西电微波电子线路课后习题标准答案

1、微波电子线路习题(3-2)Jl 6Z 6(1)分析：电路a、b线路相同，信号、本振等分加于二管，混频电流叠加输岀，两 路长度差%,是典型的双管平衡混频器电路。但a、b两路本振、信号输入位置互换。在a 电路中，本振反相加于两管，信号同相加于两管，为本振反相型平衡混频器。B电路则为信 号反相型平衡混频器。(2)电流成分®a电路输出电流成分:如)SOO %=叫 (n 一 /"©so。= v，n 'j1'1 of soo p，a = '"ft 車輸蛰申* /tpsoo'd*乙=z+/- ,+/ = i £e + 

2、4;soc W = + + 'fi?)jsoo = z+i W+ ®soo WJI = “"e +血=p 再觀咄*1CD SOO WS乙=lQt - ,0/ = 0/ i'co- 'fi?)soo、d3- = + (e- o>)soo "dS = r<)/ l'co-切SOO WS = ,()/ =°e再G觀申* 怦=J 冲)吵=”j'a)pilCOUSQ :/w)/ j = US "乙【L" &+(/)%00(切)J j = ''8死IHe “so。u8&q

3、uot; Xz+Qs=ws ac“ 一 He)soo '八=ZlnG) soo 八=5/<? soo ?a = ln f cosoo 'a = 'n02 = cos(0” 一 兀 一 ® /r" = Zn0I18外来镜频干扰3： =2j_CD,= g”COS%+ 龙=-gp/cosfiVi- =i；一= 2|v/ cos©)/ 不能抵消 二倍输岀。*镜频分量 coi = 2® - cos.n = 2订=g?叫 cos(2®b = g2匕 COS(2® 2/r cos)t = ii镜频输出抵消，但流过输入回

4、路,在源电阻上损耗能量。*高次分量n奇数两路相差"穴反相输出叠加n偶数两路相差2川龙同相输出抵消b电路输岀电流成分:UsX = vs COS COst Us2 = vs COS(©J 7T)Ul = COS (Oft ul2 = vz COS 69/gi(/)=g2(f)=go + 2工 g“cosn©/ /l-lI 2疗8 二亏!/ (如)cosg"®/*中频分量=COs-COtJl = b =小叫 cos(©& = gs cos(q.-a),)t- = _g“ cos(乌 _ © A'()_%2 =2gM

5、cose/*和频分量 ® =3, +(011 = 1L广 gM COS(© +0).2 = g" COS(®. +©_"= _g“. COS(© + © ”L =L1 _G =2g“COS6V*本振噪声 u,a = v/r/ COSconlt, un2 = vtll cos(© 一 龙)<,01 = snl cos仙“-©"<r02 = cos(0” 一 K 一 ® zr" = /；01*外来镜频扰©'=2co - cox 诂=1V/

6、co©/ = g|” cos%/X =gp/co砌/ 一©-龙卜-g"cos如i- = /,/ i；2 = 2tv/ cos纬)/不能抵消，二倍输岀。水镜频分量 coi = 2cot 一 cox.n = 2心=g?匕 cos(2© - e) in = g2儿 cos(2© 一 - 刃=一订iio = 2/ZI镜频输出不能抵消，也会流过输入回路，在源电阻上损耗能量。*高次分量n奇数偶数两路都不能抵消。注意：均为镜像匹配混频器，无法抑制外来镜频T扰，变频损耗中含有镜频在源电阻 上的损耗。(3-3)信号本緞JL夕中频高频KHY-信号(<H_电路

7、只能作混频器，不能作上变频器，因为和频信号在抵消且滤除。若要实现上变频, 应把信号与中频口交换或给一管子后加四分之一波长段且把电容换成电感。(3-4)(2)信号与本振通过环行桥等分且以下列关系加于二管，中频叠加经滤波输出。匕I =匕 COS 6?/ ux2 = vx cos costwZI = cos 6?/ ul2 = v cos(fy/ 一 zr)(3)信号经环行桥在管子处反相，但管子反接，故信号同相，本振经环行桥在管子处同相，但管子反接，故本振反相。输入电路，两管子旁接地线为四分之一髙阻终端短路线，为直流通路。环行桥与 管子之间为阻抗变换器和相移段。输岀电路，% % 2% 开路线分别对&

8、#174;”仙+0),中频口为2®的兄扌段。(3-6)(1) 本振噪声无法抵消，输出噪声增加，茅草幅度增大，电流减小一半，信号幅度减 小。(2) 管子接反或管子不配对引起，仔细挑选配对管子，且正确安装。(3-8)td=A,Lm=bdB =1.2x290 = 348 F = Fm + 厶(打一 1)=8.8(9.4JB)orF = L(tm + Fi( -1) =8.8(94dB)(雷达信号为单通道)(4-2)解：三个频率fP z1 -1门罗关系为如/io=也 fp(1)*<() Pp <0Ps >0不能构成对人的反射型参放。(2) 因为纬<0,泵浦端是负阻，系

9、统不是绝对稳泄。(3) 功率增益G = £ = /、儿=1_ A <1 PsAfs没有增益。(4-3)解:频率成分/10foifl 1 fl-1m101 1n011 -1门罗关系为/io /io + Joi /1O /oi1. =0 /io /io + /oi Jo - Joi 因此A产2（办出。+几仇J毎严J1OJO1/io/oi广2（九几-九几）几一几(4-4)由 £ =2GHz 和 1一24知 / =lG/fe,/ = 0.5GHz线性缓变结n = y 査表4-3, 1-24倍频器= 4.0xl0-4= 3.3x10-2D = l6 « = 12.2

10、0 = 0.0351= 0.41匕 m = 0.25汁算1<=2xrxlOf 40GH.fj = exp= expi -12.2x I400533K. = /0= 0.215x3x «52Q0.5心=BK0= 0.0719x3x 18Q0.5fm=f- = 0.5GHz图3-3-3黴帝型四越频笔昭路图1 誹.人箱3 2 -低注淳波紹；3 空阿回路74 一变科莹，5 输出帝通泌波器,G输卅端；備遂电路.(4-5)输(1) 自左到右，自上到下虫短路，交流接地电容，输入同轴线，偏压通路，激励电感，阶跃管，谐振线,4耦合电容，到输出滤波器。L_ X 一J(2)亍C° 42Co

11、 '丄u厶c$ u 1 g®n&NRlZqC4和激励电感对®呈现阻抗为零。C2厶=研对谐振tp=-tn ,谐振线2砖I"庇Q=c3带通滤波器的输入阻抗，c°阶跃管的最小电容。第五章(5-1)解"单韶0.3 =1 033>1l-|SIIp=0.98>|51252I|l-|S22p=0.3>|S12S2I|该管子满足绝对稳立条件，可以进行双共轨匹配设讣，满足最大增益或最小噪声设计。K严1-几|2-懊2+时=0.427 < 1该管子不满足绝对稳定条件。可以画出稳泄性圆,在稳左区进行等增益或低噪声设计。亠2$21

12、= 6.07L 1 2I(2) iZrL = 4.5Z-54.6°1.|2-|4(53)解 ：由勺=Sna + S2a2 = SJ/ + S2a2 b2 = S2a + Sna2 = S2ir + S22a2并由心亡5+S2咲，得到厂5“ = （2） 5为负载断开条件下，端口 2呈现的输出波。由勺=耳 s + Sl2a2, b2 = S2xax + S22a2 及 a=几（i-几rj其中r“=S| +1一»（3）乞为几=巧，F；讥时的增益,化胡41 r药=S4 2匸蔦几（1_巧）1_心7丫1 S£p |S（1-巧）Pa l S；+r；：（S：|zX2） 2RT、（

13、5-4）解（i）：原点位于稳泄圆外，所以稳怎圆内不稳泄，圆外稳左。但r只能在单位圆内取值， 所以A、b是稳泄点，c点不稳左：d、e点由于|rj>i,不可能。（2）：该管子不是绝对稳左的，因为C点所在的两圆相交区为不稳泄区，故该管子为潜在 不稳泄。(5-6)解（1）：双向器件设汁时:I；产嘉=051Z154所以= （或 rsm）,因为 5I2«o，所以 rL2=s；2（或厂“），故 s；与 rfm. s；与接近。输入匹配网络把50。变换成,级间匹配网络把r”变成s；,输出匹配网络把50Q 变换成S；2°单向设计时：rrl=ro/,=o.5iz-i54°, rl

14、A = 5；, ri2 = s；, rL2 = s；2,输入匹配网 络把500变换成级间匹配网络把S；变换成S,输出匹配网络把S；变换成500。（2）按单向化设计，$2 = 0,取rd=r（y>=o.5iz-i54°, i=s；2，r,2=s；, 匚2=$；2=0.72/0°,输入网络把50。变成r.z选并联支节：输出匹配网络把S爲变换成500,选用串联匹配: %JI5乙=7(5-7)s12s2lryrt(1-SJJ(1-S22兀)u = x r ©=0.0782, ! =0.86.!_ = 1.180.86<-<1.18, ldb 误差范围为

15、0.8 1.25, %所以该管子可作为单向器件处理，AGr < dB。第八草(62)解(1)雪崩二极管在负偏压下，管内P-N界面接近击穿，和外电路连接后，产生微波噪声叠加。当微波 电压与偏压一致时，界而击穿，载流子雪朋倍增，同时在偏压内建电场作用下漂移产生注入电流。微波电压变换时，雪崩停止，产生的载流子数达到最大，注入脉冲最大值，以后逐渐 停止。在交流负半周，注入电流脉冲继续渡越在外电路产生相应感应电流，调整长度，使注 入电流脉冲滞后与感应电流滞后总和为180°左右，则管子上电压和电流反相，相当于一负 电阻，可向外界提供微波功率。(2)体效应管由于载流子在一定能量由主谷向子谷迁

16、移，迁移率随电压增加而下降，产生负微分迁移 率，导致电荷积累，产生偶极畴，并在渡越中长大。根据一泄条件，偶极畴可形成渡越模, 延迟模，猝火模。畴产生时电流突降，消失时电流突增，这样形成一电流尖脉冲，总发生在 交流电压负最大值附近，电流基波与电压总是反相，呈负阻，可向外界提供功率。(2)谐振条件：!= jBd£ +冋MCp +加g尹(4)，斗r遥2 龙 + coLsBd(65)解：见书上131页图6-31所示：(1)管子阻抗：ZD=! Q(-0.7 + 710.8)x10z (0.7 一 J10.8) xl03 = (-0.065 一 J0.998) xlO3Q7(0.7)2+(0.8

17、)27i6=亠=-13-)20, = -1000,所以© = 1000, Z()l = V50x65 = 56.9Q zo叭i ooo厶=药=0.0165MHz(66)解：见书上131页图6-32所示由图/哙灯去咧,Yo=-GD + jBd, ZD=-RD-jBd=l-rD则谐娠条件：zm芝老蛊50Z。Z0 + j50fg®2+ jZjg风50Z°Z（）+网如厶5OZ°(1-仗0/您0厶)+丿乙沁0/Z； + j5OZo(/g0Z2+g 別)(6-9)体效应管雪崩管PIN二极管肖特基管变容管构造本征PNN*PIN金属一半导体 结PN管载流子电子形成偶极子PMT 电子、空穴电子电子不导电偏置正偏反偏正偏、反偏、零偏正偏反偏夕卜电 路有仃/1LL微微微特性负阻负阻变阻非线性正阻非线性电容应用振荡振荡控制混频检波倍变频第七章（7-2）解：见书上151页图734所示：弋,£严叶巳当管子导通时，经负载接地rZL-Z（>_