实用文档之微波技术与天线课后题答案

1-1 实用文档之"解： f=9375MHz, / 3.2,/ 3.1251c f cm l λλ===> " 此传输线为长线1-2解： f=150kHz, 4/2000,/0.5101c f m l λλ-===⨯<< 此传输线为短线1-3答： 当频率很高，传输线的长度与所传电磁波的波长相当时，低频时忽略的各种现象与效应，通过沿导体线分布在每一点的损耗电阻，电感，电容和漏电导表现出来，影响传输线上每一点的电磁波传播，故称其为分布参数。

用1111,,,R L C G 表示，分别称其为传输线单位长度的分布电阻，分布电感，分布电容和分布电导。

1-4 解： 特性阻抗050Z ====Ω f=50HzX 1=ωL 1=2π×50×16.65×10-9Ω/cm=5.23×10-6Ω/cmB 1=ωC 1=2π×50×0.666×10×10-12=2.09×10-9S/cm 1-5 解： ∵ ()22j z j z i r U z U e U e ββ''-'=+ ()()2201j z j z i r I z U e U e Z ββ''-'=- 将 2223320,2,42i r U V U V z πβλπλ'===⋅= 代入 33223420220218j j z Ueej j j V ππλ-'==+=-+=-()3412020.11200z Ij j j A λ'==--=- ()()()34,18cos 2j te z u z t R U z e t V ωλπω'=⎛⎫''⎡⎤==- ⎪⎣⎦⎝⎭ ()()()34,0.11cos 2j t e z i z t R I z e t A ωλπω'=⎛⎫''⎡⎤==- ⎪⎣⎦⎝⎭ 1-6 解： ∵Z L =Z 0 ∴()()220j z i r U z U e U β''==()()()212321100j j z z U z e U z e πβ''-''==()()()()611100,100cos 6jU z e V u z t t V ππω'=⎛⎫=+ ⎪⎝⎭1-7 解：210.20.2130j L e ccmfπρρλ-Γ=-=-==Γ+==由 011L L L Z Z +Γ=-Γ 得 0110.2100150110.2L LL Z Z -Γ+===Ω+Γ- 由 ()()()22max0.20.2j z j z L z e e z πββ-'-''Γ=Γ==Γ= 得 max1max120,7.54z z cm λπβ''-===1-8 解： (a) ()(),1in in Z z z ''=∞Γ= (b) ()()0100,0in in Z z Z z ''==ΩΓ= (c) ()()00012200,3in in in in Z Z Z z Z z Z Z -''==ΩΓ==+(d) ()()02200,1/3in in Z z Z z ''==ΩΓ=1-9 解： 1 1.21.510.8ρ+Γ===-Γmax 0min 75,33Z Z Z Z ρρ==Ω==Ω1-10 解： min2min124z z cm λ''=-= min1120.2,0.514L z ρππβρλ-'Γ===⨯=+min1min120.2j z z L e β'-'Γ=-=Γ∴ 2420.20.2j jL eeππ⨯-Γ=-=1-11 解： 短路线输入阻抗 0in Z jZ tg l β= 开路线输入阻抗 0in Z jZ ctg l β=- a) 00252063in Z jZ tgjZ tgj πλπλ=⨯=Ω b) 002252033in Z jZ tg jZ tg j πλπλ=⨯=-Ωc) 0173.23in Z jZ ctgj π=-=-Ω d) 02173.23in Z jZ ctg j π=-=Ω1-12 解： 29.7502050100740.6215010013oj L L L Z Z j j e Z Z j -++Γ=Γ====++1-13 解： 表1-41-17 解： 1350.7oj L e Γ=1-18 解： minmax0.6U K U == min143.2o z β'= 用公式求min1min10min1min111L j tg z K jtg z Z Z Z jtg z jKtg z ρββρββ''--==''-- 0.643.25042.8522.810.643.2oojtg j j tg -==-Ω-⨯ 用圆图求 ()42.522.5L Z j =-Ω短路分支线的接入位置 d=0.016λ时()0.516B =- 最短分支线长度为 l=0.174λ()0.516B =- 1-19 解： 302.6 1.4,0.3,0.30.16100L L lZ j Y j λ=-===+ 由圆图求得0.360.48in Z j =+1824in Z j =+Ω1.01 1.31in Y j =-()0.020.026in Y j S =-1-20 解： 12L Y j =+ 0.5jB j =()()()()0.150.6 1.460.150.60.960.20.320.380.2 1.31 1.54in in in in Y j Y jB j Y j Z j λλλλ=-+=-=+=-∴ 6577in Z j =-Ω 1-21 解： 11 2.5 2.50.20.2L L Y j j Z ===+- 并联支节输入导纳 min 2.5B ctg l β=-=- min 0.061l λ=此时 1/2.5L Z '= 500/2.5200L Z '==Ω（纯电阻）变换段特性阻抗316Z '===Ω 1-22 解： 1/0.851.34308.66o o L arctg ϕ=-=-=由 max120L z ϕβ'=-= 得 max10.43z λ'= 由 min12L z ϕβπ''=-=- 得 min10.1804L z ϕπλλπ+'== 1-23 解： 原电路的等效电路为由 1in Z j '+= 得 1in Z j '=- 向负载方向等效(沿等Γ图)0.25电长度 得 1in in Z Z ''='则 in in Y Z '''=由in in in Y Y j Z ''''''=+= 得 12in in Y Z j j ''''=-=- 由负载方向等效0.125电长度(沿等Γ图)得 12L Y j =+ 0.20.4L Z j =-1-24 答： 对导行传输模式的求解还可采用横向分量的辅助标位函数法。

将横向电场或磁场用标位函数的梯度表示。

该标位函数可用纵向分布函数U(z).I(z)及横向分布函数表示。

对应横向电场与横向磁场的纵向分布函数U(z).I(z)具有电压与电流的量纲，故称其为对应导行模式的模式电压与模式电流。

其满足的传输线方程为()()()()22222200d U z U z dzd I z I z dzββ+=+=无论TE 波还是TM 波，其模式电流电压满足的传输线方程与长线方程一样。

故称其为广义传输线方程。

1-25 答： 导行波不能在导波系统中传输时所对应的最低频率称为截止频率，该频率所确定的波长称为截止波长 当 c λλ>时，波被截止，不能传播 当 c λλ<时，波可以传播1-26 答： 当波截止时，γα= 。

当波传播时，j γβ=。

一为衰减波，无法传播。

一为传输波，可以沿导波装置传播。

1-27 答： 当电磁波在导波系统中的传播相速与频率有关时，不同频率的波同时沿该导波装置传输时，等相位面移动的速度不同，有快有慢，故该现象为“色散”。

1-28 答： 对比自由空间均匀平面波的波阻抗定义，定义波导的波阻抗为 ttE Z H ==横向电场横向磁场，且Et,Ht 与传播方向满足右手定则TE TM TEM Z Z Z η==== 1-29 解： min2min12219.8839.76g z z mm λ''=⨯-=⨯= 由g λ=得303mm cmλ===1-30解：82.07,2 4.572cm a cmλ====/ 2.32gcmλλ==82.3210/pv m s==⨯1-31 证：∵1010gZληλ==2020gZληλ==∴202011ggZZλλ=1-32 解：3560ln5015.2DZd===Ω由50Dd='得 1.046d mm'=1-33 解：高次模TM波有()()1/c mnE n D dλ≈-/ 1.5c f cmλ==()()0101.156cE D dλλ≈-=<不传播TE模()()1013.212c mmD dTEmπλλ=+≈=>可以传播()()2101.614cD dTEπλλ+==>可以传播()()3101.076c Dd TE πλλ+==< 不能传播()()0101.156c TE D d λλ=-=< 不传播 可以传播TEM TE 11 TE 21波型1-34 解： ()0/215.77D d mm λπ≥+= min 15.77mm λ= 1-35 解： (1) 由011/Z C ∝可知12r r εε> 时()12/r C C C W h ε>∝∴ 0102Z Z >(2) 12W W <时 12C C < ∴0102Z Z > 1-36 解：t/b=0.05, W/b=0.7 查图1-51(a)得0074,51.1Z ==Ω代入式(1-68a)计算得01.932,0.07764,0.8145,51.7Wm Z b t η∆====Ω-由()()min110min 211 5.84.1c c TM mm TE mm λλλλ>==>==得max1min1max 2min 2/51.75/73.93f c GHz f c GHzλλ====∴ max 51.75f GHz = 1-37 解： 由式(1-72)可求 A=2.99>1.52∴280.4052AAW e h e ==- W=0.32mm 1-38 解： 由 /21W h =≥ 可知()()1/2081/21112/0.6911 6.51351.17610/, 1.176re r p p p q h W q Z v v m s cmfεελ-⎡⎤=++=⎣⎦=+-===Ω==⨯==1-39 答： 耦合传输线在偶模激励时，单位长度的偶模分布阻抗与导纳之比开方定义为偶模特性阻抗，即0e Z =同理，奇模激励时，单位长度的奇模分布阻抗与导纳之比的开方定义为奇模特性阻抗，即0o Z =阻抗与偶模相连与单位长电容表示时，所得分布电容称为偶模电容，用1e C 表示即()0111/,1e pe e c Z v C e C C K ==-同理将奇模特性阻抗用奇模相连与单位长电容表示时，所得分布电容称为奇模电容，用1o C 表示，即()0111/,1O po o o c Z v C C C K ==+1-40 解：0101.4e =051.7o =查图1-57得s/b=0.03 W/b=0.7∴ s=0.06mm W=1.4mm1-41 解： 由图1-57得 s/b=0.12 s=0.72mm W/b=1.36 W=8.16mm1-42 解： 由图1-60可查得 /0.4s h ≈ /0.78W h ≈ ∴ 0.4s mm ≈ 0.78W mm ≈ 1-43 解： s/h=0.5 W/h=1 由图1-60可查得 060e Z ≈Ω 035o Z ≈Ω2-1 答： 将微波元件等效为网络进行分析，就是用等效电路网络参数代替原微波元件对原系统的影响。