微波技術(shù)與天線考試復(fù)習(xí)重點(diǎn)(含答案)

1、微波技術(shù)與天線復(fù)習(xí)提綱2021級一、思考題1什么是微波？微波有什么特點(diǎn)？答：微波是電磁波譜中介于超短波與紅外線之間的波段，頻率范圍從300MHZ到3000GHZ，波長從0.1mm到1m ;微波的特點(diǎn)：似光性、穿透性、寬頻帶特性、熱效應(yīng)特性、散射 特性、抗低頻干擾特性、視距傳播性、分布參數(shù)的不確定性、電磁兼容和電磁環(huán)境污染。2試解釋一下長線的物理概念， 說明以長線為根底的傳輸線理論的主要物理現(xiàn)象有 哪些？ 一般是采用哪些物理量來描述？答：長線是指傳輸線的幾何長度與工作波長相比較的的傳輸線；以長線為根底的物理現(xiàn)象 ：傳輸線的反射和衰落；主要描述的物理量有：輸入阻抗、反射系數(shù)、傳輸系數(shù)和駐波系數(shù)。3

2、均勻傳輸線如何建立等效電路，等效電路中各個(gè)等效元件如何定義?4均勻傳輸線方程通解的含義 5.如何求得傳輸線方程的解？6試解釋傳輸線的工作特性參數(shù)特性阻抗、傳播常數(shù)、相速和波長 答：傳輸線的工作特性參數(shù)主要有特征阻抗Z。，傳輸常數(shù)，相速及波長。1特征阻抗 即傳輸線上入射波電壓與入射波電流的比值或反射波電壓與反射波電流比值的負(fù)值，其表達(dá)式為Z0 、 R jWL，它僅由自身的分布參數(shù)決定而與負(fù)載及信號源無關(guān)；20 Y G jwC傳輸常數(shù)j是描述傳輸線上導(dǎo)行波的衰減和相移的參數(shù)，其中，和 分別稱為衰減常數(shù)和相移常數(shù)，其一般的表達(dá)式為.R jwLG jwC ;3傳輸線上電壓、電Vp 流入射波或反射波的等

3、相位面沿傳播方向傳播的速度稱為相速，即；4傳輸線 上電磁波的波長與自由空間波長 0的關(guān)系7傳輸線狀態(tài)參量輸入阻抗、反射系數(shù)、駐波比是如何定義的，有何特點(diǎn)，并分析 三者之間的關(guān)系答：輸入阻抗：傳輸線上任一點(diǎn)的阻抗Zin定義為該點(diǎn)的電壓和電流之比，與導(dǎo)波系統(tǒng)的狀態(tài)特性無關(guān)，ZMZ) Zo Zl jZ0tan ZZ0 jZ 1 tan z反射系數(shù)：傳輸線上任意一點(diǎn)反射波電壓與入射波電壓的比值稱為傳輸線在該點(diǎn)的反射系數(shù)，對于無耗傳輸線，它的表達(dá)式為(z) 乞Ze j2 z | i|j( 2 z)乙Zo駐波比：傳輸線上波腹點(diǎn)電壓振幅與波節(jié)點(diǎn)電壓振幅的比值為電壓駐波比，也稱為駐波系數(shù)。反射系數(shù)與輸入阻抗的

4、關(guān)系：當(dāng)傳輸線的特性阻抗一定時(shí)，輸入阻抗與反射系數(shù)一一對應(yīng)，因此，輸入阻抗可通過反射系數(shù)的測量來確定；當(dāng)乙 Zo時(shí)，1=0，此時(shí)傳輸線上任一點(diǎn)的反射系數(shù)都等于 0,稱之為負(fù)載匹配。駐波比與反射系數(shù)的關(guān)系：匚丄1，駐波比的取值范圍是1；當(dāng)傳輸線上無反1 I il射時(shí)，駐波比為1,當(dāng)傳輸線全反射時(shí)，駐波比趨于無窮大。顯然，駐波比反映了傳輸線上 駐波的程度，即駐波比越大，傳輸線的駐波就越嚴(yán)重。8均勻傳輸線輸入阻抗的特性，與哪些參數(shù)有關(guān)？9均勻傳輸線反射系數(shù)的特性10.簡述傳輸線的行波狀態(tài)，駐波狀態(tài)和行駐波狀態(tài)。11什么是行波狀態(tài)，行波狀態(tài)的特點(diǎn)12什么是駐波狀態(tài)，駐波狀態(tài)的特性13. 分析無耗傳輸線

5、呈純駐波狀態(tài)時(shí)終端可接哪幾種負(fù)載，各自對應(yīng)的電壓電流分 布14. 介紹傳輸功率、回波損耗、插入損耗15. 阻抗匹配的意義，阻抗匹配有哪三者類型，并說明這三種匹配如何實(shí)現(xiàn)?16. 負(fù)載獲得最大輸出功率時(shí)，負(fù)載與源阻抗間關(guān)系：Zin Zg17. 史密斯圓圖是求解均勻傳輸線有關(guān)阻抗匹配 和 功率匹配 問題的一類曲線坐標(biāo)圖，圖上有兩組坐標(biāo)線，即歸一化阻抗或?qū)Ъ{的實(shí)部和虛部 的等值線簇與 反射系數(shù) 的 幅和模角 等值線簇，所有這些等值線都是圓或圓弧，故也 稱阻抗圓圖或?qū)Ъ{圓圖。導(dǎo)納圓圖可以通過對 阻抗圓圖 旋轉(zhuǎn)180°得到。阻抗 圓圖的上半局部呈 感 性,下半局部呈 容 性。Smith圓圖與實(shí)

6、軸左邊的交點(diǎn)為 短路 點(diǎn),與橫軸右邊的交點(diǎn)為 開路 點(diǎn)。Smith圓圖實(shí)軸上的點(diǎn)代表純電阻點(diǎn)，左半軸上的點(diǎn)為電壓波 節(jié)點(diǎn)，右半軸上的點(diǎn)為電壓波 腹 點(diǎn)。在傳輸 線上負(fù)載向電源方向移動時(shí)，對應(yīng)在圓圖上應(yīng)順時(shí)針 旋轉(zhuǎn)，反之在傳輸線上電源向負(fù)載方向移動時(shí)，對應(yīng)在圓圖上應(yīng)逆時(shí)針 旋轉(zhuǎn)。18. TEM TEftTM波是如何定義的？什么是波導(dǎo)的截止性？分別說明矩形波導(dǎo)、圓波 導(dǎo)、同軸線、帶狀線和微帶線的主模是什么？答：1)TE波，TM波，TEM波是屬于電磁波的三種模式。TE波指電矢量與傳播方向垂直，或者說傳播方向上沒有電矢量。TM波是指磁矢量與傳播方向垂直。TEM波指電矢量和磁矢量都與傳播方向垂直；2)

7、kc是與波導(dǎo)橫截面尺寸、 形狀及傳輸模式有關(guān)的一個(gè)參量，當(dāng)相移常數(shù)B =0時(shí)，意味導(dǎo)波系統(tǒng)不再傳播，亦稱為截止 ，此時(shí)kc k，故將kc稱為截止波數(shù)3) 矩形波導(dǎo)的主模是TE10模；圓波導(dǎo)的主模是TE11模；同軸線的主模是TEM模；帶 狀線的主模是TEM模;微帶線的主模是準(zhǔn)TEM模。19. 簡述述矩形波導(dǎo)傳輸特性的主要參數(shù)定義：相移常數(shù)，截至波長，截至波數(shù)，波 導(dǎo)波長，相速度，TE波和TM波的波阻抗1)2)相移常數(shù)和截止波數(shù)：相移常數(shù)和截止波數(shù)人的關(guān)系是相速Vp :電磁波的等相位面移動速度稱為相速，即Vp3)波導(dǎo)波長g :導(dǎo)行波的波長稱為波導(dǎo)波長，它與波數(shù)的關(guān)系式為2k J k：/kr r22

8、4)Et波阻抗：某個(gè)波形的橫向電場和橫向磁場之比，即ZHt20. 導(dǎo)波系統(tǒng)中截止波長、工作波長和波導(dǎo)波長的區(qū)別答：導(dǎo)行波的波長稱為波導(dǎo)波長，用入g表示，它與波數(shù)的關(guān)系式為221gk Jk；/k2其中，2 /k為工作波長。21. 為什么空心的金屬波導(dǎo)內(nèi)不能傳播 TEM波?答：空心金屬波導(dǎo)內(nèi)不能存在TEM波。這是因?yàn)椋喝绻麅?nèi)部存在TEM波，那么要求磁場完全在波導(dǎo)的橫截面內(nèi)，而且是閉合曲線。有麥克斯韋第一方程可知，閉合曲線上磁場的積分 等于與曲線相交鏈的電流。由于空心金屬波導(dǎo)中不存在軸向即傳播方向的傳導(dǎo)電流，故必要求有傳播方向的位移電流，由位移電流的定義式可知， 要求一定有電場存在， 顯然這個(gè)結(jié)論與

9、TEM波的定義相矛盾，所以，規(guī)那么金屬內(nèi)不能傳輸TEM波。22. 圓波導(dǎo)中的主模為 TE11模，軸對稱模為 TMoi模 ，低損耗模為TEoi模。23. 說明圓波導(dǎo)中TE01模為什么具有低損耗特性。答：TEoi模磁場只有徑向和軸向分量，故波導(dǎo)管壁電流無縱向分量，只有周向電 流。因此當(dāng)傳輸功率一定時(shí)，隨著頻率升高，管壁的熱損耗將單調(diào)下降，故其 損耗相對其它模式來說是低的，故可將工作在TEoi模的圓波導(dǎo)用于毫米波的遠(yuǎn) 距離傳輸或制作高Q值的諧振腔。24. 什么叫模式簡并現(xiàn)象？矩形波的和圓波導(dǎo)的模式簡并有何異同？答：波導(dǎo)中的電磁波是各種 TM mn模和TEmn模的各種線性組合，m為X方向變化的半周期數(shù)

10、，n是y方向變化的半周期數(shù)； 如果當(dāng)兩個(gè)模式TMmn和TEmn的截止波長相等時(shí)，也就說 明這兩種模式在矩形波導(dǎo)里出現(xiàn)的可能性相同，這種現(xiàn)象就叫做簡并。25. 解釋圓波導(dǎo)中的模式簡并和極化簡并26. 為什么一般矩形主模工作條件下測量線探針開槽開在波導(dǎo)寬壁的中心線上？27. 帶狀線傳輸主模TEM模時(shí)，必須抑制高次模 TE模 和 TM模 微帶線的高次模有 波導(dǎo)模式和 外表波模式 。28. 微帶線的特性阻抗隨著 w/h的增大而減小。相同尺寸的條件下, 特性阻抗越小。29. 微波網(wǎng)絡(luò)根底中，如何將波導(dǎo)管等效成平行傳輸線的?30. 列出微波等效電路網(wǎng)絡(luò)常用有 5種等效電路的矩陣表示，并說明矩陣中的參數(shù) 是

11、如何測量得到的。31. S參數(shù)如何測量。32. 二端口網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)S11，S12，S21，S22的物理意義。33. 多口網(wǎng)絡(luò)S矩陣的性質(zhì)：網(wǎng)絡(luò)互易有 ST S，網(wǎng)絡(luò)無耗有S S I ,網(wǎng) 絡(luò)對稱時(shí)有S ii S jj。34. 阻抗匹配元器件的定義，作用，并舉例說明有哪些阻抗匹配元件。0 e35. 寫出理想的雙口元件的 S矩陣，理想衰減器的 S = 0l e，理想相移e 0，理想隔離器S=°36. 功率分配元器件的定義，并舉例說明有哪些？答：將一路微波功率按比例分成幾路的元件稱為功率分配元件，主要包括定向耦合器、功率分配器以及各種微波分支器件。37. 簡述雙分支定向耦合器的工作原理，并

12、寫出3dB雙分支定向耦合器的S矩陣答：假設(shè)輸入電壓信號從端口“經(jīng)A點(diǎn)輸入，那么到的 D點(diǎn)的信號有兩路，一路由分支線直達(dá)，其波行程為入g/4，另一路由 ATBTCTD，波行程為3入g/4,;故兩條路徑到達(dá)的 波行程差為入g/2，相應(yīng)的相位差為n,即相位相反。因此假設(shè)選擇適宜的特性阻抗，使到達(dá) 的兩路信號的振幅相等，那么端口“處的兩路信號相互抵消，從而實(shí)現(xiàn)隔離。同樣由AtC的兩路信號為同相信號，故在端口“有耦合輸出信號，即端口 “ 為耦合端。耦合端輸出信號的大小同樣取決于各線的特性阻抗。10 jj01001S、2100j01j038. 簡述天線的定義和功能答：用來輻射和接收無線電波的裝置稱為天線。

13、2天線具有方向性；3根本功能：1天線應(yīng)能將導(dǎo)波能量盡可能多地轉(zhuǎn)變成電磁波能量; 天線有適當(dāng)?shù)臉O化。4天線應(yīng)有足夠的工作頻帶。39. 簡述天線近場區(qū)和遠(yuǎn)場區(qū)的特點(diǎn)答：近區(qū)場：Er.IIj772 cos ,0.IIj772 .sin0Il .2 sin 4 r2,磁場H和恒定電流場 在近區(qū)，電場E和Er與靜電場問題中的電偶極子的電場相似 問題中的電流元的磁場相似，所以近區(qū)場稱為準(zhǔn)靜態(tài)場。 由于場強(qiáng)與1/r的高次方成正比，所以近區(qū)場隨距離的增大而迅速減小，即離天線較遠(yuǎn)時(shí)，可認(rèn)為近區(qū)場近似為零。 電場與磁場相位相差90°,說明玻印廷矢量為虛數(shù) ，也就是說，電磁能量在場源和場之間來回振蕩，沒有

14、能量向外輻射，所以近區(qū)場又稱為感應(yīng)場。遠(yuǎn)區(qū)場：Ejsin e jkr, H j 丄 sin e jkr2r1 *相位，所以其玻印亭矢量 S -E H是實(shí)數(shù)，且指向r方向。這說明電根本振子的遠(yuǎn)區(qū)場 2是一個(gè)沿著徑向向外傳播的橫電磁波，故遠(yuǎn)區(qū)場又稱輻射場。E 10 °120 是一個(gè)常數(shù)，即等于媒質(zhì)的本征阻抗，因而遠(yuǎn)場區(qū)具有與平H V °行波相同的特性。 輻射場的強(qiáng)度與距離成反比，隨著距離的增大，輻射場減小。這是因?yàn)檩椛鋱鍪且郧蛎娌ǖ男问较蛲鈹U(kuò)散的，當(dāng)距離增大時(shí)，輻射能量分布到更大的球面面積上。 在不同的方向上，輻射強(qiáng)度不相等。這說明電根本振子的輻射是有方向性的。40. 天線的電

15、參數(shù)有哪些？答：天線的電參數(shù)有： 主瓣寬度、旁瓣電平、前后比、方向系數(shù)41. 電根本振子的歸一化方向函數(shù) F , = sin 方向系數(shù) D=15，輻射電阻R =80丄2，3dB波瓣寬度 2 0.5 = 90°.42. 解釋天線的方向圖，以及E面和H面？答：如果將作為空間角度 q和f函數(shù)的天線方向性函數(shù)以圖形的形式表示出來，那么稱為方 向圖或方向性圖。E面：含最大輻射方向，電場矢量所在的平面 由電場強(qiáng)度方向和最大輻射方向構(gòu)成的平面H面：含最大輻射方向，磁場矢量所在的平面由磁場方向和最大輻射方向構(gòu)成的平面。43. 簡述什么是天線的極化，極化的分類？答：天線的極化是天線在最大輻射方向上輻射

16、場的極化，一般是指輻射電場的空間取向。輻射場的極化是指在空間某一固定位置上電場矢量端點(diǎn)隨時(shí)間運(yùn)動的軌跡。根據(jù)軌跡形狀不同，可分為線極化、圓極化和橢圓極化。線極化：電場矢量沿著一條線做往復(fù)運(yùn)動。線極化分為水平極化和垂直極化。圓極化：電場矢量的大小不變，其末端做圓周運(yùn)動。分為左旋圓極化和右旋圓極化。橢圓極化：電場矢量大小隨時(shí)間變化， 其末端運(yùn)動的軌跡是橢圓。分為左旋橢圓極化和右旋橢圓極化。44. 解釋天線方向圖參數(shù)中的主瓣寬度、旁瓣電平、前后比、方向系數(shù)45. 從接收角度講,對天線的方向性有哪些要求？答：1主瓣寬度盡可能窄，以抑制干擾，但如果干擾與有用信號來自同一方向，即使主瓣 寬度很窄，也不能抑

17、制干擾，另一方面當(dāng)來波方向易于變化時(shí)，主瓣太窄難以保證穩(wěn)定的接收，如何選擇主瓣寬度，應(yīng)根據(jù)具體情況而定。2旁瓣電平盡可能低，在任何情況下，都希望電平盡可能地低。3要求天線方向圖中，最好有一個(gè)或多個(gè)可控制的零點(diǎn)，以便將零點(diǎn)對準(zhǔn)干擾方向，而且 當(dāng)干擾方向變化時(shí)，零點(diǎn)方向也隨之改變，以抑制干擾，這也稱為零點(diǎn)自動形成技術(shù)46什么是衰落？簡述引起衰落的原因。答：所謂衰落，一般是指信號電平隨時(shí)間的隨機(jī)起伏。引起衰落的原因大致分為兩大類：吸 收性衰落和干預(yù)型衰落。吸收性衰落：由于傳輸媒質(zhì)電參數(shù)的變化， 使得信號在媒質(zhì)中的衰減發(fā)生相應(yīng)的變化， 如大 氣中的云霧等都對電波有吸收作用， 由于氣象的隨機(jī)性， 因而這

18、種吸收的強(qiáng)弱也有起伏， 形 成信號的衰落。干預(yù)型衰落：由隨機(jī)多徑干預(yù)現(xiàn)象引起的信號幅度和相位的隨機(jī)起伏稱為干預(yù)型衰落。47. 什么是波長縮短效應(yīng)？試簡要解釋其原因。答：對稱振子上的相移常數(shù)B大于自由空間的波數(shù)k,亦即對稱振子上的波長短于自由空間波長，這是一種波長縮短現(xiàn)象。 對稱振子輻射引起振子電流衰減 ，使振子電流相速減小，相移常數(shù)B大于自由空間的波 數(shù)k,致使波長縮短； 由于振子導(dǎo)體有一定半徑，末端分布電容增大稱為末端效應(yīng)，末端電流實(shí)際不為零這等效于振子長度增加，因而造成波長縮短。振子導(dǎo)體越粗,末端效應(yīng)越顯著，波長縮短越嚴(yán)重。48. 對稱振子天線在臂長等于多少時(shí)方向性最好？答：h 0.5時(shí)，

19、方向性最好。49. 半波對稱振子的方向系數(shù)：1.6450. 半波振子的2 0.5皿！51. 天線的有效面積答：有效接收面積是衡量一個(gè)天線接收無線電波能力的重要指標(biāo)。它的定義為：當(dāng)天線以最大接收方向?qū)?zhǔn)來波方向進(jìn)行接收時(shí)，接收天線傳送到匹配負(fù)載的平均功率為PLmax,并假定此功率是由一塊與來波方向相垂直的面積所截獲，那么這個(gè)面積就稱為接收天線的有效接收面積，記為Ae,即有Ei式中，Sav為入射到天線上電磁波的時(shí)間平均功率流密度，其值為Sav52. 簡述天線增益的定義。答：天線增益是這樣定義的。 即輸入功率相同時(shí)， 某天線在某一方向上的遠(yuǎn)區(qū)產(chǎn)生的功率流 密度S1與理想點(diǎn)源(無方向性)天線在同一方向

20、同一距離處產(chǎn)生的功率流密度SO的比值,稱為該天線在該方向上的增益系數(shù)，簡稱增益，常用G表示。SmaxSoPin = PnOE2maxEoPn= PnOPnOPnEmax E o53. 寫出陣列天線的方向圖乘積定理，并作說明'答:曰竽F( , *它由上式可得到如下結(jié)論：在各天線兀為相似兀的條件下，天線陣的方向圖函數(shù)是單兀因子與陣因子之積。這個(gè)特性稱為 方向圖乘積定理式中，|F (,)稱為兀因子；cos一稱為陣因子。元因子表示組成天線陣的單個(gè)輻射元的方向圖函數(shù)，其值僅取決于天線元本身的類型和尺寸。它表達(dá)了天線元的方向性對天線陣方向性的影響。陣因子表示各向同性元所組成的天線陣的方向性，其值取

21、決于天線陣的排列方式及其天線元上鼓勵電流的相對振幅和相位，與天線元本身的類型和尺寸無關(guān)。54. 采用天線陣可增強(qiáng)方向性，其主要原理是什么？答：為了加強(qiáng)天線的方向性，將假設(shè)干輻射單元按某種方式排列所構(gòu)成的系統(tǒng)稱為天線陣。成天線陣的輻射單元稱為天線元或陣元。天線陣的輻射場是各天線元所產(chǎn)生場的矢量疊加, 只要各天線元上的電流振幅和相位分布滿足適當(dāng)?shù)年P(guān)系，就可以得到需要的輻射特性。、課后習(xí)題1.4 ； 1.6 ； 1.94.6 ； 4.8 ； 5.6；1.10 ；5.111.12 ； 1.13 ； 2.3 ； 2.7 2.10 ； 4.2；6.5 ； 6.6 ； 8.54.4 ； 4.5 ；1.4有一

22、特性阻抗為Z。50終端接有R1的負(fù)載。當(dāng)長度；2負(fù)載終端反射系數(shù);解：1傳輸線上的波長:因而，傳輸線的實(shí)際長度:2終端放射系數(shù)為：3 輸入端的反射系數(shù)為:第一章的無耗均勻傳輸線，導(dǎo)體間的媒質(zhì)參數(shù)為100 MHz時(shí)，其線長度為3輸入端反射系數(shù)；4c/ f/4。試求:輸入端阻抗。3 108 /100 106.2252mg/42/40.5mZZi1(4)輸入阻抗：Zin Z0-1 inZ。Z。1 501 504951j2 l49iniee5149/51250050 -149/51in2W492.25, r 1,1傳輸線實(shí)際J10-VSWR = 50.0Zin 50Z 1/50 -+A1. 6設(shè)某一均

23、勻無耗線特性阻抗為Zo 50 ，終端接有未知負(fù)載 Z|,現(xiàn)在傳輸線上測得電壓最大值和最小值分別為100mV和20mV，第一個(gè)電壓波節(jié)點(diǎn)的位置離負(fù)載| mimin/3試求該負(fù)載阻抗乙。解：根據(jù)駐波比定義:U maxU min10020反射系數(shù)的模值:由電壓波節(jié)點(diǎn)離負(fù)載的位置:lmin求的負(fù)載反射系數(shù)的相位/3，所以1 2/3尹250 j 沁 82.4 64.30771負(fù)載阻抗為：乙 Z0!1 !1.9特性阻抗為Zo 100,長度為 /8的均勻無耗傳輸線，終端接有負(fù)載乙(200+j300)，始端接有電壓為500V 0o，內(nèi)阻抗Rg 100 的電源。求(1)傳輸 線始端的電壓；(2 )負(fù)載吸收的平均

24、功率；(3)終端的電壓。解：(1)根據(jù)輸入阻抗公式，輸入端的阻抗為：ZU-) Z0 乙 jZ°tan 1100 200j300 j100tan( /4)50(1j3)8 Z0 jZ1 tan 丨 100 j (200j300) tan( /4)由此可求的輸入端的電壓：Zin50 j15021oUin Eg 衛(wèi) 500500( j-)372.726.56 (V)g Rg Zin 100 50j15033(2)由 U(z)U (z) U(z)Aej z(1(z)，所以Uin Aej1(1in)UiA1ej g0(1i)故 U丨Uinej 11-1424.933.69o(V)1in1 iu

25、(3)負(fù)載吸收功率：R -ReUJ, ReU-1 138.892 2Zi1.10特性阻抗Zo 150 的均勻無耗傳輸線，終端接有負(fù)載Z| 250 j100 ，用/4的阻抗變換器實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，試求/4阻抗變換器的特性阻抗 Z01及離終端距離I。解:負(fù)載反射系數(shù):250j100150Aj20.343 0.54乙 Z。250j1001501717第一個(gè)波腹點(diǎn)離負(fù)載距離： lmax10.54 0.043 0.294即在距離負(fù)載0.043的位置插入 /4枝節(jié)的阻抗變換器，可實(shí)現(xiàn)匹配殆=際喬=召溜=番愛=2"。第二種解：第一個(gè)波節(jié)點(diǎn)離負(fù)載距離：I min1即在距離負(fù)載0.293的位置插入0.54

26、 0.29344/4枝節(jié)的阻抗變換器，可實(shí)現(xiàn)匹配Z01.z。Z。/Z。/、, 104.91.12在特性阻抗為600的無耗雙導(dǎo)線上測得 U max 200V , U min40V ,第一個(gè)電壓波節(jié)點(diǎn)的位置|min10 15 ，求負(fù)載z，用并聯(lián)枝節(jié)進(jìn)行匹配，求出枝節(jié)的位置和長度。Zi解：(1)由U maxmin200405，可得反射系數(shù)的模值由電壓波節(jié)點(diǎn)離負(fù)載的位置：lmin 0.15442可得|0.4 ，所以|2e j0.431負(fù)載阻抗為：Z| ZoL 322.90 j 736.921i另外一組解:0.100.17vswnBuo.T0.251.220.33乙0.18XT0.32短路點(diǎn)1.13 一

27、均勻無耗傳輸線的特性阻抗為Z。70 ，負(fù)載阻抗為Zi 70+j140，工作波長=20cm。試計(jì)算串聯(lián)枝節(jié)匹配器的位置和長度。解：負(fù)載反射系數(shù)：乙Z70j140 700.5 j0.5 弊乙Z70j140 701駐波比：11172/2 372/222串聯(lián)枝節(jié)距離負(fù)載的位置：d1arcta n21二 4 '2.5cm串聯(lián)短路枝節(jié)長度：111 arcta n23.5cm第二組解：串聯(lián)枝節(jié)距離負(fù)載的位置：1d1arcta n丨240串聯(lián)短路枝節(jié)長度：11arctan26.48cm2第二章X3矩形波導(dǎo)截面尺寸為口乂0 = 23刑佈JO測波導(dǎo)內(nèi)充滿空代，倍號源頻率為1OGH r試求'C1波導(dǎo)

28、中可以傳播的模式：41該摸式的截止波長2八相移常數(shù)爐、波導(dǎo)渡長心，相速匸廠薛1由信號源頻率可求得其波長為：矩形波導(dǎo)中，尢邊、花為的截止波長為:可見，波導(dǎo)中只能傳輸花憶模2處I。的截止波長為:相移常數(shù)：P 相血P牙乎晡波導(dǎo)波長：A = - = - = 3957；?w?g P 18J72.7矩形波導(dǎo)截面尺寸為沁“帥吶心恤叭 波導(dǎo)內(nèi)充満空氣，信號源頻率為3GH 工作在主模，試求該波導(dǎo)能承受的最大功率是奉少？-=曲信吁源駆率町求眷討芒一X=0 6x6x能承矍的就人功率：氣=0 6血)2 = 5.97MW (注意單位的匹配2.10矩形波導(dǎo)截面尺寸為axb = 23mmx 10mm試求:<1)件輸模

29、的單模工作頻帶；(2)在亦b不變的情況下，如何才能獲得更寬的頻帶？解匕(1)單檯傳輸?shù)墓ぷ鞫赦蠓多觯?3111111= < i < |0 = 46mm即 23n)m < < 4血呦=6.?2G27z <f< 13.04G/Z f卩)町以通址加戟粧謹(jǐn)元杵束加大第，髙次模與主模間的戳至頻率間購劃如加載脊渡導(dǎo).第四章4J試求F圖所示網(wǎng)絡(luò)的A矩陣，并求不引起附加反射的條件。解;網(wǎng)絡(luò)可以分解成$個(gè)子網(wǎng)絡(luò)級耽，網(wǎng)絡(luò)的代癢陣為:|cos theta/Zosintf1 Nco S s/siu? Zn35 0La lcos &_ZqR淪 in &jZ0 sin

30、 SJ2ZO costf+ / sin 8 * 厶-jB；厶 sm 0 cos 6 - Z0B0 sin B由八尊陣口得輸入阻抗為；z r 卑 + B 2$ cos 0 £2申芒ill臼寸厶 汕i 0111 CZ 4- D j2Z0Z； cos "4 J sin 0厶；Zy -sin (7-cos 0 - 厶耳 siii 0不引起反射的條件：zm=z0ZN町推岀：2 2cosSR 4.4試求圖示終端接I兀配負(fù)裁時(shí)的輸入阻抗，并求出輸入端I兀配的條件。解：終端接匹配負(fù)載鬲時(shí)的輸入抗為:不引起反射的條件：zin=z0Za 十一7：v z0i-&r+jix一一 =B 1-

31、BXa-jBZq從而求紂X = 2乙2B一般可取 X = Z0, = I/Z04.5設(shè)某系統(tǒng)如題4.5圖所示，雙口網(wǎng)絡(luò)為無耗互易對稱網(wǎng)絡(luò),在終端參考面7；處接匹配負(fù)載；測得距參考面7；距離人=0.125心處為電壓波節(jié)點(diǎn)，駐波系數(shù)為1.5,試求該雙口網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣。解：參考面人處的反射系數(shù)廠，其模值和相位如2因此有：r = -y0.2由s參數(shù)的定義知： 兀二r二-丿02根據(jù)網(wǎng)絡(luò)互易:Si2=S2=a + jb，網(wǎng)絡(luò)對稱:Slt = S22=-/0.2o根據(jù)網(wǎng)絡(luò)無耗的性質(zhì):5-5 = 7得到以下兩個(gè)方程:I 片 IW1|一丿0.2+0 +州2=1J0.2 x (a + jb) + (“ 一 jb)

32、 x (->0.2) = 0。二 0.98b = 0呱皿所以：陸需囂4.6試求如下圖并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的S矩陣。由珂矩陣可得S矩陣為:卜二ci + b-c-d2(acl -be)b + d-a-c2 + YY2+r4.8設(shè)雙口網(wǎng)絡(luò)S己知，終端接有負(fù)載Z“如下圖，求輸入端的反射系數(shù)。爲(wèi)Jb. = S a. + S' (D解：由引參數(shù)定義；r u 11-婦片氣+ S fl7 O根據(jù)終端反射系數(shù)的定義：r>魚與心b2 一將It代入2)可得：b3 = SYu + ££禺=爲(wèi)二§碼(4)將(3) (4)代入 可得b嚴(yán)血十幾r心乞*網(wǎng)+幾匚 %*1一乂心輸入端反射系數(shù)為：1廣P二幾亠雖雖匚坷1-S-Tf第五章5. 6設(shè)某定向耦合器的耦合度為33dB,定向度為24dB,端】1的入姑功率 為計(jì)算直通端II和耦合端口的輸出功率"解；C = lOlg- = 33dB- J xlO-11 - 0.0125ffPPP = 101g- = 2Wfi=>/；二加 10如=0.00005瞬片=24 9S75IF5. 11寫出以下各種理想雙口端口元件的S矩陣。<1)理想衰落器