微波技术基础习题2
微波技术基础期末复习题
《微波技术基础》期末复习题第2章 传输线理论1. 微波的频率范围和波长范围频率范围 300MHz ~ 3000 GHz 波长范围 1.0 m ~ 0.1mm ；2. 微波的特点⑴ 拟光性和拟声性；⑵ 频率高、频带宽、信息量大；⑶ 穿透性强；⑷ 微波沿直线传播；3. 传输线的特性参数⑴ 特性阻抗的概念和表达公式特性阻抗＝传输线上行波的电压／传输线上行波的电流 1101R j L Z G j C ⑵ 传输线的传播常数传播常数 j γαβ=+的意义，包括对幅度和相位的影响。
4. 传输线的分布参数：⑴ 分布参数阻抗的概念和定义⑵ 传输线分布参数阻抗具有的特性()()()in V d Z d I d =00ch sh sh ch L L L L V d I Z d V d I d Z γγγγ+=+000th th L L Z Z d Z Z Z d γγ+=+① 传输线上任意一点 d 的阻抗与该点的位置d 和负载阻抗Z L 有关； ② d 点的阻抗可看成由该点向负载看去的输入阻抗；③ 传输线段具有阻抗变换作用；由公式 ()in Z d 000th th L L Z Z d Z Z Z dγγ+=+ 可以看到这一点。
④ 无损线的阻抗呈周期性变化，具有λ/4的变换性和 λ/2重复性； ⑤ 微波频率下，传输线上的电压和电流缺乏明确的物理意义，不能直接测量；⑶ 反射参量① 反射系数的概念、定义和轨迹；② 对无损线，其反射系数的轨迹？；③ 阻抗与反射系数的关系；in ()1()()()1()V d d Z d I d d 01()1()d Z d ⑷ 驻波参量① 传输线上驻波形成的原因？② 为什么要提出驻波参量？③ 阻抗与驻波参量的关系；5. 无耗传输线的概念和无耗工作状态分析⑴ 行波状态的条件、特性分析和特点；⑵ 全反射状态的条件、特性分析和特点；⑶ 行驻波状态的条件、特性分析和特点；6. 有耗传输线的特点、损耗对导行波的主要影响和次要影响7. 引入史密斯圆图的意义、圆图的构成；8. 阻抗匹配的概念、重要性9. 阻抗匹配的方式及解决的问题⑴ 负载 — 传输线的匹配⑵ 信号源 — 传输线的匹配⑶ 信号源的共轭匹配10. 负载阻抗匹配方法⑴ λ/4阻抗匹配器⑵ 并联支节调配器⑶ 串联支节调配器第3章 规则金属波导1. 矩形波导的结构特点、主要应用场合；2. 矩形波导中可同时存在无穷多种TE 和TM 导模；3. TE 和TM 导模的条件；TE 导模的条件：00(,,)(,)0j z z z z E H x y z H x y e β-==≠TE 导模的条件：00(,,)(,)0j z z z z H E x y z E x y e β-==≠4. 关于矩形波导的5个特点；5. 掌握矩形波导TE 10模的场结构，并在此基础上掌握TE m0模的场结构；6. 管壁电流的概念；7. 管壁电流的大小和方向；8. 矩形波导的传输特性（导模的传输条件与截止）；9. 圆形波导主模TE11模的场结构。
微波技术基础试卷-填空总汇
电子科技大学二零零六至二零零七学年第二学期期末1、传输线某参考面的输入阻抗定义为该参考面的（总）电压和（总）电流的比值；传输线的特征阻抗等于（入射）电压和（入射）电流的比值；传输线的波阻抗定义为传输线内（横向电场）和（横向磁场）的比值。
2、矩形波导传输的基模是（TE10模）；宽度为a，高度为b（a>b）的空气填充矩形波导，当工作波长大于（2a ），电磁波不能在波导中传播。
3、在SMITH圆图中，原点代表的传输线工作状态是（行波状态（或匹配状态）），上半平面的阻抗性质是（感性）。
《微波技术基础》期末试题二与参考答案1．从传输线方程看，传输线上任一点处的电压和电流都等以该处相应的入射波和反射波的叠加。
2．终端短路的传输线的输入阻抗等于j Zc tgβl ，终端开路的传输线的输入阻抗等于-j Zc ctgβl 。
3．电磁波的波长和频率满足λ<λc 或f>fc 条件才能在波导中传输。
4. 圆波导的三种主要工作模式TE11 、TE01 、TM01 。
5. 无耗网络的Z和Y参数是纯虚数，A参数的A11 、和A22 是实数。
6. 微波网络的工作特性参量有电压传输系数T 、插入衰减A 、插入相移θ、输入驻波比ρ。
7．分支调配器可调电纳范围−∞~+∞，螺钉调配器可调容性电纳范围0~+∞。
8.微波谐振器有那两个主要功能储能、选频。
微波技术与天线B卷1、充有25.2r =ε介质的无耗同轴传输线，其内、外导体直径分别为mm b mm a 72,22==，传输线上的特性阻抗Ω=__________0Z 。
（同轴线的单位分布电容和单位分布电感分别()()70120104,F 1085.8,ln 2ln 2--⨯==⨯===πμμεπμπεm a b L a b C 和m H ) 2、匹配负载中的吸收片平行地放置在波导中电场最___________处，在电场作用下吸收片强烈吸收微波能量，使其反射变小。
3、 平行z 轴放置的电基本振子远场区只有________和________ 两个分量，它们在空间上___________（选填：平行，垂直），在时间上_______________（选填：同相，反相）。
微波试题及答案
微波试题及答案在现代社会中，微波技术已经广泛应用于通信、雷达、天文学等领域。
掌握微波知识对于从事相关行业的人士来说至关重要。
本篇文章将介绍一些微波试题及其答案，帮助读者深入了解微波技术。
试题一：什么是微波？答案：微波是电磁波的一种，具有较短的波长和高频率特点，通常波长在1毫米至1米之间。
微波具有很强的穿透力和方向性，被广泛应用于通信、雷达、医疗等领域。
试题二：什么是微波导？答案：微波导是一种用于传输微波信号的特殊波导结构。
微波导常见的形式有矩形波导、圆柱波导等，其内部壁面具有优良的导波性能，能够有效地传输微波信号。
试题三：微波的功率和频率有何关系？答案：微波的功率和频率之间呈正比关系。
功率越大，频率也相应增加。
这是因为微波的功率与电磁波的幅度相关，而频率则与波的周期有关。
试题四：什么是微波障碍物？答案：微波障碍物是指在微波传输过程中会对信号产生干扰或反射的物体。
微波障碍物可能导致信号衰减、多径效应等问题，影响信号的传输质量。
试题五：微波天线的作用是什么？答案：微波天线是用于接收和发射微波信号的装置。
它能够将电磁波能量转换成电流或电流转换成电磁波能量，并将其传输到空间中进行无线通信或能量传输。
试题六：什么是微波功率放大器？答案：微波功率放大器是一种用于增加微波信号功率的装置。
它通过引入恒定的电源电压来驱动微波管或半导体器件，实现对微波信号电压的放大。
试题七：什么是微波衰减器？答案：微波衰减器是一种用于降低微波信号功率的装置。
它通过引入衰减材料或实现信号的反向传播等方式，对微波信号进行衰减，用于调节微波信号的强度。
试题八：什么是微波干扰？答案：微波干扰是指在微波传输过程中，由于不同信号的干涉或其他外界干扰因素而导致的信号失真或中断现象。
微波干扰可能影响通信、雷达等应用的正常运行。
试题九：如何解决微波干扰问题？答案：解决微波干扰问题可以采取多种方法。
例如，可以提高微波系统的抗干扰能力，使用合适的隔离器或拐角衰减器，合理安排微波设备的布局等，从而减少微波干扰。
廖承恩《微波技术基础》习题解答(最全的版本)
所以可以得到 Z L = Z 0
又因为当电压最小点时，电流为最大点，即
kh da
课 后
Z L + Z 0 thγd Z 0 + Z L thγd Z L + jZ 0 tgβ d Z 0 + jZ L tgβ d Z in (d ) − jZ 0 tgβ d Z 0 − jZ in (d )tgβ d
Z =Z0 证明：对于无耗线而言 L
kh da
课 后
Z0 =
60
答 案
εr
ln
60
b 60 0.75 = ln = 65.9Ω a 1 0.25
=2.1
1
L1C1
=
1
µε r ε 0
1
2.1
sc Zin (d) −Zin (d) ZL = Z (d) oc Zin (d) −Zin (d) oc in
（d＝l－z，如图，d 为一新坐标系， l＝λ/4）
当 z＝0，即 d＝l 时 Vin＝450V 所以 | V (l ) |=| V L+ e j β λ / 4 [1 + ΓL e −2 j β λ / 4 ] |= 450V
由于行波状态下沿线电压和电流振幅不变，因而 V0+＝Vin＝450V 而 I0+＝V0+/Z0＝1A 所以 AB 段的电压、电流、阻抗表达式为
kh da
课 后
V0+ − j β z e Z0
（图） 解：首先在 BC 段，由于 Z0＝Z01＝600Ω，ZL＝400Ω 且因为 d＝λ/4 所以在 BB’处向右看去，Zin＝Z012/ZL＝6002/400=900Ω 又由于 BB’处有一处负载 R＝900Ω,所以对 AB 段的传输线来说 终端负载为 ZL’＝Zin//R＝450Ω 所以对 AB 段的等效电路为
廖承恩《微波技术基础》习题解答(最全的版本)
（2） （3）
（4）
sc oc 当 Z in (d ) = j100Ω ， Z in (d ) = − j 25Ω ， Z in (d ) = 75∠30°Ω 时
1562 . 5 +1875 × 75 ×
3 + 62 . 5 j 2
sc oc 2－6 在长度为 d 的无耗线上测得 Z in (d ) = j50Ω ， Z in (d ) = − j 50Ω ，接 实
第二三四六七章习题解答 第二章习题解答
2－1 某双导线的直径为 2mm，间距为 10cm，周围介质为空气，求 其特性阻抗。某同轴线的外导体内直径为 23mm，内导体外直径为 10mm， ，求其特性阻抗；若在内外导体之间填充εr 为 2.25 的 介 质 ， 求其特性阻抗。
解：双导线：因为直径为 d＝2mm＝2×10－3m 间距为 D＝10cm＝10－1m 所以特性阻抗为
ZL = Z0
2 — 12 画出图 2— 1 所示电路沿线电压、电流和阻抗的振幅分布图，
所以 ΓL =
Z L '− Z 02 450 − 450 = =0 Z L '+ Z 02 450 + 450
微波技术基础复习题
2、 计算串联阻抗的ＡＢＣＤ矩阵。
4、简述微波谐振电路与低频谐振电路的异同点。
5、标出阻抗圆图中特殊的点、线、面。
6、简述微波传输线的分布参数是如何产生的，并画出长为dz(远小于波长)的小线元的等效电路。
7、证明串联阻抗的ＡＢＣＤ矩阵。
101A B Z C D ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦
8、从均匀传输线上取一段电长度为θ= βl 的传输线，试求其散射矩阵、传输矩阵和归一化转移矩阵。
9、计算并联导纳的ＡＢＣＤ矩阵。
11、什么是微波互易网络。
12、 微波加热应用了微波的什么特点？
13、画出同轴线横截面内主模的电场、磁场分布。
14、 测得某两端口网络的S 矩阵为
[]⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎣⎡∠∠∠∠=o o o o 00.2900.8900.800.1s
问此两端口网络是否互易和无耗，为什么？
15、如何将微波系统等效成微波网络？
0Z 0
Z
Z 12。
《微波技术基础》题集
《微波技术基础》题集一、选择题（每题2分，共20分）1.微波是指频率为（）的电磁波。
A. 300MHz-300GHzB. 300Hz-300MHzC. 300GHz-300THzD. 300kHz-300MHz2.微波在真空中的传播速度与（）相同。
A. 光速B. 声速C. 电场传播速度D. 磁场传播速度3.微波的主要特性不包括（）。
A. 直线传播B. 穿透性强C. 反射性D. 绕射能力强4.微波传输线主要包括（）。
A. 同轴电缆和光纤B. 双绞线和同轴电缆C. 光纤和波导D. 双绞线和波导5.在微波通信中，常用的天线类型是（）。
A. 偶极子天线B. 抛物面天线C. 环形天线D. 螺旋天线6.微波谐振腔的主要作用是（）。
A. 储存微波能量B. 放大微波信号C. 转换微波频率D. 衰减微波信号7.微波加热的原理是（）。
A. 微波与物体内部的分子振动相互作用B. 微波使物体表面温度升高C. 微波直接转化为热能D. 微波引起物体内部化学反应8.微波在介质中的传播速度与介质的（）有关。
A. 密度B. 介电常数C. 磁导率D. 温度9.微波通信中，为了减少信号的衰减，通常采取的措施是（）。
A. 增加信号频率B. 减小信号功率C. 使用中继站D. 改用光纤通信10.微波测量中，常用的仪器是（）。
A. 示波器B. 微波功率计C. 万用表D. 频谱分析仪（部分功能重叠，但更专用于频率分析）二、填空题（每题2分，共20分）1.微波的频率范围是_________至_________。
2.微波在真空中的传播速度约为_________m/s。
3.微波的_________特性使其在雷达和通信系统中得到广泛应用。
4.微波传输线中，_________具有宽频带、低损耗的特点。
5.微波天线的作用是将微波能量转换为_________或相反。
6.微波加热过程中，物体吸收微波能并将其转化为_________。
7.微波在介质中的衰减主要取决于介质的_________和频率。
微波技术基础试题二.doc
2007/2008学年第二学期期末考试试题答案及评分标准（A卷）微波技术基础一、填空题（40分，每空2分）1、传输线的工作状态是指沿线电压、电流及阻抗的分布规律。
对于均匀无耗传输线，根据终端所接负载阻抗的大小和性质的不同其工作状态分为三种：行波状态、驻波状状态、行驻波状态。
2、测得一微波传输线的反射系数的模『| = *。
则行波系数K = 若特性阻抗乙）=75Q , 则波节点的输入阻抗R in（波节）= 25Q O3、均匀无耗传输线的特性阻抗为乙），终端负载获得最大功率时，负载阻抗Z L = Z（） o4、长线和短线的区别在于：前者为分布参数电路,后者为集中参数电路。
5、阻抗圆图的正实半轴为电压波腹点或电流波节点的轨迹，负实半轴为电压波节点或电流波腹点的轨迹。
6、圆波导传输的主模为TE11 模,微带线传输的主模为模。
7、在矩形波导小，当工作波长久给定时，若要实现TE"）单模传输，则波导尺寸必须满足a< A <2a , A>2h o8、对于二端口网络來说，常用的工作参量有（请用文字叙述，用符号叙述不得分）电压传输系数、插入衰减、插入相移、输入驻波比。
9、表征二端口微波网络特性的参量可以分为两大类，请问反映网络参考面上入射波电压和反射波电压Z间关系的参量有散射参暈和传输参暈。
（注：请用文字叙述，用符号叙述不得分）。
二、简答题（20分，每题5分）1、 电磁波的波型是如何划分的，有哪几种波型。
答：根据导波系统中电磁波按纵向场分量的有无，可分为三种波型： ---------------- 2分（1） ----------------------------------------------------------------------------------------------- 横磁波（TM 波），又称电波（E 波）：Hz" EzHO ； ------------------------------------------- 1分 （2） ----------------------------------------------------------------------------------------------- 横电波（TE 波），又称磁波（H 波）： E z = o ， H 严; ----------------------------------- 1 分 ⑶横电磁波（TEH ）： Ez = O ，Hz = °。
微波技术基础期末试题二
、 ，A 参数的
、 、
、 。 ， 螺钉调配器可调容性 。 、 。
8.微波谐振器有那两个主要功能 二． （10 分）
空气填充的同轴线，外导体半径 b 与内导体半径 a 之比为
2.3， 求同轴线的特性阻抗； 如果保持特性阻抗不变， 填充介质的 r 2.25 ，
r 1 ，求此时的 b/a 等于多少？
《微波技术基础》期末试题二
一．填空（共 20 分，每小题 1 分） 1．从传输线方程看，传输线上任一点处的电压和电流都等于该处相应的 波和 波的叠加 。 2．终端短路的传输线的输入阻抗等于 终端开路的传输线的输入阻抗等于 3． 电磁波的波长和频率满足 件才能在波导中传输。 4. 圆波导的三种主要工作模式 。 5. 无耗网络的 Z 和 Y 参数是 和 是实数。 6. 微波网络的工作特性参量有 、 7． 分支调配器可调电纳范围 电纳范围 或 。 条 ，
七． （10 分）写出匹配双 T 的 S 矩阵，分析 4 个端口的匹配、隔离、平分 特性；并求当 1、 2 端口反相输入时，各个端口0V ，
U
min
20V ，第一个电压波节点距终端 0.15 ，求负载阻抗 Z L 及负载
导纳 YL 。
2． 已知传输线的特性阻抗为 50Ω ， 终端接阻抗为 Z L 25 j 75 的负 载，采用并联单支节匹配，确定支节的位置 d 和长度 l。 五． （10 分）矩形波导的尺寸为宽边 a 22.86mm ，窄边 b 10.16mm ， 波导中传输 TE10 模，工作波长为 3cm 。求： （1） C , v p , g ； （2）若 波导窄边尺寸增加一倍，上述参量如何变化？ 六． （10 分）一微波元件的等效网络如图所示，利用网络级联方法计算当 理想传输线 为何值时，网络不引起反射。
微波技术习题课 Vol.2 波导共24页文档
•
46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
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47、采菊东篱下，悠然见南山。
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48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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西院微波技术基础复习提纲2
1.定向耦合器的能力越强，则C 越大。
（ ）2.由于设计技术的提高，三端口网络可以同时满足无耗、互易，又完全匹配。
（ ）3.散射参数是从归一化的电磁波出发定义的网络参数。
（ ）4.通常人们把TEM 波传输线称为长线。
（ ）5.传输线的本征阻抗就是指的特性阻抗。
（ ）1.常见的微波集成传输线有： 、 、 、 、、、 。
带状线的主模是模,第一高次模为： 模。
微带线的主模是 模,微带线中的高次模有两种： 模、 模。
耦合带状线传输的主模为 模，耦合微带线传输的主模为： 。
悬置的微带线传输的主模是： 模，共面线传输的主模是 模。
2.传输线的特征参量由传输线的 、 、所决定，是传输线自身固有的；传输线的特征参量包括： 、 、 、 。
3.阻抗匹配可分为： 匹配和 匹配两种。
4.波导的激励方式有四种： 激励、 、激励和 。
5.在波导中，导波的工作模式不同，而截止波长却相同的现象称为： 。
1、试阐述微波的主要特性。
（10分）答：2、试阐述TEM 波的特性。
（10分）答：1、（20分）有一个空气填充的铜制圆波导，其半径a 为 1.9cm ，要传输的信号的工作频率6f GHz =，问：（1）该信号在圆形波导中传播的导模是什么？是否存在简并。
（2）求该信号的导波波长g λ、相速度p v 和群速度g v 。
（在整个计算过程和结果均保留到小数点后面第三位，在计算中可能会用到的值：'11 1.841u =；01 2.405u =0.632=0.632=）2、（20分）分析图二给出的平行双线，在画场为路的方法中：(1)画出均匀长线dz 段的等效模型（10分）；(2)写出教材上给出的对应的电报方程（10分）；图二。
微波技术基础期末考试试题
微波技术基础期末考试试题# 微波技术基础期末考试试题## 一、选择题（每题2分，共20分）1. 微波的频率范围是：A. 30 MHz - 300 MHzB. 300 MHz - 3 GHzC. 3 GHz - 30 GHzD. 30 GHz - 300 GHz2. 微波传输中，下列哪种波是最常见的：A. 表面波B. 行波C. 驻波D. 空间波3. 微波天线的增益是指：A. 天线的接收面积B. 天线接收信号的能力C. 天线对信号的聚焦能力D. 天线对信号的衰减能力4. 下列哪个不是微波通信的优点：A. 传输距离远B. 频带宽C. 抗干扰能力强D. 体积小，重量轻5. 微波器件中，下列哪个不是常用的微波器件：A. 微波放大器B. 微波滤波器C. 微波调制器D. 微波整流器## 二、填空题（每空2分，共20分）1. 微波的波长范围通常在________毫米到________毫米之间。
2. 微波的传播方式主要有________、________和________。
3. 微波天线的指向性是指天线在________方向上辐射或接收电磁波的能力。
4. 微波通信系统中，________用于将微波信号与基带信号进行转换。
5. 微波器件的参数之一是________，它影响微波信号的传输效率。
## 三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述微波通信的基本原理及其特点。
2. 解释什么是相位调制，并简述其在微波通信中的应用。
3. 描述微波天线的主要类型及其各自的特点。
## 四、计算题（共30分）1. 假设有一个工作在10 GHz频率的微波信号，其波长是多少？（10分）2. 给定一个增益为15 dBi的抛物面天线，计算其半功率波束宽度。
（10分）3. 一个微波放大器的输入功率为1 mW，增益为20 dB，求输出功率。
（10分）## 五、论述题（共30分）1. 论述微波技术在现代通信领域中的应用，并分析其发展趋势。
（15分）2. 讨论微波技术在军事通信中的优势及其面临的挑战。
微波技术基础课后参考答案 (张靖第二次习题)20170328
1
1.8由于终端负载的入射波电压复振幅为25V，反射波电压复振幅为2.5V，因此
当距离终端负载 处时，
当距离终端负载 处时，
电压波的瞬时表达式为：
电流波的瞬时表达式为：
1.15
（e）终端阻抗 经过两个 阻抗变换之后输入阻抗仍为 ，另一支路在支节点处输入阻抗仍为 ，所以支节点处等效输入阻抗为 ；再经 阻抗变换得输入端输入阻抗为 ，反射系数 ；
1.16 ， ，距离负载 处阻抗
， 的实部等于 ，
根据传输线导纳公式：
根据单支节在传输线上的匹配条件： 的实部应为 ，因此：
， 或
当 时，单支线在主线 处（即终端负载处），此处 。因此短路支节导纳为 ，所以 ，支节长度 。
当 时，单支线在主线 处，此处 。所以短路支节导纳为 ，所以 ，支节长度 。
1.18将终端负载阻抗变为导纳得到 。若并联支线长度为 ，那么 ，因此 。可以得到并联分支线的最短长度为 。并联分支线后的终端负载为 ，因此 变换线的特性阻抗为 。
解：由图可知 ；
；所以 ；
1、传输线的特性阻抗为 ，行波系数为 ，第一电压波节点距离终端负载为 ，请写出终端负载 的表达式。
解：行波系，
2、试证明终端负载 与反射系数 存在如下关系：
， ，其中 为传输线的特性阻抗。
答：
因此 ，
3、已测得一无耗传输线的各项指标如图所示，试求负载阻抗 、ρ、λ。
微波技术习题解答(部分)概要
欲使 A 处无反射，要求有 ZinA Z0 得到
2 Z0 Z01 jZ0 ZL tan l Z01ZL jZ01 tan l
由上式得 又
Z01 100 2
tan l 2
c 3 108 m 0.1m 10cm 9 f 3 10
arc tan 2
微波技术基础课后习题
杜 英
2011.5.1
第二章 传输线理论
2-6 如图所示为一无耗传输线，已知工作频率 f 3GHz ， Z0 100 ，
ZL 150 j50 ，欲使 A 处无反射，试求
l 和
Z 01 。
答案：由输入阻抗定义知
ZinA Z01 Z L jZ01 tan l Z01 jZ L tan l
3 108 答案：当工作频率 f 5GHz ， m 60mm 9 5 10
矩形波导TE、TM波截止波长公式为：
c
2
m a n b
2
2
当矩形波导的尺寸为 a b 109.2mm 54.6mm ，各波型的截止波长c 为
第三章 微波传输线
矩形波导中能传输的波型有 TE10 TE20 TE01 TE11 TM11 TE21 TM 21
2
p
1 c
2
vg v 1 c
2
第三章 微波传输线
3-9 一个空气填充的矩形波导，要求只传输 TE10 模，信号源的频率为 10GHz，试确定波导的尺寸，并求出相速 vp 、群速 vg 及相波长 p 答案： f 10 Hz
10
c 3 108 m 3cm 10 f 10
T T e j S12 e j12 S21 e j21
微波技术基础-传输线理论(2)
相速 相波长
ω vp = β
λ p = v pT =
2π
1 LC
β
2π LC
4
北京邮电大学——《微波技术基础》
本节内容 端接负载的无耗传输线
反射系数 驻波比 输入阻抗
传输线的工作状态
行波、驻波、行驻波定义及条件 不同工作状态下线上电压、电流等参数特点
北京邮电大学——《微波技术基础》
5
端接负载的无耗传输线
电压和电流行波解
d 2U ( z ) − γ 2U ( z ) = 0 dz 2 d 2 I ( z) − γ 2 I ( z) = 0 dz 2
电压和电流波动方程
3
北京邮电大学——《微波技术基础》
行波电压与行波电流之比 反映传输线材质特性的常数 上节内容回顾 传输线的特性参量主要包括：传播常数、特性阻抗、相速和 相波长、输入阻抗、反射系数、驻波比(行波系数)和传输功 率等。 无耗 ( R = G = 0) ⎪α = 0 传播常数 γ = α + jβ = ( R + jω L)(G + jωC ) ⎧ ⎨ ⎪ β = ω LC ⎩ U 0+ U 0− L 特征阻抗 Z 0 = + = − − = R + jω L Z0 = I0 I0 G + jωC C
北京邮电大学——《微波技术基础》
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无耗线与有耗线的区别
有耗线（R≠0, G ≠0 ）—— 一般表达式 传播常数 γ = α + j β = ( R + jω L)(G + jωC )（α≠0）
U U R + jω L =− = 特征阻抗 Z 0 = I I G + jωC
+ 0 + 0 − 0 − 0
微波技术基础第二章课后答案 杨雪霞
2-1 波导为什么不能传输TEM 波？答：一个波导系统若能传输TEM 波型，则在该系统中必须能够存在静电荷静电核或恒定电流，而在单导体所构成的空心金属波导馆内，不可能存在静电荷或恒定电流，因此也不可能传输TEM 波型。
2-2 什么叫波型？有哪几种波型？答：波型是指每一种能够单独地在规则波导中存在的电磁场的一种分布状态。
根据场的横向分量与纵向分量之间的关系式划分波型，主要有三种：TEM 波（0z E =，0z H =），TE 波(0z E =,0z H ≠),TM 波（0z E ≠，0z H =） 2-3 何谓TEM 波，TE 波和TM 波？其波阻抗和自由空间波阻抗有什么关系？答：0z E =，0z H =的为TEM 波；0z E =,0z H ≠为TE 波；0z E ≠，0z H =为TM 波。
TE 波阻抗：x TE y E wuZ H ηβ===>TM 波阻抗：x TM y E Z H w βηε=== 其中η为TEM 波在无限答煤质中的波阻抗。
2-4 试将关系式y z x H H jw E y z ε∂∂-=∂∂，推导为1()zx y H E j H jw yβε∂=+∂。
解：由y H 的场分量关系式0j zy H H eβ-=（0H 与z 无关）得：y y H j H zβ∂=-∂利用关系式y z x H H jw E y zε∂∂-=∂∂可推出： 11()()y z zx y H H H E j H jw y z jw yβεε∂∂∂=+=+∂∂∂ 2-5 波导的传输特性是指哪些参量？答：传输特性是指传输条件、传播常数、传播速度、波导波长、波形阻抗、传输功率以及损耗和衰减等。
2-6 何为波导的截止波长c λ？当工作波长λ大于或小于c λ时，波导内的电磁波的特性有何不同？答： 当波沿Z 轴不能传播时呈截止状态，处于此状态时的波长叫截止波长，定义为2c ck πλ=； 当工作波长大于截止波长时，波数c k k <，此时电磁波不能在波导中传播； 当工作波长小于截止波长时，波数c k k >，此时电磁波能在波导内传播；2-7 矩形波导中的截止波长c λ和波导波长g λ，相速度p υ和群速度g υ有什么区别和联系？它们与哪些因素有关？ 答：波导波长为2g πλλβ==>，c λ为截止波长群速为g c υ=<，相速为p υ=，且2p g c υυ⋅=，与c ，工作波长λ，截止波长c λ有关。
微波技术基础课后答案 李秀萍版
0.22
0.013 j0.004
42.5 - j19
（c） YL
（d） Zin
（e） 0.201 （f） 0.451 4.4 4.5 4.6 略，同 4.3 如果传输线长度为 1.5，重做习题 4.3 略，同 4.3 短路线 （1） （2） （3） （4） （5） 如果 ZL (20 j100) ，重做习题 4.3。
400
L 1 =
第四章
4.1 （1） Zin
60 j35 , Yin 0.0125 j 0.0075
（2） Z L （3）
30 j18.5
o
0 0.27e j 26
0.454
,
0.35 0.27e j 82
o
,
1.9
] 13.99 cos(8t 30.4o ) ] 7.6 cos(2t 48.9o )
j 2t
2.5 电路的稳态电压为： 32cos(t ) 2.6 （1）
10
2 .5
（2） 10 （3） 10 （4） 10 2.7 （1） 10
5
7 .5
0.7
（2） 10 （3） 10 （1）
o
o
（1） A(t ) Re[ Ae
j 6t
] 2 5 cos(6t 3.43o )
（2） B(t ) Re[ Be （3） C (t ) Re[Ce 2.4 （1） 40cos(100t ) （2） 4000sin(100t ) （3）
1 sin(100t ) 1000
j 8t
3.19
1 V0 Z in Z 0 P 2 Z 0 Z in Z 0 2
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in1
Z in1 50 53.88 23.76 j 50 3.88 23.76 j 0.085 0.21 j, in1 0.226 Z in1 50 53.88 23.76 j 50 103.88 23.76 j 1 0.226 1.58 1 0.226
0.483e j 0.496 e
j
6 5
0.483e j 3.27
1 L 1 L
1 0.483 2.868 1 0.483
EG Z 0 e j l j d j d V ( d ) ( e e ) L ② 2 j l Z G Z 0 1 G L e
L
V
min
V
1 L
max
1 L
V
max
/ 300 V
负载处电流（最大）：
1 L I max I L
I min I 1 L
L
I max V
1 L
min
1 L
I min 1A
输入阻抗（最大） Z0*ρ=600*2=1200Ω 输入阻抗（最小） Z0/ρ=600/2=300Ω
EG Z 0 e j l 10 75 2 j l Z G Z 0 1 G L e 75
e
j
2 15 50 j 4 15 50
1 (0.425 j 0.23)e
10(0.31 j 0.95) 10(0.222 j 0.474) 10(0.81 1.73 j ) 0.52 j 0.064 0.274
Z BB' jZ 0 ' tg ' t Z0 ' Z0 Z 0 ' jZ BB'tg ' t
Z BB' jZ 0 ' tg ' t r Z 0 ' jZ BB'tg ' t
r jtg ' t 1 j r tg ' t Z0 ' Z0 r 1 j r tg ' t r jtg ' t r jtg ' t 1 j r tg ' t r tg ' t 0 1 j r tg ' t r jtg ' t
A1 375 ,
U min A1 (1 l ) 300V
ZBC=600×600/400=900Ω,R=900 Ω AB段为行波状态,其上电压大小不变,幅值等于450V,阻抗等 于450 Ω,电流大小不变,幅值等于1A
2-15在特性阻抗为200Ω的无耗双导线上，测得负载处为电 压驻波最小点，|V|min=8V，距λ/4处为电压驻波最大点， |V|max= 10V，试求负载阻抗及负载吸收的功率。 解： 驻波比ρ=10/8=1.25 负载阻抗ZL=Z0/ρ=160Ω PL=1/2Re(VLIL*)=64/2/160=0.2W
c / f 3 108 /(600 106 ) 0.5m
Z Z0 Z Z 0 150 j 90 75 G G 1, L L 0.425 j 0.23 ZG Z0 Z L Z 0 150 j 90 75 V0
VL
2-12设某传输系统如图,画出AB段及BC段沿线各点电压、电流 和阻抗的振幅分布图,并求出电压的最大值和最小值(R=900Ω)
解：
BC段行驻波状态 Γl=(Zl-Z0)/(Zl+Z0)=-0.2 C为电压波节点,B为电压波腹点,BC段电压最大与最小值
Umax A1 (1 l ) 450 V
Z AA' 300 1200
输入端电压电流(电压最大，电 1 流最小）： 1 300 600 1 3 2 UAA’=600V，IAA’=0.5A L 负载处电压（最小）：
V V
V 1 L L max min
300 600
3
1
1 3
V 1 L
微波技术基础习题解答
2-1某双导线的直径为2mm，间距为10cm，周围介 质为空气，求其特性阻抗。某同轴线的外导体内直 径为23mm，内导体外径为10mm，求其特性阻抗； 若在内外导体之间填充2.25的介质，求其特性阻抗。 解：双导线特性阻抗为
2D 2 100 Z 0 120 In 120 In 120 4.605 552 .6 d 2
L V
max
1 1.25 1 1 1 1.25 1 9
VL 1 L 10 VL
2 L
10 VL 9V 9
1V 1 9 9 80 2 PL (1 L ) 0.2W 2 Z0 2 200 81
2-20 Z0为50Ω的无耗线端接未知负载ZL，测得相邻两电压 驻波最小点之间的距离d为8cm，VSWR为2，dmin1为1.5cm， 求此ZL。 解：λ =2*8=16cm
②
L
200 100 1 , L e 200 100 3
2 2
3 108 3 108 1 15cm, 2 10cm 6 6 200010 300010 j 2 z
2000 MHz
1 j 2 1 l 1 j 2 15 3 1 j 0.8 1 1 1 1 / 3e j 0.8 1 e e e , Z in1 Z 01 100 53.88 23.76 j j 0.8 3 3 3 1 1 1 1 / 3e
L 1 3
1 jVSWRtgd min Z L Z0 VSWR jtgd min 2 1.5 16 50 2 2 jtg 1.5 16 32.5 22.5 j 1 j 2tg
d m5 4 4
5 L 8
in1
Z in1 50 53.88 23.76 j 50 3.88 23.76 j 0.085 0.21 j, in1 0.226 Z in1 50 53.88 23.76 j 50 103.88 23.76 j 1 0.226 1.58 1 0.226
2
2
125 90 7 7 j 2 20 12.8 7 j 2.56 L1 , in e e 125 90 43 43 43 7 1 e j 2.56 1 in Z in Z 02 90 43 90 (0.97 0.32 j ) 87.3 28.8 j () 7 1 in 1 e j 2.56 43
1 in1 1 in1
2-40设工作波长为20cm，求Zin和Г 解：
in
Z L Z 01 3 3 j 2 20 5 3 j 2 d L , 1 L e e Z L Z 01 7 7 7 Z in1 Z 01 1 1 1 3 / 7 50 125 1 1 1 3 / 7
2-39 ①求频率为2500MHz时λ0/4线的特性阻抗Z01和长度l ②求此λ0/4匹配器在2000MHz和3000MHz时的输入驻波 比。
解： ①
Z 01 50 200 100 c 3 108 0 / 4 3cm, 0 12cm 6 4 f 4 250010
5
1 j 8 1 e 1 L 3 Z L Z0 Z0 32.5 22.5 j () 5 j 1 L 1 8 1 e 3
2-22
解： Z 0 60In b , Z 0 ' 60 In b Z 0 r a Z0 ' r a
Z CC '
V0 19.1V 最大电压有效值 19.1 0.707 13.5V
③
(d ) L e 2d e j 2 d in ( 2) in ( 0)e 2d 0.48e 220.15 / 8.686 0.45
2-33完成下列圆图基本练习： （1）已知ZL=0.4+0.8j，求dmin1、dmax1、VSWR和K （3）已知l/λ为1.29，K为0.32，dmin1为0.32 λ，Z0为75Ω，求 ZL和Zin。 解： (1)找到ZL，对应向电源波长数为0.114 λ ，顺时钟旋转到电 压最小点， dmin1 =0.25 λ -0.114 λ +0.25 λ =0.386 λ dmax1=0.25 λ -0.114 λ =0.136λ VSWR=4.2，K=0.238 (2)ρ=1/0.32=3.125，找到最小点，逆时钟旋转0.32 λ， ZL=90.3+j97.7 从ＺL处顺时钟转0.29 λ ，得Zin=24.8-j12.6
1 1 1 , L L e j 1 3 3
L
1 jVSWR tan d min Z L Z0 VSWR j tan d min 25
2-10长度为3λ/4，特性阻抗为600Ω的双导线，端 接负载阻抗300 Ω ；其输入电压为600V、试画出 沿线电压、电流和阻抗的振幅分布图，并求其最 大值和最小值。 解： 600 600
n0 0 t , d (2n 1), n 1,2, 4 2 r
2-29 信号源频率600MHz，EG=10V,ZG=0,ZL=150+j90Ω ,用Z0 为75Ω 的空气同轴线馈电，其长度l=15cm,①假设α =0,计算 Г L、Г in和线上的VSWR②求线上的最大电压有效值③若 α =2.0dB/m，线长正好为一个波长，求|Г in| 解：λ=c/f=0.5m=50cm ①
Z L Z 0 150 j 90 75 75 j 90 L 0.483e j 0.496 Z L Z 0 150 j 90 75 225 j 90 in L e j 2 z 0.483e j 0.496 e