微波技術(shù)基礎(chǔ)試題二

1、2007/2008學(xué)年第二學(xué)期期末考試試題答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（A卷）微波技術(shù)基礎(chǔ)一、填空題（40分，每空2分）1、傳輸線(xiàn)的工作狀態(tài)是指沿線(xiàn)電壓、電流及阻抗的分布規(guī)律。對(duì)于均勻無(wú)耗傳輸線(xiàn)，根據(jù) 終端所接負(fù)載阻抗的大小和性質(zhì)的不同其工作狀態(tài)分為三種：行波狀態(tài)、駐波狀狀態(tài)、行駐波 狀態(tài)。2、測(cè)得一微波傳輸線(xiàn)的反射系數(shù)的模|。則行波系數(shù)K = * ：若特性阻抗乙）=75Q , 則波節(jié)點(diǎn)的輸入阻抗尺”（波節(jié)）= 25G。3、均勻無(wú)耗傳輸線(xiàn)的特性阻抗為乙），終端負(fù)載獲得最大功率時(shí)，負(fù)載阻抗ZL = Zo o4、長(zhǎng)線(xiàn)和短線(xiàn)的區(qū)別在于：前者為分布參數(shù)電路,后者為集中參數(shù)電路。5、阻抗圓圖的正實(shí)半軸為電壓波腹點(diǎn)或電

2、流波石點(diǎn) 的軌跡，負(fù)實(shí)半軸為電壓波肖點(diǎn)或 電流波腹點(diǎn)的軌跡。6、圓波導(dǎo)傳輸?shù)闹髂門(mén)E11模,微帶線(xiàn)傳輸?shù)闹髂槟！?、在矩形波導(dǎo)中，當(dāng)工作波長(zhǎng)幾給左時(shí)，若要實(shí)現(xiàn)TEI0單模傳輸，則波導(dǎo)尺寸必須滿(mǎn)足a <A<2a , 2 > 2Z?o8、對(duì)于二端口網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，常用的工作參量有（請(qǐng)用文字?jǐn)⑹?，用符?hào)敘述不得分）電壓傳 輸系數(shù)、插入衰減、插入相移、輸入駐波比。9、表征二端口微波網(wǎng)絡(luò)特性的參量可以分為兩大類(lèi)，請(qǐng)問(wèn)反映網(wǎng)絡(luò)參考而上入射波電壓和 反射波電壓之間關(guān)系的參量有散射參量和傳輸參量。（注：請(qǐng)用文字?jǐn)⑹?，用符?hào)敘述不得 分）。二、簡(jiǎn)答題（20分，每題5分）1、電磁波的波型是如何劃分

3、的，有哪幾種波型。答：根據(jù)導(dǎo)波系統(tǒng)中電磁波按縱向場(chǎng)分量的有無(wú)，可分為三種波型：2分（1）橫磁波（TM波），又稱(chēng)電波（E波）：Hz" Ez"；1分（2）橫電波（TE波），又稱(chēng)磁波（H波）：£z=0 , Hz"：1分（3）橫電磁波（TEM）： £z = 0, /z = 0o1 分2、微波傳輸線(xiàn)的特性阻抗和輸入阻抗的怎義是什么？答：（1）傳輸線(xiàn)的特性阻抗左義為傳輸線(xiàn)上入射波電壓U（ 與入射波電流/.U）之比，或反射電壓U,（Z）與反射波電流之比的負(fù)值，即Zo = y-）- = -y-3分（2）輸入阻抗的泄義為該處電壓U（z）與電流I（z）之比，即乙”

4、匕）=陽(yáng)2分3、矩形波導(dǎo)和圓波導(dǎo)的主模是什么？ （2分）主模傳輸?shù)臈l件各是什么？ （3分）答：矩形波導(dǎo)的主模是TEw模：主模傳輸?shù)臈l件為：aX<2a, h>2b3分圓波導(dǎo)的主模是TEn模；主模傳輸?shù)臈l件為：2. 62R<X<3.41R2分4、若想探測(cè)矩形波導(dǎo)內(nèi)的駐波分布情況，應(yīng)在什么位置開(kāi)槽？為什么？答：在波導(dǎo)寬壁的中心線(xiàn)上開(kāi)一縱向窄槽，2分由于窄槽不切割電流線(xiàn)，因此它不影響波導(dǎo)內(nèi)導(dǎo)行波的傳輸特性。通過(guò)此槽在波導(dǎo)中插入一 小探針，外接晶體檢波器和電流表，可測(cè)的波導(dǎo)內(nèi)駐波的分布情況。3分三、計(jì)算題（40分）1、如圖所示一微波傳輸系統(tǒng)，其已知。求輸入阻抗乙”、冬點(diǎn)的反射系數(shù)

5、及各段的電壓駐波比。（10分）714Z2解:1分Zinh =4Z0一一4Z/,=2Zu/4Z0=-Z01分2）廠=玉三一辻（“丄 乙憶 3Zo+Zfl 7 r _Z°Z（）_£ZoZo_ 乙+乙一第+z分1分P 二 Zf _ Z。二 4Z()_ Z。= 3 r Zf + Z° 4Z() +Z05_ 乙 - Z _ Z。-2Z0 _ £乙 +Z Z° + 2Z01+近42、一特性阻抗為乙）=300Q的傳輸線(xiàn)，傳送信號(hào)至天線(xiàn)，工作頻率為300MHz,由于傳輸線(xiàn) 與天線(xiàn)不匹配，測(cè)得電壓駐波比° = 3,第一個(gè)電壓波腹點(diǎn)至輸入端的距離為Jma

6、xl = 0.2m o 試求傳輸線(xiàn)的輸入阻抗乙”及輸入導(dǎo)納冷。（利用阻抗和導(dǎo)納圓圖完成，寫(xiě)淸必要步驟）（10分）解：幾= 7 = 1用，Jmax| = 0.22 ,在阻抗圓圖上找到歸一化電阻為3的點(diǎn)A,該點(diǎn)即為電 壓波腹點(diǎn)，從A點(diǎn)沿等反射系數(shù)圓向信源方向旋轉(zhuǎn)0.2波長(zhǎng)數(shù)至B點(diǎn)，該點(diǎn)為 乙=0.36-）0.29 ,相對(duì)圓心的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為匕=1.7 +兒35,故Z, =108-;87 , 4 = 0.0057 + jO.0045 S。3、當(dāng)波的工作頻率接近矩形波導(dǎo)的截止頻率時(shí)將出現(xiàn)極大的衰減，故通常取工作頻率的下限等 于截止頻率的1.25倍。設(shè)工作頻率范國(guó)是4. 8GHZ7. 2GHZ,需在矩形波導(dǎo)中

7、實(shí)現(xiàn)單模傳輸，試 求：1）矩形波導(dǎo)的尺寸：（6分）2）A二5cm的波在此波導(dǎo)中傳輸時(shí)的相位常數(shù)隊(duì) 波導(dǎo)波長(zhǎng)Ag和相速vp： （6分）3）若f二10GHz,此波導(dǎo)中可能存在的波型。（8分）解：設(shè)力 為矩形波導(dǎo)的截止頻率，入 矩形波導(dǎo)的截止波長(zhǎng)根據(jù)題意有：1.25y* =4.8x10 "9則有:/ =3.84x10 H, 1 分3x10入=0.078 m = 7& 12 分3.84x10在矩形波導(dǎo)中單模傳輸即為主模TEw模一 i m1； n0 °2向入=2=2a=7- 8craI加 八、 ()+(云) V a b解的 a=3. 9cm3.9 則有b=1.95cm2所以矩形波導(dǎo)寬壁為3. 9cm窄壁為1. 95cm-(2)已知 2 = 5cm根據(jù)波導(dǎo)波長(zhǎng)乙與截止波長(zhǎng)入的關(guān)系式:-2分入二解的2丄=65 1cm 又據(jù)相速v “與截止波長(zhǎng)的關(guān)系式:v8解的 5x 10 in/s2 分此時(shí)相移常數(shù)0為：0 = 21二0.954%少2 分 j/cmXL p（3）已知 /=10G/zvA = =3cm而（ TE：o ）=7.8 cm ,（TE-0）=a=3.9cm,（TE0：）=2b=3.9cm,2c （TE辺）二 （T