微波技术习题课 Vol3 网络

习题课“微波网络基础”及“微波元件”复习1.微波网络理论是微波的等效电路理论，解决了“化场为路”的方法。微波元件是微波传输系统中所出现的各种不均匀性,用以完成传输中的各种功能。微波系统包括均匀传输线和微波元件两大部分。把微波元件等效为网络,将系统中的单模均匀传输线等效为平行双线；利用微波网络理论,可对任何一个复杂的微波系统进行研究。与低频网络相比，微波网络有其本身的特点：

①

必须明确规定各端口参考面的位置;②各端口传输线中只存在单模传输;③各端口传输线有相应的等效特性阻抗。2.二端口的散射参量、阻抗参量、导纳参量及转移参量其中归一化量与非归一化量的关系:式中，i、j=1，2。Z0i、Z0j分别为i、j

口的特性阻抗;Y0i、Y0j分别为i、j

口的特性导纳。二端口网络参量的性质互易网络:对称网络无耗网络:互易无耗网络:4.S参量的物理意义及参考面移动对S参量的影响第j

端口接信号源，第i

端口接匹配负载时，第j端口的电压反射系数Gj。第j

端口接信号源，第i

端口接匹配负载时，第j

端口到第i

端口的电压传输系数。若参考面内移则(要求会推导)若参考面外移则(要求会推导)5.常用的单元电路的等效电路及转移矩阵列于p131表4-2(要求会推导)。

6.n级网络链的总网络的归一化转移矩阵为7.微波元件的性能可用网络的外特性(技术指标)参量来描述。网络的外特性参量与网络的散射参量有着简洁的关系。电压传输系数T插入衰减L插入相移f输入驻波比r8.无耗互易二端口网络的基本特性(p142)

S参量只有三个独立参量:1)s11=0

s22=0：若一个端口匹配，则另一个端口也必然匹配；2)s11=s22=0

|s12|

=|

s21|

=1

：若网络是完全匹配的，则必然是完全传输的，反之亦然。且反射越小，功率传输越好。q11、q12(q21)

、q22

只有两个是独立的,知其二则可确定第三个相角。[解]1.求图示归一化双口网络的(

p244第9题)其中，T1T22.某个网络的散射矩阵形式为：问此网络有何特征?[解]n=3,三端口网络；sij=sji

(i,j=1,2,3),互易网络；s11=s22

,一、二端口对称；s33=0

,第三端口匹配。注意：网络的“某端口匹配”与“某端口接匹配负载”是两个不同的概念。i端口匹配即Sii=0,亦即bi=0；i端口接匹配负载即ai=0

3.有一无耗互易对称二端口微波元件，终端接匹配负载时测得输入端的反射系数求：

(1)元件的S

参量矩阵；

(2)元件的电压传输系数T、插入衰减L、插入相移f和插入驻波比r。[解](1)互易对称二端口元件(2)电压传输系数：插入相移:插入驻波比：插入衰减：f=q21=p4.求图示匹配衰减器(即一口接匹配负载，另一口无反射)的[解]b2a2匹配衰减器T2Z0Z0T1a1b1一口接匹配负载，另一口无反射,则设一口的入射波经匹配衰减器后场的幅度衰减a倍(相移为零)，则得5.求图示电路的I1V1T2T1

-I2V2[解]互易对称：即又得或I1V1T2T1

-I2V2

6.一无耗四端口网络，各输出端口均接匹配负载，其散射矩阵为,若1口的输入功率为P1,求：(1)各口的输出功率；(2)以1口的输入场为基准,各口输出场的相位。[解](1)i口的输出功率Pio、1口的输入功率P1分别为(i,j=2,3,4)(2)以1口的输入场为基准,i口输出场的相位为

qi12口输出场的相位3口无输出场，故无相位可言；4口输出场的相位互易、各端口匹配，1、3口隔离，1口或3口输入的功率由2、4口均分输出；2、4口隔离，2口或4口输入的功率由1、3口均分输出。7.已知一四端口网络的散射矩阵，说明其特点。[解](1)s11=s22=s33=s44=0，各端口匹配；

(2)sij=sji(i,j=1,2,3,4)，网络互易；

(3)，网络无耗；(4)s41=s14=0,1、4口隔离;从1口输入的信号由2、3口等幅同相输出；从4口输入的功率由2、3口均分输出；(5)s23=s32=0,2、3口隔离；从2口输入的信号由1、4口等幅同相输出；从3口输入的功率由1、4口均分输出。

8.一对称、可逆、无耗三端口网络的散射矩阵，求在各输出端口接匹配负载条件下输入端的最小驻波比。[解]由题意有s11=s22=s33=X,sij=sji,散射矩阵可写为且有[S]*[S]=[1](1),(1)(2),(2)(3),(3)