微波技術答案(一二章)

1、題 解第 一 章1-1 微波是頻率很高，波長很短的一種無線電波。微波波段的頻率范圍為HzHz，對應的波長范圍為1m0.1mm。關于波段的劃分可分為粗分和細分兩種。粗分為米波波段、分米波波段、厘米波波段、毫米波波段、亞毫米波段等。細分為等波段，詳見表1-1-2。1-2 簡單地說，微波具有下列特點。（1） 頻率極高，振蕩周期極短，必須考慮系統中的電子慣性、高頻趨膚效應、輻射效應及延時效應；（2） 波長極短，“反射”是微波領域中最重要的物理現象之一，因此，匹配問題是微波系統中的一個突出問題。同時，微波波長與實驗設備的尺寸可以比擬，因而必須考慮傳輸系統的分布參數效應；（3） 微波可穿透電離層，成為“宇

2、宙窗口”；（4） 量子特性顯現出來，可用來研究物質的精細結構。1-3 在國防工業(yè)方面：雷達、電子對抗、導航、通信、導彈控制、熱核反應控制等都直接需要應用微波技術。在工農業(yè)方面，廣泛應用微波技術進行加熱和測量。在科學研究方面，微波技術的應用也很廣泛。例如，利用微波直線加速器對原子結構的研究，利用微波質譜儀對分子精細結構進行研究，機載微波折射儀和微波輻射計對大氣參數進行測量等等。第 二 章2-1 解 2-2 解圖（a）的輸入阻抗；圖（b）的輸入阻抗；圖（c）的輸入阻抗；圖（d）的輸入阻抗；其等效電路自繪。2-3 解 2-4 解（1） （2） 2-5 解 2-6 證明而故2-7 證明而 ，對應線長為

3、故 整理得 2-8 解而給定的是感性復阻抗，故第一個出現的是電壓腹點，即線應接在此處。若在電壓波節(jié)處接線則2-9 解圖（a）；。圖（b）；。圖（c）；。圖（d）；。2-10 解 因為所以處是電壓波腹點，電流波節(jié)點。又因為，所以處是電壓波節(jié)點，電流波腹點。由于的分流作用，故。因為，所以段載行波題解2-10圖2-11 解 設負載端的反射系數為 ，傳輸線上的駐波比為，輸入阻抗為則 2-12 解 段呈行駐波狀態(tài)段呈行駐波狀態(tài)段呈行波狀態(tài)段呈行駐波狀態(tài)因為所以點為電壓腹點、電流節(jié)點。根據輸入端等效電路可求得：由于段為行波，所以2-13 解（1）分析工作狀態(tài)段 終端開路，和為電壓腹點、電流節(jié)點，距點處為電

4、壓節(jié)點、電流腹點，線上載駐波。段 設段的輸入阻抗為，則段的等效負載，故線上載行駐波，且點為電壓腹點、電流節(jié)點，點為電壓節(jié)點、電流腹點。，。段 ，故線上載行波。，。段 ，線上載行波，。段端短路，線上載駐波，。點為電壓節(jié)點、電流腹點，點為點壓腹點，電流節(jié)點。段 處總阻抗為三個阻抗的并聯：，故，線上載行駐波，處為電壓節(jié)點、電流腹點，處為電壓腹點、電流節(jié)點。，。（2） 求、沿線分布將上述各值標繪出來，如圖所示題解2-13圖 沿線、分布（3） 負載吸收功率2-14 解（1）為使段處于行波狀態(tài)，需使處的等效阻抗，因為處可視為短路，故 再經折合到處的阻抗，為又經折合到處的阻抗，為（2） 分析工作狀態(tài)。求段呈

5、行波狀態(tài)，段呈駐波狀態(tài)，端為電壓節(jié)點，電流腹點，端為電壓腹點，電流節(jié)點，段為行駐波，端為電壓節(jié)點，電流腹點，端為電壓腹點，電流節(jié)點，段為行駐波，端為電壓節(jié)點，電流腹點，端為電壓腹點，電流節(jié)點。（3） 求、 輸入端等效阻抗為， 因為點的兩段分支完全相同故有 按上述所求各值繪出沿線、分布曲線如圖所示。題解2-14圖 沿線、分布（4）檢測電流 2-15 解（1）求駐波系數，。等效到點的阻抗為，則點的等效阻抗為，于是，點的等效阻抗為故點的反射系數模為（2） 計算送至負載上的功率 輸入端的阻抗為因傳輸系統無耗且和不消耗能量，故傳送到負載上的功率為2-16 解 若處無反射則必須處的輸入阻抗等于特性阻抗，即

6、得由等式兩端實部相等，得將代入上式，有2-17 解 ，參閱習題2-7求證公式有2-18 解 ，又 2-19 解2-20 解 ；，將它們各自代入下列二式中：即可繪出各自的工作狀態(tài)如圖所示。題解2-20圖 工作狀態(tài)分布圖2-21 解 ，由解得等效到點為等效到電源端的阻抗，為由輸入端等效電路可得經分流后送到段的輸入電流及終端電流分別為2-22 解 當時 （）2-23 解 解得 2-24 證明 整理得將已知數值代入上式，得整理得2-25 解（1）；在阻抗圓圖上找到點，其對應電刻度為0.15，以為半徑順時針旋到電刻度為的點，得，；（2） 在圓圖上找到點，其電刻度為。由沿等圓逆轉至點反轉至點讀得，；（3）

7、在圓圖上找到所對應的點，其電長度為，以為半徑順時針旋至點，讀得，（4） 在圓圖上找到所對應點，其電長度為，再以為半徑逆轉到點再反轉，讀得，；（5） 在圓圖上找到，的點以為半徑旋至正實軸得（6）在圓圖上找到點，其電刻度為，以為半徑旋至正實軸得到， 以為半徑旋至的點，即為題解2-25圖2-26 解（1）；（2）（3）在圓圖上找到，的交點，電刻度為，以為半徑順時針旋轉與單位圓相交于點，讀得電刻度為，故，見圖。（4）題解2-26圖2-27 解（1）在圓圖上找到點以為半徑做圓交至實軸得點、并讀得，所以電壓腹點和節(jié)點至負載的距離分別為，（2）在圓圖上找到(和兩圓之交點)，反轉即為，其電刻度為。故 ，（3）

8、圓圖上即為電壓節(jié)點，由沿等圓逆轉所得到的點即為，讀得，由沿等圓順轉（實轉半周即可）即得，故（4）在圓圖上以做圓。由點逆轉即可找到，由順轉得到故（5）因，在圓圖上找到對應點并做圓。由起逆轉，得到，故再由順轉，得到，故題解2-27圖2-28 解 在圓圖上找到所對應的點，其電刻度為，再以為半徑旋至點，讀得題解2-28圖2-29 解（1），在圓圖上找到；（2）查得。2-30 解 ，。由圓圖實軸上找到的點，由此沿等圓逆轉得到，故2-31 解（1）因終端接的是感性復阻抗，欲匹配，應利用并聯短路支節(jié)提供一容性電抗。這樣即可使處的等效阻抗呈純阻，即，于是（2）（3）若匹配裝置放于處，則，這就要求并聯短路支節(jié)提

9、供一感性電抗。于是2-32 解（1）求、在圓圖上所對應的點，其電刻度為，以為半徑做圓交實軸分別為、，讀得（2）第一個出現極值的是最大電阻，距負載為（3）沿等圓以為半徑旋至點（），讀得2-33 解 單螺調配器是以改變螺釘的插入深度和位置達到匹配目的的，其工作原理與單支節(jié)匹配器完全一樣。2-34 解 （1）在圓圖上找到和二圓之交點，電刻度為；（2）在圓圖上連接點和（），以此為直徑作圓，此即“輔助圓”。（3）由沿等圓順轉至，再由沿過該點的電阻圓旋轉交“輔助圓”于、；（4）將“輔助圓”順時轉即到達的單位圓上，和分別落在和上，再由和沿圓旋轉至點即得到了匹配。2-35 解 ，在圓圖上找到對應點。反轉得到，

10、其電刻度為。（1）求、：由沿等圓順轉得到，由沿等電導圓旋轉交于輔助圓兩點，得，求得，就是說，第一支節(jié)的長度將有兩組解。在圓圖上找到、的對應點，其電刻度分別為、，則（2）求、：由、沿各自的等圓順時針旋轉，交于單位圓（）得到，要求，故，其電刻度為，其電刻度為故得為使結構緊湊，選長度較短的一組解，即2-36 解 若用三支節(jié)進行調配，可有下列三種方案。方案一：調節(jié)，即使，第三支節(jié)不起作用，只調、達到匹配目的，這就是前題的情況。方案二：調節(jié)，使第二支節(jié)不起作用，相當于用相距的和支節(jié)來調配。此時的輔助圓位于左半實軸上。終端導納歸一值的電刻度仍為。由沿等圓順轉得到：。再由沿圓旋轉交“輔助圓”于兩點，得到，于是求得，在圓圖上找到、