哈尔滨工程大学试卷

1、哈尔滨工程大学试卷考试科目：微波技术题号-一-二二三四五六总分分数一、填空：共20分，15小题每空1分，第6小题每空2分1 .微波传输线按其传输的电磁波波型， 大致可划分为传输线，传输线和传输线。2. 长线和短线的区别在于：前者为 参数电路，后者为 参数电路。3. 均匀无耗传输线工作状态分三种：123。4. 阻抗圆图的正实半轴为 的轨迹，负实半轴为 的轨迹。5. 微波传输系统的阻抗匹配分为两种：和。阻抗匹配的方法中最根本的是采用和作为匹配网络。6 .如下图为一魔T电桥，H臂端口接匹配信号源，输入功率为1W，E臂端口接匹配的功率计，、两口各接一负载，它们的反射系数分别为-1、丨2。假设=0.3，

2、此时功率计测得、如下图为一无耗均匀传输系统， Ug = 80V, Rg二Z。=200"，R1 =Z° 2， l = V，h “2 "3 = ' 4， R2为待定元件，dd端跨接一内阻小的检测计 A。试 求：15分1. 为使ab段处于行波工作状态，R2应选多大？2. 各点的反射系数和各段电压驻波比，并分析各段的工作状态；3. 检测计A上所测得电流的大小。三、 圆图完成要求写清必要步骤共20分，每题10分1. 一无耗传输线特性阻抗Z。=50"，长度为10cm， f = 800MHz，假设输入阻 抗 Zin 二 j60'11求出负载阻抗Zl ；

3、2为了替代Zl需用多长的终端短路传输线？2. 传输线特性阻抗为Z。=500，线长I =1.82九，Ukax =50V , |u|min =13V， 距离始端最近的电压波腹点至始端距离为 dmax1 = 0.032'。求Zin和Z|。四、假设矩形波导截面尺寸a = 2b = 8cm，试问当频率为5GHz时，波导中将能传输哪些模式？假设要只传输主模，工作频率的应当如何选择？10分五、定性的阐述矩形波导中主模的场结构分布规律。10分六、如下图电路，设两段传输线的特性阻抗分别为Z01和Z02。试求由参考面T确定 的网络的散射参量。10分T11Z04 fZ02(15七、如下图网络，R2 =2Z&

4、#176;。当终端接匹配负载时，要求输入端匹配。试求: 分)1电阻Ri的取值；2网络的工作特性参量：电压传输系数 T ;插入衰减L(dB)以及插入相移二t入/41>i 1Z0卜厂哈尔滨工程大学试卷标准答案考试科目：微波技术题号-一-二二三四五六总分分数、填空：共20分，15小题每空1分，第6小题每空2分1. 微波传输线按其传输的电磁波波型， 大致可划分为TEM波传输线，TE、TM波 传输线和外表波传输线。2 长线和短线的区别在于：前者为分布参数电路，后者为集中参数电路。3. 均匀无耗传输线工作状态分三种：1行波2驻波3行驻波。4阻抗圆图的正实半轴为电压波腹点的轨迹，负实半轴为电压波节点的

5、轨迹。5.微波传输系统的阻抗匹配分为两种：共轭匹配和无反射匹配。阻抗匹配的方法 中最根本的是采用 4阻抗变换器和分支匹配器作为匹配网络。6 .如下图为一魔T电桥，H臂端口接匹配信号源，输入功率为1W，E臂 端口接匹配的功率计，、两口各接一负载，它们的反射系数分别为 -1、丨2。假设 丨1 =丨2 = 0，此时功率计测得的结果为 0,此结果说明1、2 口接匹配负载，3、4 口 理想隔离：假设-=0.1, F2=0.3，此时功率计测得的结果为5mW。四、如下图为一无耗均匀传输系统， Ug = 80V, Rg二Z。=200"，R =Z° 2， I =1'，h= '

6、 4， R2为待定元件，dd端跨接一内阻小的检测计 A。试求：15分1. 为使ab段处于行波工作状态，R2应选多大？2. 各点的反射系数和各段电压驻波比，并分析各段的工作状态；3. 检测计A上所测得电流的大小。解:1.dZd =0= Zc 乂 R=Z02=100"Zb =Z(2 Zc =2002 100 =400Zb =Zb/Zb，而 Zb =Z°= Zb =Z° =200 =400/Zb 二 Zb =400"R2 乂Zbl2002 400 =100门2.ZaZbZa -Z0a 0 = 0Za Z。za _z0a0 =0Za Z。Zc=Ri =100 Q

7、 二 c 二 R0Ri Z0100二200100 200Zd -Z°Zd Z0Ze = R2 二 eR2 - Z0R2 Z0100 -2001-;=100 2003c卩+1c卩-pbar+1 1-pb驻dt t-1-abp-1一一Zin = Za = Z0 = 200 QUgRgZin80200 200= 0.2Apa|：|laZin =40Vpb =40VUc 二 Ub=40 2 = 20V|ld 叩c z° =20 200 =0.1A 所以，检测电流为0.1A。六、圆图完成要求写清必要步骤共20分，每题10 分f = 800 MHz，假设输入阻1.一无耗传输线特性阻抗Z

8、o =501】，长度为10cm，1求出负载阻抗Zl ；2为了替代Zl需用多长的终端短路传输线？解：j603 108Zinj1.2. 6 = 37.5cm丨=10 37.5 = 0.26750800 10所以，在阻抗圆图中以j1.2点向负载方向沿等反射系数圆旋转0.267波长数到丨点，得到 Z = -j 1.07，故 Z| 二-j1.07 50 二-j53.5Qo终端短路线长度要从短路点向信源方向旋转至Z点，旋转过的波长数为0.373，故短路线的长度为0.373' =14cm。2. 传输线特性阻抗为 Z。=500，线长 I = 1.82k , |u|max =50V , |u|min =

9、13V， 距离始端最近的电压波腹点至始端距离为dmax1 0.032'。求Zin和Z丨o解：UI一max =3.846，在阻抗圆图中找到归一化电阻为3.846的点A，过A点作H Imin等反射系数圆，A点为波腹点，过A点沿等反射系数圆向信源方向旋转0.032波长数， 至B点，对应的归一化阻抗为 ，故Z =125-j90Q。再由B点沿等反 射系数圆向负载方向旋转0.32波长数，至C点，对应，故 乙=13.5 - j11Q o七、假设矩形波导截面尺寸a = 2b = 8cm，试问当频率为5GHz时，波导中将能传输哪 些模式？假设要只传输主模，工作频率的应当如何选择？10分解:C二C =6c

10、m，由矩形波导中导行波截止波长的表达式，即可得： c(TE01) = 8cm c(T E02) =4cm c(TE10) = 16cmk 仃 E20) = 8cm c(TEn 或 TM11) = 7.16cm再根据TE、TM波的传输条件：一：飞，可知波导中能够传输的波型有 TE10、TE 01、 TE20、 TE11 和 TM 11。主模传输，需要8cm： 16cm，所对应的频率范围为1.875GHz ： f : 3.75GHz八、定性的阐述矩形波导中主模的场结构分布规律。(10分)答：TE10模场分量有Ey、Hx、Hz。Ey、Hx、Hz与坐标y无关，沿y轴均匀分布；Ey、Hx、Hz沿X轴的变

11、化规律为nnitEy = sin( x) Hx =sin( x)Hz cos( x)aaa所以，在x=0,x = a处，Ey=0,Hx=0，H z到达最大值,在x = a处，Ey、H x到达最大值，Hz=0 ；2Ey、Hx、Hz沿z轴的变化规律为Ey 乂 cos(- ：z)H x 二 cos( t - -z 亠)H z 二 cos( t - z 亠 2)，相位相差二2。六、如下图电路，设两段传输线的特性阻抗分别为Z01和Z02。试求由参考面T确定 的网络的散射参量。(10分)T1zTlZoinZ02匸J1解:i1i2Z0202-Z01Z01，其原因:Si是端口 2接匹配负载时，端口 1的电压反射系数。当端口 2接匹配负载时，参考面T的输入阻抗为Z02。根据反射系数与阻抗的根本关系式第5页Zin _ZZin可得Sii的最终结果同理可得:而S12r1i2Uii2Uii卫i2Z01 -z02Z02 ' Z012Z01Z02 ' Z01同理可得:r2i1|Ui2i1其原因是 Jr1 =Ji2 - Jr22Z02Z02 ' Z01第3页七、如下图网络，R2 =2Z°。当终端接匹配负载时，要求输入端匹配。试求： (15 分)3. 电阻R1的取