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1、2014微波與天線習(xí)題課21. 試證明TEM模的波阻抗。證明:已知電磁場(chǎng)的橫向分量可表示為根據(jù)無(wú)源的麥克斯韋方程組中的旋度方程故又2. 矩形波導(dǎo)中傳輸TE10模,試問(wèn)圖中哪些裂縫影響波的傳輸? 答:寬邊中心縱槽 窄邊橫槽不破壞電流分布,故1,2,3,5有影響。3. 復(fù)習(xí)/學(xué)習(xí)矢量分析與場(chǎng)論,證明 TEM模情況下,4圓波導(dǎo)直徑為5cm,內(nèi)部填充空氣。1)求TE11,TM01,TE01和TM11的截止波長(zhǎng);2)當(dāng)工作波長(zhǎng)為7cm,6cm,3cm時(shí),該波導(dǎo)中會(huì)出現(xiàn)上述哪些模式?3)工作波長(zhǎng)7cm時(shí),求最低次模式的波導(dǎo)波長(zhǎng)g。解:1)由2)波導(dǎo)中要出現(xiàn)某種模式,則工作波長(zhǎng)必小于該模式的截止波長(zhǎng),則工作
2、波長(zhǎng)為7cm時(shí),出現(xiàn)的模式有TE11;工作波長(zhǎng)為6cm時(shí),出現(xiàn)的模式有TM01,TE11;工作波長(zhǎng)為3cm時(shí),出現(xiàn)的模式有TE11,TM01,TE01,TM11.3)工作波長(zhǎng)為7cm時(shí),最低次模式為T(mén)E11.=8.53cm,則波導(dǎo)波長(zhǎng)5.用直徑D=51.6mm的銅制圓波導(dǎo)傳輸f=4GHz的導(dǎo)波,當(dāng)需要圓波導(dǎo)傳輸100m遠(yuǎn),而總衰減小于10dB時(shí),通過(guò)計(jì)算說(shuō)明應(yīng)選擇何種工作模式。解:傳輸100m遠(yuǎn),總衰減小于10dB,則衰減小于0.1dB/m。對(duì)于銅制圓波導(dǎo),表面電阻(銅:=4×10-7H/m,=5.7×107S/m)工作波長(zhǎng) 截止波長(zhǎng) 要使波能夠傳播,則,故只有TE11模滿
3、足傳輸條件分析其衰減情況 ()<0.1dB/m,滿足要求,故選擇TE11模。6畫(huà)出圓波導(dǎo)中TM31和TE31模在波導(dǎo)橫截面上的場(chǎng)分布圖。解:參考教材TEmn模、TMmn橫截面場(chǎng)結(jié)構(gòu)的畫(huà)法。7. 如圖所示,同軸線I、III兩段以空氣為填充介質(zhì),特性阻抗為100 ,II段填充的介質(zhì),終端負(fù)載阻抗,且,工作波長(zhǎng)為10 cm。求各段中的駐波系數(shù)及端面處的輸入阻抗。解:對(duì)I: 對(duì)II: 對(duì)III: 8. 如圖所示兩根寬導(dǎo)帶的帶狀線,其相同。問(wèn):若,和哪一個(gè)大?若,和哪一個(gè)大?解:寬導(dǎo)帶帶狀線的特性阻抗Zc的計(jì)算公式為故有 < , > 。9. 要求微帶線的特性阻抗為,介質(zhì)基片的相對(duì)介電常數(shù)為9,基片厚度為0.88mm。求微帶線的導(dǎo)帶寬度W及傳輸準(zhǔn)TEM模的最短工作波長(zhǎng)。解:因?yàn)?代入數(shù)據(jù)可得:A=2.9891.52故=0.405 所以W=0.405h=0.356mm要求傳輸TEM模:則有 再考慮防止強(qiáng)耦合情況: 綜上并代入數(shù)據(jù)可解得:10. 一耦合微帶線的,介質(zhì)基片的,基片厚度,求微帶的導(dǎo)帶寬度W和耦合間距S。解:參考教材對(duì)稱耦合微帶線的Zco和Zce與W/h的關(guān)系曲線。11. 證明:
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