微波技术基础课后习题(A)

1 S11 1 S11
j
0.98


1 0 .2 1 0 .2
1 .5
工作在5GHz，问此波导能传输那些波型？
答案：当工作频率
f 5G H z
，
3 10 5 10
8 9
m 60m m
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 109.2 m m 54.6 m m ，各波型的截止波长 c 为
10
8
m 3 cm
矩形导波实现模
T E10
单模传输的条件为
1 .5 cm a 3 cm b 1 .5 cm
a 2 b 2
代入数值为
假设
vp
a 2 cm
v
b ， 1cm ，则 T E 模的截止波长 c
10
2 a 4 cm
arg T arg S 2 1
S 21 S12 T
j
对于可逆网络，有
T T e
，故
j 2 1
S12 e
j 1 2
S 21 e
12 21
插入驻波比

1 S11 1 S11
第四章 微波网络基础
4-12 已知二端口网络的散射参量矩阵为 求二端口网络的工作特性参量。
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
Z L 1 5 0 j 5 0
f 3G H z ， Z 0 1 0 0
Z 01
，
，欲使 A 处无反射，试求 l 和
。
答案：由输入阻抗定义知
Z in A Z 0 1 Z L jZ 0 1 tan l Z 0 1 jZ L tan l
最后得
l
a rc tan
2


a rc tan
2
2

1 0 0 .9 5 5 3 2 3 .1 4
cm 1 .5 2 cm
第二章 传输线理论
2-14
0.125
0 0.5
D
D
O
A
C
R 2
0.25
B
0.375 0.415
0.35
0.315
第二章 传输线理论
2-15
0.061
T 2
也可用 A 参量来表示，即：
A1 1 A1 2 A 2 1 A 2 2
1 A1 1 A1 2 A 2 1 A 2 2 4
A 1 S 21
2
2
插入衰减 A
A
S 21
2

对于可逆二端口网络，则有

1 S12
2
第四章 微波网络基础
插入相移
9 .3 7 5 1 0
m 3 .2 m m
1 .6 m m a 3 .2 m m b 1 .6 m m
第四章 微波网络基础
4-2 微波网络的参量有几种，分别说明它们的意义、特性及相互关系
答案：表征微波网络的参量可以分为两大类：一类是反映网络参考面上 电压和电流之间关系的参量，有阻抗参量、导纳参量和转移参量；另一 类是反映网络参考面上入射波电压和反射波电压之间关系的参量，有散 射参量和传输参量。
第三章 微波传输线
TEM波：相速
相波长
vp


1

v
p
2



v f

群速
vg v p v
即导波系统中TEM波的相速等于电磁波在介质中的传播速度，而相波长 等于电磁波在介质中的波长（工作波长）
TE波和TM波：相速
相波长 群速
vp
v 1 c
c

、 ，随着频率的变化，传播长数 可能为虚数，也可能为实
0
数，还可以等于零。当
时，系统处于传输与截止状态之间的临界状态，此
时对应的波长为截止波长。
当 c 时，导波系统中传输该种波型。
当 c 时，导波系统中不能传输该种波型。
第三章 微波传输线
3-3 什么是相速、相波长和群速？对于TE波、TM波和TEM波，它们的相速 相波长和群速有何不同？ 答案： 相速
第四章 微波网络基础
4-3 二端口微波网络的主要工作特性参量有哪些，它们与网络参量有和
关系？ 答案：二端口微波网络常用的工作特性参量有电压传输系数T、插入衰 减A、插入相移 和输入驻波比 电压传输系数 T ：即为网络散射参量 S 2 1 ，即
T S 21
，对于可逆二端
口网络，则有 T
S 21 S 12 ，电压传输系数 T
0.125
0.188
D
A
0 0.5
D
0.25
B
0.15
0.2
C
0.375
0.361
0.338
第三章 微波传输线
3-2 何谓波导截止波长 c ？工作波长 大于 c 或小于 c 时，电磁波的特性有
何不同？
答案：截止波长：对于TEM波，传播常数 为虚数；对于TE波和TM波，对
于一定的 k 和
欲使 A 处无反射，要求有 得到
Z in A Z 0
2
Z 0 Z 0 1 jZ 0 Z L tan l Z 0 1 Z L jZ 0 1 tan l
Z 01 1 0 0 2
由上式得 又

c f
tan l
2

3 10 3 10
8 9
m 0 .1 m 1 0 cm
T E 1 0 单模传输？
a 2 b 2
f 1 37.5 G H z
1
3 10
8 9
3 7 .5 1 0
m 8m m
4m m a 8m m b 4m m
f 2 9 .3 7 5 G H z
2
3 10
8 9
第三章 微波传输线
矩形波导中能传输的波型有
T E10 T E 20
T E 01
T E11
T M 11
T E 21
TM
21
T E 30
T E 31
TM
31
第三章 微波传输线
3-14 矩形波导中传输的波型有电磁波的工作频率分别为37.5GHz和9.375GHz，问分
别选择什么样的尺寸才能保证 答案：单模传输条件
2
p

1 c
2
v g 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 T E 模，信号源的频率为
10
10GHz，试确定波导的尺寸，并求出相速
答案：
f 10 H z
10
vp
、群速 v g 及相波长 p

c f

3 10 10
2
，
10
1 c
4 .5 4 1 0 cm / s
10 2
v g v 1 c 1 .9 8 1 0 cm / s
p

1 c
2
4 .5 4 cm
第三章 微波传输线
3-11 空气填充的矩形波导，其尺寸为 a b 109.2 m m 54.6 m m ，当
vp
是指导波系统中传输的电磁波的等相位面沿轴向移动的速
vp
度，公式表示为
p

p
2
相波长 是等相位面在一个周期T内移动的距离，有

欲使电磁波传输信号，必须对波进行调制，调制后的波不再是单一频 率的波，而是一个含有多种频率的波。这些多种频率成分构成一个“波群”
2 又称为波的包络，其传播速度称为群速，用 v g 表示，即 v g v 1 c
0 .2 e j 3 2 S j 0 .9 8 e 0 .9 8 e 0 .2 e
j j 3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
答案：
arg S 2 1
L 1 0 lg 1 S 21
2
1 0 lg
1 0 .9 8
2
0 .1 7 5 d B
T S 2 1 0.98 e