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