微波技术基础课后答案李秀萍版.pdf

习 题 答 案 第二章 2.1 解：相量是正弦波（电压、电流或电磁波）从时域到复数域（或频域）数字变换的结果，它只保留了正 弦波的幅度和初相角信息。 2.2 （1） o j eA 0 3535 （2） o j ejA 3 .49 3 . 925251 （3） o j eA 15 2 2.3 （1）)43. 36cos(52Re)( 6otj tAetA （2）)4 .308cos(99.13Re)( 8otj tBetB （3）)9 .482cos(6 . 7Re)( 2otj tCetC 2.4 （1）40cos(100 ) t （2）4000sin(100 ) t （3） 1 sin(100 ) 1000 t 2.5 电路的稳态电压为：32cos() t 2.6 （1）10 （2） 5 . 2 10 （3） 5 10 （4） 5 . 7 10 2.7 （1） 7 . 0 10 （2） 1 10 （3） 3 . 0 10 2.8 （1）12 （2） 2 26 （3）22082 2.9 2.10 在微波频段电阻、电感和电容这类集总元件不再表现为纯电阻、电感和电容，而是有额外的阻抗和电 抗（寄生效应） 。在微波频段，同一元件在不同的频率下可能会表现出不同的容性、感性或阻性。 第三章 3.1 0 33.3Z 3.2 证明 3.3 解： 1200 欧姆，300 欧姆 3.4 解：电压驻波最大点位置为 max 0,1,2 424242 L dnnnn 电压驻波最小点位置为 min (21)0,1,2 4442422 L dnnnn 3.5 证明 3.6（1） j22 0 j22 1( )10.5e10.5j2 0.5sin(1802) ( )5050 1( )10.5e10.52 0.5cos(1802) 3j4sin(2) 50 54cos(2) z z zz Z zZ zz z z （2）50/3 （3）50/3 3.7 250，0.2W 3.8 （1） L 2 j2 j2 3 L 2 ee 2 z z z （2） 1 10 1 2 1 1( ) 2 ( )5050(32 2) ( ) 1( )2 1 2 z Z zZ z 或 0 10 50 ( )50(32 2) ( ) 32 2 Z Z zZ k 3.10 34.71 L 11.336 5039.57 20.668 j j Ze j 3.11 0 in0 0 () ( )38.24+ 3.14 () L L ZjZ tgd ZdZj ZjZ tgd 3.12 （137.5-j237.5）欧姆 3.13 50 in Z 3.14 1,0 L 3.15 证明 3.16 当有损时， 0 0 00 5+100 = 0.01 0.15 =1.7514.95 c Zj Z Yj Z Yj 当无损时， 0 0 00 100 =25.82 0.15 =-15=3.87 c Zj Z Yj Z Yj 3.17 0 66.7Z 或 0 150Z 3.18 （1） + +- (1).010 ,055 5 2 1-,5 2 88 (2).015-5j,5 2 2- 8 VV Vj V Vj V VV VV Vj V 1+ 0 10 j IA 2 81 0 IA (3) 00.5PW 0. 5 8 PW 0 8 PP (4) 0 0 0 tan45 (50-100 ) tan45 L in L ZjZ ZZj ZjZ 3.19 2 0 0 00 11 25200 in in V ZZ PW ZZZ 3.21 （1） 116.7 L Z （2） 0 0 2021 29 in in in ZZj ZZ (3) =1 3.22 0 100Z 或 0 400Z 3.23 1 L = 第四章 4.1 （1）3560jZin, 0075. 00125. 0jYin （2）5 .1830jZL （3） o j e 26 27. 00 , o j e 82 27. 035. 0 , 9 . 1 （4）454. 0/l （5） 3 , 2 , 1,5 . 012. 0/nnl75. 0 in b （6）468. 0/l 4.2 754 . 0 波节 l, 225. 0 波腹 l, lj e - 86. 0 , 10 4.3 （a）6 . 1SWR （b）22. 0 （c）004. 0013. 0jYL （d）19-5 .42jZin （e）201. 0 （f）451. 0 4.4 如果 L (20j100)Z ，重做习题 4.3。 略，同 4.3 4.5 如果传输线长度为 1.5，重做习题 4.3 略，同 4.3 4.6 短路线 （1） 0l （2） 4 l （3） 3 8 l （4） 60 l （5） 3 50 l 开路线 （1） 4 l （2） 0l （3） 8 l （4） 4 15 l （5） 31 100 l 4.7 (0.70.15) 75(52.511.25) L Zjj 4.8 111 9 1169 in in in zj zj （1） =7.33r （2） (5.43.68) 100(540368) in Zjj （3） 10 36036 l 4.9 ( 252105) L Zj 4.11 （1） o j L e 30- 291. 0 （2）6 . 2 （3）5 .17-25jZin （4）02. 0-01. 0jYl （5）032. 0-003. 0jYin （6）125 .27jZl （7）4 .224 . 9jZl 4.12125. 0d和127. 0l 4.13 解 1：456. 0 1 d和432. 0 1 l 解 2：091. 0 2 d和067. 0 2 l 4.14 （1） 解 1：39. 0 1 l和33. 0 2 l 解 2：44. 0 1 l和40. 0 2 l （2） 解 1：14. 0 1 l和07. 0 2 l 解 2：25. 0 1 l和43. 0 2 l （3） 解 1：36. 0 1 l和41. 0 2 l 解 2：14. 0 1 l和33. 0 2 l （4） 22. 0 1 l和09. 0 2 l （5） 解 1：125. 0 1 l和44. 0 2 l 解 2：07. 0 1 l和04. 0 2 l （6） 解 1：198. 0 1 l和14. 0 2 l 解 2： 125. 0 1 l 和36. 0 2 l 4.18 22 0 2 )2( cos ln 2 )( L L Z Z L 4.19（1） 0 0 75. 1 2 11 L （2）3N 第五章 5.1 答：将微波元件作为微波网络来研究，能够避开微波元件内部不均匀性区域场 分布的复杂计算， 使微波问题的处理大大简化， 因此微波网络方法在微波工程技术中得 到了广泛的应用。 微波网络方法的一个优点是， 微波网络的外特性参量可以通过网络参 量转化得到，而网络参量可以用实验的方法来测量或者通过捡的计算得到。 5.2 答：传输线均匀。阻抗的不确定性会使得等效双线的模式电压和模式电流不 能唯一确定，为了消除阻抗的不确定性，引入了归一化阻抗。 5.3 证明 5.4 分别计算题图5.4所示的二端口网络的阻抗矩阵及导 纳矩阵。 解： （a） 阻抗矩阵： 题图 5.4 2 2 2 2 () 22() 1 2() () 22 ABAA ABAB ABAA ABAABA AABA ABAB ZZZZ ZZZZZZZZ Z ZZZZZZ ZZZZ ZZZZ 导纳矩阵为阻抗矩阵的逆矩阵 （b） 导纳矩阵： 2 2 2 2 () 22() 1 2() () 22 AABA ABAB AABA ABAAAB AAAB ABAB Y YYY YYYYY YYY Y YYYY YY YY YY YYYY 5.5（1）证明。 （2） 2211122112 2 0000 11221221 1211221221 2 2 000 0000 2 (1)(1) 1 2 (1)(1) (1)(1) ZZZ ZZ ZZZZ S ZZZ Z ZZZZ Z ZZZ ZZZZ 将（1）式所得的阻抗矩阵 Z 导入即可。 （3） 22 2211122112 2 0000 1122122122 1211221221 2 2 000 0000 2 (1)(1) 1 2 (1)(1) (1)(1) jj jj ZZZ ZZ ee ZZZZ S ZZZ Z ZZZZ Z ee ZZZ ZZZZ 5.6（1） 1112 2122 500 050 ZZj Z ZZj 11 Z即为从 1 端口看进去的输入阻抗， 22 Z即为从 2 端口看进去的输入阻抗。 （2） 1 1 20(1) 20(1) Vj Vj ， 2 2 4(1) 4(1) Vj Vj 5.7 （1） 10cossin10cossinsin 1sincos12 coscossin jj jjjj （2） 11 (sin2cos ) 2(cossin )(sin2cos ) j S j 22 (sin2cos ) 2(cossin )(sin2cos ) j S j 12 2 2(cossin )(sin2cos ) S j 21 2 2(cossin )(sin2cos ) S j 5.8 （1） 显然，矩阵对称，为互易网络。 而各矩阵元素并非为纯虚数，该网络非无耗。 11 20log()20log(0.1)20RLSdB 42 20log()20log(0.2)14ILSdB 相位延迟为 45 度。 （2） 2 45 311331 111 1333 0.10.3( 1)0.19 1 o j L in L S Sb Sjej aS 5.9 插入损耗 56 20log()6.7 121 ILdB 相位延迟为 7 12 5.10 2 202 01012 2111 0211102 101 0 / (1) /(1)/ V VZZZV SS ZVSZVZ 0102 010201 21 0202010201 2 (1) Z ZZZZ S ZZZZZ 0102 1221 0201 2 Z Z SS ZZ ， 0102 22 0201 ZZ S ZZ 5.11 某二端口网络的散射参量为 11 0.4j0.6S ， 1221 j0.8SS ， 22 0.5j0.9S ，计算该网络的 等效阻抗矩阵（端口连接传输线特征阻抗为 50） 。 解： 11221221 110 11221221 (1)(1) =Z7.473353.9146 (1)(1) SSS S Zj SSS S 11221221 220 11221221 (1)(1) =Z16.903945.9075 (1)(1) SSS S Zj SSS S 21 12210 11221221 2 =Z =Z8.540952.6690 (1)(1) S Zj SSS S 5.12 某二端口网络的散射参量对端口传输线的特征阻抗 Z0归一化后为 Sij。当端口 1 和端口 2 的特征阻抗分别变为 Z01和 Z02时，求其广义散射参量 ij S 。 解: 0201 11 0201 ZZ S ZZ , 0102 1221 0201 2 Z Z SS ZZ ， 0102 22 0201 ZZ S ZZ 5.13 00 110 0 tan() ( ) tan()tan() L in L ZjZlZ ZZlZ ZjZljl ， 2211 ZZ 00021222 21 1112 2 tan()()tan()sin() j lj lj lj l ZZZV