【电光】南理工2007年《微波技术》A卷(附答案)

精品文档 1欢迎下载 南京理工大学课程考试试卷 教师组卷 存档用 档案编号 课程教学 大纲编号 0428903 课程名称 微波技术 学分 3 试卷编号 001 考试方式 闭卷笔试 考试时间 120 分钟 满分分值 100 分 组卷年月 2007 年 6 月 组卷教师 戴永胜 审定教师 A 卷 满分满分 100100 分 考试时间分 考试时间 120120 分钟 分钟 考生注意 所有答案 包括填空题 按试题序号写在答题纸上 写在试卷上不给分考生注意 所有答案 包括填空题 按试题序号写在答题纸上 写在试卷上不给分 一 填空题 一 填空题 2020 分共分共 5 5 题每题题每题 4 4 分 分 1 微波的频率大约从 到 波长从 到 2 相速随频率变化的现象称为 现象 相速与频率无关现象称为 现象 3 相波长 与 自由空间波长 的区别是 4 矩形波导的主模是 同轴线的主模是 圆波导中三种 常用的模是 5 为抑制高次模同轴线尺寸选择的条件是 二 二 简述 问答题 简述 问答题 3030 分分 每题每题 6 6 分 分 1 SmithSmith 圆图中心点的驻波系数为多少 此时的负载情况如何 2 简述微带线的主模 有效相对介电常数的取值范围 损耗 高次模有哪些 3 按微波滤波器插入衰减频率特性不同 一般将滤波器分为哪四类 4 微波谐振腔有哪两个主要参量 5 简述微波 3dB 分支定向耦合器各端口的名称及各端口幅度和相位的关系 三 简单计算题三 简单计算题 1010 分 每小题分 每小题 2 2 分 分 1 均匀无耗微波传输线 特性阻抗为 Z0 长度为 4 计算终端短路时的输入阻抗 2 均匀无耗微波传输线 特性阻抗为 Z0 长度为 3 4 计算终端开路时的输入阻抗 3 均匀无耗微波传输线 特性阻抗为 Z0 长度为 2 计算终端开路时的输入阻抗 4 均匀无耗微波传输线 特性阻抗为 Z0 长度为 3 8 计算终端接匹配负载时的输入 阻抗 5 均匀无耗微波传输线 特性阻抗为 Z0 长度为 3 计算终端接负载阻抗为 Z0 2 时的 输入阻抗 精品文档 2欢迎下载 四四 微波器件的散射参数可以用矢量网络分析仪测量得到 其外部特性便可以用散射参 数来表示 下面是测量所得的某二端口微波器件的 S 参数 10 分 据此 S 参量 请确定该二端口器件的如下外部特性参量 1 插入相移 2 输入驻波比 3 插入衰减 dB 五 五 一个空气填充的矩形波导工作在 X 波段 横截面尺寸为 其中a 22 86mm a b b 10 16mm 1515 分 分 1 试求 TE10模的截止波长和截止频率 2 若工作频率为 15GHz 时 试问有哪些模式可以在该波导中传播 3 计算 15GHz 工作频率下 TE10模的波导波长和波阻抗 六 六 已知 Z0 50 的无耗传输线上的驻波比等于 1 6 距负载最近的电压波节点离终端 为 0 12 若用一并联短路支线使负载与传输线匹配 试确定此分支线的接入位置 d 和长度 L 设分支线的特性阻抗 Z0 75 d Z0Z0ZL Z0 L 0 12 3 2 3 2 0 320 88 0 880 32 j j j j ee s ee 精品文档 3欢迎下载 精品文档 4欢迎下载 南京理工大学课程考试答案及评分标准 课程名称 微波技术 学分 3 教学大纲编号 0428903 试卷编号 001 考试方式 闭卷笔试 满分分值 100 分 考试时间 120 分钟 2007 年微波技术 A 卷答案 满分满分 100100 分 考试时间分 考试时间 120120 分钟 分钟 考生注意 所有答案 包括填空题 按试题序号写在答题纸上 写在试卷上不给分考生注意 所有答案 包括填空题 按试题序号写在答题纸上 写在试卷上不给分 精品文档 5欢迎下载 一 填空题 20 分每题 4 分 1 微波的频率大约从 300MHz 到 300GHz 或 3000GHz 波长从 1m 到 1mm 0 1mm 2 相速随频率变化的现象称为 色散 现象 相速与频率无关现象称为 无色散 现象 3 相波长 与 自由空间波长 的区别是 相波长 与频率和传输系统的横截面 形状和尺寸相关 而 自由空间波长 只与频率相关 而和传输系统的横截面形状 和尺寸无关 4 矩形波导的主模是 TE10 H10 模 同轴线的主模是 TEM 圆波导中三种常用的模 是 TE11 TM01 TE01 5 为抑制高次模同轴线尺寸选择的条件是 a b a 为内导体外半径 b 为外导体内半径 二 简述 问答题 30 分每题 6 分 1 Smith 圆图中心点的驻波系数为多少 此时的负载情况如何 答 中心点的驻波系数为 1 此时接匹配负载 2 简述微带线的主模 有效相对介电常数的取值范围 损耗 高次模有哪些 答 准 TEM 模 1 re r 传输损耗有 金属损耗 介质损耗 辐射损耗和表面波损耗 高次模有波导模和表面波模 3 按微波滤波器插入衰减频率特性不同 一般将滤波器分为哪四类 答 低通 高通 带通和带阻四类 4 微波谐振腔有哪两个主要参量 答 谐振频率和 Q 值 5 简述微波 3dB 分支定向耦合器各端口的名称及各端口幅度和相位的关系 答 输入端 直通端 耦合端和隔离端 与输入端相比 直通端幅度约为一半 相 位滞后 90 度 耦合端幅度约为一半 相位滞后 180 度 隔离端幅度约为零 三 简单计算题 10 分每题 2 分 6 均匀无耗微波传输线 特性阻抗为 Z0 长度为 4 计算终端短路时的输入阻抗 Zin Zin 7 均匀无耗微波传输线 特性阻抗为 Z0 长度为 3 4 计算终端开路时的输入阻抗 Zin Zin 0 0 8 均匀无耗微波传输线 特性阻抗为 Z0 长度为 2 计算终端开路时的输入阻抗 Zin Zin 9 均匀无耗微波传输线 特性阻抗为 Z0 长度为 3 8 计算终端接匹配负载时的输入 阻抗 Zin Zin Z Z0 0 10 均匀无耗微波传输线 特性阻抗为 Z0 长度为 3 计算终端接负载阻抗为 Z0 2 时的输入阻抗 Zin Zin Z Z0 0 2 2 四 微波器件的散射参数可以用矢量网络分析仪测量得到 其外部特性便可以用散射参 数来表示 下面是测量所得的某二端口微波器件的 S 参数 10 分 精品文档 6欢迎下载 据此 S 参量 请确定该二端口器件的如下外部特性参量 4 插入相移 5 输入驻波比 6 插入衰减 dB 解 1 插入相移 3 分 21 2 输入驻波比 1 94 4 分 11 11 11 11 S S 1 0 32 1 0 32 3 插入衰减 L 20 lg S21 1 11dB 3 分 五 一个空气填充的矩形波导工作在 X 波段 横截面尺寸为 其中a 22 86mm a b b 10 16mm 15 分 1 试求 TE10模的截止波长和截止频率 2 若工作频率为 15GHz 时 试问有哪些模式可以在该波导中传播 3 计算 15GHz 工作频率下 TE10模的波导波长和波阻抗 解 1 试求 TE10模的截止波长和截止频率 5 分 245 72 c amm 6 562 cc fcGHz 2 若工作频率为 15GHz 时 试问有哪些模式可以在该波导中传播 5 分 TE10 TE20 TE01 00 15 20 c fGHzmm 102001 245 72 22 86 220 32 ccc ammammbmm 3 计算该工作频率下 TE10 模的波导波长和波阻抗 5 分 0 2 0 22 24 1 2 g mm a 10 2 0 419 24 1 2 TE Z a 六 已知 Z0 50 的无耗传输线上的驻波比等于 1 6 距负载最近的电压波节点离终端 为 0 12 若用一并联短路支线使负载与传输线匹配 试确定此分支线的接入位置 d 和长度 L 设分支线的特性阻抗 Z0 75 3 2 3 2 0 320 88 0 880 32 j j j j ee s ee 精品文档 7欢迎下载 解 1 因为 1 6 在 Smith 圆图的正实轴上找到 1 6 的位置 画出等反射系数圆 3 分 2 电压波节点一定位于负实轴上 所以从负实轴沿等反射系数圆旋转 0 12 得到归一化负载阻抗 ZL 0 88 j0 42 对应的归一化导纳 YL 0 92 j0 45 对应的电长 度 0 131 4 分 3 由 YL沿等 L 反射系数圆顺时针旋转与 1 的圆交于两点 分别为 G Y1 1 j0 48 对应的电长度为 0 143 Y1 1 j0 48 对应的电长度为 0 357 因此 支节的接入位置分别为 d1 0 143 0 131 0 012 d2 0 357 0 131 0 226 4 分 4 在电压反射系数等于 1 的圆上 Y1 0 48j 对应的电波长数为 0 428 Y1 0