微波技术基础习题3讲解
微波技术基础习题1
1-1何谓微波？微波有何特点？ 答：微波是频率从300MHz至3000GHz的电磁波，相应波 长1m至0.1mm 微波不同于其它波段的重要特点：1、似光性和似声性 2 穿透性 3、非电离性 4、信息性 1-2何谓导行波？其类型和特点如何？ 答：能量的全部或绝大部分受导行系统的导体或介质的边 界约束，在有限横截面内沿确定方向（一般为轴向）传输 的电磁波，简单说就是沿导行系统定向传输的电磁波，简 称为导波 其类型可分为： TEM波或准TEM波，限制在导体之间的空间沿轴向传播 横电（TE）波和横磁（TM）波，限制在金属管内沿轴向传 播 表面波，电磁波能量约束在波导结构的周围（波导内和波 导表面附近）沿轴向传播
1-3何谓截止波长和截止频率？导模的传输条件是什么？ 答：导行系统中某导模无衰减所能传播的最大波长为该 导模的截止波长，用λ c表示；导行系统中某导模无衰减 所能传播的最小频率为该导模的截止频率，用fc表示； 导模无衰减传lt;f)
微波技术基础课后参考答案 (田加胜版)
微波技巧基本课后习题答案1 第一章1.7 终端反射系数0050505050125050501005025L L L Z Z j j j j Z Z j j j ------Γ=====+-+--,125L j -Γ==终端驻波比1115LL L ρ+Γ===-Γ; 000505050tantan 504()5010(2)8tan 250(5050)tan 4L in L j j Z jZ d Z Z j Z jZ d j j j πβλπβ-++====-+++-. 1.11 终端反射系数00250-50011=-=250+50033j L L L Z Z e Z Z π-Γ==+,终端反射系数模值13L Γ=,相角=L φπ.依据行驻波状况时电压的变更纪律可知：=L φπ时,若1n =,则4234L n φλπλλ+=,电压处于波腹点,是以在输入端电压处于波腹点.max (1)500L L U U V +=+Γ=,所以1500=3754L U V V +=,min (1)250L L U U V +=-Γ=;max500(1)1500L L U IA Z +=+Γ==,min250(1)0.5500L L U IA Z +=-Γ==. 因为0L R Z <,负载处为电压波节点;驻波比11+1+3==211-1-3L L ρΓ=Γ,0min 250Z R ρ==Ω,max 01000R Z ρ==Ω.1.13 （1）负载1z 处的反射系数122821()0.5pp j j z L L L z e e j j λπλβ-⋅⋅-Γ=Γ=Γ=-Γ=,是以0.5L Γ=-.随意率性不雅察点z 处的反射系数22()0.5j z j z L z e e ββ--Γ=Γ=-;等效阻抗2021()10.5()501()10.5j zj zz e Z z Z z e ββ--+Γ-==-Γ+.（2）已知0L L L Z Z Z Z -Γ=+,050Z =Ω;（1）中求得0.5L Γ=-,可解出50/3L Z =Ω.（3）由等效阻抗公式2210.5()5010.5j zj ze Z z e ββ---=+,取z=0,得10.55050/310.5L Z -==Ω+. 1.14 min122()444422LLLl φλπφφλππββππΓΓΓ=+=+=+, 所以min1sin()sin()cos()222LLl φφπβΓΓ=+=,min1cos()cos()sin()222L L l φφπβΓΓ=+=-.或：在min1l 处的输入阻抗为()00min1min100min1tan tan L L Z Z jZ l Z l Z Z jZ l βρβ+==+所以()0min10min1tan tan L L Z jZ l Z jZ l βρβ+=+ 1.15（a ）终端短路：0L Z =,2200()j zj zL L Z Z z e e Z Z ββ---Γ==-+,23223()12j e πλλλ-⋅⋅Γ=-=-,033()tan()022Z jZ λβλ=⋅=或031()32()0321()2Z Z λλλ+Γ==-Γ. （b ）终端开路：L Z =∞,2200()j zj zL L Z Z z e e Z Z ββ---Γ==+,2142551()5j j e e πλπλλ-⋅⋅-Γ==,0112()cot()cot 555Z jZ j λβλπ=-⋅=-. （c ）虚线右半部分：负载为0Z ,长度为5λ传输线的输入阻抗000in 000000tan tan tan tan L L Z jZ d Z jZ dZ Z Z Z Z jZ d Z jZ dββββ++===++;是以,从最左端看去,负载为两个0Z 并联,等效负载阻抗为02Z .传输线输入端阻抗00in 0000tan 242tan 24Z jZ Z Z Z Z Z j λβλβ+==+, 反射系数002204000112()=-=332j j zj L L Z Z Z Z z ee e Z Z Z Z λββπ-----Γ==++. （d ）终端短路的/4λ传输线输入阻抗为∞,终端匹配的/2λ传输线输入阻抗为0Z ,所以支节点处等效输入阻抗为00||Z Z ∞=;再经/2λ阻抗变换得输入端输入阻抗为0Z ,反射系数-j200200e =0Z Z Z Z λβ-Γ=+;（e ）终端阻抗02Z 经由两个/2λ阻抗变换之后输入阻抗仍为02Z ,另一歧路在支节点处输入阻抗仍为0/2Z ,所以支节点处等效输入阻抗为0002Z ||Z /22Z /5=;再经/4λ阻抗变换得输入端输入阻抗为20005/22/5Z Z Z =,反射系数-j2-j 004002/533e =-e 2/577Z Z Z Z λβπ-Γ==+; （f ）主线上第一节点处输入阻抗为0Z ,支线支节点处00in 0000tan 8tan 8Z jZ Z Z Z Z jZ λβλβ+==+,支节点等效输入阻抗000Z ||Z Z /2=,输入端等效阻抗仍为0/2Z ,反射系数-j200200/21e =/23Z Z Z Z λβ-Γ=-+;（g ）支节点处输入阻抗0002Z ||2Z Z =,输入端输入阻抗0Z ,反射系数-j200200e =0Z Z Z Z λβ-Γ=+.1.160025-j25-5025251=0.20.425-j25+5075253L L L Z Z j jj Z Z j j-----Γ====--+--,1+2.6171-2ρΓ==≈Γ,距离负载0.375λ处阻抗in003tan252550850350(2525)tan825755050(2)2525LLLLZ jZ Z jZ j jZ Z ZZ jZ j jZ jZjjjλβλβ+---===---+-==--11125255050LY jj==+-,LY的实部等于01=50Y,依据传输线导纳公式：依据单支节在传输线上的匹配前提：()inY z的实部应为01=50Y,是以：()2211tan1zβ=-+,tan0zβ=或2当tan0zβ=时,单支线在主线0d=处（即终端负载处）,此处()115050inY z j=+.是以短路支节导纳为11-=50j50tanjdβ,所以tan1dβ=,支节长度/8lλ=.当tan2zβ=时,单支线在主线arctan22dλπ=处,此处()115025inY z j=-.所以短路支节导纳为11=25j50tanjdβ,所以tan0.5dβ=-,支节长度()arctan0.52lλπ=-.1.17 已知1+51-ρΓ==Γ,所以-12+13ρρΓ==;相邻电压波节点之间的距离=452cmλ,所以=90cmλ;第一电流波腹点（电压波节点）设为min1l,则min12-LlβφπΓ=,所以min1=44LlφλλπΓ+,由=90cmλ,min1=20cml得-9LπφΓ=,所以923LjjL Le eπφΓ-Γ=Γ=,进而可求出9921+13=250725.19595.271213j LL jL e Z Z j e ππ--+Γ=≈-Ω-Γ-. 1.21（1）将负载阻抗归一化得30150.60.350L j z j +==+,对应圆图上点A;在等反射系数圆上往电源偏向顺时针扭转/6λ（120度）得到点B;读取B 点的阻抗为91.5493+j13.4512Ω; （2）将输入阻抗归一化得6055111+j 6012L j z +==,对应圆图上点A;从A点做OA 射线,得角度为65.3785;从A 点做等反射系数圆与X 轴右半轴交点,读出=2.4ρ;依据-10.4167+1ρρΓ=≈; （3）在X 轴左半轴读出1==0.42.5ρ的地位,对应圆图点A;在圆图等反射系数圆上,往负载偏向逆时针扭转0.15λ（108度）,读出归一化负载阻抗为0.88-j0.91L z =,0(0.88-j0.91)52.854.6L Z Z j ==-Ω.1.22 将负载阻抗归一化0.5+j0.5L z =,对应圆图点A;从点A 沿电源偏向扭转2圈,得到'BB 处输入阻抗'0.50.5BB z j =+,''05050BB BB Z Z z j =⋅=+Ω’;再将'BB z 归一化对应圆图上点B,扭转4圈得到'0.250.25AA z j =+,''0200(0.250.25)5050AA AA Z Z z j j =⋅=⋅+=+Ω.2 第二章2.6 7.214a cm =,3.404b cm =,矩形波导的截止波长c λ=;对于10TE 模,m=1,n=0,214.428c a cm λ===,83310 2.0792914.42810c c cf GHz λ-⨯==≈⨯,故c f f <,不消失10TE 模; 对于01TE 模,m=0,n=1,2 6.808c b cm λ===,83310 4.406586.80810c c cf GHz λ-⨯==≈⨯,c f f <,也不消失01TE 模; 显然11TE 和22TE 模的截止频率大于10TE 和01TE ,也不成能消失11TE 模和22TE 模.2.7 10a mm =,6b mm =,对10TE 模,220c a mm λ===;对于01TE 模,212c b mm λ===;对于11TE 模,210.29c mm λ-===≈.2.9 22.8a mm =,10.15b mm =,工作波长12mm λ=.10TE 模：245.6c a mm λλ==>,可以消失; 01TE 模：220.3c b mm λλ==>,可以消失; 02TE模：10.15c b mm λλ===<,不成以消失;11TE (11TM )模：18.5454c mm λλ===≈>,可以消失;12TE (12TM )：9.9075c mm λλ===≈<,不消失;21TE (21TM )模：15.1641c mm λλ===≈>,可以消失;20TE模：22.8c a mm λλ===>,可以消失; 30TE模：215.23c a mm λλ===>,可以消失; 40TE模：111.42c a mm λλ===<,不成以消失; 31TE （31TM ）：12.167c mm λλ===≈>,可以消失.2.15 圆波导的主模为11TE 模,其截止波长3.41 3.41310.23c R cm cm λ==⨯=;截止频率892310 2.931010.2310c f Hz -⨯==⨯⨯;波导波长2247.426w cm λ--====≈;波形阻抗111787TE Z ===Ω. 2.16 11TE 模 3.41 3.413c R cm cm λ==>,01TM 模 2.61 2.613c R cm cm λ==<,所以只能传输11TE 模.2.18 β=因为波在两波导中传输时β和K 都相等,所以截止波束c K 也相等,即两个波导中截止波长相等.矩形波导中10TE 模c K aπ=,22c ca K πλ==,圆波导01TE 模 1.64c R λ=,所以圆波导半径327.11108.671.64m R mm -⨯⨯=≈.2.21 衰减20lg 100c lL edB α-=-=,求出5ln1011.513115.13/0.1c dB m l α--===;已知8.686280)c παλ=⋅--,tan 0.001δ=,8931031010m cm λ⨯==⨯,由以上解得 3.00 3.41c cm R λ≈=,所以圆波导的半径0.88R cm =. 3 第三章3.5 微带线传输的主模是准TEM 模;现实上微带传输线的准TEM 模的场部分在空气中,部分在介质中,一般用等效介电常数eff ε来暗示这种情形对传输特征的影响.eff ε的界说如下：eff CC ε=,0C 为无介质填充时微带传输线单位长度的散布电容,C 为现实上部分填充介质时微带传输线的单位长度上的散布电容.介质填充系数1/2110[1(1)]2h q w-=++.当/1w h 时,1(1)eff r q εε≈+-.3.10 w/h=0.95<1,疏忽导带厚度,00860ln()460ln(8.4210.2375)129.5125h w Z w h=+=+=Ω,1/2110[1(1)]0.64732h q w-=++=,1(1)10.6473(9.51) 6.5eff r q εε≈+-=+⨯-=;050.79Z ===Ω. 4 第四章4.1 微波谐振器和低频谐振器回路重要有3点不合：1）LC 回路为集总参数电路,微波谐振器属于散布参数电路,所以LC 回路能量只散布在LC 上,而微波谐振器的能量散布在全部腔体中;2）LC 回路在L 及C 一准时,只有一个谐振频率,而微波谐振器有无穷多个谐振频率,这称为微波谐振器的多谐性;3）微波谐振腔储能多,损耗小,是以微波谐振器品德因数很高,比LC 回路的Q 值高许多. 4.40.1mλ=,3a 10m-=,21.510b m-=⨯,特征阻抗060ln 366bZ a=≈Ω; 810r 231022/ 1.885100.1r f v πωππλ⨯⨯===≈⨯;10110-9-521l 220.110.1=2 1.88510106621.2810+p 510r r r tg p CZ tg p mλλπωπ---=++⨯⨯⨯≈⨯⨯⨯. 4.9已知r f =f 3r GHz =时,有9310⨯=;f 6r GHz =时,有9610⨯=解得a 6.3cm =≈,l 8.2cm =≈,b<a. 4.12 l 10cm =时,l/R=2<2.1,最低谐振模式为010TM 模,谐振波长2.61 2.61513.05R cm cmλ==⨯=;l15cm=时,l/R=3>2.1,最低谐振模式为111TE模,谐振波长14.8cm λ=≈.。
微波技术基础课后参考答案 (张靖第三次习题)20170418
微波技术基础课后习题答案1 第二章2.9 22.8a mm =，10.15b mm =，工作波长12mm λ=。
10TE 模：245.6c a mm λλ==>，可以存在；01TE 模：220.3c b mm λλ==>，可以存在；02TE模：10.15c b mm λλ===<，不可以存在；11TE (11TM )模：18.5454c mm λλ===≈>,可以存在；12TE (12TM )：9.9075c mm λλ===≈<， 不存在；21TE (21TM )模：15.1641c mm λλ===≈>， 可以存在；20TE模：22.8c a mm λλ===>，可以存在；30TE模：215.23c a mm λλ===>，可以存在； 40TE模：111.42c a mm λλ===<，不可以存在； 31TE （31TM ）：12.167c mm λλ===≈>，可以存在。
2.11 根据空气填充矩形波导的几何尺寸，22.86a mm =，10.16b mm =。
10TE 模：245.6c a mm λ==；01TE 模：220.3c b mm λ==；20TE模：22.86c a mm λ===；11TE (11TM )模：18.5454c mm λ===≈； 因此在所有工作模式中，工作频率低于20TE 模截止频率且高于10TE 模截止频率的传输频率才能实现单模传输。
其对应的频率范围是1083310 6.5645.7210TE m s f GHz m -⨯==⨯，208331013.1222.8610TE m s f GHz m-⨯==⨯。
因此该矩形波导单模传输的频率范围是6.5613.12GHz f GHz <<。
2.15 圆波导的主模为11TE 模，其截止波长3.41 3.41310.23c R cm cm λ==⨯=； 截止频率892310 2.931010.2310c f Hz -⨯==⨯⨯；波导波长2247.426w cm λ--====≈；波形阻抗111787TE Z ===Ω. 2.20 对于传输01TE 模式的圆波导，磁场只有r H 和z H 分量，并且在波导管壁内表面只有z H 磁场分量。
微波技术基础3_06
(5)
例：用 ε r = 9.9 的陶瓷作基片，微带线的 w = 0.96 。 w <1，由（4）有 h h
ε eff =
ε r + 1 ε r −1
2 + 2
[(1 +
12h −1/ 2 W ) + 0.04(1 − ) 2 ] ≈ 6.66 W h
4
微波技术基础 从而有
讲授：王均宏
Z0 =
60
微波技术基础
讲授：王均宏
第三章
3.1 同轴线
结构如图 1 所示
基本导波结构
图 1 （A. Das, S. K. Das: Microwave Engineering）
主模为 TEM 模，电磁场表达式为： V0 ˆ e − jβz E = r r b a ln( / ) V0 H = φ ˆ e − j βz rη ln(b / a ) 其中 β = ω µε 为传播常数， η = µ / ε 为 TEM 波的波阻抗。 内外导体上的面电流密度分别为：
εr +1 εr −1 12h −1 / 2 W 2 = + + + − ε [( 1 ) 0 . 04 ( 1 ) ], W / h ≤ 1 eff 2 2 W h ε = ε r + 1 + ε r − 1 (1 + 12h ) −1 / 2 , W / h >> 1 eff 2 2 W
3
微波技术基础
讲授：王均宏
图 4 （A. Das, S. K. Das: Microwave Engineering）
由于微带线体积小，便于集成元器件而得到广泛应用。但微带线有辐射损 耗，辐射损耗与频率的平方成比例。采用薄介质基片和高介电常数介质基片可 减少辐射损耗， 但容易激发表面波。 介质基片应采用损耗小， 粘附性、 均匀性 和 热传导性较好的材料，并要求 其介电常数随频率和温度的变化也较小。 微带线传播的是准 TEM 波。但是为把问题简化，而实用中又不会带来很 大误差，常把较低频率范围内的准 TEM 模当作纯 TEM 模看待，并据此来分析 微带线的主要特性参数，这种方法称为准静态分析方法。 微带线的等效介电常数为：
微波技术基础习题答案华科
微波技术基础习题答案华科微波技术基础习题答案华科微波技术是现代通信领域中的重要一环，它涉及到无线通信、雷达、卫星通信等众多应用。
在学习微波技术的过程中，习题是一个非常重要的辅助工具，通过解答习题可以帮助我们巩固所学的知识，并且提高我们的解决问题的能力。
下面是华中科技大学微波技术基础习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
一、选择题1. 以下哪项不是微波技术的应用领域？A. 无线通信B. 雷达C. 卫星通信D. 电视广播答案：D2. 微波技术中，波长范围一般为：A. 1 mm - 1 cmB. 1 cm - 1 mC. 1 m - 1 kmD. 1 km - 1 m答案：A3. 微波传输线的特点是：A. 传输损耗小B. 传输速度快C. 传输带宽大D. 以上都是答案：D4. 以下哪个是微波技术中常用的天线类型？A. 偶极子天线B. 棱角天线C. 高增益天线D. 以上都是答案：D5. 在微波技术中，常用的传输介质是：A. 真空B. 空气C. 金属D. 介质答案：D二、填空题1. 微波技术中，一般使用的频率范围是______ GHz。
答案：1-3002. 微波传输线的特点之一是传输损耗______。
答案：小3. 微波技术中，常用的天线类型之一是______天线。
答案：偶极子4. 微波技术中，常用的传输介质是______。
答案：介质5. 微波技术中，常用的调制方式之一是______调制。
答案：频率三、简答题1. 请简述微波技术的应用领域。
微波技术广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
在无线通信中，微波技术被用于移动通信、无线局域网等，可以实现高速、稳定的无线数据传输。
在雷达领域，微波技术可以实现目标的探测、跟踪和定位，广泛应用于军事、航空等领域。
在卫星通信中，微波技术实现了地球与卫星之间的长距离通信，使得人们可以通过卫星实现远距离的通信和数据传输。
2. 请简述微波传输线的特点。
微波传输线具有传输损耗小、传输速度快和传输带宽大的特点。
微波习题解答
1-3 什么是传输线的特性阻抗，它与哪些因素有关？答：特性阻抗即传输线上入射波电压与入射波电流的比值或反射波电压与反射波电流比值的负值，其表达式为0Z =它仅由自身的分布参数决定而与负载及信号源无关。
一般情况下，特性阻抗为复数，且与频率有关； 对均匀无耗（R=G=0）传输线，其特性阻抗0Z =对损耗很小(),R L G C ωω的传输线，其特性阻抗0Z ≈也实数，且与频率无关。
1-6 什么是行波，它的特点是什么，在什么情况下会得到行波？什么是纯驻波，它有什么特点，在什么情况下会产生纯驻波？ 答：传输线上无反射（即反射系数()00T=）的传输状态称为行波状态，实质上就是阻抗匹配状态。
此时，负载阻抗等于传输线的特性阻抗，即lc Z Z =。
行波状态传输线的特点：（1） 沿线电压和电流的振幅不变，驻波比1S =；（2） 线上任意点的电压和电流都同相；（3） 传输线上各点输入阻抗均等于传输线的特性阻抗。
传输线上全反射状态（即反射系数()01T =）的传输状态称为纯驻波状态。
纯驻波状态的负载（1） 终端短路，即0l Z =； （2） 终端开路，即lZ =∞；（3） 终端接纯电抗（电容或电感）负载，即l Z jX =。
纯驻波状态传输线的特点 （1）沿线各处的电压和电流振幅均按正弦规律变化，电压和电流的相位差为900.也就是说，处于纯驻波状态的传输线不能传输能量。
（2） 电压取最大值的地方电流取最小值，电压等于零的地方电流取最大值。
（3） 传输线上各点的输入阻抗为纯电抗。
（4）当终端短路时，传输线上各点的输入阻抗为()tan in c Z z jZ z β=（5）当终端开路时，传输线上各点的输入阻抗为()cot in c Z z jZ z β=-1-9 传输线的特性阻抗为c Z ，行波系数为K ，终端负载为l Z ，第一个电压最小点距终端的距离为min Z ，试求l Z 的表示式。
解：第一个电压最小点处的阻抗()min1cin Z Z z S= (1)根据输入阻抗公式()tan tan l c in c c l Z jZ zZ z Z Z jZ zββ+=+ (2)(1) 代人（2）得min1min1tan tan l c ccc l Z jZ z Z Z Z jZ z Sββ+=+将上式整理即得min1min11tan tan l cS z Z Z S j z ββ-=-1-10 试求传输线输入端AA ’的等效阻抗和输入端反射系数的模。
廖承恩《微波技术基础》习题解答(最全的版本)
2－11 试证明无耗传输线的负载阻抗为
ZL = Z0 K − jtgβ d min 1 1 − jKtgβ d min 1
ww
证明：因为 Z in ( d ) = Z 0
w.
的距离。
对于无耗线 α = 0, 则得到 Z in ( d ) = Z 0
式中， K 为行波系数， dmin1 为第一个电压驻波最小点至负载
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
课
Ω；其输入端电压为 600V、试画出沿线电压、电流和阻抗的振
kh da
Z L − Z0 =-1/3=1/3exp(jπ) ZL + Z0
后
2-10 长度为 3λ/4，特性阻抗为 600 Ω的双导线，端接负载阻抗 300
答 案
Z in (d ) = Z 0
Z L + jZ 0 tg ( βd ) = 38.24+j3.14 Z 0 + jZ L tg ( βd )
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
微波技术习题解答
微波技术习题解答第1章练习题1.1 无耗传输线的特性阻抗Z0= 100()。
根据给出的已知数据，分别写出传输线上电压、电流的复数和瞬时形式的表达式：(1) R L= 100 ()，I L = e j0(mA)；(2) R L = 50()，V L = 100e j0(mV)；(3) V L = 200e j0 (mV)，I L = 0(mA)。
解：本题应用到下列公式：(1)(2)(3)(1) 根据已知条件，可得：V L = I L R L = 100(mV)，复数表达式为：瞬时表达式为：(2) 根据已知条件，可得：复数表达式为：瞬时表达式为：(3) 根据已知条件，可得：复数表达式为：瞬时表达式为：1.2 无耗传输线的特性阻抗Z0 = 100()，负载电流I L = j(A)，负载阻抗Z L = j100()。
试求：(1) 把传输线上的电压V(z)、电流I(z)写成入射波与反射波之和的形式；(2) 利用欧拉公式改写成纯驻波的形式。
解：根据已知条件，可得：V L = I L Z L = j(j100) = 100(V)，1.3 无耗传输线的特性阻抗Z0 = 75()，传输线上电压、电流分布表达式分别为试求：(1) 利用欧拉公式把电压、电流分布表达式改写成入射波与反射波之和的形式；(2) 计算负载电压V L、电流I L和阻抗Z L；(3) 把(1)的结果改写成瞬时值形式。
解：根据已知条件求负载电压和电流：电压入射波和反射波的复振幅为(1) 入射波与反射波之和形式的电压、电流分布表达式(2) 负载电压、电流和阻抗V L = V(0) = 150j75，I L = I(0) = 2 + j(3) 瞬时值形式的电压、电流分布表达式1.4 无耗传输线特性阻抗Z0 = 50()，已知在距离负载z1= p/8处的反射系数为 (z1)= j0.5。
试求(1) 传输线上任意观察点z处的反射系数(z)和等效阻抗Z(z)；(2) 利用负载反射系数 L计算负载阻抗Z L；(3) 通过等效阻抗Z(z)计算负载阻抗Z L。
《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》课件
微波器件和电路
1
微波谐振器件和滤波器件
介绍不同类型的谐振器件和滤波器件的
微波开关器件
2
原理和应用。
探讨微波开关器件的性能和工作原理，
以及其在通信和雷达系统中的应用。
3
微波放大器件
详述微波放大器件的类型和特点，以及
微波混频器件
4
其在通信和射频应用中的作用。
解释微波混频器件的原理和用途，在无
线通信和雷达系统中的重要性。
新发展趋势
探讨微波技术的最新研究方向和 趋势，如5G通信和毫米波技术。
新应用领域
介绍微波技术在新兴领域中的应 用，如物联网和无线能量传输。
未来发展方向
展望微波技术的未来发展方向， 如高频率和高速通信技术。
微波技术基础试题
本课件是关于微波技术基础试题的PPT，通过这个课件，我们将学习微波技 术的概述、器件和电路、传输线和天线、系统和应用以及技术的前沿和展望。
微波技术基础概述
发展历史
介绍微波技术自诞生以来的重要里程碑，以及对现代科技的影响。
基础知识概述
总结微波技术的核心概念和基本原理。
微波电磁场基础
解释微波电磁场的特性和应用，以及如何理解和分析微波信号。
5
微波功率分配器件
介绍微波功率分配器件的原理和技术， 以及其在无线电频率应用中的重要性。
微波传输线和天线
微波传输线基 础
• 解释不同类型 的微波传输线， 如同轴线和微 带线的特点和
• 优介势绍。 微波传输 线的设计和匹 配技术。
微波散射参数 研究
• 探讨微波散射 参数的定义和 应用，以及其 在天线设计中
• 的 介重 绍要 微性 波。散射 参数测试和优 化方法。
微波固态电路习题3.PPT课件
(4)、外部稳频法。 (5)、注入锁定法。 (6)、环路锁相法。 (7)、无论如何要避免有源器件进入饱和状态。这要调节有源器件的偏置， 或采用不降低Q值的增益自动控制系统来完成。 (8)、选择使用的有源器件，要噪声系数F小的，闪烁频率fc低的。 (9)、选择高输入阻抗的有源器件，比如FET。高的信噪比使信号电压大大 高于噪声电压，从而减小相位的抖动。
Ls
Ls
Cp
Cp
Rr
Rf
Cj
正偏时等效电路
反偏时等效电路
代公式 P252页
L并 =10 lg
1 S 21并
2
=10 lg 1
YD 2Y0
2
10 lg 1
GD 2Y0
2
BD 2Y0
2
对并联谐振，正偏时的导纳为：
YD
Rf
1
+jLs
+jCp
将YD带入L并可求得PING开关的隔离度
带阻式外腔稳频法的调谐范围窄，由于介质谐振器对输出电路来说相
当于起了带组滤波器的作用，因而负载功率较小，其优点在于其结构
简单。 注入锁定法具有稳定度高、频谱纯、寄生杂波小及相位噪声小等优点， 已被广泛的应用于各种通信系统。
5.设计一个６GHz的负阻振荡器,选用负阻二极管在50欧 姆的微带传输线系统中的输入反射系数为Γin=1.25<40°
0.04649.76
1.87178.1
此时的稳定性系数为：
K 1.78 1
为了实现振荡，必须使振荡器的源反射系数接近于晶体管S11参量的导数这
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
廖承恩《微波技术基础》习题解答
co m
sc Zin (d) −Zin (d) Z = Z ( d ) 将（2）、（ 3）、（ 4）式代入（1）式中有 L oc Zin (d) −Zin (d) oc in
ΓL =
Z L − Z 0 Z L − 50 1 = =− Z L + Z 0 Z L + 50 3
所以 Z L = 25Ω
Z L − Z 0 400 − 600 1 1 = =− ⇒ Γd = − e − 2 jβ d Z L + Z 0 400 + 600 5 5
由于 | ΓL |< 1 ，所以为行驻波状态 因而 V ( d ) = V L+ e jβ d [1 + ΓL e −2 jβ d ]
− jβ d I (d ) = I L e [1 − ΓL e −2 jβ d ]
2－7 设无耗线的特性阻抗为 100Ω, 负载阻抗为 50-j50 Ω, 试求ГL、 50Ω λ处的输入阻抗。 VSWR 及距负载 0.15 0.15λ
解： ΓL =
Z L − Z0 =0.2-0.4j=0.4472exp(-j1.11)=0.4472∠-63.44° ZL + Z0 VSWR = ρ =
| VL+ | [1− | ΓL |] = 0.5 A Z0
w.
| V (d ) |min =| VL+ | [1− | ΓL |] = 300V
网
co m
V ( d min 1 ) min = V + ( d min 1 )[1− | Γ L |]
I (d min 1 ) max = I + (d min 1 )[1+ | ΓL |]
所以可以得到 Z L = Z 0
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
微波技术基础习题3讲解
解： BJ-100波导的尺寸： a×b=22.86mm×10.16mm
信号波长： c 3cm 30mm
f
①
c 2a 45.72mm,
kc
2 c
,
k 2
k 2 kc2 50 (rad / m ),
g
2
40mm
Zw
120 159 1 ( / c )2
②宽边增大一倍
c 2a 91.44mm ,
(2 3.14 3109 2.25 / 3108 )2 0.007
2 (2 3.14 3109 2.25 / 3108 )2 (3.14 / 0.07214)2
8882.64 0.007 2 8882.64 1896.48
0.372(Np / m)
3.23(dB / m)
c d
0.016 3.23 3.246(dB / m)
此时波导中存在 TE10 TE01 TE20 三种模式。主模 TE10
c 2a 45.72mm,
g
2
2.22cm, Zw
k 2 kc2 89.92 120 133.4
1 ( / c )2
3-13直径为2cm的空气圆波导传输10GHz的微波信号，求其 可能传输的模式。
解: 信号波长λ=c/f=3cm，a=1cm
3-33空气同轴线尺寸a为1cm，b为4cm：①计算TE11、TM01、
TE01三种高次模的截止波长；②若工作波长为10cm，求TEM 和TE11模的相速度。
解: ①
cTE11 (a b) 5 15.708cm cTM01 cTE01 2(b a) 3 6cm
存在高次模TE11模
解:
a×b=72.14×34.04mm2
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3GHz对应波长：λ=cT=c/f=10cm,传输模为TE10 5GHz对应波长： λ=cT=c/f=6cm,传输模为
TE10,TE20,TE01,TE11,TM11
3-7用BJ-100矩形波导以主模传输10GHz的微波信号,① 求 c , g , 和波阻抗Zw ②若波导宽边尺寸增加一倍,问上述 各量如何变化?③若波导窄边尺寸增大一倍,上述各量如何变 化?④若尺寸不变,工作频率变为15GHz,上述各量如何变化?
微波技术基础习题解答
3-2矩形波导的尺寸a为8cm，b为4cm，试求频率分别为3GHz 和5GHz时该波导能传输那些模。
解：
cTE10 2a 16cm cTE20 ,TE01 a 2b 8cm
cTE11,TM 11
2ab 7.16cm
a2 b2
cTE21,TM 21
2ab 5.66cm (2b)2 (a)2
cTE11 3.41a 3.41cm cTM01 2.62a 2.62cm cTE21 2a / 3.054 2.06a 2.06cm cTE01,TM11 1.64a 1.64cm cTE31 2a / 4.201 1.496a 1.496cm
可能传输的模式TE11
3-22计算BJ-32波导在工作频率为3GHz，传输TE10模时 的导体衰减常数；设此波导内均匀填充εr为2.25的介质， 其tgδ=0.007，求波导总的衰减常数值。
3-33空气同轴线尺寸a为1cm，b为4cm：①计算TE11、TM01、
TE01三种高次模的截止波长；②若工作波长为10cm，求TEM 和TE11模的相速度。
解: ①
cTE11 (a b) 5 15.708cm cTM01 cTE01 2(b a) 3 6cm
存在高次模TE11模
解： BJ-100波导的尺寸： a×b=22.86mm×10.16mm
信号波长： c 3cm 30mm
f
①
c 2a 45.72mm,
kc
2 c
,
k 2
k 2 kc2 50 (rad /0 159 1 ( / c )2
②宽边增大一倍
c 2a 91.44mm ,
此时波导中存在 TE10 TE01 TE20 三种模式。主模 TE10
c 2a 45.72mm,
g
2
2.22cm, Zw
k 2 kc2 89.92 120 133.4
1 ( / c )2
3-13直径为2cm的空气圆波导传输10GHz的微波信号，求其 可能传输的模式。
解: 信号波长λ=c/f=3cm，a=1cm
解:
a×b=72.14×34.04mm2
Rs / 2 f / 3.14 3109 4 3.14 10 7 / 5.8107 1.429 10 2
c
Rs b
1
2
b a
0 2a
2
1 1 (0 / 2a)2
1.429102 34.04103 377
1
2
34.04 72.14
(2 3.14 3109 2.25 / 3108 )2 0.007
2 (2 3.14 3109 2.25 / 3108 )2 (3.14 / 0.07214)2
8882.64 0.007 2 8882.64 1896.48
0.372(Np / m)
3.23(dB / m)
c d
0.016 3.23 3.246(dB / m)
100 2 72.14
2
1 1[100 /(2 72.14)]2
1.11103 1.2271.387
1.895103 (Np / m)
0.016(dB / m)
d
k 2tg 2 TE10
2
( )2tg ( )2 ( / a)2 2
(2f r / c)2 tg (2f r / c)2 ( / a)2
kc
2 c
,
k 2
k 2 kc2 63 (rad / m) ,
g
2
32mm
Zw
120 127 1 ( / c )2
③窄边增加一倍：由于 b' 2b 20.32mm a
因而传输的主模仍然是 TE10 c , g , 波阻抗Zw与①相同；
④波导尺寸不变，
f ' 15GHz, ' c / f ' 2cm
② TEM相速度为光速3×108m/s
vp
v
1 ( / c )2
3108
3.89108 m / s
1 (10 /15.708)2