哈工大微波技術(shù)1-2章答案

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(yīng)的波長范圍為1m0.1mm。關(guān)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，微波具有以下特點。（1） 頻率極高，振蕩周期極短，必須考慮系統(tǒng)中的電子慣性、高頻趨膚效應(yīng)、輻射效應(yīng)及延時效應(yīng)；（2） 波長極短，“反射是微波領(lǐng)域中最重要的物理現(xiàn)象之一，因此，匹配問題是微波系統(tǒng)中的一個突出問題。同時，微波波長與實驗設(shè)備的尺寸可以比較，因而必須考慮傳輸系統(tǒng)的分布參數(shù)效應(yīng)；（3） 微波可穿透電離層，成為“宇宙

2、窗口；（4） 量子特性顯現(xiàn)出來，可用來研究物質(zhì)的精細結(jié)構(gòu)。1-3 在國防工業(yè)方面：雷達、電子對抗、導(dǎo)航、通信、導(dǎo)彈控制、熱核反響控制等都直接需要應(yīng)用微波技術(shù)。在工農(nóng)業(yè)方面，廣泛應(yīng)用微波技術(shù)進行加熱和測量。在科學(xué)研究方面，微波技術(shù)的應(yīng)用也很廣泛。例如，利用微波直線加速器對原子結(jié)構(gòu)的研究，利用微波質(zhì)譜儀對分子精細結(jié)構(gòu)進行研究，機載微曲折射儀和微波輻射計對大氣參數(shù)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(yīng)線長為故 整理得 2-8 解 而

3、給定的是感性復(fù)阻抗，故第一個出現(xiàn)的是電壓腹點，即線應(yīng)接在此處。假設(shè)在電壓波節(jié)處接線那么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(shè)負載端的反射系數(shù)為 ，傳輸線上的駐波比為，輸入阻抗為那么 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(jù)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，距點處為電壓節(jié)點、電流腹點，線上載駐

4、波。段 設(shè)段的輸入阻抗為，那么段的等效負載，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(lián)：，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，如下圖題解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(jīng)折合到處的阻抗，為又經(jīng)折合到處的阻抗，為2 分析工作狀態(tài)。求段呈行波狀態(tài)，段呈駐波狀態(tài)，端為電壓節(jié)點

5、，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、分布曲線如下圖。題解2-14圖 沿線、分布4檢測電流 2-15 解1求駐波系數(shù)，。等效到點的阻抗為，那么點的等效阻抗為，于是，點的等效阻抗為故點的反射系數(shù)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(tǒng)無耗且和不消耗能量，故傳送到負載上的功率為 2-16 解 假設(shè)處無反射那么必須處的輸入阻抗等于特性阻抗，即得由等式兩端實部相等，得將代入上式，有2

6、-17 解 ，參閱習(xí)題2-7求證公式有2-18 解 ，又 2-19 解2-20 解 ；，將它們各自代入以下二式中： 即可繪出各自的工作狀態(tài)如下圖。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(jīng)分流后送到段的輸入電流及終端電流分別為2-22 解 當(dāng)時 2-23 解 解得 2-24 證明 整理得將數(shù)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(yīng)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(zhuǎn)至點反轉(zhuǎn)至點讀得，；3在圓圖上找到所對應(yīng)的點，其電長度為，以為半徑順時針旋至點，讀

7、得，4 在圓圖上找到所對應(yīng)點，其電長度為，再以為半徑逆轉(zhuǎn)到點再反轉(zhuǎn)，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；23 在圓圖上找到，的交點，電刻度為，以為半徑順時針旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)即為，其電刻度為。故 ，3圓圖上即為電壓節(jié)點，由沿等圓逆轉(zhuǎn)所得到的點即為，讀得，由沿等圓順轉(zhuǎn)實轉(zhuǎn)半周即可即得，故4在圓圖上

8、以做圓。由點逆轉(zhuǎn)即可找到，由順轉(zhuǎn)得到 故5因，在圓圖上找到對應(yīng)點并做圓。由起逆轉(zhuǎn)，得到，故再由順轉(zhuǎn)，得到，故題解2-27圖2-28 解 在圓圖上找到所對應(yīng)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(zhuǎn)得到，故2-31 解1因終端接的是感性復(fù)阻抗，欲匹配，應(yīng)利用并聯(lián)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23假設(shè)匹配裝置放于處，那么，這就要求并聯(lián)短路支節(jié)提供一感性電抗。于是2-32 解1求、在圓圖上所對應(yīng)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(xiàn)極值的是

9、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(diào)配器是以改變螺釘?shù)牟迦肷疃群臀恢玫竭_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(zhuǎn)至，再由沿過該點的電阻圓旋轉(zhuǎn)交“輔助圓于、；4將“輔助圓順時轉(zhuǎn)即到達的單位圓上，和分別落在和上，再由和沿圓旋轉(zhuǎn)至點即得到了匹配。2-35 解 ，在圓圖上找到對應(yīng)點。反轉(zhuǎn)得到，其電刻度為。1求、：由沿等圓順轉(zhuǎn)得到，由沿等電導(dǎo)圓旋轉(zhuǎn)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(yīng)點，其電刻度分別為、，那么2求、：由、沿各自的等圓順時針旋轉(zhuǎn)，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(jié)構(gòu)緊湊，選長度較短的一組解，即2-36 解 假設(shè)用三支節(jié)進行調(diào)配，可有以下三種方案。方案一：調(diào)節(jié)，即使，第三支節(jié)不起作用，只調(diào)、到達匹配目的，這就是前題的情況。方案二：調(diào)節(jié)，使第二支節(jié)不起作用，相當(dāng)于用相距的和支節(jié)來調(diào)配。此時的輔助圓位于左半實軸上。終端導(dǎo)納歸一值的電刻度仍為。由沿等圓順轉(zhuǎn)得到：。再由沿圓旋轉(zhuǎn)交“輔助圓于兩點，得到，于是求得，在圓圖上找到、對應(yīng)的電刻