0902微波技术基础试题二

2007/2008学年第二学期期末考试试题答案及评分标准

（A卷）微波技术基础一、填空题（40分，每空2分）1、传输线的工作状态是指沿线电压、电流及阻抗的分布规律。对于均匀无耗传输线，根据终端所接负载阻抗的大小和性质的不同其工作状态分为三种：行波状态、驻波状状态、行驻波状态。2、测得一微波传输线的反射系数的模/卜1。则行波系数K=1；若特性阻抗Z。=75。，则波节点的输入阻抗R（波节）=25。。in 3、均匀无耗传输线的特性阻抗为Z0，终端负载获得最大功率时，负载阻抗ZL=Z0。4、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。5、阻抗圆图的正实半轴为电压波腹点或电流波节点的轨迹，负实半轴为电压波节点或电流波腹点的轨迹。6、圆波导传输的主模为TE11模矩形TE10，微带线传输的主模为准TEM模。7、在矩形波导中，当工作波长九给定时，若要实现TE10单模传输，则波导尺寸必须满足a<X<2a，九〉2b。8、对于二端口网络来说，常用的工作参量有（请用文字叙述，用符号叙述不得分）—电压传输系数、插入衰减、插入相移、输入驻波比。9、表征二端口微波网络特性的参量可以分为两大类，请问反映网络参考面上入射波电压和反射波电压之间关系的参量有散射参量和传输参量。（注：请用文字叙述，用符号叙述不得分）。第1页共6页、简答题（20分，每题5分）1、电磁波的波型是如何划分的，有哪几种波型。TOC\o"1-5"\h\z答：根据导波系统中电磁波按纵向场分量的有无，可分为三种波型： 2分（1）横磁波（TM波），又称电波（E波）：H工=0，E%丰0； 1分（2）横电波（TE波），又称磁波（H波）：E=0，H牛0； 1分Z Z（3）横电磁波（TEM）：E乙=0，H工=0。 1分2、微波传输线的特性阻抗和输入阻抗的定义是什么？答：（1）传输线的特性阻抗定义为传输线上入射波电压UQ）与入射波电流I（Z）之比，i i或反射电压U（Z）与反射波电流I（Z）之比的负值，即Z=或?=-32 3分r r 0I（Z） I（Z）i r（2）输入阻抗的定义为该处电压U（z）与电流I（z）之比，即z（Z）=黑——2分in I（Z）3、矩形波导和圆波导的主模是什么？（2分）主模传输的条件各是什么？（3分）答：矩形波导的主模是TE10模；主模传输的条件为：a<A<2a,入>2b 3分圆波导的主模是TE”模；主模传输的条件为：2.62R。<3.41R 2分4、若想探测矩形波导内的驻波分布情况，应在什么位置开槽？为什么？答：在波导宽壁的中心线上开一纵向窄槽， 2分由于窄槽不切割电流线，因此它不影响波导内导行波的传输特性。通过此槽在波导中插入一小探针，外接晶体检波器和电流表，可测的波导内驻波的分布情况。 3分第2页共6页

三、计算题（40分）1、如图所示一微波传输系统，其z0已知。求输入阻抗z,〃、各点的反射系数及各段的电压驻波比。（10分）4Z2Z24Z2Z210解：1）z1分1分inrPabZ21分1分1分1分-Z1分1+『」_4i+ri1分inrPabZ21分1分1分1分-Z1分1+『」_4i+ri+r1卡al 3Pbci-rPcd d-=2i-r2分inb1分inb=2Z//4Z第3页共6页2、一特性阻抗为Z°=300。的传输线，传送信号至天线，工作频率为300MHz，由于传输线与天线不匹配，测得电压驻波比P=3,第一个电压波腹点至输入端的距离为d =0.2m。maxiTOC\o"1-5"\h\z试求传输线的输入阻抗z及输入导纳丫。（利用阻抗和导纳圆图完成，写清必要步骤）（10分）in in解：九二==1m，d =0.2九，在阻抗圆图上找到归一化电阻为3的点A，该点即为电f maxi压波腹点，从A点沿等反射系数圆向信源方向旋转0.2波长数至B点，该点为~ ~Z=0.36-j0.29，相对圆心的对称点为Y=1.7+j1.35，故Zi=108-j87Q，Yi=0.0057+j0.0045S。第4页共6页

3、当波的工作频率接近矩形波导的截止频率时将出现极大的衰减，故通常取工作频率的下限等于截止频率的1.25倍。设工作频率范围是4.8GHZ〜7.2GHZ,需在矩形波导中实现单模传输，试求:1）矩形波导的尺寸；（6分）2）入=5cm的波在此波导中传输时的相位常数p、波导波长入g和相速vp；（6分）3）若f=10GHz，此波导中可能存在的波型。（8分）解：（1）设f为矩形波导的截止频率，入c矩形波导的截止波长根据题意有：1.25于=4.8义1091分2分则有：f=3.84*109H 1分2分3义108 =0.078m=7.8cm3.84义109在矩形波导中单模传输即为主模TE在矩形波导中单模传输即为主模TE10模1分/.m=1；n=0。■=2a=7.8cm：(2)2+Q2

aab解的a=3.9cm3.9,…贝陆b=——=1.95cm^22分所以矩形波导宽壁为3.9cm窄壁为1.95cm2分（2）已知九二5cm根据波导波长入与截止波长入的关系式:第5页共6页

11-(解的入=6.51cmg又据相速V与截止波长九的关系式:1-(2分2分解的V=3.5义108m:；s2分2分p此时相移常数P为:B?=0.954%cmP(3)已知f=10GHZ二九=—=3cmf而入（吗0） =7.8cmc九(TE)=/(TM)=3.49cm,九c11 c11九 (TE20