微波技術(shù)作業(yè)

1、第二章1、P222（p27）3、（P27）4、（、（P37）已知）已知均勻無耗傳輸線的特性阻抗均勻無耗傳輸線的特性阻抗Z0=50歐姆，歐姆，終端負(fù)載終端負(fù)載 ZL=0。試求。試求：（：（1） ，（，（2） ，（3） 處的輸入阻抗處的輸入阻抗 Zin(l)8l4l2l5、（、（P37）已知）已知均勻無耗傳輸線上的電壓、電流表示式為均勻無耗傳輸線上的電壓、電流表示式為00(z)U cossinU(z)cossinLLLLUzjI ZzIIzjzZ試求試求：（：（1）傳輸線輸入阻抗）傳輸線輸入阻抗 Zin(z)與負(fù)載阻抗與負(fù)載阻抗ZL的關(guān)系式的關(guān)系式； （2）證明傳輸線輸入阻抗）證明傳輸線輸入阻抗

2、具有具有 的的周期性周期性； （3）證明傳輸線輸入阻抗具有）證明傳輸線輸入阻抗具有 的的變換性變換性；246（P37）7（P55）已知）已知均勻無耗傳輸線的特性阻抗均勻無耗傳輸線的特性阻抗Z0，相位常，相位常數(shù)為數(shù)為 ，當(dāng)傳輸線的終端接負(fù)載，當(dāng)傳輸線的終端接負(fù)載ZL時，在傳輸線上測時，在傳輸線上測得電壓駐波系數(shù)為得電壓駐波系數(shù)為 ，終端負(fù)載離線上第一個電壓波，終端負(fù)載離線上第一個電壓波節(jié)點(diǎn)的距離為節(jié)點(diǎn)的距離為zmin1。試證明試證明min10min11tantanLjzZZjz8（P65）9（P65）10（P83）11（P98）一一個個40+j70歐姆的負(fù)載阻抗接在一個歐姆的負(fù)載阻抗接在一個1

3、00歐姆的傳輸線歐姆的傳輸線上，其長度為上，其長度為0.3波長。求負(fù)載處的反射系數(shù)、線的輸入端的反射波長。求負(fù)載處的反射系數(shù)、線的輸入端的反射系數(shù)、輸入阻抗、線的系數(shù)、輸入阻抗、線的SWR及回波損耗。及回波損耗。12（P98）已知）已知傳輸線的特性阻抗為傳輸線的特性阻抗為50歐姆，當(dāng)傳輸線終端接負(fù)載歐姆，當(dāng)傳輸線終端接負(fù)載ZL時，測得線上的電壓駐波系數(shù)為時，測得線上的電壓駐波系數(shù)為2，線上第一個電壓波節(jié)點(diǎn)離負(fù)載，線上第一個電壓波節(jié)點(diǎn)離負(fù)載的距離為的距離為0.15個波長。求負(fù)載阻抗和負(fù)載導(dǎo)納值（用圓圖求解）個波長。求負(fù)載阻抗和負(fù)載導(dǎo)納值（用圓圖求解） 為什么波導(dǎo)中不能傳輸TEM波？因?yàn)門EM波要

4、求電場和磁場完全在波導(dǎo)的橫截面上.由于磁場是閉合曲線,在橫截面滿足麥克斯韋方程,在閉合曲面的線積分等于位移電流和傳導(dǎo)電流的面積分.,這樣就要求有位移電流的存在,位移電流沿軸向傳播,這樣與電場完全在波導(dǎo)橫截面上矛盾。第二章1、已知、已知均勻波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)中，均勻波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)中， 。試用波。試用波數(shù)概念證明數(shù)概念證明21 ()gc222ckk(1)(2)(3)(4)22gcgc 21 ()pcvv21 ()gcvv 2、3、45、6、7、100021 (2 )TEZa1010101010sin(x)U(z)sin(x) (z)j zyj zxTExEEeeaExHehIZa 解：由第3章可知1、求出

5、矩形波導(dǎo)TE10模的等效電壓、等效電流和等效特性阻抗。(4-2-5)其中，TE10模的波阻抗?？梢娝蟮哪Ｊ降刃щ妷?、等效電流可表示為11U(z)(z)j zj zeAeAIeZ (4-2-6)第三章第三章式中，Ze為模式特性阻抗，現(xiàn)取 ，我們來確定A1。由式(4-2-5)及(4-2-6)可得10eTEbZZa101010110101sin(x)sineTEExeAaEZxhA Za 1021021110122eTEEZabA ZbAE(4-2-7)由式(4-2-4)可推得(4-2-8)于是唯一確定了矩形波導(dǎo)TE10模的等效電壓和等效電流，即101010(z)2(z)2jzjzTEbUE eE

6、aIeZ(4-2-9)此時波導(dǎo)任意點(diǎn)處的傳輸功率為(4-2-10)與第三章79頁功率表達(dá)式相同，也說明此等效電壓和等效電流滿足第2條規(guī)定102101ReU (z)I (z)24kkTEEabPZ2、求如圖所示網(wǎng)絡(luò)的阻抗矩陣第四章3、求如圖所示雙端口網(wǎng)絡(luò)的Z矩陣和Y矩陣解：由Z矩陣的定義： 4、 求一段電長度為的傳輸線的散射矩陣T1T2 00jjeSe0|011112aabs0|022221aabsjaeabs021121|jaeabs012212|5、試簡單證明無耗網(wǎng)絡(luò)的么陣性，即 1SS 6、證明無耗互易三端口微波網(wǎng)絡(luò)三個端口不能同時匹配的特性7、如果二端口微波網(wǎng)絡(luò)的S參量為212121jS

7、Se222222jSSe111111jSSe121212jSSe11111111()211211()2211111 1jjjjSeSeSSeSe試證明無耗、互易、對稱網(wǎng)絡(luò)的S矩陣為8、已知二端口網(wǎng)絡(luò)的散射參量矩陣為32320.20.980.980.2jjjjeeSee求二端口網(wǎng)絡(luò)的工作特性參量9、課后習(xí)題12題圖給出了連接在一起的兩段矩形波導(dǎo)，它們的寬邊相同，都是a=23mm，而窄邊則分別是b1=5mm，b2=10mm，內(nèi)部填充空氣。當(dāng)?shù)诙蔚哪┒私悠ヅ湄?fù)載時，求連接處的反射系數(shù)。1、112120( )1 ()2ebZzaa222120( )1 ()2ebZzaa由等效電路可知，因?yàn)榈?段傳輸

8、線的末端接匹配負(fù)載，故連接處點(diǎn)T的等效阻抗就等于第2段矩形波導(dǎo)的等效特性阻抗，即2121212113eeTeeZZbbZZbb 可見，寬壁寬度相等而窄壁寬度不相等的兩端矩形波導(dǎo)彼此連接以后，連接處存在著反射。第五章如果將兩段不同特性阻抗的微帶線連接在一起，則形成不均勻性，如圖所示。已知Z01=100歐姆，Z02=25歐姆。求：(1)不均勻性產(chǎn)生的反射系數(shù)是多少？(2)如何設(shè)計一個簡單匹配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配？2、今有兩根矩形波導(dǎo)管，寬邊相同均為a，而窄邊不相同，分別為b1和b2。如果要在兩根波導(dǎo)之間插入矩形波導(dǎo)寬邊為a，長度是四分之一導(dǎo)波長的波導(dǎo)段以實(shí)現(xiàn)匹配，試計算其窄邊b應(yīng)是多少？3、單階梯四分之一波長阻抗變換器等效電路，如書153頁圖5-9(c)所示。試證明單階梯四分之一波長阻抗變換器插入衰減量為4、22111 ()1cos4LRR 其中，R為阻抗比，0201,ZRlZ 1、一空氣填充的矩形諧振腔尺寸為：3*1.5*4cm，求：(1)