微波技术期中考试题

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安徽大学江淮学院2010—2011学年第 2 学期

《微波技术》期中考试试卷评分标准

一、填空题(每空1分,共20分)

1、 微波是指频率从300MHz 至3000GHz 范围内的电磁波,其相应的波长从1m 至0.1mm 。

2、 导行系统的种类有:TEM 或准TEM 传输线、金属波导和表面波波导三类。

3、 阻抗圆图实轴上的点代表纯电阻点,实轴右半径上的点表示电压驻波最大点,其上数据

代表驻波比。圆图旋转一周为0.5波长。

4、 特性阻抗为0Z 的无耗传输线终端接纯电容负载L L X Z j -=,现用一段小于4

λ的开路线

等效此电容负载,则等效开路线段的长度为

2Z X arcctg L πλ

。 5、 无耗传输线终端接不同负载阻抗时有三种不同工作状态,即:行波状态、驻波状态和行

驻波状态。

6、 矩形波导)(b a >

线的主模是

二、证明在任意负载条件下,无耗传输线上反射系数和输入阻抗有下列关系:(20分)

(1))4

()(λ

ΓΓ±

-=z z

(2))

()4(2

z Z Z z Z in in =±λ

证明:

(1) z j L e z β2)(-Γ=Γ

)()()4

()

4(2z e z e

z j z j L

Γ-=Γ=Γ=±

Γ±-πλ

βλ

(2) )

(1)(1)(0

z z Z z Z in Γ-Γ+=

)

()(1)(1)

4

(1)4(1)4(2

000z Z Z z z Z z z Z z Z in in =Γ+Γ-=±Γ-±

Γ+=±λλ

λ

三、下图为一无耗传输线及线上电压分布图,试求(20分)

(1)工作波长(2)驻波比(3)AB 处输入阻抗 (4)负载阻抗L Z (5)终端反射系数

Z L

400伏 200伏

(米) 1.8 1.4 1.0 0.6 0.2 0

解: (1)m 6.1=λ (3分)

(2)2min

max ==V V

ρ (3分)

(3)Ω==250/)(0ρZ Z AB in (3分) (4)

min

0min

00

l tg jZ Z l tg jZ Z Z Z L L ββρ

++=

)(30040022.06.12215001min

min

Ω-=-⨯-⨯

=--=⇒j j

tg

j l jtg l tg j Z Z L π

βρβρ (6分) (5)3

00j

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

Γ (5分)

四、如图所示,已知Ω==2001Z Z g ,0250Z =Ω,电源电动势(最大值)V 60=g E ,今得知01Z 和02Z 线上的行波系数分别为0.5和0.4,且B 点是这两段传输线的电压波节点,求电阻R1和R2的大小及各自吸收的功率,并绘出沿线电压的振幅分布。(20分)

解:Ω=⇒+-=-=Γ⇒=+-=Γ⇒=⇒=1031,311125.00101

1111B B B B B Z Z Z Z Z B K 为波节点ρρρ 4分 Ω

=⇒+-=-=Γ⇒⇒=+-=

Γ⇒=⇒=2073,7

3

115.24.0202

202

22222R Z R Z R C B K C C 为波节点为波节点ρρρ 5分

1R Z B =//Ω=⇒2012R R 1分

Ω===4010

20)(2

201B A in Z Z Z 1分

)V(4020

4040

60)()(波腹点=+⨯=

⨯+=A in g

A in g A Z Z Z E V 2分

V 202

40

1

==

=

ρA

B V V 1分 V 20=

C V 1分

w R V P B 102112

1== 1分

w R V P C

10212

22== 1分

3分

五、如图所示的微波传输系统,其特性阻抗0Z 已知,若输入阻抗0Z Z in =,d 端的负载阻抗为05.0Z ,求e 点的负载阻抗L Z 及各点的反射系数和各段的电压驻波比,并分析各段的工作状态。 (20分)

解: (1) 02

2Z Z Z d

inc Z ==

; 012Z Z Z inc inb ==;

10inb inb Z Z Z ==//2inb Z , 022Z Z inb =⇒ 又L

inb Z Z Z Z 2

022=

= 2

Z Z L =

⇒。 8分 (2) 000=+-=

Z Z Z Z in in a Γ; 00

=+-=Z Z Z Z inb inb b Γ;

011=+-=

Z Z Z Z inc inc c Γ; 31

5.05.0000000-=+-=+-=Z Z Z Z Z Z Z Z d d d Γ;

3

1

5.05.0000000-=+-=+-=

Z Z Z Z Z Z Z Z L L e Γ。 5分

(3)

111=-+=

b b ab ΓΓρ; 111=-+=

c c bc ΓΓρ;

211=-+=d

d cd ΓΓρ ; 211=-+=

e

e be ΓΓρ 。 4分

(4) ab 段、bc 段工作于行波状态;cd 段、be 段工作于行驻波状态。3分

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