微波技术基础期末试题一与参考答案.pdf

微波技术基础 期末试题一与参考答案 微波技术基础 期末试题一与参考答案 一 选择填空题 每题 3 分 共 30 分 1 下面哪种应用未使用微波 第一章 b a 雷达 b 调频 FM 广播 c GSM 移动通信 d GPS 卫星定位 2 长度 1m 传输 900MHz 信号的传输线是 第二章 b a 长线和集中参数电路 b 长线和分布参数电路 c 短线和集中参数电路 d 短线和分布参数电路 3 下面哪种传输线不能传输 TEM 模 第三章 b a 同轴线 b 矩形波导 c 带状线 d 平行双线 4 当矩形波导工作在 TE10 模时 下面哪个缝不会影响波的传输 第三章 b 5 圆波导中的TE11模横截面的场分布为 第三章 b a b c 6 均匀无耗传输线的工作状态有三种 分别为 行波 驻波 和 行驻波 第 二章 7 耦合微带线中奇模激励的对称面是 电 壁 偶模激励的对称面是 磁 壁 第三章 8 表征微波网络的主要工作参量有阻抗参量 导纳 参量 传输 参量 散射 参量和 转移 参量 9 衰减器有吸收衰减器 截止 衰减器和 极化 衰减器三种 10 微波谐振器基本参量有 谐振波长 固有品质因数 和等效电导 衰减器三种 二 传输线理论工作状态 7 分 第二章 在特性阻抗Z0 200 的传输线上 测得电压驻波比 2 终端为电压波节点 传输线上电压最大值 max U 10V 求终端反射系数 负载阻抗和负载上消耗的功 率 解 2 11 13 由于终端为电压波节点 因此 2 1 3 由 0 2 0 1 3 L L ZZ ZZ 可得 ZL 100 负载吸收功率为 2 max 0 1 2 L U P Z 0 125W 三 Smith圆图 10分 第二章 已知传输线特性阻抗Z0 75 负载阻抗ZL 75 j100 工作频率为900MHz 线 长l 0 1m 试用Smith圆图求距负载最近的电压波腹点与负载的距离和传输线的 输入阻抗 解 由工作频率为900 MHz 可得 1 3 m 而线长为 l 0 3 1 计算归一化负载阻抗 0 11 33 L L Z Z Z j 在阻抗圆图上找到A点 2 连接OA交单位圆于B点 B点的电长度为0 172 OD轴为电压波腹点的轨迹 因此距负载最近的电压波腹点与负载的距离为 0 25 0 172 0 026m 3 由B点向波源方向旋转0 3电长度 即0 3 即电长度 为0 472 得到E点 连接OE 由A点所在的等等 驻波系数圆相交与F点 F点阻抗即为输入端的 归一化输入阻抗 由图可知 C 11 D A O 0 25 B 0 172 0 472 F E 0 30 16 in Zj 5 输入阻抗为 0 22 512 inin ZZ Zj 四 4阻抗匹配和单支节阻抗匹配 12分 第二章 传输线的特性阻抗Z0 50 负载阻抗为ZL 75 1 若采用 4阻抗变换器 求接入位置和接入线的特性阻抗 2 若采用单支节匹配 求接入位置d和支节线的长度l 解 当采用 4阻抗变换器 由于负载为纯阻 在负载处接入即可 010 61 2 L ZZ Z 2 若采用单支节匹配 归一化负载导纳 0 667 L Y 在导纳圆图上找到负载的位置A点 沿等驻波系数圆转到与1G 相交于E点和 E 点 导纳为 电长度增量分别为0 14 0 36 10 4 E Yj 后面要转0 3 就是因为 这个 因此接入点位置d为 E点 0 14 0 0 14 E 点 0 36 0 0 36 如果接入E点对应的位置 支线要产生0 4j 的导纳 故 l 0 5 0 06 0 25 0 31 如果接入E 点对应的位置 支线要产生0 4j 的导纳 故 l 0 44 0 25 0 19 五 矩形波导中的主模是什么模式 当工作波长为 2cm时 BJ 100型 a b 22 86 10 16mm2 矩形波导中可传输的模式 如要保证单模传输 求工作 波长的范围 当工作波长为 3cm时 求 p vp及vg 6分 合计15分 第 三章 解 1 矩形波导中的主模是TE10模 2 TE10模的截止波长为2a 2 22 86 45 72mm TE20模的截止波长为a 22 86 22 86mm TE01模的截止波长为2b 2 10 16 20 32mm TE11和TM11模的截止波长为 22 2ab ab 18 57mm 当工作波长为 2cm时 BJ 100型矩形波导中可传输TE10模 TE20模和TE01 模 要保证单模传输 工作波长的范围为2 286cm 4 572 cm 3 3cm 2 3 98 1 p c cm 8 2 3 98 10 1 p c v v m s 2 8 12 26 g c vv 10 m s 六 由一个二端口网络如图所示 传输线的特性阻抗Z0 200 并联阻抗分别为 Z1 100 和Z2 j200 求网络的归一化散射矩阵参量S11和S21 和网络的插入衰 减 dB形式 插入相移与输入驻波比 15分 第四章 4 Z0 Z1Z2 解 归一化传输矩阵 00 12 1010 cossin 11sincos j ZZ j ZZ A 其中 2 42 因此 0 2 00 2 00 12 121 1 1010 01 1102 1 Z Z 2 jj jZZ jjjZZ ZZ Z ZZ A 散射矩阵为 171 8 11122122 11 11122122 12 0 283 34 o j aaaaj Se aaaaj 53 1 11122122 21 11122122 2 0 4 34 o j aaaa S aaaaj e 网络的插入衰减 22 21 11 10lg10lg7 96 0 4 L S dB 插入相移 21 arg53 1oS 输入驻波比 11 11 11 0 2828 1 79 11 0 2828 S S 七 魔T电桥 H臂 端口4 接匹配信号源 E臂 端口3 接匹配功率计 输 出功率Pi 端口1和2各接一负载 反射系数分别为 1 0 1和 2 0 3 试求 1 功率计的功率指示 2 输出功率为Pi 1W 1 0 1和 2 0 3 求功率计的功率指示 3 若 1 2 0 功率计的功率指示又为多少 结果说明了什么 12分 功率计 信号源 4 12 3 Pi 解 魔T的S矩阵为 0011 0011 1 11002 1100 S H臂 端口4 接匹配信号源 因此 14144 2 rii UU SU 24244 2 rii UU SU 端口1和2负载的反射系数分别为 1和 2 因此 11414 2 iri UUU 22424 2 iri UUU 相当于信号从端口1和2输入 E臂 端口3 的输出电压为 3131232124 2 riii UU SU SU