《微波技术基础试题》PPT课件

5 请写出微波谐振腔的特性参数，矩形谐振腔的基本模式；
答：谐振波长 品质因数 等效电导
矩形谐振腔
；0 1分
Q；1分
G；1分
TE模10，1 由
TE10模在z方向加两块短路板构成。2分
6 请写出E面T的功能；
答：1端口输入，2端口和3端口功率平分，相位相反；2分 2端口和3端口等幅同相输入，1端口无输出；2分
套覆阻抗圆图和驻波比。 4分 每圆周对应半个波长的传输线长度。 1分
S11
3 请写出圆波导中的三种主要模式及特点；
答：传输主模 损耗最小的模 轴对称的模
TE模11 ；1分
TE0模1 ；2分 TM模01 。2分
c 3.412 R c 1.641R c 2.62 R
4
请写出双端口网络[S]
S11
解：（1）无耗则 互易则
dAet11；A,是A1实2分12 数、
A是12 ,纯A虚21 数；2分
对称则 A11 。 A12分2
阻抗变换性质为
Z in
A11 Z l A21 Z l
A12 A22
I1 U 1
（2）如图所示根据 参数定义
S参数？
N etw ork
I2 U 2
U1 A11U2 A12I2
2011秋季考试参考答案
一、简答题（6×5=30分）
1 请写出无耗传输线三种工作状态及其相应状态下终端 负载的特点；
答：行波状态， 或者无限长传输线；2分 全驻波状态，负载短路、开路或纯电抗；2分 行驻波状态，任意负载。 1分
2 请写出史密斯圆图的构成思想及每圆周对应传输线长度；
答：消去特征参数 （Z归0 一化），把 归于 相位，等 圆为基底
1 1
R2
1
0 1
j 1
R2 1
R1 R2
1
1
R1
4分
利用阻抗变换性质
1 1
Z in
A11 Z l A21 Z l
A12 A22
1
R2 1
1
1
R1R2 R1
4分
可得到条件是
R1 1 R2
2分
三（10分）使用A参 数定义的双端口网络，端接负载 ZL
（1）写出[A参] 数无耗、互易、对称性质 （2）证明 [A参] 数的阻抗变换性质。
4臂匹配输入 a4，3臂接匹配负载，1、2臂
接反射系数为 Γ1 Γ的2 不匹配负载，求 b与3
的a4关系。
解：根据 S参 数定义
b Sa
b3
2 [s] 1
a4
由题意可知
Γ1
a1 b1
Γ2
a2 b2
a3 0 3分
b1
0 0 1 j1b1
b2
S
a
1 0
Байду номын сангаас
0
j
1
2
b2
3分
bb43
2 1 j 0 0 0
A
1 0
11 11
0 1
2 1
1 1
2分
根据双端口网络 A和 的S变 换关系，可得
S
1 5
1 2
2 1
3分
由反射系数变换性质可得
Γ
。
'L
S11
S12 S 21 Γ L 1 S22 Γ L
3 11
2分
根据传输线反射系数变换性质
Γ''L
Γ'L e j2 z
j 3 11
3分
由反射系数变换性质可得
Γ in
j
1
0
0
a4
b1
j
1 2 a4
b2
1 2
a4
2分
b3
1 2
(1b1
2b2
j)
j
1 2
(1
2 )a4 2分
五（12分）无耗传输线终端接负载阻抗 ZL 100， 测得终 端电压反射系数相角 1和80电0 压驻波比 ， 1求.5 （1）终端负载反射系数 ΓL和传输线特性阻抗 Z0 （2）线上电压波节处和电压波腹处的输入阻抗。
(4). 在主模 TE模10 工作时，波导内测得相邻波节的距离为
10.9cm，求波导波长 和g 工作波长 0
y
解：（1）
cE
y
2 m 2 n 2
2分
a b
b x
a
（2）用 H做z 领矢
Hz
H0
cos a
x e jz
Ey
j
kc2
a
H
0
sin a
x e jz
4分
Hx
j kc2
a
S21
S12
、 S22
S11
、S12
的S2物1 理意义及
反射系数变换公式；
答：S1，1 2端口匹配时，1端口的反射系数；1分
S12，，12端端口口匹匹配配时时，，21端端口口到到12端端口口的的传传输输系系数数；；11分 分
S 21
Γ in
S11
S12 S21 Γ l 1 S22 Γ l
2分
S11
S12 1
S21 Γ ' 'L S22 Γ ' 'L
j5 8
j0.625
2分
七 (16分) 如图（a）所示，宽边 a，窄边 b的矩形波导，问
(1). 写出 TE模mn 的截止波长； (2). 写出主模 TE模10 的场方程； 如果选取BJ-32波导( a b 72.14 34.04)，mm问2 (3). 工作波长6cm时波导中能出现哪些波形；
100
2分
六（12分）如图所示电路，其中网络的 [s]矩阵已知，[
，串联阻抗 Z 1，并联导纳 Y 1 ，传输线长度 ，负载反射系数 ΓL 0.5，求系统的输入反射系数
l 8
Γ in
s]
j 1
1 j
/8
Z
[s]
Z0 1
Y
Γ in
ΓL
解：选取参考面将串联阻抗和并联导纳作为 网络，根A据级联性质可得
解：（1）由反射系数和驻波比关系可得
Γ 1 0.2 1
反射系数 ΓL Γ e j 0.2 2分
根据反射系数与输入阻抗关系
ΓL
ZL ZL
Z0 Z0
2分
可得特性阻抗 Z0 150
2分
（2）电压波腹处为纯阻且为最大值
Z in Z0 225 2分
电压波节处为纯阻且为最小值
Z in
1
Z0
2端口和3端口等幅反相输入，1端口输出最大。1分
H面T? 环形器？
二（10分）如图所示的微波等效电路中，当终端接匹配负载 时，要求输入端匹配，求电阻R1和 R2所满足的关系。
Z in 1
R1
Z0 1
R2 Z l 1
P43例2
/4
解：采用 A矩 阵来求解，利用级联性质
1
A 1
R1
100j
j 0
I1
A21U 2
A22 I2
1分
U1 A11U2 A12 I2 I1 A21U2 A22 I2
1分
输入反射系数定义为 负载反射系数定义为
Z in
U1 I1
1分
ZL
U2 I2
1分
Z in
A11 Z l A21 Z l
A12 A22
2分
四（10分）如图所示为某微波电桥，它的 [s矩] 阵可以写为
H
0
s
in
a
x e jz
或者用 E做y 领矢
Ey
E0
sin
a
x e jz
Hx
E0
s
in
a
x e jz
Hz
j
1
a
E0
c
os
a
x e jz
（3）可知
C (TE10 ) 2a 14.4cm C (TE01 ) 2b 6.8cm