微波技术与天线 答案 第2章.pdf

第二章第二章 2 1 答 答 将微波元件等效为网络进行分析 就是用等效电路网络参数代替原微将微波元件等效为网络进行分析 就是用等效电路网络参数代替原微 波元件对原系统的影响 它可将复杂的场分析变成简单易行的路分析 波元件对原系统的影响 它可将复杂的场分析变成简单易行的路分析 为复杂的微波系统提供一种简单便捷的分析工具 为复杂的微波系统提供一种简单便捷的分析工具 2 2 答 答 波导等效为双线的等效条件是两者的传输功率相等 由于模式电压 波导等效为双线的等效条件是两者的传输功率相等 由于模式电压 电流不唯一 导致等效特性阻抗 等效输入阻抗也不唯一 而归一化电流不唯一 导致等效特性阻抗 等效输入阻抗也不唯一 而归一化 阻抗仅由反射系数确定 反射系数是可唯一测量的微波参量 因而归阻抗仅由反射系数确定 反射系数是可唯一测量的微波参量 因而归 一化阻抗也是唯一可确定的物理量 故引入归一化阻抗的概念 一化阻抗也是唯一可确定的物理量 故引入归一化阻抗的概念 2 3 答 答 归一化电压归一化电压U与电流与电流I和不归一电压和不归一电压 U 电流 电流 I 所表示的功率要相等 所表示的功率要相等 由此可得由此可得UI 的定义为的定义为 00 UUZIIZ UI 的量纲相同 均为的量纲相同 均为W 故也称其为归一化功率波 故也称其为归一化功率波 2 4 答 答 a 由由 12 122 0 02 UU IUI 得得 10 0 021 A b 由由 122 12 200UUI II 得得 12 0 0 01 A c 由由 12 12 1 UnU II n 得得 0 01 n A n d 由由 传输线方程已知终端条件的解双曲函数的形式 将传输线方程已知终端条件的解双曲函数的形式 将j 11 zlzl U zU I zI 代入得代入得 1202 122 0 c o ss i n s i n c o s Ul Uj Zl I l IjUl I Z 即即 0 0 cossin sin cos ljZl A jl Zl 当当 2l 时时 0100 0 010 j A j e 将将 l 代入代入 d 中解中解 可得可得 10 01 A 2 5 解 解 a 01 00 00 0 jnjn a jnj n 2 22 2 22 12 1 2 1 11 2 1 1 21 11 nj n j nn nn s j nnj nn j nn nn b 01020102 01020201 00 0 0 00 jZjZZZ A j Zj ZZZ 0 10 2 0 20 1 0 0 ZZ a ZZ 2222 0 20 10 10 20 10 2 2222 0 10 20 10 20 10 2 0 10 2 22 2222 0102 010201020102 2222 010201020102 2 2 2 2 ZZZZZ Z Z ZZZZZ Z Z s ZZ ZZZ ZZZ Z ZZZZZ 2 6 解 解 a 等效电路如图所示等效电路如图所示 100101 10121 jj a jjjj 由由 122 122 2 UUjI Ij UI 得得 112 212 11 22 11 22 UII jj UII jj 即即 1 21 2 2 2 1 21 2 2 2 jjjj Z jjjj b 等效电路如图所示等效电路如图所示 101100 10110 jj a jjj 由由 12 12 UjI IjU 得得 12 21 0 0 UjI Uj I 0 0 j Z j c 等效等效电路如图所示电路如图所示 100101 10121 jj a jjjj 由由 122 122 2 UUJ I Ij UI 得得 112 212 22 22 jj UII jj UII 2 2 2 2 jj Z jj 2 7 证 证 由由 111 112 2 UZ IZ I 21 212 22 UZIZI 将将 2 2 L U Z I 代入代入 得得 1 2 21 2 2 L I ZZZ I 2 121 2 1 11 21 1 112 2 in L UIZ ZZZZ IIZZ 2 2 8 8 证 证 由由 11 111 22 IY UY U 21 212 22 IY UY U 将将 2 2 L I Y U 代入代入 得得 2 21 212 L YYY UU 即即 21 2 12 2L UY UYY 代入代入 有有 2 121 2 1 11 21 1 112 2 in L IUY YYYY UUYY 2 2 9 9 证 证 由互易时由互易时 det A 1 det A 1 可得可得 22 12 1 2 1xBBxBA 即即 12 Ax 且且 20 xB 0B 2 2 10 10 证 证 11 121 22 12 122 22 Ua UaI Ia UaI 且且 2 2 L U Z I 11 1221 21 11 2 12 1222 22 12 2 L in L Ua UIaa Za Z Ia UIaa Za 2 2 11 11 解 解 设波节处的参设波节处的参考考面为面为 1 T 则则 111 1 0 2 1 e S e 将参照面将参照面 1 T 内移到内移到 1 T 1min1 4l 1 2 1111 0 2 j SS ej 由对称性可知由对称性可知 2211 0 2SjS 由无耗网络的性质可知由无耗网络的性质可知 22 12111211 1 2SS 1221 2 6 50 98SS 0 20 98 0 980 2 j S j 2 2 12 12 解 解 插入相移插入相移 21 argS 插入衰减插入衰减 2 21 1 10lg0 175L dBdB S 电压传输系数电压传输系数 21 0 98 j TSe 输入驻波比输入驻波比 11 11 1 1 5 1 S S 2 2 13 13 解 解 由由 0 0 j a j 可知可知 0 0 j S j 由由 12 12 UjI IjU 可得可得 12 21 0 0 UjI Uj I 即即 0 0 j Z j 由由 12 21 IjU IjU 得得 0 0 j Y j 2 2 14 14 解 解 插入驻波比插入驻波比 即为输入驻波比即为输入驻波比 即即 11 11122122 11 1111122122 11 011 jSaaaa Sa Saaaa 1111 151 2 62 2551 j SS j 2 2 1515 解 解 11 l 11 1 2 1112 2122 jj j S eS e S S eS 2 2 16 16 解 解 11 l 内移内移 22 l 外移外移 3 0 不动不动 1121 1222 12 2 111213 2 212223 313233 jjj jjj jj S eS eS e SS eS eS e S eS eS 由由 SP S P 也可求得也可求得 其中其中 1 2 00 00 001 j j e Pe 2 2 1