電磁場與微波技術(shù)五-七章習(xí)題

5.1答：波導(dǎo)中的截止波長是依據(jù)判定電磁波能否傳輸?shù)臈l件工作波長大于截止波長時，

為虛數(shù)，為一個衰減函數(shù)，因此在波導(dǎo)中電磁波沿其傳播方向迅速衰減而無法傳播。小于截止波長時，

為實數(shù)，為波動因子。定義的波長當(dāng)工作波長因此波可以沿著波導(dǎo)進行傳播。（pp158）1.5.3答:工作波長是指波在無限大介質(zhì)中傳播的波長

是根據(jù)判定電磁波能否傳輸?shù)臈l件定義出的波長。

截止波長波導(dǎo)波長是指波導(dǎo)中某波型相鄰兩同相位點之間的距離，也叫相波長。2.5.12解：要使波型能在波導(dǎo)中傳輸必須為實數(shù),即截止波長和截止頻率分別為3.此時波導(dǎo)中只能傳播模。

4.（2）當(dāng)傳輸模時，

群速度

相波長

書上答案有錯誤相速度5.解：由題BJ-100型波導(dǎo)中，，，工作頻率為10GHz，則工作波長為（1）傳輸模時，（2）由前面的公式可知，工作波長不變，若a增加一倍，則增加一倍為91.44mm；此時相波長=31.78mm6.（3）由公式可知，工作波長不變，若b增大一倍，TE10模截止波長，相波長（4）當(dāng)工作頻率為15GHz時，工作波長為因此波能夠在波導(dǎo)中傳播。所以此時的都不會變7.5.17答：由切割電流線的縫隙會影響波的傳輸，平行電流線的縫隙不會影響電流的傳播。因此可得，縫隙1，3，5會影響波的傳輸。模的管壁電流分布圖可知，8.5.18圓波導(dǎo)中模,模及模各有什么特點？分別畫出它們在橫截面內(nèi)電磁場分布圖。解:(一)、TE11模圓波導(dǎo)中模的場分布和矩形波導(dǎo)中模分布很相似，且它的截止波長最長，容易實現(xiàn)單模傳輸。由于它存在極化簡并模，所以不宜用來作為遠(yuǎn)距離傳輸?shù)墓ぷ髂Ｊ健?.

(二)、TE01模在波導(dǎo)模的電場只存在分量，且在r=0和R處，。壁上只有磁場的分量，故在壁上只有電流，且隨著頻率的升高而減少，從而模的波導(dǎo)損耗隨頻率升高而降低。10.

(三)、TM01模TM01模的場結(jié)構(gòu)圖如圖所示。由圖可見，磁場只有分量，是具有軸對稱分布的圓磁場；電場有Ez分量，在r=0處EZ最大；壁電流只有縱向分量JZ。因此適用于作微波天線饋線旋轉(zhuǎn)鉸鏈的工作模式。由于它具有EZ分量，便于和電子交換能量，可作電子直線加速器中的工作模式。但由于它的管壁電流具有縱向電流，故必須采用抗流結(jié)構(gòu)的連接方式。

11.5.21解：（1）當(dāng)為模時，

當(dāng)為模時，當(dāng)為模時，當(dāng)為模時，12.（2）工作波長為7cm時，可出現(xiàn)模

模，工作波長為3cm時，

可出現(xiàn)模，模，模，TE21模和TE31模。工作波長為6cm時，可出現(xiàn)模模，13.（3）當(dāng)工作波長為時，14.5.26解：（2）為保證只傳輸TEM模，則工作波長為所以有則5.29解：查表5.4可知，當(dāng)時，0.3和0.4之間，利用式(5.114)可以算出，，所以微帶線的寬度為在15.補充題：為什么金屬波導(dǎo)中不能傳播TEM模答：若金屬波導(dǎo)內(nèi)能傳播TEM波，則在金屬波導(dǎo)的橫截面內(nèi)存在閉合的磁力線，而根據(jù)全電流定律，沿此閉合磁力線的積分，應(yīng)等于磁力線所包圍的傳導(dǎo)電流和位移電流之和，而波導(dǎo)內(nèi)不存在傳導(dǎo)電流，若存在位移電流，則波導(dǎo)軸向存在電場，這與TEM波矛盾，因此金屬波導(dǎo)內(nèi)不能傳播TEM模。16.6-12已知二端口網(wǎng)絡(luò)的散射參量矩陣為

求二端口網(wǎng)絡(luò)的插入相移、插入衰減L（dB）、電壓傳輸系數(shù)T及輸入駐波比。解：根據(jù)插入相移、插入衰減、電壓傳輸系數(shù)及輸入駐波比的定義，得對于可逆網(wǎng)絡(luò)17.6.14解：由已知散射矩陣參量可知網(wǎng)絡(luò)是互易（可逆）的將散射參量代入網(wǎng)絡(luò)是有耗的18.6-15有一無耗四端口網(wǎng)絡(luò)，各端口均接以匹配負(fù)載，已知其散射參量矩陣為當(dāng)高頻功率從①端口輸入時，試問②、③、④端口的輸出功率各為多少？若以①端口歸一化輸入電壓為基準(zhǔn)，求各端口的歸一化輸出電壓。19.解：表示234端口接匹配負(fù)載時，1端口的電壓反射系數(shù)表示234端口接匹配負(fù)載時，1端口至2端口的電壓傳輸系數(shù)表示234端口接匹配負(fù)載時，1端口至3端口的電壓傳輸系數(shù)表示234端口接匹配負(fù)載時，1端口至4端口的電壓傳輸系數(shù)20.由(4-2-5)歸一化入射波功率和反射波功率的表達(dá)式：(6.17)即為各端口歸一化輸出電壓?？傻?1.7.10