【電光】南理工2007年《微波技術(shù)》A卷(附答案)

1、南京理工大學(xué)課程考試試卷（教師組卷、存檔用）檔案編號： 課程教學(xué)大綱編號： 0428903 課程名稱： 微波技術(shù) 學(xué)分： 3 試卷編號： 001 考試方式： 閉卷筆試 考試時間：120 分鐘 滿分分值： 100分 組卷年月： 2007年6月 組卷教師： 戴永勝 審定教師： (A卷)滿分100分，考試時間120分鐘?？忌⒁猓核写鸢福òㄌ羁疹}）按試題序號寫在答題紙上，寫在試卷上不給分一、填空題（20分共5題每題4分）1、微波的頻率大約從 到 ，波長從 到 。2、相速隨頻率變化的現(xiàn)象稱為 現(xiàn)象，相速與頻率無關(guān)現(xiàn)象稱為 現(xiàn)象。3、“相波長”與“自由空間波長”的區(qū)別是 。4、矩形波導(dǎo)的主模是 ，

2、同軸線的主模是 ，圓波導(dǎo)中三種常用的模是 。5、為抑制高次模同軸線尺寸選擇的條件是： 。二、 簡述、問答題（ 30分 每題6分）1Smith圓圖中心點(diǎn)的駐波系數(shù)為多少？此時的負(fù)載情況如何？2. 簡述微帶線的主模、有效相對介電常數(shù)的取值范圍、損耗。高次模有哪些？3. 按微波濾波器插入衰減頻率特性不同, 一般將濾波器分為哪四類?4. 微波諧振腔有哪兩個主要參量?5. 簡述微波3dB分支定向耦合器各端口的名稱及各端口幅度和相位的關(guān)系。 三、簡單計(jì)算題 （10分，每小題2分）1、 均勻無耗微波傳輸線(特性阻抗為Z0)長度為/4, 計(jì)算終端短路時的輸入阻抗。2、 均勻無耗微波傳輸線(特性阻抗為Z0)長度

3、為3/4, 計(jì)算終端開路時的輸入阻抗。3、 均勻無耗微波傳輸線(特性阻抗為Z0)長度為/2, 計(jì)算終端開路時的輸入阻抗。4、 均勻無耗微波傳輸線(特性阻抗為Z0)長度為3/8, 計(jì)算終端接匹配負(fù)載時的輸入阻抗。5、 均勻無耗微波傳輸線(特性阻抗為Z0)長度為3, 計(jì)算終端接負(fù)載阻抗為Z0/2時的輸入阻抗。四. 微波器件的散射參數(shù)可以用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量得到, 其外部特性便可以用散射參數(shù)來表示. 下面是測量所得的某二端口微波器件的S-參數(shù): (10分)據(jù)此S-參量, 請確定該二端口器件的如下外部特性參量:(1) 插入相移q;(2) 輸入駐波比;(3) 插入衰減(dB).五、一個空氣填充的矩形波導(dǎo)

4、工作在X波段，橫截面尺寸為，其中a=22.86mm, b=10.16mm。（15分）(1) 試求TE10模的截止波長和截止頻率；(2) 若工作頻率為15GHz時，試問有哪些模式可以在該波導(dǎo)中傳播；(3) 計(jì)算15GHz工作頻率下TE10模的波導(dǎo)波長和波阻抗。六、已知Z0=50的無耗傳輸線上的駐波比等于1.6，距負(fù)載最近的電壓波節(jié)點(diǎn)離終端為0.12，若用一并聯(lián)短路支線使負(fù)載與傳輸線匹配，試確定此分支線的接入位置d和長度L，設(shè)分支線的特性阻抗Z0=75。 dZ0Z0ZLZ0L0.12南京理工大學(xué)課程考試答案及評分標(biāo)準(zhǔn)課程名稱： 微波技術(shù) 學(xué)分： 3 教學(xué)大綱編號：0428903 試卷編號： 001

5、 考試方式： 閉卷筆試 滿分分值：100分 考試時間：120分鐘2007年微波技術(shù)(A卷答案)滿分100分，考試時間120分鐘?？忌⒁猓核写鸢福òㄌ羁疹}）按試題序號寫在答題紙上，寫在試卷上不給分一、填空題（20分每題4分）1、微波的頻率大約從300MHz 到300GHz（或3000GHz），波長從 1m 到1mm(0.1mm) 。2、相速隨頻率變化的現(xiàn)象稱為 色散 現(xiàn)象，相速與頻率無關(guān)現(xiàn)象稱為 無色散 現(xiàn)象。3、“相波長”與“自由空間波長”的區(qū)別是： “相波長” 與頻率和傳輸系統(tǒng)的橫截面形狀和尺寸相關(guān)，而“自由空間波長”只與頻率相關(guān)，而和傳輸系統(tǒng)的橫截面形狀和尺寸無關(guān) 。4、矩形波導(dǎo)的主

6、模是 TE10（H10）模， 同軸線的主模是 TEM，圓波導(dǎo)中三種常用的模是 TE11，TM01，TE01 。5、為抑制高次模同軸線尺寸選擇的條件是：（a+b）(/), a為內(nèi)導(dǎo)體外半徑，b為外導(dǎo)體內(nèi)半徑 。二、簡述、問答題（30分每題6分）1. Smith圓圖中心點(diǎn)的駐波系數(shù)為多少？此時的負(fù)載情況如何？答：中心點(diǎn)的駐波系數(shù)為1，此時接匹配負(fù)載。2. 簡述微帶線的主模、有效相對介電常數(shù)的取值范圍、損耗。高次模有哪些？ 答：準(zhǔn)TEM模， 1rer, 傳輸損耗有：金屬損耗、介質(zhì)損耗、輻射損耗和表面波損耗。高次模有波導(dǎo)模和表面波模。3. 按微波濾波器插入衰減頻率特性不同, 一般將濾波器分為哪四類?答

7、：低通、高通、帶通和帶阻四類。4. 微波諧振腔有哪兩個主要參量?答：諧振頻率和Q值。5. 簡述微波3dB分支定向耦合器各端口的名稱及各端口幅度和相位的關(guān)系。答：輸入端、直通端、耦合端和隔離端。與輸入端相比：直通端幅度約為一半，相位滯后90度；耦合端幅度約為一半，相位滯后180度；隔離端幅度約為零。三、簡單計(jì)算題 （10分每題2分）6、 均勻無耗微波傳輸線(特性阻抗為Z0)長度為/4, 計(jì)算終端短路時的輸入阻抗。Zin= 7、 均勻無耗微波傳輸線(特性阻抗為Z0)長度為3/4, 計(jì)算終端開路時的輸入阻抗。Zin= 08、 均勻無耗微波傳輸線(特性阻抗為Z0)長度為/2, 計(jì)算終端開路時的輸入阻抗

8、。Zin= 9、 均勻無耗微波傳輸線(特性阻抗為Z0)長度為3/8, 計(jì)算終端接匹配負(fù)載時的輸入 阻抗。 Zin= Z010、 均勻無耗微波傳輸線(特性阻抗為Z0)長度為3, 計(jì)算終端接負(fù)載阻抗為Z0/2時的輸入阻抗。Zin= Z0/2四、微波器件的散射參數(shù)可以用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量得到, 其外部特性便可以用散射參數(shù)來表示. 下面是測量所得的某二端口微波器件的S-參數(shù): (10分)據(jù)此S-參量, 請確定該二端口器件的如下外部特性參量:(4) 插入相移q; (5) 輸入駐波比; (6) 插入衰減(dB). 解： (1) 插入相移： （3分）(2) 輸入駐波比： =1.94 （4分）(3) 插入衰減

9、：L=-20 lgS21= 1.11dB （3分） 五、一個空氣填充的矩形波導(dǎo)工作在X波段，橫截面尺寸為，其中a=22.86mm, b=10.16mm。（15分）(1) 試求TE10模的截止波長和截止頻率；(2) 若工作頻率為15GHz時，試問有哪些模式可以在該波導(dǎo)中傳播；(3) 計(jì)算15GHz工作頻率下TE10模的波導(dǎo)波長和波阻抗。解：(1) 試求TE10模的截止波長和截止頻率 （5分）(2) 若工作頻率為15GHz時，試問有哪些模式可以在該波導(dǎo)中傳播；（5分）TE10，TE20，TE01(3) 計(jì)算該工作頻率下TE10模的波導(dǎo)波長和波阻抗。（5分） 六、 已知Z0=50的無耗傳輸線上的駐波

10、比等于1.6，距負(fù)載最近的電壓波節(jié)點(diǎn)離終端為0.12，若用一并聯(lián)短路支線使負(fù)載與傳輸線匹配，試確定此分支線的接入位置d和長度L，設(shè)分支線的特性阻抗Z0=75。解：(1) 因?yàn)閞=1.6, 在Smith圓圖的正實(shí)軸上找到r=1.6的位置， 畫出等反射系數(shù)圓。（3分）(2) 電壓波節(jié)點(diǎn)一定位于負(fù)實(shí)軸上，所以從負(fù)實(shí)軸沿等反射系數(shù)圓旋轉(zhuǎn)0.12，得到歸一化負(fù)載阻抗ZL=0.88-j0.42，對應(yīng)的歸一化導(dǎo)納YL0.92+j0.45,對應(yīng)的電長度0.131。（4分）(3) 由YL沿等|L|反射系數(shù)圓順時針旋轉(zhuǎn)與1的圓交于兩點(diǎn)，分別為：Y11+j0.48，對應(yīng)的電長度為0.143Y11-j0.48，對應(yīng)的電長度為0.357因此，支節(jié)的接入位置分別為：d1=(0.143-0.131)=0.012d2=(0.357-0.131)=0.226 （4分） (