微波技术基础试题

2分
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 0 ；1分
品质因数 Q ；1分
等效电导 G ；1分
矩形谐振腔 TE101 模，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

R1
100j
j 0

1 1
R2
1
0 1


j 1
R2 1
R1 R2
1

1
R1
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
可得到条件是
R1 1 R2
Γ''L

Γ'L e j2 z

j 3 11
3分
由反射系数变换性质可得
2分 Γ in

S11
S12 S21 Γ ' 'L 1 S22 Γ ''L

j5 8

j0.625
七 (16分) 如图（a）所示，宽边 a ，窄边b 的矩形波导，问
(1). 写出TE mn模的截止波长； (2). 写出主模 TE10模的场方程； 如果选取BJ-32波导( a b 72.14 34.04mm2 )，问 (3). 工作波长6cm时波导中能出现哪些波形；
2分
4分 4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。
解：（1）互无易耗则则dAet11A,A212是；实1分数、A12 , A21 是纯虚数；2分
S参数？
对称则 A11 A22 。 1分
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 Z0（归一化），把 归于相位，等
圆为基底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 TE11 模；1分
损耗最小的模 TE01 模；2分 轴对称的模 TM 01 模。2分
c 3.412 R c 1.641R c 2.62 R
4
请写出双端口网络[S]
Z in

U1 I1
1分
负载反射系数定义为
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
4Baidu Nhomakorabea匹配输入 a4 ，3臂接匹配负载，1、2臂
接反射系数为 Γ1 Γ2的不匹配负载，求b3与
的a4关系。
解：根据S参数定义 b Sa

S11

S21
S12
S22

S11、S12 、S21
的物理意义
及反射系数变换公式；
答S：S1S22111，，，122端端端口口口匹匹匹配配配时 时时， ，，211端 端端口 口口到 到的12反端 端射口 口系的 的数传 传；输 输1系 系分数数；；11分分
Γ in

S11
S12 S21 Γ l 1 S22 Γ l
Z in

1

Z0
100
2分
六（12分）如图所示电路，其中网络的 [s] 矩阵已知，[s]
，串联阻抗 Z 1 ，负载反射系数
，并联导纳Y 1 ，传输线长度 l ΓL 0.5 ，求系统的输入反射系数 Γ

in
8

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A络 ，根据级联性质可得
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
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
阻抗变换性质为
Z in

A11 Z l A21 Z l

A12 A22
I1 U 1
I2
N etw ork
（2）如图所示根据 参数定义
U1 A11U2 A12I2

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
A

1 0
11 11
0 2 1 1
1 1
2分
根据双端口网络A 和S的变换关系，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
(4). 在主模TE10模工作时，波导内测得相邻波节的距离为
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
0
j
1
2
b2

3分
bb43

2 1 j 0 0 0

j
1
0
0
a4

1 b1 j 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 1800 和电压驻波比 1.5 ，求 （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。