(整理)_微波技术_B卷.

安徽大学 2011 — 2012 学年第 2 学期 《 微波技术 》考试试卷（B 卷）

（闭卷 时间120分钟）

院/系 年级 专业 姓名 学号

一、填空题（每空1分，共20分）

1. 已知一无耗传输线的特性阻抗Ω=750Z ，在其终端接负载阻抗Ω=100L Z ，则终端电压反射系数为 ，传输线上的电压驻波比为 。

2. 均匀无耗传输线工作状态分为三种： 、 、 。

3. 史密斯阻抗圆图实轴上的点代表 ，实轴左半径上的点表示电压驻波 ，电流驻波 ，其上数据代表 ，在圆图上旋转一周为 λ。

4. 带状线的工作模式为 ，其相速度p V = ，微带线的工作模式为

。

5. 在空腔谐振器中磁场占优势的区域将腔壁向外拉出一小体积V ∆，谐振频率将_________；将腔壁向内推入一小体积V ∆，谐振频率将_________。

6. 在奇、偶模分析法中，对耦合线端口①和②的任意激励电压1V ，2V ，总可以分解为一对奇、偶模激励电压o V 和e V 的组合，奇模电压o V ： ，偶模电压e V ： 。

7. 微波谐振器的基本参数为__________ 、__________ 和__________。

二、简答题（每小题6分，共12分）

1. 简述线性互易二端口网络散射参数测量中“三点法”的原理。

2. 写出下列理想二端口元件的[]S 矩阵。

（1）理想衰减器；（2）理想相移器；（3）理想隔离器。

三、证明题（10分）

1. 试证明无耗传输线的负载阻抗为：

1

1min min 0

tan 1tan d jK d j K Z Z L ββ--=

式中K 为行波系数，1m in d 为第一个电压驻波最小点至负载的距离。

四、计算题 （第1题15分，第2,3题各10分，第4题15分，第5题8分，共58分）

1. 如图所示为一无耗传输线及传输线线上的电压幅度分布图，试求： (1)工作波长；(2)电压驻波比；

(3)AB 处输入阻抗in Z ；(4)负载阻抗L Z 及终端反射系数L Γ。

1题图

2. 如图所示，用BJ-100(a×b=22.86×10.16mm 2)波导做成的TE 102模式的矩形波导谐振腔(空气

填充)，已知理想导体短路活塞调谐的频率范围为9.3GHz －10.2GHz ，求l 的取值范围。

2题图

3. 如图所示，同轴线的特性阻抗为0Z ，并联阻抗jX R Z +=，今用短路活塞和4λ阻抗变换器进行调配，求阻抗匹配时活塞的位置l 和4λ阻抗变换器的特性阻抗1Z 。

3题图

4. 如图所示的对称二端口网络

4题图

(1).求如图所示

4

λ

传输线的ABCD 矩阵；

(2).已知[]S 矩阵和ABCD 矩阵的关系如下:

0000002()1[]2B A CZ D AD BC Z S B B A CZ D A CZ D Z Z ⎡⎤+---⎢⎥⎢⎥=

⎢⎥+++-+-+⎢⎥⎣⎦

求整个网络[]S 矩阵的元素11S ；

(3). 当终端接匹配负载时，要求输入端阻抗匹配，求电阻1R 和2R 应满足的关系。

5.如图所示，功率

i

P由传输线1入射到三段传输线连接处,试求: (1) 反射回传输线1的功率；(2)传递给传输线2的功率；

(3)传递给传输线3的功率。

5题图

Ω

=50

02

Z

Ω

=75

03

Z

Ω

=50

01

Z

《微波技术》（B 卷）考试试题参考答案及评分标准

一、填空题（每空1分，共20分）

1. 1/7 4/3

2. 行波 驻波 行驻波

3. 纯电阻点 最小点 最大点 1/VSWR 或1/ρ或K 1/2

4. TEM 模 r c ε/ 准TEM 模

5. 减小 增大

6. 221V V -; 2

2

1V V +

7. 谐振波长或谐振频率 品质因数或Q 值 损耗电导

二、简答题（每小题6分，共12分）

1. 答：在线性互易二端口网络中，若输出端口不匹配，设输出端口接负载时的反射系数为L Γ，则输入端口的反射系数

2

1211221L

in L

S S S ΓΓ=+

-Γ (2分) 当分别将输出端口短路(sc)、开路(oc)和接匹配负载(mat)时，测得输入端口的反射系数分别为：

22

212

11,1S S S sc in +-=Γ (1分)

22

212

11,1S S S oc in -+=Γ (1分)

11,S mat in =Γ (1分)

由此，便可确定11S 、12S 、22S （1分) 2. 答：

（1）理想衰减器的[]S 矩阵为：[]⎥

⎥⎦⎤

⎢⎢⎣

⎡=--00

l

l e e S αα （2分） (2) 理想相移器的[]S 矩阵为：[]⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣⎡=--00θθj j e e S （2分）

(3) 理想隔离器的[]S 矩阵为：[]⎥⎦⎤⎢

⎣⎡=01

00

S 或 []0100S ⎡⎤

=⎢⎥⎣⎦

（2分） 三、证明题（10分） 证明：

无耗传输线的输入阻抗为：

d

tg jZ Z d

tg jZ Z Z Z L L in ββ++=000

（3分）

已知电压驻波最小点处的输入阻抗为00KZ Z =ρ，则有：

min

0min

00

00

d tg jZ Z d tg jZ Z Z KZ Z L L ββρ

++== （4分）

根据上式可得： 1

1

min min 0tan 1tan d jK d j K Z Z L ββ--= （3分）

四、计算题

（第1题15分，第2,3题各10分，第4题15分，第5题8分，共58分） 1. 解: （1）m 4.2=λ （3分）

（2）220

40

min

max ==

=

V

V ρ （3分） （3）Ω==100)(0Z Z AB in ρ （3分）

（4）min

0min

000l tg jZ Z l tg jZ Z Z Z L L ββρ++=

)(30403

.04

.2223

.04.2221501min

min 0Ω-=⨯-⨯-⨯=--=⇒j jtg tg j l jtg l tg j Z Z L ππ

βρβρ （3分）

3

00j

Z Z Z Z L L L -=+-=

Γ （3分） 2. 解：

矩形波导谐振腔的谐振频率为：

2

2

2

2⎪⎭

⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=l p b n a m c f mnp

ππππ

(2分)

TE 102模的谐振频率：

2

2321086.222102

⎪⎭

⎫

⎝⎛+⎪

⎭⎫ ⎝⎛⨯=-l c f TE πππ

(2分)