微波技術期末考試試卷

1、word北京航空航天大學20062007學年第 一 學期 微波技術 期末考試試卷A標準答案及評分標準一、簡答題每題3分1、 如何判斷長線和短線？答：長線是傳輸線幾何長度l與工作波長可以相比較的傳輸線1.5分，必須考慮波在傳輸中的相位變化效應，短線是幾何長度l與工作波長相比可以忽略不計的傳輸線1.5分。界限可以認為是。2、 何謂分布參數電路？何謂集總參數電路？答：集總參數電路由集總參數元件組成，連接元件的導線沒有分布參數效應，導線沿線電壓、電流的大小與相位與空間位置無關1.5分。分布參數電路中，沿傳輸線電壓、電流的大小與相位隨空間位置變化，傳輸線存在分布參數效應1.5分。3、 何謂色散傳輸線？對

2、色散傳輸線和非色散傳輸線各舉一個例子。答：支持色散模式傳輸的傳輸線，0.5分色散模式是傳輸速度相速與群速隨頻率不同而不同的模式0.5分。支持非色散模式傳輸的傳輸線0.5分，非色散模式是傳輸速度相速與群速不隨頻率而改變的模式。0.5分色散模式傳輸線：波導0.5分非色散模式傳輸線：同軸，平行雙導體，微帶。0.5分4、 均勻無耗長線有幾種工作狀態(tài)？條件是什么？答：均勻無耗長線有三種工作狀態(tài)，分別是駐波、行波與行駐波。1.5分駐波：傳輸線終端開路、短路或接純電抗；0.5分行波：半無限長傳輸線或終端接負載等于長線特性阻抗；0.5分行駐波：傳輸線終端接除上述負載外的任意負載阻抗；0.5分5、 什么是波導中

3、的模式簡并？矩形波導和圓波導中的簡并有什么異同？答：不同模式具有相同的特性傳輸參量叫做模式簡并。1分矩形波導中，TEmn與TMmnm、n均不為零互為模式簡并。1分圓波導的簡并有兩種，一種是極化簡并。其二是模式簡并，1分6、 空氣填充的矩形波導寬邊尺寸為，窄邊尺寸為中，要求只傳輸波型，其條件是什么？答：由于的截止波長，而的截止波長為，的截止波長為，假設保證單模傳輸，因此傳輸條件max3分。答對1分2分或2分或2.5分7、 說明二端口網絡參量的物理意義？答：S11,1端口接源，2端口接匹配負載，1端口的電壓反射系數；S22：2端口接源，1端口接匹配負載，2端口的電壓反射系數；S12：2端口接源，1

4、端口接匹配負載，2端口到1端口的電壓傳輸系數；S21：1端口接源，2端口接匹配負載，1端口到2端口的電壓傳輸系數；對角元答對第1個給1分，答對第2個加0.5分；非對角元答對第1個給1分，答對第2個加0.5分；8、 寫出理想移相器的散射矩陣答：寫出2´2矩陣形式給1分，每個元素0.5分；9、 一個微波網絡的“某端口匹配與“某端口接匹配負載物理含義有何不同？ 答：某端口匹配是指該端口無反射，出波為零1.5分；某端口接匹配負載是指負載無向該端口的反射，該端口入波為零1.5分。10、什么叫截止波長？為什么只有波長小于截止波長的波才能夠在波導中傳播？1分 波長只有小于截止波長，該模式才能在波導

5、中以行波形式傳輸1分，當時，為迅衰場，非行波1分。二、此題15分一空氣介質無耗傳輸線上傳輸頻率為3GHz的信號，其特性阻抗，終端接有的負載。求：線上駐波比；沿線電壓反射系數；距離終端處的輸入阻抗和電壓反射系數解： 2.5分 2.5分 3分 輸入阻抗 1分， 1分 3分 2分解法二： 在等阻抗圓與的交點即為的對應點，標記為。2.5分 以O為圓心、線段OA為半徑的圓即等圓, 其與正實軸的交點為 2.5分 ，沿線電壓反射系數即為 3分 1分 1分A點沿等圓順時針轉處B讀出歸一化阻抗，可以得到輸入阻抗3分連接圓心O和B點交點讀出反射系數的角度2分三、此題15分一空氣填充的矩形波導，信號的工作頻率為10

6、GHz。求:波導中主模的波導波長，相速和能速； 假設尺寸不變，工作頻率變?yōu)?5GHz，除了主模，還能傳輸什么模 ？解：工作頻率，空氣填充，因此 1分 主模TE10能夠傳輸； 2分傳輸參數： 2分 2分 2分2 1分主模截止波長截止波長為 2分截止波長為截止波長為2分因此可以確定除了主模外，還能傳輸模和模 1分四、此題15分有一個無耗互易的四端口網絡，其散射矩陣為。當端口1的微波輸入功率為其輸入歸一化電壓波為，而其余端口均接匹配負載時： 求網絡第2，3，4端口的輸出功率； 求網絡第2，3，4端口的輸出信號相對于第1端口輸入信號的相位差； 當第2端口接一個反射系數為的負載時，第

7、3，4端口的輸出信號即輸出歸一化電壓波，是什么？解：（1） 2端口的輸出功率： 1分3端口的輸出功率：0 1分4端口的輸出功率：1分22端口的輸出信號相對于1端口輸入信號的相位差：的相角 0o1分3端口無輸出信號1分4端口的輸出信號相對于1端口輸入信號的相位差：的相角1分(3) 1分 1分 1分 1分由： 1分 1分 1分 1分 1分五、此題15分 對某一個微波網絡的第端口，其歸一化入射電壓波為，歸一化反射電壓波為，寫出此端口的入射輸入功率和反射輸出功率的表達式。 證明當該網絡無耗時，其散射矩陣滿足么正性，即。解：(1) (2分)(2分)(2)對任一端口，如對i 口入波功率(P+)i出波功率(P-)i那么n個端口的總入波功率與總出波功率分別為： 2分 2分根據網絡無耗的條件：P+=P- 2分即有： (*)1分又根據定義 b=Sa , 有b+=(Sa)+=a+S+ 2分 代入(*)得: a+a=a+S+Sa 1分移項 a+(1-S+S)a=0 上式對任意入波a都應成立 故必有： 1-S+S=0 即 S+S=1 1分六、此題10分利用導納圓圖和文字說明對一個容性負載用容性短路并聯單枝節(jié)進行匹配的步驟。解：1由于負載為容性，因此選