

()cot()cot 555

Z jZ j λβλπ=-?=-。 (c )虚线右半部分:负载为0Z ,长度为

5

λ

传输线的输入阻抗000in 0

00000tan tan tan tan L L Z jZ d Z jZ d

Z Z Z Z Z jZ d Z jZ d

ββββ++===++;

因此,从最左端看去,负载为两个0Z 并联,等效负载阻抗为

2

Z 。

传输线输入端阻抗00in 00

00tan 242tan 24Z jZ Z Z Z Z Z j λ

β

λβ

+==+, 反射系数0

02204

00

0112()=-=332

j j z

j L L Z Z Z Z z e

e e Z Z Z Z λ

ββπ-----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-j200200

e =0Z Z Z Z λ

β-Γ=+;

(e )终端阻抗02Z 经过两个/2λ阻抗变换之后输入阻抗仍为02Z ,另一支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2

0005/22/5Z Z Z =,反射系数

-j2-j 004002/533e =-e 2/577

Z 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 0

000tan 8tan 8

Z jZ Z Z Z Z jZ λβλ

β

+==+,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-j200200/21

e =/23

Z 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

-j 200200

e =0Z Z Z Z λ

β

-Γ=+。

1.16

0025-j25-5025251=0.20.4

25-j25+5075253L L L Z Z j j

j Z Z j j

-----Γ====--+--

1+ 2.6171-ρΓ==≈Γ,距离负载0.3λ处阻抗

00i n 00

003t

a n

252550

850350(2525)tan 8

25755050(2)

2525

L L L L Z jZ Z jZ j j Z Z Z Z jZ j j Z jZ j j j λβλβ+---===---+-==-- 111

25255050

L Y j j =

=+-,L Y 的实部等于01=50Y ,

根据传输线导纳公式:

()()()()00021

11tan tan 1505050

11

1tan 50tan 50505011tan 112tan 501tan 501tan 1

L in L j j z Y jY z Y z Y Y jY z j j z j z j z

z j z ββββββββ??++ ?+??==

+??++ ???+++=

=

-+-+ 根据单支节在传输线上的匹配条件:()in Y z 的实部应为01

=

50

Y ,因此: ()

2

2

11tan 1

z β=-+,tan 0z β=或2

当tan 0z β=时,单支线在主线0d =处(即终端负载处),此处()115050

in Y z j =

+。

因此短路支节导纳为11-

=50j50tan j d

β,所以tan 1d β=,支节长度/8l λ=。 当tan 2z β=时,单支线在主线arctan 22d λπ=处,此处()11

5025

in Y z j =-。所以短路支节导纳为

11

=

25j50tan j d

β,所以t a n 0.d β=-,支节长度

()arctan 0.52l λ

π

=

-。

1.17 已知1+51-ρΓ=

,所以-12

+13

ρρΓ=

=; 相邻电压波节点之间的距离

=452

cm λ

,所以=90cm λ;

第一电流波腹点(电压波节点)设为min1l ,则m i n 12-L l βφπΓ=,

所以min1=44

L

l φλλ

πΓ+,由=90cm λ,min1=20cm l 得-9

L π

φΓ=,所以923

L

j j L L e

e π

φΓ-Γ=Γ=,进而可求出9

09

21+13=250725.19595.271213

j L

L j L e Z Z j e π

π--+Γ=≈-Ω-Γ-。

1.21

(1)将负载阻抗归一化得3015

0.60.350

L j z j +=

=+,对应圆图上点A ;在等反射系数圆上往电源方向顺时针旋转/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605511

1+j 6012

L 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;根据-1

0.4167+1

ρρΓ=

≈; (3)在X 轴左半轴读出1

=

=0.42.5

ρ的位置,对应圆图点A ;在圆图等反射系数圆上,往负载方向逆时针旋转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 沿电源方向旋转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 ,旋转

4

圈得到'0.25

0.25

AA 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=

==,

8

3

310 2.0792914.42810

c c c

f GHz λ-?==≈?,故c f f <,不存在10TE 模; 对于01TE 模,

m=0,n=1, 2 6.808c b cm λ=

==,

8

3

310 4.406586.80810

c c c

f GHz λ-?==≈?,c f f <,也不存在01TE 模; 显然11TE 和22TE 模的截止频率大于10TE 和01TE ,也不可能存在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,2

10.29c 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:2

15.23

c a mm λλ=

==>,可以存在; 40TE

模:1

11.42

c a mm λλ=

==<,不可以存在; 31TE (31TM )

:12.167c mm λλ==

=

≈>,

可以存在。

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89

2

310 2.931010.2310

c f Hz -?==??;波导波长

2

2

47.426w 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=由于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 a

π

=

,22c c

a K π

λ=

=,圆波导01TE 模 1.64c R λ=,所以圆波导半径327.11108.671.64

m

R mm -??=

≈。

2.21 衰减20lg 100c l

L e

dB α-=-=,求出5ln1011.513

115.13/0.1

c 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;实际上微带传输线的准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来表示这种情况对传输特性的影响。eff ε的定义如下:

eff C

C ε=

,0C 为无介质填充时微带传输线单位长度的分布电容,C 为实际上部分填充介质时微带传输线的单位长度上的分布电容。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,忽略导带厚度,

00860ln(

)460ln(8.4210.2375)129.5125h w Z w h

=+=+=Ω

,1/2

110[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主要有3点不同:

1)LC 回路为集总参数电路,微波谐振器属于分布参数电路,所以LC 回路能量只分布在LC 上,而微波谐振器的能量分布在整个腔体中;

2)LC 回路在L 及C 一定时,只有一个谐振频率,而微波谐振器有无限多个谐振频率,这称为微波谐振器的多谐性;

3)微波谐振腔储能多,损耗小,因此微波谐振器品质因数很高,比LC 回路的Q 值高很多。

4.4 0.1m λ=,3a 10m -=,21.510b m -=?,

特性阻抗060ln366b

Z a

=≈Ω;

8

10r 231022/ 1.885100.1

r f v πωππλ??===≈?;

10110-9-521l 22

0.110.1

=

2 1.88510106621.2810+p 510r r r tg p CZ tg p

m

λλπωπ---=++???≈???。 4.9

已知r f =

f 3r GHz =

时,有9

310?=

f 6r GHz =

时,有9

610?=

解得a 6.3cm =

,l 8.2cm =≈,b

最低谐振模式为010TM 模,谐振波

长2.61 2.61513.05R cm cm λ==?=;

l 15cm =时,l /R =3>,最低谐振模式为111TE 模,谐振波长

14.8cm λ=≈。

微波技术基础试题三

一.简答:(50分) 1.什么是色散波和非色散波?(5分) 答:有的波型如TE 波和TM 波,当波导的形状、尺寸和所填充的介质给定时,对于传输某一波形的电磁波而言,其相速v p 和群速v g 都随频率而变化的,把具有这种特性的波型称为色散波。而TEM 波的相速v p 和群速v g 与频率无关,把具有这种特性的波型称为非色散波。 2.矩形波导、圆波导和同轴线分别传输的是什么类型的波?(5分) 答:(1)矩形波导为单导体的金属管,根据边界条件波导中不可能传输TEM 波,只能传输TE 波和TM 波。 (2)圆波导是横截面为圆形的空心金属管,其电磁波传输特性类似于矩形波导不可能传输TEM 波,只能传输TE 波和TM 波。 (3)同轴线是一种双导体传输线。它既可传输TEM 波,也可传输TE 波和TM 波。 3.什么是TE 波、TM 波和TEM 波?(5分) 答:根据导波系统中电磁波按纵向场分量的有无,可分为三种波型: (1)横磁波(TM 波),又称电波(E 波):0=H Z ,0≠E Z ; (2)横电波(TE 波),又称磁波(H 波):0=E Z ,0≠H Z ; (3)横电磁波(TEM ):0=E Z ,0=H Z 。 4.导波系统中的相速和相波长的含义是什么?(5分) 答:相速v p 是指导波系统中传输电磁波的等相位面沿轴向移动的速度。 相波长λp 是指等相位面在一个周期T 内移动的距离。 5.为什么多节阶梯阻抗变换器比单节阻抗变换器的工作频带要宽?(5分) 答:以两节阶梯阻抗变换器为例,设每节4 λ阻抗变换器长度为θ,三个阶

梯突变的电压反射系数分别为 Γ ΓΓ2 1 ,,则点反射系数为 e e U U j j i r θ θ 42210--ΓΓΓ++==Γ,式中说明,当采用单节变换器时只有两 个阶梯突变面,反射系数Γ的表达式中只有前两项,若取ΓΓ=10,在中心频率处,2/πθ=这两项的和为零,即两突变面处的反射波在输入端相互抵消,从而获得匹配;但偏离中心频率时,因2/πθ≠,则两个反射波不能完全抵消。然而在多节阶梯的情况下,由于多节突变面数目增多,参与抵消作用的反射波数量也增多,在允许的最大反射系数容量Γm 相同的条件下, 使工作频带增宽。 6.请简述双分支匹配器实现阻抗匹配的原理。(7分) 答: B A Z L 如图设:AA’,BB’两个参考面分别跨接两个短截线,归一化电纳为jB 1,jB 2 A A’,BB’两参考面处的等效导纳,在考虑分支线之前和之后分别为 y iA ',y A A '' y iB ',y B B ' ' ,从负载端说起,首先根据负载导纳在导纳圆图上找 到表示归一化负载导纳的点,以此点到坐标原点的距离为半径,以坐标原点为圆心画等反射系数圆,沿此圆周将该点顺时针旋转(4πd 1)rad ,

微波技术基础第四章课后答案 杨雪霞概要

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 02T W Q 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,0 1l 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 = ===

微波技术基础考试题一

一、填空题(40分,每空2分) 1、微波是指波长从1米到0.1毫米范围内的电磁波。则其对应的频率范围从___ ___赫兹 到___ __赫兹。 2、研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。一种是 的分析方法, 一种是 分析方法。 3、微波传输线种类繁多,按其传输的电磁波型,大致可划分为三种类 型 、 、 。 4、测得一微波传输线的反射系数的模2 1=Γ,则行波系数=K ;若特性阻抗Ω=750Z ,则波节点的输入阻抗=)(波节in R 。 5.矩形波导尺寸cm a 2=,cm b 1.1=。若在此波导中只传输10TE 模,则其中电磁波的工作 波长范围为 。 6.均匀无耗传输线工作状态分三种:(1) (2) (3) 。 7.微波传输系统的阻抗匹配分为两种: 和 。阻抗匹配的方法中最基本 的是采用 和 作为匹配网络。 8.从传输线方程看,传输线上任一点处的电压或电流都等于该处相应的 波 和 波的叠加。 9. 阻抗圆图是由等反射系数圆和__ ___组成。 二、简答或证明题(20分,第1题8分,第2题6分,第3题6分) 1、设特性阻抗为0Z 的无耗传输的行波系数为K ,第一个电压波节点到负载的距离min l 证明:此时终端负载阻抗为:min min 0tan K 1tan j K l j l Z Z L ββ--= (8分)

2、若想探测矩形波导内的驻波分布情况,应在什么位置开槽?为什么?(请用铅笔画出示意图)(6分) 3、微波传输线的特性阻抗和输入阻抗的定义是什么? (6分) 三、计算题(40分) 1、如图所示一微波传输系统,其 0Z 已知。求输入阻抗in Z 、各点的反射系数及各段的电压驻 波比。(10分)

微波技术基础第二章课后答案 杨雪霞知识分享

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

微波技术基础 简答题整理

第一章传输线理论 1-1.什么叫传输线?何谓长线和短线? 一般来讲,凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同体组成的导波系统,均可成为传输线;长线是指传输线的几何长度l远大于所传输的电磁波的波长或与λ可相比拟,反之为短线。(界限可认为是l/λ>=0.05) 1-2.从传输线传输波形来分类,传输线可分为哪几类?从损耗特性方面考虑,又可以分为哪几类? 按传输波形分类: (1)TEM(横电磁)波传输线 例如双导线、同轴线、带状线、微带线;共同特征:双导体传输系统; (2)TE(横电)波和TM(横磁)波传输线 例如矩形金属波导、圆形金属波导;共同特点:单导体传输系统; (3)表面波传输线 例如介质波导、介质镜像线;共同特征:传输波形属于混合波形(TE波和TM 波的叠加) 按损耗特性分类: (1)分米波或米波传输线(双导线、同轴线) (2)厘米波或分米波传输线(空心金属波导管、带状线、微带线) (3)毫米波或亚毫米波传输线(空心金属波导管、介质波导、介质镜像线、微带线) (4)光频波段传输线(介质光波导、光纤) 1-3.什么是传输线的特性阻抗,它和哪些因素有关?阻抗匹配的物理实质是什么? 传输线的特性阻抗是传输线处于行波传输状态时,同一点的电压电流比。其数值只和传输线的结构,材料和电磁波频率有关。 阻抗匹配时终端负载吸收全部入射功率,而不产生反射波。 1-4.理想均匀无耗传输线的工作状态有哪些?他们各自的特点是什么?在什么情况的终端负载下得到这些工作状态?

(1)行波状态: 0Z Z L =,负载阻抗等于特性阻抗(即阻抗匹配)或者传输线无限长。 终端负载吸收全部的入射功率而不产生反射波。在传输线上波的传播过程中,只存在相位的变化而没有幅度的变化。 (2)驻波状态: 终端开路,或短路,或终端接纯抗性负载。 电压,电流在时间,空间分布上相差π/2,传输线上无能量传输,只是发生能量交换。传输线传输的入射波在终端产生全反射,负载不吸收能量,传输线沿线各点传输功率为0.此时线上的入射波与反射波相叠加,形成驻波状态。 (3)行驻波状态: 终端负载为复数或实数阻抗(L L L X R Z ±=或L L R Z =)。 信号源传输的能量,一部分被负载吸收,一部分反射回去。反射波功率小于入射波功率。 1-5.何谓分布参数电路?何谓集总参数电路? 集总参数电路由集总参数元件组成,连接元件的导线没有分布参数效应,导线沿线电压、电流的大小与相位,与空间位置无关。分布参数电路中,沿传输线电压、电流的大小与相位随空间位置变化,传输线存在分布参数效应。 1-6.微波传输系统的阻抗匹配分为两种:共轭匹配和无反射匹配,阻抗匹配的方法中最基本的是采用λ/4阻抗匹配器和支节匹配器作为匹配网络。 1-7.传输线某参考面的输入阻抗定义为该参考面的总电压和总电流的比值;传输线的特征阻抗等于入射电压和入射电流的比值;传输线的波阻抗定义为传输线内横向电场和横向磁场的比值。 1-8.传输线上存在驻波时,传输线上相邻的电压最大位置和电压最小位置的距离相差λ/4,在这些位置输入阻抗共同的特点是纯电阻。 第二章 微波传输线 2-1.什么叫模式或波形?有哪几种模式?

微波技术基础第二章课后答案杨雪霞汇总

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 z R 2-4试将关系式 z y =jw ;E x ,推导为E x ( —j :Hy )。 cy az jw g £y 解:由H y 的场分量关系式 H y =H O e —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 cz 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 ?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 : z jw ; /H y )

微波技术基础第三章课后答案 杨雪霞汇总

3-1 一根以聚四氟乙烯 2.10r ε=为填充介质的带状线,已知其厚度b =5mm ,金属导带厚度和宽度分别为0t =、W =2mm ,求此带状线的特性阻抗及其不出现高次模式的最高频率。 解: 由于/2/50.40.35W b ==>,由公式 20 (0.35/)e W W b b W b ?=-? -? /0.35/0.35 W b W b <> 得中心导带的有效宽度为:2e W W mm ≈=, 077.3Z = =Ω 带状线的主模为TEM 模,但若尺寸不对也会引起高次模,为抑止高次模,带状线的最短工作波长应满足: 10 10 max(,)cTE cTM λλλ> 10 2 5.8cTE mm λ== mm b r cTM 5.14210 ==ελ 所以它的工作最高频率 GHz c f 20105.141033 8 =??==-λ 3-2 对于特性阻抗为50Ω的铜导体带状线,介质厚度b =0.32cm ,有效相对介电常数 2.20r ε=,求线的宽度W 。若介质的损耗角正切为0.001,工作频率为10GHz ,计算单位 为dB/λ的衰减,假定导体的厚度为t =0.01mm 。 解: 074.2120==< 和030)0.4410.830x π=-=,所以 由公式 00, 1200.85120 x W b ??? 其中, 0.441x = 计算宽度为(0.32)(0.830)0.266W bx cm ===。 在10GHz ,波数为

1310.6k m -= = 由公式 )(/2tan 波TEM m Np k d δ α= 介电衰减为 m Np k d /155.02)001.0)(6.310(2tan === δα 在10GHz 下铜的表面电阻为0.026s R =Ω。于是,根据公式 300002.710120 ,30()/0.16120,s r c s R Z A b t Np m R B Z b επα-????? 其中 2121ln()W b t b t A b t b t t π+-=+ +-- 0.414141(0.5ln )(0.50.7)2b t W B W t W t ππ=+ +++ 得出的导体的衰减为 m Np A t b Z R r s c /122.0)(30107.203=-?=-πεα 因为 4.74A =。总的衰减常数为 0.277/d c Np m ααα=+= 以dB 为单位,为 ()201 2.41/dB ge dB m αα== 在10GHz ,在带状线上的波长为 cm f c r 02.2== ελ 所以,用波长来表示的衰减为 ()(2.41)(0.0202)0.049/dB dB αλ== 3-3 已知带状线两接地板间距b =6cm ,中心导带宽度W =2cm ,厚度t =0.55cm ,试求填充

微波技术基础期末试题一

《微波技术基础》期末试题一 选择填空题(共30分,每题3分) 1.下面哪种应用未使用微波() (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() (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() (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() 5.圆波导中的TE11模横截面的场分布为() (a)(b)(c) 6.均匀无耗传输线的工作状态有三种,分别为,和。

7.耦合微带线中奇模激励的对称面是壁,偶模激励的对称面是壁。 8.表征微波网络的主要工作参量有阻抗参量、参量、参量、散射参量和参量。 9.衰减器有衰减器、衰减器和衰减器三种。 10.微波谐振器基本参量有、和三种。 二.(8分)在特性阻抗Z0=200?的传输线上,测得电压驻波比ρ=2,终端为 U0V,求终端反射系数、负载阻 =1 电压波节点,传输线上电压最大值 max 抗和负载上消耗的功率。 三.(10分)已知传输线特性阻抗Z0=75?,负载阻抗Z L=75+j100?,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的位置和传输线的输入阻抗(要求写清必要步骤)。 四.(10分)传输线的特性阻抗Z0=50Ω,负载阻抗为Z L=75Ω,若采用单支节匹配,求支节线的接入位置d和支节线的长度l(要求写清必要步骤)。五.(15分)矩形波导中的主模是什么模式;当工作波长为λ=2cm时,BJ-100型(a*b=22.86*10.16mm2)矩形波导中可传输的模式,如要保证单模传输,求工作波长的范围;当工作波长为λ=3cm时,求λp,vp及vg。 六.(15分)二端口网络如图所示,其中传输线的特性阻抗Z0=200Ω,并联阻抗分别为Z1=100Ω和Z2=j200Ω,求网络的归一化散射矩阵参量S11和S21,网络的插入衰减(dB形式)、插入相移与输入驻波比。

电子科技大学中山学院07微波技术基础考试试卷A

一、填空题(共28分,每空2分) 1、长线和短线的区别在于:前者为 ____参数电路, 后者为 参数电路。 2、导波系统中传输电磁波德等相位面沿着轴向移动的速度,通常称为_________,而传输信号电磁波是多种频率成分构成一个“波群”进行传播,其速度通常称为 。 3、矩形波导传输的主模是 ,圆波导传输的主模是 。 4、用散射参量表示非可逆四端口定向耦合器的耦合度C= ______,隔离度D= _ _______。 5、测得一微波传输线的反射系数模为|г|=1/2,则行波系数K =________,若特性阻抗Z 0=75Ω,则波节点的输入阻抗为Rin=____________。 6、一波导匹配双T ,其③端口为E 臂,④端口为H 臂,若③端口输入功率为P ,则①端口输出功率为_______,若①端口理想短路,②理想开路,则④端口输出功率为_________。 7、按传输模式分类,光纤分为 ___和_____________。 二、圆图完成(要求写出必要的步骤)(共20分,每小题10分)) 1、特性阻抗为50Ω的长线,终端负载不匹配,沿线电压波腹∣U ∣max =20V ,波节∣U ∣min =12V ,离终端最近的电压波腹点距终端的距离为0.37λ,求负载阻抗Z L =?(10分) 2、耗传输线特性阻抗Z 0=50Ω,长度为10cm ,f =800MHz ,假如输入阻抗Z in =j60Ω 求出负载阻抗Z L ; 三、如图为波导扼流式短路活塞,说明原理。(7分)

四、如图所示一微波传输系统,其Z 0已知,求输入阻抗Z in ,各点的反射系数和各段电压驻波比。(17分) 五、矩形波导的尺寸为a =22.86mm ,b=10.16mm ,波导中传输电磁波的频率为15GHz ,试问波导中可能传输哪些波型?(18分) 六、已知二端口网络的散射矩阵[]??? ?????=2/32/31.095.095.01.0ππππj j j j e e e e S 求该网络的插入衰减L (dB )、插入相移、电压传输系数T 、驻波比ρ。(10分)

西安电子科技大学微波技术基础07期末考试考题

西安电子科技大学 考试时间 120 分钟 试 题(A ) 1.考试形式:闭 卷; 2.本试卷共 五 大题,满分100分。 班级 学号 姓名 任课教师 一、简答题(每题3分,共45分) 1、 传输线解为z j z j e U e U U ββ21+=-,上面公式中哪个表示+z 方向传输波?哪个表示-z 方向传输波?为什么? 2、 若传输线接容性负载(L L L jX R Z +=,0

第2页 共4页 5、矩形波导和圆波导的方圆转换中各自的工作模式是什么? 6、带线宽度W ,上下板距离b ,当W 增大时,带线特性阻抗如何变化?为什么? 7、 微带或者带线的开口端是否相当于开路端?为什么?如果不是,如何等效? 8、 一段矩形波导,尺寸b a ?, TE 10模的散射矩阵如下,写出其传输TE 20模时的散射矩阵。 []?? ? ???=--00θ θj j e e s 9、 金属圆波导的模式TE mnp 和TM mnp ,下标m, n, p 各自代表什么含义? 10、 写出如图双口网络的输入反射系数in Γ的表达式。 11、 环行器的端口定义和散射矩阵如下,该环行器环行方向是顺时针还是逆时针? 12、 说明下图E 面T 的工作特点 13、 写出如图理想两端口隔离器的S 矩阵

10微波技术基础A卷

一、填空题(共26分,每空2分) 1.微波传输线是一种分布参数电路, 其线上的电压电流分布规律可由 来描述。 2.矩形波导传输的主模是 ,圆波导传输的主模是 。 3.按传输模式分类,光纤分为 ___和_____________。 4.微带线中出现的高次模种类有 和 。 5、测得一微波传输线的反射系数模为|г|=1/2,则行波系数K =________,若特性阻抗Z 0=75Ω,则波节点的输入阻抗为Rin=____________。 6.阻抗匹配的方法中最基本的是采用 和 作为匹配网络。 7.一波导匹配双T ,其③端口为E 臂,④端口为H 臂,若③端口输入功率为1W ,则①端口输出功率为_______,若①端口理想短路,②理想开路,则④端口输出功率为_________。 二、如图为波导扼流式短路活塞,试说明原理。(7分) 三、圆图完成(要求写出必要的步骤,并在圆图上标示出来)(21分) 1.已知传输线的特性阻抗为Z 0,工作波长λ0=8cm ,负载阻抗Z L =(0.2-j0.5)Z 0,求第一个电压波节 电子科技大学中山学院考试试卷 课程名称: 微波技术基础 试卷类型: A 卷 2012—2013 学年第 1 学期 期末 考试 考试方式: 闭卷 拟题人: 袁海军 日期: 2012-12-22 审 题 人: 学 院: 电子信息学院 班 级: 10无线技术 学 号: 姓 名: 提示:考试作弊将取消该课程在校期间的所有补考资格,作结业处理,不能正常毕业和授位,请诚信应考。

点至终端的距离l,驻波比ρ,行波系数K。(12分) 2.特性阻抗为50Ω的长线,终端负载不匹配,沿线电压波腹∣U∣max=20V,波节∣U∣min=10V,离终端最近的电压波腹点距终端的距离为0.3λ,求负载阻抗Z L=?(9分) 四、(11分)有一特性阻抗为Z0=75Ω的无耗均匀传输线,导体间的媒质参数为εr=2.25,μr=1,终端接有R l=50Ω的负载。当f=2GHz时,其线长度为3λg/4。试求:①传输线实际长度;②负载终端反射系数;③输入端反射系数;④输入端阻抗。

微波技术基础课程学习知识要点

《微波技术基础》课程学习知识要点 第一章 学习知识要点 1.微波的定义— 把波长从1米到0.1毫米范围内的电磁波称为微波。微波波段对应的频率范围为: 3×108Hz ~3×1012Hz 。在整个电磁波谱中,微波处于普通无线电波与红外线之间,是频率最高的无线电波,它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽10000倍。一般情况下,微波又可划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个波段。 2.微波具有如下四个主要特点:1) 似光性、2) 频率高、3) 能穿透电离层、4) 量子特性。 3.微波技术的主要应用:1) 在雷达上的应用、2) 在通讯方面的应用、3) 在科学研究方面的应用、4) 在生物医学方面的应用、5) 微波能的应用。 4.微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科,它的基本理论是经典的电磁场理论,研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。一种是“场”的分析方法,即从麦克斯韦方程出发,在特定边界条件下解电磁波动方程,求得场量的时空变化规律,分析电磁波沿线的各种传输特性;另一种是“路”的分析方法,即将传输线作为分布参数电路处理,用克希霍夫定律建立传输线方程,求得线上电压和电流的时空变化规律,分析电压和电流的各种传输特性。 第二章 学习知识要点 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 () ()()()d U z dz U z d I z dz I z 2222220 -=-=ββ 其解为 ()()() U z A e A e I z Z A e A e j z j z j z j z =+=---120121ββββ 对于均匀无耗传输线,已知终端电压U 2和电流I 2,则: 对于均匀无耗传输线,已知始端电压U 1和电流I 1,则: ()()?????+=+= sin cos sin cos 022022Z z jU z I z I z Z jI z U z U ββββ

微波技术基础第三章课后答案---杨雪霞

微波技术基础第三章课后答案---杨雪霞

3-1 一根以聚四氟乙烯 2.10 r ε =为填充介质的带状 线,已知其厚度b =5mm ,金属导带厚度和宽度分别为0t =、W =2mm ,求此带状线的特性阻抗及其不出现高次模式的最高频率。 解: 由于/2/50.40.35W b ==>,由公式 2 0(0.35/)e W W b b W b ?=-?-? /0.35/0.35W b W b <> 得中心导带的有效宽度为:2e W W mm ≈=, 077.30.441e r Z W b ε= =Ω + 带状线的主模为TEM 模,但若尺寸不对也会引起高次模,为抑止高次模,带状线的最短工作波长应满足: 10 10 max(,) cTE cTM λλλ> 10 2 5.8cTE r mm λε== mm b r cTM 5.14210 ==ελ 所以它的工作最高频率 GHz c f 2010 5.141033 8 =??==-λ 3-2 对于特性阻抗为50Ω的铜导体带状线,介质厚度b =0.32cm ,有效相对介电常数 2.20 r ε =,求线的 宽度W 。若介质的损耗角正切为0.001,工作频率为10GHz ,计算单位为dB/λ的衰减,假定导体的

厚度为t =0.01mm 。 解 : 因 为 0 2.2(50)74.2120 r Z ε==<和030/()0.4410.830 r x Z πε=-=,所以 由公式 00,1200.850.6, 120 r r x Z W b x Z εε??? 其中, 0.441r x Z ε= - 计算宽度为(0.32)(0.830)0.266W bx cm ===。 在10GHz ,波数为 1 2310.6r f k m πε-== 由公式 )(/2 tan 波TEM m Np k d δ α= 介电衰减为 m Np k d /155.02 ) 001.0)(6.310(2tan === δα 在10GHz 下铜的表面电阻为0.026s R =Ω。于是,根 据公式 300002.710120 ,30()/0.16120,s r r c s r R Z Z A b t Np m R Z B Z b εεπαε-????? 其中 2121ln()W b t b t A b t b t t π+-=+ +-- 0.414141(0.5ln ) (0.50.7)2b t W B W t W t ππ=+ +++

西安电子科技大学微波技术基础08年考题

第1页 共2页 西安电子科技大学 考试时间 120 分钟 试 题(A ) 1.考试形式:闭 卷; 2.本试卷共五大题,满分100分。 班级 学号 姓名 任课教师 一、简答题(每题3分,共30分) 1、 微波无耗传输线特性阻抗Ω=500Z ,负载Ω=25l R ,则负载反射系数为( ),驻波比为( );终端为电压( )点,距终端4/λ处为电压( )。 2、 理想无耗传输线工作状态有哪些?各种工作状态下终端负载有哪些特点? 3、 写出A 参数阻抗变换定理;写出双口网络,无耗时,A 参数的关系。 Z L Z 3题图 4、 如图单枝节匹配,可调参数为两段传输线的长度l和d,简要说明两段传输线的作用。当我们用Smith 圆图来研究时,在Smith 圆图上找到归一化负载所对应的点,应该向( )方向转到与( )圆相交。【单枝节匹配的两个可调长度,和Smith 原图做没有关系,描述欠妥】

第2页 共2页 Z L 4题图 5、 试写出耦合带状线偶模阻抗e Z 0和奇模阻抗o Z 0的概念和意义,偶模阻抗和奇模阻抗哪个大,为什么? 6、 矩形波导、圆形波导、同轴线中传输的主模分别是什么? 7、 说明矩形波导的单模传输条件。 8、 写出魔T 的S 矩阵,并分析1,2端口分别同相、反相输入时各个端口的输出特性。 8题图 9、 互易无耗三端口网络能否同时匹配;举出三端口可以同时匹配的元件例子,并写出其S 矩阵。 10、 什么是谐振,谐振腔的三个主要指标是什么? 二、(15分)微带线的直角拐角的等效电路如图示。如果设归一化的 1,2==B X ,试求其二端口接匹配负载时,一端口的反射系数,对应的驻波比和归一化输入阻抗。

微波技术基础第二章课后答案---杨雪霞

微波技术基础第二章课后答案---杨雪霞

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(0 z E =,0 z H =),TE 波(0z E =,0 z H ≠),TM 波 (0 z E ≠,0 z 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:0 z E =,0 z H =的为TEM 波;0z E =,0 z H ≠为TE 波; z E ≠,0 z H =为TM 波。 TE 波阻抗: 2 1( )x TE y c E wu Z H η β λλ= ==>- TM 波阻抗: 21()x TM y c E Z H w βληελ= ==-< 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-=(0 H 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 π λ = ; 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;

微波技术基础第27次课

题型及各题型分值: 填空题 15 分,15个空; 简答题 25 分,5个题; 计算题 60 分,5~6个题。 目录 绪论 0.1微波的波长(频率)范围(常用波段代号,L~X波段) 0.2微波的主要特性(5点,大气特性很重要) 0.3微波的应用(信息载体和微波能) 第1 章导波的一般特性 1.1导波和导波系统(定义) 1.2导波的场分析方法(分离变量法、横纵场满足的方程,横纵场之关系)1.3导波的分类及各类导波的特性 TEM、TE、TM、混合波的场分量、截止特性;相速、群速、能速之关系;工 作波长、截止波长、波导波长之关系。单导体系统中为什么不能存在TEM波? 1.4导波的传输功率、能量及衰减 通过截面的功率如何表示;传播波的磁能与电能之关系;

1.5导波系统中截止状态下的场 截止波的磁能与电能之关系; 第2 章典型导波系统的场分析 2.1同轴线 主模场分量;电磁场分布;特性阻抗的推导(用PPT上的方法更简洁); 2.2矩形波导 分析方法;传播模分类;主模;截止波长计算(判断某模式能否传播); 简并;TEmn中下标的含义;TE10、TE01、TE11、TM11的场结构图;例2.2-1, 例2.2-2,根据磁场算壁电流;等效特性阻抗的三种定义。 2.3圆形波导 主模;两种简并的区别;三种常用模式的特点(特别是TE0n模的衰减特性很特别)。 2.4其他形式的金属柱面波导简介 主要有哪几种类型;脊波导的主要特点; 2.5同轴线、矩形波导和圆波导的尺寸选择 同轴线的尺寸选择与设计; 2.6波导正规模的特性 三大特性 2.7不均匀性引起模式耦合 2.8奇偶禁戒规则 可用于判断波导或者谐振器等能否被激励;可总结为两句话. 第3 章微波集成传输线(了解有哪些类型和基本结构) 3.1带状线(主模) 3.2微带线(主模)

微波技术基础试卷A

一、填空题(每空2分,共40分) 1.从传输线方程看,传输线上任一点处的电压或电流都等于该处相应的 波和 波的叠加。 2.当传输线的负载为纯电阻R L >Z 0时,第一个电压波腹点在 ;当负载为感性阻抗时,第一个电压波腹点距终端的距离在 范围内。 3.阻抗圆图的正实半轴为 的轨迹,负实半轴为 的轨迹。 4.导波系统中的电磁波按纵向场分量的有无,一般分为三种波型(或模); 波; 波; 波。 5. 矩形波导中的主模为: ;圆型波导中的主模为:_ __; 波导具有 滤波器的特性。 6. 表征微波网络的参量有 ;导纳参量; ; ;传输参量。 7. 若一两端口微波网络互易,则网络参量[Z]的特征为 ;网络参量[S]的特征分别 为 。 8. 无耗传输线的工作状态分为: ; ; 。 二、简答题 (10分) 试证明无耗传输线上任意相距1/4波长的两点处的阻抗的乘积等于传输线特性阻抗的乘积,相距1/2波长的两点处的阻抗相等。 三、(16分)电路如图1所示,已知Z 01=600欧姆,Z S =Z 02=450欧姆,R =900欧姆,Z L =400欧姆 (1) 画出沿线电压、电流和阻抗的振幅分布,并求其最大值和最小值。 (2)求负载吸收的总功率和Z L =吸收的功率。 四、圆图完成(要求写清必要步骤)(10分) 已知传输线特性阻抗为Ω=500Z ,线长λ82.1=l ,V U 50max =,V U 13min =,距离始端最近的 电压波腹点至始端距离为λ032.01max =d 。求in Z 和l Z 。 五、(10分)若矩形波导截面尺寸cm b a 82==,试问当频率为GHz 5和2GHz 时,波导中将分别能传输哪些模式?若要只传输主模,工作频率的应当如何选择? 六、(14分)如图所示电路,设两段传输线的特性阻抗分别为01Z 和02Z 。试求由参考面T 确定的网络的散射参量。 A

微波技术基础期末复习题

《微波技术基础》期末复习题 第2章 传输线理论 1. 微波的频率范围和波长范围 频率范围 300MHz ~ 3000 GHz 波长范围 1.0 m ~ 0.1mm ; 2. 微波的特点 ⑴ 拟光性和拟声性; ⑵ 频率高、频带宽、信息量大; ⑶ 穿透性强; ⑷ 微波沿直线传播; 3. 传输线的特性参数 ⑴ 特性阻抗的概念和表达公式 特性阻抗=传输线上行波的电压/传输线上行波的电流 0Z = ⑵ 传输线的传播常数 传播常数 j γαβ=+的意义,包括对幅度和相位的影响。 4. 传输线的分布参数: ⑴ 分布参数阻抗的概念和定义 ⑵ 传输线分布参数阻抗具有的特性 ()()()in V d Z d I d =00 ch sh sh ch L L L L V d I Z d V d I d Z γγγγ+=+000th th L L Z Z d Z Z Z d γγ+=+

① 传输线上任意一点 d 的阻抗与该点的位置d 和负载阻抗Z L 有关; ② d 点的阻抗可看成由该点向负载看去的输入阻抗; ③ 传输线段具有阻抗变换作用; 由公式 ()in Z d 000th th L L Z Z d Z Z Z d γγ+=+ 可以看到这一点。 ④ 无损线的阻抗呈周期性变化,具有λ/4的变换性和 λ/2重复性; ⑤ 微波频率下,传输线上的电压和电流缺乏明确的物理意义,不能直 接测量; ⑶ 反射参量 ① 反射系数的概念、定义和轨迹; ② 对无损线,其反射系数的轨迹?; ③ 阻抗与反射系数的关系; [] []in ()1()()()1()V d d Z d I d d +++G =-G [][] 01()1()d Z d +G =-G ⑷ 驻波参量 ① 传输线上驻波形成的原因? ② 为什么要提出驻波参量? ③ 阻抗与驻波参量的关系; 5. 无耗传输线的概念和无耗工作状态分析 ⑴ 行波状态的条件、特性分析和特点; ⑵ 全反射状态的条件、特性分析和特点; ⑶ 行驻波状态的条件、特性分析和特点; 6. 有耗传输线的特点、损耗对导行波的主要影响和次要影响

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 Q 。的定义为 Q o 2 ,其中W 是谐振腔内总的储存能量, W T 是一周期内谐振腔内损耗的能量。 W T 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 Q l 。 对于一个腔体,Q l ,其中k 为腔体和外界负载之间的耦合系数。 1 k 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 o 和有载Q L 。 谐振器 解:此谐振电路属于并联谐振电路,其谐振频率为: | | 800 20 nH 10pF 1800 负载 2 LC .20 10 9 10 10 12 356 MHz 无载时, 有载 Q R R 800 17.9 w °L .L C 20 9 10 9/10 12 10 12 Q e 生 R L 1800 40.25 w °L .20 9 10 /10 12 10

西安电子科技大学微波技术基础08年考题教程文件

西安电子科技大学微波技术基础08 年考 题

西安电子科技大学 考试时间120分钟 试题(A) 1.考试形式:闭卷; 2.本试卷共五大题,满分100分。 班级______________ 学号________________ 姓名 _________________ 任课教师 一、简答题(每题3分,共30分) 1、微波无耗传输线特性阻抗Z。50 ,负载R 25 ,则负载反射系数为(),驻波比为();终端为电压()点,距终端/4处为电压()。 2、理想无耗传输线工作状态有哪些?各种工作状态下终端负载有哪些特点? 3、写出A参数阻抗变换定理;写出双口网络,无耗时,A参数的关 系。 ?_ -1 [A] |JZ L 3题图 4、如图单枝节匹配,可调参数为两段传输线的长度1和d,简要说明两 段传输线的作用。当我们用Smith圆图来研究时,在Smith圆图上找到归- 化负载所对应的点,应该向()方向转到与()圆相交。【单枝节匹配的两个可调长度,和Smith原图做没有关系,描述欠妥】 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除

收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 5、 试写出耦合带状线偶模阻抗Z °e 和奇模阻抗Z oo 的概念和意义,偶模 阻抗和奇模阻抗哪个大,为什么? 6 矩形波导、圆形波导、同轴线中传输的主模分别是什么? 7、 说明矩形波导的单模传输条件。 8、 写出魔T 的S 矩阵并分析1,2端口分别同相、反相输入时各个端口 的输出特性。 8题图 9、 互易无耗三端口网络能否同时匹配;举出三端口可以同时匹配的元件 例子,并写出其S 矩阵。 10、 什么是谐振,谐振腔的三个主要指标是什么? 二、(15分)微带线的直角拐角的等效电路如图示。如果设归一化的 X 2,B 1,试求其二端口接匹配负载时,一端口的反射系数,对应的驻 波比和归一化输入阻抗。 Z L

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