【电光】南理工2007年《微波技术》A卷(附答案)

1、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100分，考试时间120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，写在试卷上不给分一、填空题（20分共5题每题4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 ，

2、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、 简述、问答题（ 30分 每题6分）1Smith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 （10分，每小题2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

3、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。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q;(2) 输入驻波比;(3) 插入衰减(dB).五、一个空气填充的矩形波导

4、工作在X波段，横截面尺寸为，其中a=22.86mm, 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。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。 dZ0Z0ZLZ0L0.12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

5、 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100分，考试时间120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

6、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， 1rer, 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

7、：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= 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= 08、 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

8、。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= Z010、 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= Z0/2四、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)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q; (5) 输入驻波比; (6) 插入衰减(dB). 解： (1) 插入相移： （3分）(2) 输入驻波比： =1.94 （4分）(3) 插入衰减

9、：L=-20 lgS21= 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, 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）(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(3) 计算该工作频率下TE10模的波导波长和波阻抗。（5分） 六、 已知Z0=50的无耗传输线上的驻波

10、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。解：(1) 因为r=1.6, 在Smith圆图的正实轴上找到r=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YL0.92+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：Y11+j0.48，对应的电长度为0.143Y11-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)=0.012d2=(0.357-0.131)=0.226 （4分） (