微波技術(shù)基礎(chǔ)第三章課后答案---楊雪霞(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上3-1 一根以聚四氟乙烯為填充介質(zhì)的帶狀線，已知其厚度b=5mm，金屬導(dǎo)帶厚度和寬度分別為、W=2mm，求此帶狀線的特性阻抗及其不出現(xiàn)高次模式的最高頻率。解: 由于，由公式 得中心導(dǎo)帶的有效寬度為：，帶狀線的主模為TEM模，但若尺寸不對(duì)也會(huì)引起高次模，為抑止高次模，帶狀線的最短工作波長(zhǎng)應(yīng)滿足：所以它的工作最高頻率3-2 對(duì)于特性阻抗為的銅導(dǎo)體帶狀線，介質(zhì)厚度b=0.32cm，有效相對(duì)介電常數(shù)，求線的寬度W。若介質(zhì)的損耗角正切為0.001，工作頻率為10GHz，計(jì)算單位為的衰減，假定導(dǎo)體的厚度為t=0.01mm。解: 因?yàn)楹?，所以由公?其中，計(jì)算寬度為。 在10GHz

2、，波數(shù)為由公式介電衰減為在10GHz下銅的表面電阻為。于是，根據(jù)公式其中得出的導(dǎo)體的衰減為因?yàn)椤？偟乃p常數(shù)為以dB為單位，為在10GHz，在帶狀線上的波長(zhǎng)為所以，用波長(zhǎng)來表示的衰減為3-3 已知帶狀線兩接地板間距b=6cm，中心導(dǎo)帶寬度W=2cm，厚度t=0.55cm，試求填充和時(shí)的特性阻抗。解：由于，故屬于寬導(dǎo)帶情況，其特性阻抗由下式求出： 其中，對(duì)于，3-4 已知帶狀線介質(zhì)厚度b=2mm，金屬導(dǎo)帶厚度t=0.1mm，寬度W=1.7mm，計(jì)算聚四氟乙烯敷銅帶狀線的特性阻抗。解:由，查曲線圖(帶狀線的特性阻抗曲線)可得故 3-5 求特性阻抗為的陶瓷基片的帶狀線的寬高比。解: 由，查圖(帶狀線

3、的特性阻抗曲線)可得3-6 已知帶狀線兩導(dǎo)體平板之間的距離為b=1mm，中心導(dǎo)體帶的寬帶為W=2mm，厚度為t=0.5mm，填充的介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)為，求該帶線主模的相速度和帶線的特性阻抗。解：帶狀線的主模為TEM模，所以相速度為又因?yàn)?，所以，其中所以，?-7 有兩個(gè)帶狀線，一個(gè)填充介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)為，各個(gè)尺寸為b1、t1、W1；另一個(gè)填充介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)為，尺寸b2、t2、W2；為試問：（1）當(dāng)，時(shí)，哪一個(gè)帶狀線的特性阻抗大，為什么？（2）當(dāng)，時(shí)，哪一個(gè)帶狀線的特性阻抗大，為什么？解：帶狀線的特性阻抗，可由下式表示式中，為單位長(zhǎng)度的分布電容，且其中，為平板電容；為邊緣電容。與，成正比，

4、即而與成正比，所以（1）當(dāng)，時(shí)，故（2）當(dāng)，時(shí)，故3-8 已知帶狀線厚度b=3.16mm，相對(duì)介電常數(shù)，計(jì)算特性阻抗為100帶狀線的導(dǎo)體帶寬度，并求4.0 GHz時(shí)此線的波導(dǎo)波長(zhǎng)。解：因?yàn)椋云渲校?所以 3-9 帶狀線的相速與電磁波在自由空間的相速是什么關(guān)系？波長(zhǎng)之間又是什么關(guān)系？對(duì)于微帶線（準(zhǔn)TEM波），上述各量間又是什么關(guān)系？解：帶狀線中相速與電磁波在自由空間的速度之間的關(guān)系是 波長(zhǎng)之間關(guān)系是 式中，為介質(zhì)的介電常數(shù)；f為工作頻率。微帶線中相速與電磁波在自由空間的速度之間的關(guān)系是波長(zhǎng)之間的關(guān)系是式中，為等效介電常數(shù)，f為工作頻率。3-10 計(jì)算微帶線的寬度和長(zhǎng)度，要求在2.5GHz有特

5、性阻抗和相移?；穸葹閔=1.27mm，有效相對(duì)介電常數(shù)。解:首先，我們對(duì)于求,初始猜測(cè)。由公式其中，得所以；否則我們將用的表達(dá)式。然后得。由公式得有效介電常數(shù)為對(duì)于相移，線長(zhǎng)度求得為3-11 已知某微帶線的導(dǎo)體寬帶為W=2mm，厚度，介質(zhì)基片厚度h=1mm，相對(duì)介電常數(shù)，求此微帶線的有效填充因子q、和有效介電常數(shù)，以及特性阻抗 (設(shè)空氣微帶特性阻抗 )。解: 3-12 已知某耦合微帶線，介質(zhì)為空氣時(shí)，奇偶特性阻抗分別為，實(shí)際介質(zhì)時(shí)，奇偶模填充因子為，工作頻率。試求介質(zhì)填充耦合微帶線的奇偶模特性阻抗、相速和波導(dǎo)波長(zhǎng)各為多少？解: 耦合微帶線的奇偶模有效介電常數(shù)分別為 ， 此時(shí)，奇，偶模的相速

6、、特性阻抗及波導(dǎo)波長(zhǎng)分別為3-13 一微帶線特性阻抗，基板介電常數(shù)，厚度為h=0.8mm，并且中心頻率。試求微帶線的有效介電常數(shù)，傳播波長(zhǎng)，以及相位速度。解: 假設(shè) 3-14 已知某微帶線的導(dǎo)帶寬度、厚度，介質(zhì)基片厚度，相對(duì)介電常數(shù)，求：此微帶的有效介電常數(shù)和特性阻抗；若微帶中傳輸信號(hào)的頻率為6GHz，求相速和波導(dǎo)長(zhǎng)度。解：(1)將相對(duì)介電常數(shù)和基片厚度及導(dǎo)帶寬度帶入下式即可求得微帶的有效介電常數(shù)由于導(dǎo)帶厚度不等于零，導(dǎo)帶寬度需要修正，即：空氣微帶的特性阻抗為所以介質(zhì)微帶線的特性阻抗為(2)介質(zhì)微帶的相速為頻率為6GHz的信號(hào)的波長(zhǎng)為所以波導(dǎo)波長(zhǎng)為3-15 已知微帶線的特性阻抗為，介質(zhì)是相對(duì)介

7、電常數(shù)為的氧化鋁陶瓷。設(shè)損耗角正切，工作頻率，求介質(zhì)衰減常數(shù)。解： 由公式可得3-16 設(shè)基片的厚度h為1.58mm，介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)。設(shè)計(jì)特性阻抗為100的微帶線，并計(jì)算此線在4.0GHz工作頻率時(shí)的波導(dǎo)波長(zhǎng)。解：由題可知?jiǎng)t得到寬度如下:此解不符合要求所以又因?yàn)?所以 3-17 什么是介質(zhì)波導(dǎo)？按其結(jié)構(gòu)形式分為哪幾類？答：介質(zhì)波導(dǎo)是由介質(zhì)做成的沒有封閉金屬屏蔽的一種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。由于它傳輸?shù)氖潜砻娌ㄐ危视址Q為表面波導(dǎo)。按其結(jié)構(gòu)形似的不同，分為：（1）金屬覆蓋介質(zhì)線（2）介質(zhì)管波導(dǎo)（3）介質(zhì)棒波導(dǎo)（4）介質(zhì)鏡像線（5）H形介質(zhì)波導(dǎo)3-20共面波導(dǎo)與槽線中所傳輸?shù)哪Ｊ绞鞘裁?？針?duì)二者應(yīng)用舉例說明。答：共面波導(dǎo)中傳輸?shù)氖菧?zhǔn)TEM模，槽線中傳輸?shù)牟皇荰EM模，也不是準(zhǔn)TEM模，而是一種波導(dǎo)模。在介質(zhì)一面作出槽線，另一面作出微帶傳輸線，利用他們之間的耦合即可構(gòu)成濾波器和定向耦合器等元件。在共面波導(dǎo)中安置鐵氧體材料中，就可以構(gòu)成諧振式隔離器或差分式移相器。3-18 在H形介質(zhì)波導(dǎo)中研究縱電磁波有何意義？答：縱電磁波不僅具有衰減易隨頻率升高而下降的顯著特性；同時(shí)所確定的波導(dǎo)最大橫向尺寸決定了最小衰減和最大