(完整word版)微波技術(shù)基礎(chǔ)第二章課后答案楊雪霞匯總

1、2-1波導(dǎo)為什么不能傳輸 TEM波?答：一個(gè)波導(dǎo)系統(tǒng)若能傳輸 TEM波型，則在該系統(tǒng)中必須能夠存在靜電荷靜電核或恒定電流，而在單導(dǎo)體所構(gòu)成的空心金屬波導(dǎo)館內(nèi)，不可能存在靜電荷或恒定電流，因此也不可能傳輸TEM波型。2-2什么叫波型？有哪幾種波型?答：波型是指每一種能夠單獨(dú)地在規(guī)則波導(dǎo)中存在的電磁場(chǎng)的一種分布狀態(tài)。根據(jù)場(chǎng)的橫向分量與縱向分量之間的關(guān)系式劃分波型，主要有三種:TEM 波(Ez = 0, Hz =0)，TE 波(Ez =0 ,H z H 0),TM 波(E 0，Hz=O)2-3何謂TEM波，TE波和TM波？其波阻抗和自由空間波阻抗有什么關(guān)系?答：Ez=0，Hz=0 的為 TEM 波；

2、Ez=0,HzH0 為 TE 波；Ez H 0，Hz =0 為 TM 波。TE波阻抗:TM波阻抗:wuWS其中n為T(mén)EM波在無(wú)限答煤質(zhì)中的波阻抗。2-4試將關(guān)系式生-空=jwsEx，推導(dǎo)為 cy&Ex =1 cHz n亦F十沖心。解：由Hy的場(chǎng)分量關(guān)系式Hy=HOeT任（H0與z無(wú)關(guān)）得:CHyPHy利用關(guān)系式如訊yczjwEx可推出:Ex1 /Hz 十點(diǎn) Hy) jw 名cycz七(孔jHy)jwS cy2-5波導(dǎo)的傳輸特性是指哪些參量?答：傳輸特性是指?jìng)鬏敆l件、傳播常數(shù)、傳播速度、波導(dǎo)波長(zhǎng)、波形阻抗、傳輸功率以及損耗和衰減等。2-6何為波導(dǎo)的截止波長(zhǎng) K ?當(dāng)工作波長(zhǎng) 幾大于或小于

3、 幾C時(shí)，波導(dǎo)內(nèi)的電磁波的特性有何271不同？ 答：當(dāng)波沿Z軸不能傳播時(shí)呈截止?fàn)顟B(tài)， 處于此狀態(tài)時(shí)的波長(zhǎng)叫截止波長(zhǎng)， 定義為人=kC當(dāng)工作波長(zhǎng)大于截止波長(zhǎng)時(shí)，波數(shù)k<:kc，此時(shí)電磁波不能在波導(dǎo)中傳播;當(dāng)工作波長(zhǎng)小于截止波長(zhǎng)時(shí)，波數(shù)k:>kc，此時(shí)電磁波能在波導(dǎo)內(nèi)傳播;2-7矩形波導(dǎo)中的截止波長(zhǎng) Ac和波導(dǎo)波長(zhǎng) 兀g，相速度U P和群速度9 g有什么區(qū)別和聯(lián)系?它們與哪些因素有關(guān)?答：波導(dǎo)波長(zhǎng)為為-C -卩> A，入c為截止波長(zhǎng)群速為U g = Cji（匚）2 < C，相速為U Pc/jur 殲2-p=，且VJp七g =C，與 C，工作波長(zhǎng)入，截止波長(zhǎng)扎C有關(guān)。2-8在

4、矩形波導(dǎo)中不存在 TM mQ和TM on這兩種波型，為什么?答：根據(jù)TM波的特點(diǎn)EQ，Hz = Q，由TM波的場(chǎng)分量表達(dá)式可知TM mn在m=0或n=0時(shí)，EQ，不符合TM波的特點(diǎn)。2-9在空氣填充的矩形波導(dǎo)（ab）中，要求只傳輸 TEi0波型，其條件是什么？若波導(dǎo)尺寸不變，而填充 巴=1, %>1的介質(zhì)，只傳輸TE10波型的條件又是什么?解：由于TEi0的截止波長(zhǎng)Ac = 2a，而TE20的截止波長(zhǎng)為a，TE 01的截止波長(zhǎng)為2b。若要保證單模傳輸TE10，則由傳輸條件幾<Ac，TE2Q與TE Q1均被截止，故有avAv2aZ>2b同時(shí)b<2若波導(dǎo)中全填充 氣=，呂詞

5、的介質(zhì)，則波長(zhǎng)變?yōu)?k/J巴，因此單模傳輸條件變?yōu)橥瑫r(shí)a<<2a人>2b2-10 一空氣填充的矩形波導(dǎo)，要求只傳輸TEi0波型，信號(hào)的工作頻率為10GHz，試確定波導(dǎo)的尺寸，并求出 為、Up和Ug。11解：工作頻率為f =10GHz，空氣填充，速度V；）=3x10 mm/s，因此工作波長(zhǎng)、V3X101130mm，A =f根據(jù)矩形波導(dǎo)單模傳輸?shù)臈l件，波導(dǎo)的尺寸由下式確定b<-215<a<30mmb<15mm故可選用BJ-100，其模橫截面尺寸為a% b=22.86mmx10.16mm選定尺寸后，計(jì)算為、U p和Ugt= 39.75mml2a丿吐= 3.9

6、75 x1011mm/si2a丿= 2.261011mm/s2-11空氣填充的矩形波導(dǎo)BJ-100，其尺寸為 axb=22.86mmx10.16mm，工作波長(zhǎng)幾=18mm，問(wèn)波導(dǎo)內(nèi)可能存在幾種波型。若波導(dǎo)的橫截尺寸變?yōu)閍 xb=72.14mmx 30.4mm，情況又怎樣?解：利用矩形波導(dǎo)的截止波長(zhǎng)的計(jì)算公式，計(jì)算各種波型的截止波長(zhǎng)；然后由傳輸條件 入來(lái)判斷波導(dǎo)中可能存在的波型。TE10=2a = 2 X 22.86 = 45.72mmTE20=3= 22.86mmTE30孑 15.24mmTE01兀=2b =2x10.16 =20.32mmTE02K = b =10.16mmTM11"

7、;JT18.567mmTE21 1TM 21 j % T15.187mm所以可能存在的模式有：TE10, TE20 , TE 01 , TE11和TM11。當(dāng)尺寸為 ax b=72.14mmx 30.4mm時(shí)，各波型的截止波長(zhǎng)為兀=2a = 144.28mmTE20c7 2. 14mmTE30TE50TE702a =48.09mm3兀=28.856mm c 52a扎c 芳=20.611mmTE40TE60TE80cTE01= 2b = 60.8mmTE02TE03逬=20.26mmTE04tmJ%=56.03mmTE21TM213 6. 07mm2 4. 06 m m1 8. 0 35m m人

8、=b = 30.4mm=15. 2mm入c = 46.49mmTE32 !兀TM 32=25.697mmTE12TM 12 Jkc= 29.75mm2TE22 Qc = 28.014mmTM22JTE23TM 23卜人=19.51mmTE33TM 33卜)叱=18.676mm所以可能存在的模式有： TE10,TE20.TE70,TE 80，TE01，TE02，TE03，TE1TM 11 TE 21, TM 21，tE12 , TM 12，TE 32, TM 32 TE 22, TM 22，TE 23, TM 23，TE 33, TM 3322mm，求 Ag。2-12在空氣填充的矩形波導(dǎo)內(nèi)，測(cè)得

9、相鄰兩波節(jié)點(diǎn)之間的距離為解：因?yàn)樵诓▽?dǎo)中相鄰兩波節(jié)之間的距離為，所以得到2kg = 2x 22mm = 44mm2-13矩形波導(dǎo)BJ-100，其橫截面尺寸為axb = 22.86mmx10.16mm，在波導(dǎo)中傳輸TE波，工作波長(zhǎng)兀=3cm，試求截止波長(zhǎng)Ac、相速Up、群速爲(wèi)、傳輸功率P和波型阻抗Zte10。解:TEi0波的截止波長(zhǎng)TEi0波長(zhǎng)的相速度Up牙=3.976x1011mm /s(u0 =3 1011mm / s)l2a丿TEi0波的波導(dǎo)波長(zhǎng)=39.76mmi2a丿TEi0波的傳輸功率P=2Re LU( -Ey 沢 HxXxdy1_0 0而TEi0的Ey與Hx為仞卩兀-i氏E-j H0

10、S in (-x)eT 俺KcaHxEH0Sin&x)訂氏KcaabP=7疋 H0H0(Kc兀蔦）Zc = 2a = 2 22.86mm = 45.72mmTEi0波的波型阻抗ZtEi h由于P =生"g = Ji -（上】=2；l：fe = 1/ V l2a 丿HxZte若用ZtE10表示Ey、H X= 499.580（空氣填充）Ey =Eosinle及l(fā)a丿EoZTEiosin I X e la丿E。=Kc所以，傳輸功率P=2Re |JJ（-EyHx Xxdy l_0 0'ab e2ab4 ZTEi0e2=O.116E2（空氣填充）2-14 矩形波導(dǎo)的橫截面尺寸為

11、a=23mm， b=10mm，傳輸頻率為10GHz的TE1O波，求截止波長(zhǎng)、波導(dǎo)波長(zhǎng)、相速和波阻抗。如果頻率稍微增大,上述參量如何變化？如果波導(dǎo)尺寸a和b發(fā)生變化，上述參量又如何變化?解：矩形波導(dǎo)的截止波長(zhǎng)為兀=2a = 2 X 2 3 = 4T6m工作波長(zhǎng)為3勺089 =30mmf lOxiO相速為39.57mm波導(dǎo)波長(zhǎng)為3.96xi08m/sn波阻抗為Zte =、=LI 497.23Q卜（匸V/叱當(dāng)頻率增大時(shí)，截止波長(zhǎng)不變，波導(dǎo)波長(zhǎng)降低，相速降低，波阻抗降低;當(dāng)a增大時(shí)，截止波長(zhǎng)增大，波導(dǎo)波長(zhǎng)降低，相速降低，波阻抗降低;當(dāng)b增大時(shí)，對(duì)各個(gè)參量無(wú)影響。2-15若矩形波導(dǎo)橫截面尺寸 a = 2

12、b = 25mm,有中心頻率f = 10GHz的脈沖調(diào)制波通過(guò)100m長(zhǎng)的波導(dǎo)，求中心頻率上的時(shí)延t。解：工作波長(zhǎng)A=K=30mm(空氣填充) f。波導(dǎo)波長(zhǎng)相移常數(shù)n 2兀P =一 =1.675 516/cm,=37.5mm故經(jīng)過(guò)100m后，產(chǎn)生的相移量©為* = Pl二亠 1=1.675 516/cm 100 102 =16 755.16（弧度）所以，中心頻率上的時(shí)延 t為*16755.174t = _ = o 4= 2.667X 10sc2-16已知空氣填充BJ-100波導(dǎo)，工作波長(zhǎng) A =32mm，當(dāng)終端接負(fù)載 Z時(shí)，測(cè)得駐波比P=3，第一個(gè)電場(chǎng)波節(jié)點(diǎn)距負(fù)載 di =9mm，試

13、求:(1)波導(dǎo)中傳輸?shù)牟ㄐ?(2)終端負(fù)載阻抗的歸一化值。解：BJ-100為矩形波導(dǎo)，其橫截面尺寸ab =22.86mmxi0.16mm。幾個(gè)低次模的截止波長(zhǎng)分別為T(mén)E10 兀=2 a= 4 5. 7 2 m mTE2o =a= 22.86mmTE01 兀=2b = 20.32mm根據(jù)波導(dǎo)中波的傳輸條件 A £ fC，故只能傳輸TE10波。矩形波導(dǎo)BJ-100, TEi0波的波導(dǎo)波長(zhǎng)為A=44.8mm2第一個(gè)電場(chǎng)波節(jié)點(diǎn)距負(fù)載為 d1= 9mm，波節(jié)點(diǎn)處的歸一化阻抗為1-，即S1 _ Zl +jtan Pd1 S 1 + jzL tan Pd1d13. 1 3S7=31 -jStan

14、陽(yáng)Zl =S-jta nP*Zl =1.726-j1.332-17已知一矩形波導(dǎo)饋電系統(tǒng),ax b =22.86mmx 10.16mm，空氣填充，工作頻率f。=9.375GHz，端接負(fù)載 乙，測(cè)得饋線上的駐波比P=2，第一個(gè)電場(chǎng)最小點(diǎn)距負(fù)載=44.8mm利用上題中導(dǎo)出的z瓷晉tand1 =1 , S 2/d1 = 5.6mm，試求：終端負(fù)載阻抗的歸一化值;解：由于fo =9.375GHz，空氣填充，其工作波長(zhǎng) S為. c3X1011cc怙=32 mmfo9.375X10波導(dǎo)波長(zhǎng)所以歸一化負(fù)載阻抗Zl =4-j32-18什么叫做激勵(lì)和耦合?答：所謂激勵(lì)就是在波導(dǎo)中建立所需波型的方法。相應(yīng)地，從波

15、導(dǎo)中取出所需波型的能量的方法稱(chēng)為耦合。激勵(lì)和耦合是可逆的，激勵(lì)裝置也可以用作耦合裝置。2-19波導(dǎo)中的激勵(lì)可以由哪幾種方式？激勵(lì)裝置是什么？電磁場(chǎng)能否激勵(lì)的判據(jù)是什么?答：激勵(lì)方式有三種，它們是電場(chǎng)激勵(lì)、磁場(chǎng)激勵(lì)和電流激勵(lì)；激勵(lì)裝置為探針激勵(lì)、環(huán)激勵(lì)、小孔或縫激勵(lì)，電子流激勵(lì)。桿激勵(lì)為電場(chǎng)激勵(lì)，環(huán)為磁場(chǎng)激勵(lì)，孔激勵(lì)根據(jù)孔開(kāi)在波 導(dǎo)的不同位置，可能為單一的磁場(chǎng)激勵(lì)或同時(shí)存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)激勵(lì)。從而使該波型在波波導(dǎo)的激勵(lì)原則是指使激勵(lì)裝置產(chǎn)生被激勵(lì)波型的某一場(chǎng)分量或壁電流, 導(dǎo)中建立。2-20圓波導(dǎo)中的波型指數(shù) m和n的意義是什么，它們與矩形波導(dǎo)中的波型指數(shù)有何不同?答：圓波導(dǎo)中m代表場(chǎng)沿圓周方向分布

16、的整駐波數(shù)，n代表沿半徑方向場(chǎng)分量出現(xiàn)的最大值個(gè)數(shù)。而在矩形波導(dǎo)中，m和n分別代表場(chǎng)強(qiáng)沿 x軸和y軸方向分布的半波數(shù)。2-21欲在圓波導(dǎo)中得到單模傳輸，應(yīng)選擇哪種波型，為什么?答：在圓波導(dǎo)中實(shí)現(xiàn)單模傳輸一般選擇TEii波型，因?yàn)門(mén)Eii模的截止波長(zhǎng)最長(zhǎng)，易于實(shí)現(xiàn)單模傳輸。2-22試述圓波導(dǎo)中TEii，TE01及TM01三種模式的特點(diǎn)及其應(yīng)用。答：圓波導(dǎo)TE11易于實(shí)現(xiàn)單模傳輸，但由于模極化面是不穩(wěn)定的存在著模的極化簡(jiǎn)并，故實(shí)用中不用圓波導(dǎo)作為傳輸線。但是利用TEii模的極化簡(jiǎn)并可以構(gòu)成一些特殊的波導(dǎo)元器件，如極化衰減器、極化變化器和微波鐵氧體環(huán)行器等。TEoi模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是（1）場(chǎng)分布具有軸對(duì)

17、稱(chēng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)沿W方向均無(wú)變化；（2）電r=0 和 r=R 處，E（p=o； （3）場(chǎng)只有Ecp分量，圓波導(dǎo)橫截面上的電力線是一些同心圓，在 在管壁附近只有 Hz分量。因此TE01模適合用作高 Q諧振腔的工作模式和毫米波遠(yuǎn)距離傳 輸波導(dǎo)。但TE01不是最低次模，所以采用 TE01模設(shè)法抑制其他模式的寄生。TM 01的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是（1）場(chǎng)分布具有軸對(duì)稱(chēng)性，電場(chǎng)沿W方向無(wú)變化；（2）磁場(chǎng)只有Hep分量，圓波導(dǎo)橫截面上的磁力線是一些同心圓,r=0處，Hcp=o，壁電流只有Jsz分量。由于不影響其中同時(shí)，一些微TM 0i模場(chǎng)結(jié)構(gòu)具有軸對(duì)稱(chēng)性，故將兩端工作在TM 0i模的圓波導(dǎo)作相對(duì)運(yùn)動(dòng),電磁波的傳輸，所

18、以適合作微波天線饋電系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)中的圓波導(dǎo)傳輸模式。波管和直線電子加速器所用的諧振腔和慢波系統(tǒng)往往是由這種波型演變而來(lái)的。2-23何謂波導(dǎo)的簡(jiǎn)并波型，矩形波導(dǎo)與圓波導(dǎo)的簡(jiǎn)并波型有何不同。答：波導(dǎo)中不同的波型具有相同的截止波長(zhǎng)的現(xiàn)象稱(chēng)為波型簡(jiǎn)并現(xiàn)象。矩形波導(dǎo)，除TE mo與TEon外，均存在波型簡(jiǎn)并現(xiàn)象。對(duì)于a>b情況，TE mn與TM mn (m HO,n HO)簡(jiǎn)并重簡(jiǎn)并；當(dāng)a=b （正方波導(dǎo)）則TE mn、TE nm、TM mn TM nm簡(jiǎn)并一一四重簡(jiǎn)并；當(dāng)b=0.5a時(shí)，則TEoi與TE20簡(jiǎn)并，TEo2與TE40簡(jiǎn)并，TE50與TE32 TM 32簡(jiǎn)并三重簡(jiǎn)并。圓波導(dǎo)中，除具有

19、模式簡(jiǎn)并外，還有極化簡(jiǎn)并。TEon與TM in為模式簡(jiǎn)并。除 m=0的模式外都具有極化簡(jiǎn)并。2-24圓波導(dǎo)中最低次模是什么模式？旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)模式中最低階模是什么模式？損耗最小的模 式是什么模式?答:最低次模為T(mén)Eii模，旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的最低階模為 TM 01模，損耗最小的模式為 TEoi模。2-25空氣填充的圓波導(dǎo)，其半徑 R=2cm，工作于TEoi波型，它的截止頻率是多少?解：工作在TEoi波型時(shí)，截止波長(zhǎng)為）陀=i. 6R= 3. 2m所以，截止頻率為f=c =>-c3<1083.28“00ai0i9GHZ2-26若對(duì)2-25題中的波導(dǎo)填充 環(huán)=2.1的介質(zhì)，并保持截止頻率不變，問(wèn)波導(dǎo)的

20、半徑應(yīng)如 何變化?- /-0 ” _n -J，所以叫=乍里，同時(shí)f = 保持不變，則P wj曲V2. i%J2.ikc沽 U2.26cm2-27空氣填充圓波導(dǎo)內(nèi)半徑 R=3cm，求TEoi、TEn、TM oi和TM n的截止波長(zhǎng)。解：圓波導(dǎo)中TEoi的截止波長(zhǎng)GcH為OiGcLol =i.64R=4.92cmTEii的截止波長(zhǎng)（札Hl為(傀 丄=3.4iR=iO.23cmTM Oi的截止波長(zhǎng)（譏為Oi仏c)E =2.62R=7.86cm匚OiTM 11的截止波長(zhǎng)(兀E為4 E11(/c E =1.64R=4.92cm片匸11即圓波導(dǎo)中TE01(H01 )與TM1E11 )為簡(jiǎn)并模。2-28有一

21、空氣填充的圓波導(dǎo)，其直徑為5cm，試求:(1)TE11、TE01、TM 01、TM11等模式的截止波長(zhǎng);當(dāng)工作波長(zhǎng)為7cm, 6cm, 3cm時(shí)，波導(dǎo)中可能出現(xiàn)哪些波型?當(dāng)幾=7cm時(shí)，其基模的波導(dǎo)波長(zhǎng)是多少?解：(1 )的半徑為2.5cm，各波型的截止波長(zhǎng)為:TE11 :Oc山TE01 :(幾c L01TM 01 :(兀 01TM11 :Gc)E11=3.41R=3.14 2.5=8.525cm= 1.64R=1.64x2.5=4.1cm=2.62R=2.62x 2.5=6.55cm= 1.64R=1.64x2.5=4.1cm(2)當(dāng)幾=7cm時(shí)，傳TE11模；當(dāng)幾=6cm時(shí)，傳TE11、T

22、M 01模式；當(dāng)幾=3cm時(shí),傳 TE11、TE 01、TM 01、TM 11 模式。(3)基模為T(mén)E11模，截止波長(zhǎng)為8.525cm，所以波導(dǎo)波長(zhǎng)為 爲(wèi)=；=Lj12.26cm2-29要求圓波導(dǎo)只傳輸 TE11模，信號(hào)工作波長(zhǎng)為 5cm,問(wèn)圓波導(dǎo)半徑應(yīng)取何值?解：當(dāng)圓波導(dǎo)的內(nèi)半徑 R與工作波長(zhǎng)滿(mǎn)足條件2.61R<ac3.41R時(shí)，波導(dǎo)中只傳輸TE11波型。當(dāng)工作5cm時(shí)，求得的半徑為1.466cm C Rc 1.91cm。2-30圓波導(dǎo)工作于TE01模，已知幾=0.8兀，f=5GHz，問(wèn)相移常數(shù)P ?若半徑增大一倍,相移常數(shù)有何變化?解：工作波長(zhǎng)為:，一 _*=0.06m=60mm f

23、 5咒109工作在TEol模時(shí),人=%.8 =6%.8 =75mm波導(dǎo)波長(zhǎng)為:=100mm1-(32相移常數(shù)：當(dāng)半徑增大一倍時(shí),截止波長(zhǎng)增大2倍，工作波長(zhǎng)增大2倍，所以波導(dǎo)波長(zhǎng)增大2倍，相移常數(shù)減小為原來(lái)的%。2-31某通訊機(jī)機(jī)的工作頻率f=5GHz，用圓波導(dǎo)傳輸主模，選取=0.9，試計(jì)算圓波導(dǎo)的直徑、波導(dǎo)波長(zhǎng)、相速和群速。解：假定圓波導(dǎo)空氣填充,其工作波長(zhǎng)入=3x10175x109 =60mm。圓波導(dǎo)的主模 Hu，其截止波長(zhǎng)等于3.41R。由于選取% = 0.9，故 Ac = % 9 = 6% 9 = 66.67mm。所以圓波導(dǎo)的直徑D為D =2 - = 39.1mm3.41其波導(dǎo)波長(zhǎng)珀為廠

24、 137.65mm113天10= 6.88"011mm/s(Tn= 1.308mm/sA=30cm的波2-32今用半徑R=1cm的圓波導(dǎo)制成截止衰減器，問(wèn)長(zhǎng)度為多少時(shí)，才能使衰減30dB 。解：截止波導(dǎo)可制成截止衰減器，其條件是A A扎c。圓波導(dǎo)半徑R=1cm，其主模的截止波長(zhǎng)為(譏片仆=3.41R =3.41cm可見(jiàn)A 恐，截止衰減器可選用主模操作。由于丄 兀，故衰減常數(shù)a = 2/kc。若輸入功率為P0，沿線截止衰減功率為P0-YI為線長(zhǎng)）。根據(jù)題意有10lg 臂=30 即 Ige3 = 3Po1 O故，圓波導(dǎo)的截止衰減波長(zhǎng)1 =曲=1.25cm2a若采用TEol模制成衰減器,由

25、于 TE 01模的截止波長(zhǎng) A c = 1.64R = 1.64cm 故線長(zhǎng)ln 1O3=O.6Ocm2a2-33同軸線內(nèi)導(dǎo)體半徑 2mm ,外導(dǎo)體半徑4mm，填充空氣,求同軸線主模的截止波長(zhǎng)、導(dǎo)波波長(zhǎng)、相速度、波阻抗?解：同軸線主模為T(mén)EM模，截止波長(zhǎng)為扎=處，所以導(dǎo)波波長(zhǎng)為為=% =3e%（f為工作頻率），相速度等于光速為3咒108 m/s波阻抗為n二 =3770 。2-34如果2-33題中填充媒質(zhì) Pr =1 ,名r =2.5，求同軸線中主模的截止波長(zhǎng),導(dǎo)波波長(zhǎng),相速度和波阻抗?解：同軸線主模為T(mén)EM模，截止波長(zhǎng)為Ac =沁賦 725幾=1.9e，相速度為柑Pc8= =1.9x108m/

26、s，波阻抗為n0 =23802-35 一個(gè)空氣填充的同軸線，其內(nèi)導(dǎo)體外直徑d=12.7cm，外導(dǎo)體內(nèi)直徑 D=31.75cm，傳輸TEM波，工作頻率 f=9.375GHz，空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng) Eb30kv / cm，試求同軸線的最大功率。2 br 2匚 厶h解：同軸線的擊穿功率出=辰'王321 nb120aa=d=6.35mm，r15.875mm產(chǎn)1故Pbr =2.771X106w所以，同軸線傳輸最大功率小于2.771MW。2-36設(shè)計(jì)一同軸線，其傳輸?shù)淖疃坦ぷ鞑ㄩL(zhǎng)為10cm，要求特性阻抗為5血，試計(jì)算硬的解:在給定的工作頻帶內(nèi)，最短的工作波長(zhǎng)Amin與同軸線尺寸之間應(yīng)滿(mǎn)足關(guān)系式min 3

27、 (£c 斤環(huán)比兀(a +b)所以,(a + b) <如口 3.18cm兀又因?yàn)樘匦宰杩篂?00，對(duì)空氣來(lái)說(shuō)乙=138 lgba，得-=2.3，解得 a = 0.964cm， ab = 2.22cm ；對(duì)心.26來(lái)說(shuō)，Z-Siga，得 b=3.5,a解得a = 0.71cm , b = 2.485cm。2-37介質(zhì)為空氣的同軸線外導(dǎo)體內(nèi)直徑D=7mm，內(nèi)導(dǎo)體外直徑為d=3.04mm，要求同軸線只傳輸TEM波，問(wèn)電磁波最短工作波長(zhǎng)為多少?解：外導(dǎo)體的半徑 b為3.5mm，內(nèi)導(dǎo)體外半徑 a為1.52mm ；同軸線只傳輸TEM波，則總"(a +b)當(dāng) a=1.52mm，b=3.5mm 時(shí)，入mi>i(a + b)= 1 5. 76