微波技术与天线答案.pdf

1 1 1 1 解 解 f 9375MHz f 9375MHz 3 2 3 1251c fcml 此传输线为长线此传输线为长线 1 1 2 2 解 解 f 150kHz f 150kHz 4 2000 0 5 101c fml 此传输线为短线此传输线为短线 1 1 3 3 答 答 当频率很高 传输线的长度与所传电磁波的波长相当时 低频时忽略当频率很高 传输线的长度与所传电磁波的波长相当时 低频时忽略 的各种现象与效应 通过沿导体线分布在每一点的损耗电阻 电感 的各种现象与效应 通过沿导体线分布在每一点的损耗电阻 电感 电容和漏电导表现出来 影响传输线上每一点的电磁波传播 故称其电容和漏电导表现出来 影响传输线上每一点的电磁波传播 故称其 为分布参数 用为分布参数 用 1111 R L C G表示 分别称表示 分别称其为传输线单位长度的分布其为传输线单位长度的分布 电阻 分布电感 分布电容和分布电导 电阻 分布电感 分布电容和分布电导 1 1 4 4 解 解 特性阻抗特性阻抗 9 01 0 12 10 1 665 10 50 0 666 10 LL Z CC f 50Hz Xf 50Hz X1 1 L L1 1 2 2 5050 16 6516 65 1010 9 9 cm 5 23 cm 5 23 1010 6 6 cm cm B B1 1 C C1 1 2 2 5050 0 6660 666 1010 1010 1212 2 09 2 09 1010 9 9S cm S cm 1 1 5 5 解 解 22 j zj z ir U zU eU e 22 0 1 j zj z ir I zU eU e Z 将将 22 233 20 2 42 ir UV UVz 代入代入 33 22 3 4 20220218 jj z UeejjjV 3 4 1 2020 11 200 z IjjjA 3 4 18cos 2 j t e z u z tR U z etV 3 4 0 11cos 2 j t e z i z tRI z etA 1 1 6 6 解 解 Z ZL L Z Z0 0 22 0 j z ir U zU eU 21 2 3 21 100 j jzz U zeU z e 6 1 1 100 100cos 6 j U zeV u z ttV 1 1 7 7 解 解 2 1 0 20 2 1 30 j L e c cm f 由由 0 1 1 L L L ZZ 得得 0 11 0 2 100150 11 0 2 L L L ZZ 由由 22 max 0 20 2 jzjz L zeez 得得 max1max1 20 7 5 4 zzcm 1 1 8 8 解 解 a a 1 inin Zzz b b 0 100 0 inin ZzZz c c 0 0 0 1 2200 3 in inin in ZZ ZzZz ZZ d d 0 2200 1 3 inin ZzZz 1 1 9 9 解 解 11 2 1 5 10 8 0 max0min 75 33 Z ZZZ 1 1 10 10 解 解 min2min1 24zzcm min1 12 0 2 0 5 14 L z min1 min1 2 0 2 jz zLe 2 42 0 20 2 jj L ee 1 1 11 11 解 解 短路线输入阻抗短路线输入阻抗 0in ZjZ tg l 开路线输入阻抗开路线输入阻抗 0in ZjZ ctg l a a 00 2 520 63 in ZjZ tgjZ tgj B b b 00 22 520 33 in ZjZ tgjZ tgj B c c 0 173 2 3 in ZjZ ctgj d d 0 2 173 2 3 in ZjZ ctgj 1 1 12 12 解 解 29 75 0 2 0 5010074 0 62 15010013 o j L L L ZZjj e ZZj 1 1 13 13 解 解 表表 1 1 4 4 短路线长度短路线长度 0 1820 182 0 250 25 0 150 15 0 620 62 输入阻抗输入阻抗 in Z j2 2j2 2 j1 38j1 38 j0 94j0 94 输入导纳输入导纳 in Y j0 46j0 46 0 0 j0 024j0 024 j1 06j1 06 1 1 14 14 解 解 表表 1 1 5 5 开路线长度开路线长度 0 10 1 0 190 19 0 370 37 0 480 48 输入阻抗输入阻抗 in Z j1 38j1 38 j0 4j0 4 j0 94j0 94 j7 9j7 9 输入导纳输入导纳 in Y j0 73j0 73 j2 5j2 5 j1 06j1 06 j0 13j0 13 1 1 15 15 解 解 表表 1 1 6 6 负载阻抗负载阻抗 L Z 0 3 j1 30 3 j1 3 0 50 5 j1 6j1 6 3 3 0 250 25 0 450 45 j1 2j1 2 j2 0j2 0 驻波比驻波比 9 169 16 1 861 86 3 3 4 4 5 75 7 反射系数反射系数 0 80 8 0 30 3 0 50 5 0 60 6 0 70 7 1 1 1 1 16 16 解 解 表表 1 1 7 7 负载阻负载阻 抗抗 L Z 0 8 j0 8 j 0 30 3 j1 1j1 1 j1 0j1 0 1 01 0 6 j36 j3 输入阻输入阻 抗抗 in Z 0 4880 488 j0 61j0 61 0 23 j0 850 23 j0 85 0 0 j1j1 1 1 0 130 13 j0 067j0 067 输入阻输入阻 抗抗 in Z 24 424 4 j30 5j30 5 11 5 j42 311 5 j42 3 0 0 j50j50 5050 6 676 67 j3 33j3 33 1 1 17 17 解 解 135 0 7 o j L e 1 1 18 18 解 解 min max 0 6 U K U min1 43 2oz 用公式求用公式求 min1min1 00 min1min1 1 1 L j tg zKjtg z ZZZ jtg zjKtg z 0 643 2 5042 8522 8 10 643 2 o o jtg j jtg 用圆图求用圆图求 42 522 5 L Zj 短路分支线的接入位置短路分支线的接入位置 d 0 016d 0 016 时时 0 516B 最短分支线长度为最短分支线长度为 l 0 174l 0 174 0 516B 1 1 19 19 解 解 30 2 61 4 0 3 0 30 16 100 LL l ZjYj 由圆图求得由圆图求得 0 360 48 in Zj 1824 in Zj 1 011 31 in Yj 0 020 026 in YjS 1 1 20 20 解 解 12 L Yj 0 5jBj 0 150 61 46 0 150 60 96 0 20 320 38 0 21 311 54 in in in in Yj YjBj Yj Zj 6577 in Zj 1 1 21 21 解 解 11 2 52 5 0 20 2 L L Yj jZ 并联支节输入导纳并联支节输入导纳 min 2 5Bctg l min 0 061l 此时此时 1 2 5 L Z 500 2 5200 L Z 纯电阻 纯电阻 变换段特性阻抗变换段特性阻抗 00 100000100 10316 L ZZ Z 1 1 22 22 解 解 1 0 851 34308 66 oo L arctg 由由 max1 20 L z 得得 max1 0 43z 由由 min1 2 L z 得得 min1 0 180 4 L z 1 1 23 23 解 解 原电路的等效电路为原电路的等效电路为 由由 1 in Zj 得得 1 in Zj 向负载方向等效向负载方向等效 沿等沿等 图图 0 25 0 25 电长度电长度 得得 1 in in Z Z 则则 inin YZ 由由 ininin YYjZ 得得 12 inin YZjj 由负载方向等效由负载方向等效 0 1250 125 电长度电长度 沿等沿等 图图 得得 12 L Yj 0 20 4 L Zj 1 1 24 24 答 答 对导行传输模式的求解还可采用横向分量的辅助标位函数法 将横对导行传输模式的求解还可采用横向分量的辅助标位函数法 将横 向电场或磁场用标位函数的梯度表示 该标位函数可用纵向分布函数向电场或磁场用标位函数的梯度表示 该标位函数可用纵向分布函数 U z I z U z I z 及横向分布函数表示 对应横向电场与横向磁场的纵向分布及横向分布函数表示 对应横向电场与横向磁场的纵向分布 函数函数 U z I z U z I z 具有电压与电流的量纲 故称其为对应导具有电压与电流的量纲 故称其为对应导行模式的模行模式的模 式电压与模式电流 其满足的传输线方程为式电压与模式电流 其满足的传输线方程为 2 2 2 2 2 2 0 0 d U z U z dz d I z I z dz 无论无论 TETE 波还是波还是 TMTM 波 其模式电流电压满足的传输线方程与长线方波 其模式电流电压满足的传输线方程与长线方 程一样 故称其为广义传输线方程 程一样 故称其为广义传输线方程 1 1 25 25 答 答 导行波不能在导波系统中传输时所对应的最低频率称为截止频率 导行波不能在导波系统中传输时所对应的最低频率称为截止频率 该频率所确定的波长称为截止波长该频率所确定的波长称为截止波长 当当 c 时 波被截止 不能传播时 波被截止 不能传播 当当 c 时 波可以传播时 波可以传播 1 1 26 26 答 答 当波截止时 当波截止时 当波传播时 当波传播时 j 一为衰减波 无法传播 一为传输波 可以沿导波装置传播 一为衰减波 无法传播 一为传输波 可以沿导波装置传播 1 1 27 27 答 答 当电磁波在导波系统中的传播相速与频率有关时 不同频率的波同当电磁波在导波系统中的传播相速与频率有关时 不同频率的波同 时沿该导波装置传输时 等相位面移动的速度不同 有快有慢 故该时沿该导波装置传输时 等相位面移动的速度不同 有快有慢 故该 现象为 色散 现象为 色散 1 1 28 28 答 答 对比自由空间均匀平面波的波阻抗定义 定义波导的波阻抗为对比自由空间均匀平面波的波阻抗定义 定义波导的波阻抗为 t t E Z H 横向电场 横向磁场 且 且 Et HtEt Ht 与传播方向满足右手定则与传播方向满足右手定则 2 2 120 1 1 TETMTEM c r c ZZZ 1 1 29 29 解 解 min2min1 22 19 8839 76 g zzmm 由由 2 1 2 g a 得得 2 2 1 303 1 1 2 g mmcm a 1 1 30 30 解 解 8 9 3 10 2 07 24 572 10 102 1 c cmacm f 2 1 22 32 g acm 8 2 2 32 10 1 2 r p c vm s a 1 1 31 31 证 证 1 0 010 2 01 2 g Z a 20 020 2 0 0 1 2 gr r Z a 2 02 011 g g Z Z 1 1 32 32 解 解 0 6035 ln60ln50 15 2 r D Z d 由由 60 ln50 r D d 得得 1 046dmm 1 1 33 33 解 解 高次模高次模 TMTM 波有波有 1 cmn En Dd 0 1 5c fcm 010 1 156 c EDd 不传播不传播 TETE 模模 10 1 3 21 2 cm m Dd TE m 可以传播可以传播 210 1 61 4 c Dd TE 可以传播可以传播 310 1 07 6 c Dd TE 不能传播不能传播 010 1 156 c TEDd 不传播不传播 可以传播可以传播 TEM TETEM TE11 11 TETE2121波型波型 1 1 34 34 解 解 0 215 77Ddmm min 15 77mm 1 1 35 35 解 解 1 1 由由 01 1 ZC 可知可知 12rr 时时 12 r CCCW h 0102 ZZ 2 2 12 WW 时时 12 CC 0102 ZZ 1 1 36 36 解 解 t b 0 05 W b 0 7 t b 0 05 W b 0 7 查图查图 1 1 51 a 51 a 得得 00 74 51 1 rZ Z 代入式代入式 1 1 68a 68a 计算得计算得 0 1 932 0 07764 0 8145 51 7 W mZ bt 由由 min110 min211 25 8 24 1 rc rc bTMmm WTEmm 得得 max1min1 max2min2 51 75 73 93 fcGHz fcGHz max 51 75fGHz 1 1 37 37 解 解 由式由式 1 1 72 72 可求可求 A 2 99 1 52A 2 99 1 52 2 8 0 405 2 A A We he W 0 3W 0 32mm2mm 1 1 38 38 解 解 由由 21W h 可知可知 1 2 0 8 1 2 11 12 0 69 116 51 1201 35 1 3930 667ln 1 444 1 176 10 1 176 rer re p pp re qh W q Z W hW h v C vm scm f 1 1 39 39 答 答 耦合传输线在偶模激励时 单位长度的偶模分布阻抗与导纳之比耦合传输线在偶模激励时 单位长度的偶模分布阻抗与导纳之比 开方定义为偶模特性阻抗 即开方定义为偶模特性阻抗 即 011 eee ZZY 同理 奇模激励时 同理 奇模激励时 单位长度的奇模分布阻抗与导纳之比的开方定义为奇模特性阻单位长度的奇模分布阻抗与导纳之比的开方定义为奇模特性阻 抗 即抗 即 011 ooo ZZY 将偶模特性阻抗与偶模相连与单位长电容 将偶模特性阻抗与偶模相连与单位长电容 表 示 时 所 得 分 布 电 容 称 为 偶 模 电表 示 时 所 得 分 布 电 容 称 为 偶 模 电 容 用容 用 1e C表 示 即表 示 即 011 1 1 epeec Zv C e CCK 同理将奇模特性阻抗用奇模相连与单同理将奇模特性阻抗用奇模相连与单 位长电容表示时 所得分布电容称为奇模电容 用位长电容表示时 所得分布电容称为奇模电容 用 1o C表示 即表示 即 011 1 1 Opoooc Zv CCCK 1 1 40 40 解 解 0 101 4 re Z 0 51 7 ro Z 查图查图 1 1 5757 得得 s b 0 03 W b s b 0 03 W b 0 70 7 s 0 06mm W 1 4mms 0 06mm W 1 4mm 1 1 41 41 解 解 由图由图 1 1 5757 得得 s b 0 12 s 0 72mms b 0 12 s 0 72mm W b 1 36 W 8 16mmW b 1 36 W 8 16mm 1 1 42 42 解 解 由图由图 1 1 6060 可查得可查得 0 4s h 0 78W h 0 4smm 0 78Wmm 1 1 4343 解 解 s h 0 5 W h 1 s h 0 5 W h 1 由图由图 1 1 6060 可查得可查得 0 60 e Z 0 35 o Z 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 1200 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 cossin sin cos UlUjZlI l IjUlI 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 0102 0201 0 0 ZZ a ZZ 2222 020101020102 2222 010201020102 0102 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 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 212 122 2 UZ IZ I 将将 2 2 L U Z I 代入代入 得得 1 2212 2 L I ZZZ I 2 1212 111211 1122 in L UIZ ZZZZ IIZZ 2 2 8 8 证 证 由由 1111122 IY UY U 2121222 IY UY U 将将 2 2 L I Y U 代入代入 得得 221212 L YYY UU 即即 212 122L UY UYY 代入代入 有有 2 1212 111211 1122 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 1112122 1212222 Ua Ua I Ia Ua I 且且 2 2 L U Z I 11122121112 12122222122 L in L Ua UIaa Za Z Ia UIaa Za 2 2 11 11 解 解 设波节处的参考面为设波节处的参考面为 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 jS aaaa Sa Saaaa 1111 151 2 62 2551 j SS j 2 2 15 15 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 17 17 解 解 代入式代入式 2 2 44a 44a 可得可得 111 111 22 11 2 1111 1212 11 2 3 2 2 3 2 1 9 1 3 M MSO SO MSMO SO S S SS 2 31 3 1 32 3 S 由由 1 SS 可知该网络是互易有耗的可知该网络是互易有耗的 3 1 解 解 电容膜片电容膜片 对称电容膜片引入导纳对称电容膜片引入导纳 44 ln csc ln csc ln csc 22 C P bbbbb B baaa 由由 0 80 6 L Zj 得得 0 80 6 L Yj 位于导纳圆图上对应电刻度为位于导纳圆图上对应电刻度为 0 375 处 沿等处 沿等 图向电源方向等效到图向电源方向等效到 1 j0 7 处处 0 348 得得 0 348 0 5 0 375 0 4730 946 PP la 则则 0 7 C B 即即 lncsc0 7 30 6 o bb aa 1 6 b a 电感膜片电感膜片 对称电感膜片引入导纳对称电感膜片引入导纳 22 22 P L Bctgctg aaa 将将 L Y等效到等效到 1 j0 7 处处 0 153 得得 0 153 0 125 0 2780 556 PP la 则则 2 0 72 60 223 o L Bctg aa 2 3a 3 2 解 解 由由 f 3GHz 得得 0 10c fcm 介质套筒中相波长介质套筒中相波长 0 0 P r 特性阻抗设为特性阻抗设为 0 Z 则则 001020 1 60 25 6 ln r D ZZ ZZ d 由由 01 1 60ln D Z d 得得 01 1 755 ln 60604 ZD d 6056 4225 6 r 1 5 r 0 42 04 P lcm 3 3 解 解 设变换段特性阻抗为设变换段特性阻抗为 0 Z 则 则 0 2 120 1 2 b Z a a 0102 2 120 100 234 6 1 2 b ZZ a a 00102 2 120 153 16 1 2 b ZZ Z a a 6 6bcm 3 4 解 解 0 3c f 10 2 561 875cm 0 2 0 120 1 2 b Z a a 01 22 11 120 2 567575 0 927 1 2 1 2 bbb Z aaa aa 0 2 0 20 120 120 2 1 2 r r r bb Z aa a a 由由 2 0001 ZZ Z 得得 2 2 0 120 12075 0 8 0 927 2 r a 1 55 r 0 2 0 2 75 1 2 r g r cm a 40 69 g lcm 3 3 5 5 解 解 0 50 6 417 89Z 由式由式 1 1 72 72 可得可得 0 861 52 11 035 5 38 1ABW h W 4 3mm W 4 3mm 7 22 re 式式 1 1 73 73 0 10 0 93 444 7 22 P re lcm 3 3 6 6 解 解 1 1 2 0 51 C Yj 12 1CC YYjB 必须得落在辅助圆上必须得落在辅助圆上 即即 1 0 50 5 C Yj 此时此时 1 0 5 1 5 j jB j 感性感性 2 11 A Yj m 此时此时 2 1 1 j jB j 容性 感性 2 2 2 0 6 C Y 由由 2 21 1 1 C jBYjB 得得 12 12 0 61 0 60 B B BB 解得解得 2 1 2 36 3 6 5 B B 1 2 0 49 0 82 jBj jBj 容性容性 1 2 0 49 0 82 jBj jBj 感性感性 3 3 7 7 解 解 1 41 C Yj 在匹配禁区中 要匹配必须走出匹配禁区 即长度为在匹配禁区中 要匹配必须走出匹配禁区 即长度为 l l 的传输线至少要使的传输线至少要使Re 1 Lin Y 即即 Re1 1 L L Yjtg l jY tg l 解之有解之有 22 1 1 LLLLLL GB tg lG tg l Btg lB tg lG tg l 当当 1 4 1 458 0 154 1 4 0 176 0 028 L L Yj tg ll Yj tg ll 3 3 8 8 解 解 若若 1 C YGj B 则在辅助圆下半圆上 经则在辅助圆下半圆上 经 4 4 等效至等效至1G 圆上半圆上半 圆 则螺钉提供容纳无法使其匹配圆 则螺钉提供容纳无法使其匹配 3 3 9 9 解 解 由由 3 3 16 16 式 当式 当 N 2N 2 时 时 222 021 1 2CCC 代入代入 3 3 19 19 式得式得 2 0 0 2 N L n L ZZ C ZZ 2222 00 00112 00 111 2 2 12612 LL LL ZZZZ CC ZZZZ 由由 10 0 10 1 12 ZZ ZZ 得得 10 13 59 10 11 ZZ 2 2 2 1 12 L L ZZ ZZ 得得 2 11 84 62 13 L ZZ 对对 1 Z 段段 1 1 60ln D Z d 1 5 98dmm 对对 2 Z 段段 2 2 60ln D Z d 2 3 9dmm 要求要求 15 10 0 440 12 5 q W 实际实际 由由 1 0 0244 1 m m m 0 2 arccos74 6 ln o m m L ZZ 4 20 34234 qm W B 不能满足频带要求不能满足频带要求 3 3 10 10 解 解 C dB D dB D dB 3 P mw 4 P mw 3 25 22 50mw 0 316mw 6 30 24 25mw 0 1mw 10 30 20 10mw 0 1mw 3 11 解 解 由由 22 31 11 10lg10lgC K S 0 1 1 oe K ZZ K 0 1 1 oo K ZZ K 得得 20 100 316 C K 69 4 oe Z 36 oo Z 3 12 解 解 22 13 11 10lg10lgC K S 20 100 224 C K 2 10 975k 2 2 2 2 010 100 001 010 jKK jkk S kjk kjk 00 9750 2240 0 975000 224 0 224000 975 00 2240 9750 j j j j 3 13 解 解 由式由式 3 46b 可知可知 串联组合的耦合器串联组合的耦合器 C 与与 K 的关系的关系 2 2 1 10lg 21 C kk 解之可得解之可得 0 956 0 294 k 取取 k 0 294 弱耦合弱耦合 22 11 10lg10lg10 6 0 294 CdB k 3 14 解 解 每只耦合器的每只耦合器的 20 100 383 C k 两只串联组合后的两只串联组合后的 S 参数为参数为 2 13 2 12 210 707 2 21 0 7071 2 Sj kkjj Sk 010 100 1 0012 010 j j S j j 对第一组耦合器对第一组耦合器 1 1 2 3 4 010 1000 1 00102 0100 b ja bj j b j b 可求出可求出 21 1 2 ba 31 2 j ba 加到第二组耦合器输入端的信号为加到第二组耦合器输入端的信号为 121 431 2 2 jj jj aGb eGe a aGb ejGe a 由由 11 2 3 44 010 0100 1 0001 2 010 baj bj bj j ba 可得可得 2141 31411 11 1 0 22 11 22 j j bajaGe aj j bjaaGe ajjjGa g 2 20002 j B UjuVemV 3 15 解 解 如图所示如图所示 3 16 解 该解 该 3dB 双分支定向耦合器的双分支定向耦合器的 S 参数为参数为 010 001 1 1002 010 j j S j j 由由 11 2 3 44 010 0001 1 0100 2 010 baj bj bj baj 得得 214 1 2 bjaa 314 1 2 baja 14 20201414 00 11 222 ii riiii UUj UZ bZjj Uj UUU ZZ 31414 11 22 riiii UUjUUU 21414 riirsii UUUUUU 3 3 17 17 解 解 将将 3dB3dB 不变阻分支定向耦合器的不变阻分支定向耦合器的 S S 参数矩阵参数矩阵 23 TT 参考面外移参考面外移 l 则新的 则新的 S S 参数矩阵为参数矩阵为 00 001 002 00 j lj l j lj l j lj l j lj l jee jee S eje eje 2 2 3 3 端口短路 即端口短路 即 22334 0ab ab a 即即 11 22 33 4 010 001 1002 0100 j l bja bja e bja bj 123423 221331 22 22 j lj l j lj l ee bjaabaja jee aba aba 2 2 14111 0 2 jl jl je bbaajea 4 4 端口有输出 端口有输出 2 41 jl bjea 构 构成一线性移相器成一线性移相器 3 3 18 18 证 证 设互易 无耗的三端口网络的设互易 无耗的三端口网络的 S S 参数为参数为 111213 122223 132333 SSS SSSS SSS 由由 1 SS 得得 222 111213 1SSS 222 122223 1SSS 222 132333 1SSS 111212221323 0SSSSSS 111312231333 0SSSSSS 121322232333 0SSSSSS 若若 2 2 3 3 端口匹配 则有端口匹配 则有 2233 0SS 代入代入 式得式得 2222 12231323 1 1SSSS 两式相减得两式相减得 1213 SS 代入代入 式得式得 1213 0SS 1213 0SS 代入代入 式得式得 11 1S 即即 1 1 端口不匹配端口不匹配 无耗互易的三端口网络 三个端口不能同时实现匹配 无耗互易的三端口网络 三个端口不能同时实现匹配 3 3 19 19 解 解 由由 2 2 3 11 2 P Pk 得得 2k 2 020 2 030 3 1 103 1 51 5 ZZkk k ZZ k 隔离电阻隔离电阻 2 0 1 106 k RZ k 12322 2PPPPP 2132 1 30 260 3 PPmw PPmw 3 3 20 20 解 解 由由 2 2 3 11 3 P Pk 得得 3k 2 02003 1 131 6 43 9 115 5ZZkkZR 0 04005 65 8 38 Z ZkZZ k 3 3 21 21 证 证 由图示可知由图示可知 11 122 243 0 0ab ab aa 代入代入 11 22 33 4 0011 0011 1 11002 11000 ba ba ba b 得得 4121 12 2123 111 222 baabba 由由 22 444 43333 1111 2222 Pbb bPaa a 可得可得 2 41212 12 3 1 44 P P 得证得证 3 3 22 22 解 解 由由 11 22 33 44 0011 0011 1 11002 1100 ba ba ba ba 1 1 将将 124 aaa 代入得代入得 1 1 2 2 4 4 端接匹配源端接匹配源 13431 11 22 baaaa 23431 11 22 baaaa 22 331 1 2 Pba 314 2 0ba b 2 2 将将 124 aaa 代入得代入得 1 1 2 2 3 3 端接匹配源端接匹配源 114214314 11 2 0 22 baabaaba b 4 0P 3 3 将将 3412 0aa aa 代入代入 3 3 4 4 端接匹配源端接匹配源 1343234 11 2 0 22 baaa baa 22 1332 1 0 2 PbaP 4 4 将将 234 aaa 代入代入 2 2 3 3 4 4 端接匹配源端接匹配源 1343 1 2 2 baaa 22 113 1 2 Pba 5 5 将将 1234 0aa aa 代入代入 1 1 2 2 端接匹配源端接匹配源 31214 1 2 0 2 baaa b 22 3314 1 0 2 PbaP 6 6 将将 1234 0aa aa 代入代入 1 1 2 2 端接匹配源 相差端接匹配源 相差 180180 度度 3124121 11 0 2 22 baabaaa 222 33441 11 0 22 PbPba 3 3 23 23 解 解 1 1 当发射机工作时 理想情况下接当发射机工作时 理想情况下接 1 1 2 2 臂时放电盒理想电离 瞬臂时放电盒理想电离 瞬 间形成一理想电短路面 此时有间形成一理想电短路面 此时有 1122 abab 由由 2 1122 j ljj l bbeebb e 222 111222 j ljjljj ljl aa eebeeaa eb e 由由 11 22 33 4 0011 0011 1 11002 11000 ba ba ba b 得得 412312 11 22 baabaa 将将 22 113 22 223 1 2 1 2 jljjl jljl aeebea aebea 代入得代入得 2 43 3 0 jl bea b 发射机功率全部到达天线输出发射机功率全部到达天线输出 2 2 接收机工作时 天线接收到信号经第一个匹配双接收机工作时 天线接收到信号经第一个匹配双 T 1T 1 2 2 臂到达臂到达 第二个匹配双第二个匹配双 T T 及及 1 21 2 臂分别用臂分别用 1212 b b aa 表示 表示 则由则由 1 2 3 44 0 0 0 b b S b ba 可得可得 1424 11 22 ba ba 则则 114224 11 22 j lj lj lj l abea eab ea e 代入代入 1 1 2 2 3 4 0011 0011 1 11002 0 1100 0 b a b a b b 得得 31244 412444 11 0 22 11 22 j l j lj l baaeaa baaeaaea 天线接收及功率全部到达接收机天线接收及功率全部到达接收机 3 3 24 24 解 解 特点 微波谐振器特点 微波谐振器 腔腔 是用电壁和磁壁封闭的空腔 是一分布参是用电壁和磁壁封闭的空腔 是一分布参 数系统 具有多谐 多模性 其谐振特性参数为谐振波长数系统 具有多谐 多模性 其谐振特性参数为谐振波长 0 品质因数品质因数 及等效电导及等效电导 G G 其分析方法也不同于等长参数谐振电 其分析方法也不同于等长参数谐振电 路 路 3 3 25 25 答 答 0 l W P W W 谐振器内的储能谐振器内的储能 l P 谐振器的损耗功率谐振器的损耗功率 仅由谐振器仅由谐振器 腔腔 内部自身的损耗功率内部自身的损耗功率 0l P定义的品质因数称为固有定义的品质因数称为固有 品质因数 用品质因数 用 0 表示表示 且且 0 00 l W P 考虑外部其他等效负载吸收功率考虑外部其他等效负载吸收功率 le P时的品质因数时的品质因数 称为有载品质 称为有载品质 因数 用因数 用 L Q表示 且表示 且 0 111 Ll QQQ 0l le W Q P 3 3 26 26 解 解 由开路电容为由开路电容为 1 5PF1 5PF 可得开路端缩短长度可得开路端缩短长度lV 即即 0 0 1 jZ ctglj C V 1 0 00 2 ltgCZ V 由由 0 4 ll V 可得可得 0 0 10 8 2 2 2 o tg fMHz CZ 3 3 27 27 解 解 由谐振条件式由谐振条件式 3 3 103 103 00 0 2 cot l CY 可得可得l 0 30cm 9 0 101fHzGHz 9122 0 2 210102 10 l ctg 6 05lcm 3 3 2828 解 解 由由 0 222 2 m an bl 将将 1 0 mnal 代入可得代入可得 0 2a 0 1 768 2 acm 由由 f 12GHz f 12GHz 可知可知 0 2 5c fcm 3 3 29 29 答 书答 书 P177P177 3 3 30 30 答 书答 书 P177P177 3 3 31 31 答 书答 书 P185P185 3 3 32 32 答 略答 略 4 1 解 远区场条件 kr 1 1 kr 1 kr 2 1 kr 3 只保留 1 r 0 00 sin 4 sin 4 jkr A jkr A I l Ej r I l Hj r e e 0 rE Q E 忽略 0 0EHH 近区场条件 kr 1 r r 2 Q1 kr 1 kr 2 1 kr 3 忽略 1 r 项jkr e 1 3 0 3 0 2 1 sin 4 2 cos 4 sin 4 A A r A I l Ej I l Ej I l H r r r 4 2 解 Qf 3Mhz 100m r 10km r 2 即 A B C D E 各点在电基本 振子远区场 1 60 sin AjkrI l Ej r e A 点 00 EA 0 v m B 点 300 EA 9 42 10 5 v m C 点 900 Ec Emax 1 884 10 4 v m D 点 1500 ED EB 9 42 10 5 v m E 点 1800 EE EA 0 v m 2 若电流元垂直纸面 则 A B C D E 各点在 H 平面上 则 各点场强相同 且为最大值 Emax 1 884 10 5 v m 极化方向均垂直 于纸面 4 4 解 2l 2 E 面 xoz 面 极值 900 2700 零值 00 1800 2l 1 5 六个极值 900 500 1300 2300 2700 3100 零值 00 70 50 109 50 1800 250 50 289 50 2l 2 四个最大值 600 1200 2100 3300 四个零值 00 1800 900 4 6 解 电流元 F 0 f sin 半功率波瓣宽度 BW 为 F2 0 5 1 2 夹角 所以 0 5 450 则 BW 2 0 5 900 4 7 解 l 0 25 2l 2 半波振子 cos 2cos f sin F2 0 5 1 2 0 5 390 则 BW 2 0 5 780 l 1 2l 2 cos 2 cos f sin F2 0 5 1 2 4 8 解 2 0 4 2 0 sin D d Fd 电流元 22 sin F 代入积分 得 电流元方向系数 D 1 5 4 9 解 max E FSLL 20lg E db 20lg0 01 db 40db 又因为 D 100 则任意方向 D D F max E E F 副瓣 max E 0 01 E F 则第一副瓣 0 01 100 1D 4 13 解 2L 2m 1 10m 2 4m 有效长度 e l 2 kl tg 代入 1 10m e1 l 1 03 2 kl tgm 2 4m 为半波偶极子 e2 l1 27m 4 25 解 1 gfff 1 cos