电磁场五-七章习题.ppt

1、5.1 答：波导中的截止波长,是依据判定电磁波能否传输的条件,工作波长,大于截止波长,时，为虚数，,为一个衰减函数，因此在波导中电磁波 沿其传播方向迅速衰减而无法传播。,小于截止波长时，为实数，,为波动因子。,定义的波长,当工作波长,因此波可以沿着波导进行传播。（pp158）,5.3 答:工作波长,是指波在无限大介质中传播的波长,是根据判定电磁波能否传输的条件定义出的波长。,截止波长,波导波长,是指波导中某波型相邻两同相位点之间的距离，也叫相波长。,5.12解：,要使波型能在波导中传输 必须为实数,即,截止波长 和截止频率 分别为,此时波导中只能传播,模。,（2） 当传输,模时，,群速度,相波

2、长,书上答案有错误,相速度,解：由题BJ-100型波导中，,，,， 工作频率为10GHz， 则工作波长为,（1） 传输,模时，,（2） 由前面的公式可知，工作波长不变，若a增加一倍， 则,增加一倍为91.44mm；此时相波长,=31.78mm,（3）由公式可知，工作波长不变，若b增大一倍， TE10模截止波长,，相波长,（4） 当工作频率为15GHz时，工作波长为,因此波能够在波导中传播。所以此时的,都不会变,5.17 答：由,切割电流线的缝隙会影响波的传输，平行电流线的缝隙不会影响电流的传播。 因此可得，缝隙1，3，5会影响波的传输。,模的管壁电流分布图可知，,5.18 圆波导中 模, 模及

3、 模各有什么特点？分别 画出它们在横截面内电磁场分布图。,解: (一)、TE11模,圆波导中 模的场分布和矩形波导中 模分布很相似，且 它的截止波长最长，容易实现单模传输。由于它存在极化简 并模，所以不宜用来作为远距离传输的工作模式。,(二)、TE01模,(三)、TM01模,TM01模的场结构图如图所示。由图可见，磁场只有 分量，是具有轴对称分布的圆磁场；电场有Ez分量，在r=0处EZ最大；壁电流只有纵向分量JZ。因此适用于作微波天线馈线旋转铰链的工作模式。由于它具有EZ分量，便于和电子交换能量，可作电子直线加速器中的工作模式。但由于它的管壁电流具有纵向电流，故必须采用抗流结构的连接方式。,5

4、.21 解：（1）当为,模时，,当为,模时，,当为,模时，,当为,模时，,（2）工作波长为7cm时，可出现,模,模，,工作波长为3cm时，,可出现,模，,模，,模，,TE21模和TE31模。,工作波长为6cm时，可出现,模,模，,（3）当工作波长为,时，,5.26 解：（2）为保证只传输TEM模，则工作波长为,所以有,则,5.29 解：查表5.4可知，当,时，,0.3和0.4之间， 利用式(5.114)可以算出,，,，所以微带线的宽度为,在,补充题：为什么金属波导中不能传播TEM模 答：若金属波导内能传播TEM波，则在金属波导的横截面内存在闭合的磁力线，而根据全电流定律，沿此闭合磁力线的积分，

5、应等于磁力线所包围的传导电流和位移电流之和，而波导内不存在传导电流，若存在位移电流，则波导轴向存在电场，这与TEM波矛盾，因此金属波导内不能传播TEM模。,6-12 已知二端口网络的散射参量矩阵为 求二端口网络的插入相移 、 插入衰减L（dB）、电压传输系数T及输入驻波比 。 解：根据插入相移、插入衰减、电压传输系数及输入驻波比的定义，得,对于可逆网络,6.14 解：由已知散射矩阵参量,可知,网络是互易（可逆）的,将散射参量代入,网络是有耗的,6-15 有一无耗四端口网络，各端口均接以匹配负载，已知其散射参量矩阵为,当高频功率从 端口输入时，试问 、 、 端口的输出功率各为多少？若以端口归一化输入电压为基准，求各端口的归一化输出电压。,解：,表示234端口接匹配负载时，1端口的电压反射系数,表示234端口接匹配负载时，1端口至2端口的电压传输系数,表示234端口接匹配负载时，1端口至3端口的电压传输系数,表示234端口接匹配负载时，1端口至4端口的电压传输系数,由(4-2-5)归一化入射波功率和反射波功率的表达式：,(6.17),即为各端口归一化输出电压。,可得,