微波技術(shù)作業(yè)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1微波微波(wib)技術(shù)作業(yè)技術(shù)作業(yè)第一頁(yè)，共35頁(yè)。2（p27）第1頁(yè)/共35頁(yè)第二頁(yè)，共35頁(yè)。3、（P27）第2頁(yè)/共35頁(yè)第三頁(yè)，共35頁(yè)。4、（、（P37）已知均勻無耗傳輸線的特性阻抗）已知均勻無耗傳輸線的特性阻抗Z0=50歐姆歐姆(u m)，終端負(fù)載，終端負(fù)載 ZL=0。試求：（。試求：（1） ，（，（2） ，（3） 處的輸入阻抗處的輸入阻抗 Zin(l)8l4l2l第3頁(yè)/共35頁(yè)第四頁(yè)，共35頁(yè)。5、（、（P37）已知均勻）已知均勻(jnyn)無耗傳輸線上的電壓、電流表無耗傳輸線上的電壓、電流表示式為示式為00(z)U cossinU(z)cossinLLLLUzjI Z

2、zIIzjzZ試求：（試求：（1）傳輸線輸入阻抗）傳輸線輸入阻抗 Zin(z)與負(fù)載阻抗與負(fù)載阻抗ZL的關(guān)系式的關(guān)系式； （2）證明傳輸線輸入阻抗）證明傳輸線輸入阻抗 具有具有(jyu) 的周期性的周期性； （3）證明傳輸線輸入阻抗具有）證明傳輸線輸入阻抗具有(jyu) 的變換性的變換性；24第4頁(yè)/共35頁(yè)第五頁(yè)，共35頁(yè)。6（P37）第5頁(yè)/共35頁(yè)第六頁(yè)，共35頁(yè)。7（P55）已知均勻無耗傳輸線的特性阻抗）已知均勻無耗傳輸線的特性阻抗Z0，相位常數(shù)為，相位常數(shù)為 ，當(dāng)傳輸線的終端接負(fù)載，當(dāng)傳輸線的終端接負(fù)載ZL時(shí)，在傳輸線上測(cè)得電壓駐波系數(shù)時(shí)，在傳輸線上測(cè)得電壓駐波系數(shù)(xsh)為為 ，

3、終端負(fù)載離線上第一個(gè)電壓波節(jié)點(diǎn)的距離為，終端負(fù)載離線上第一個(gè)電壓波節(jié)點(diǎn)的距離為zmin1。試證明。試證明min10min11tantanLjzZZjz第6頁(yè)/共35頁(yè)第七頁(yè)，共35頁(yè)。8（P65）第7頁(yè)/共35頁(yè)第八頁(yè)，共35頁(yè)。9（P65）第8頁(yè)/共35頁(yè)第九頁(yè)，共35頁(yè)。10（P83）第9頁(yè)/共35頁(yè)第十頁(yè)，共35頁(yè)。11（P98）一個(gè)40+j70歐姆的負(fù)載(fzi)阻抗接在一個(gè)100歐姆的傳輸線上，其長(zhǎng)度為波長(zhǎng)。求負(fù)載(fzi)處的反射系數(shù)、線的輸入端的反射系數(shù)、輸入阻抗、線的SWR及回波損耗。第10頁(yè)/共35頁(yè)第十一頁(yè)，共35頁(yè)。12（P98）已知傳輸線的特性阻抗為）已知傳輸線的特性阻

4、抗為50歐姆，當(dāng)傳輸線終端接負(fù)載歐姆，當(dāng)傳輸線終端接負(fù)載ZL時(shí)，測(cè)得線上的電壓駐波時(shí)，測(cè)得線上的電壓駐波(zh b)系數(shù)為系數(shù)為2，線上第一個(gè)電壓波，線上第一個(gè)電壓波節(jié)點(diǎn)離負(fù)載的距離為個(gè)波長(zhǎng)。求負(fù)載阻抗和負(fù)載導(dǎo)納值（用圓圖求節(jié)點(diǎn)離負(fù)載的距離為個(gè)波長(zhǎng)。求負(fù)載阻抗和負(fù)載導(dǎo)納值（用圓圖求解）解）第11頁(yè)/共35頁(yè)第十二頁(yè)，共35頁(yè)。 為什么波導(dǎo)(b do)中不能傳輸TEM波？因?yàn)門EM波要求電場(chǎng)和磁場(chǎng)完全在波導(dǎo)的橫截面上.由于磁場(chǎng)是閉合曲線,在橫截面滿足麥克斯韋方程,在閉合曲面的線積分等于位移電流和傳導(dǎo)電流的面積分.,這樣就要求有位移電流的存在,位移電流沿軸向傳播(chunb),這樣與電場(chǎng)完全在波導(dǎo)

5、橫截面上矛盾。第二章第12頁(yè)/共35頁(yè)第十三頁(yè)，共35頁(yè)。1、已知均勻、已知均勻(jnyn)波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)中，波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)中， 。試用。試用波數(shù)概念證明波數(shù)概念證明21 ()gc222ckk(1)(2)(3)(4)22gcgc 21 ()pcvv21 ()gcvv 第13頁(yè)/共35頁(yè)第十四頁(yè)，共35頁(yè)。2、第14頁(yè)/共35頁(yè)第十五頁(yè)，共35頁(yè)。3、第15頁(yè)/共35頁(yè)第十六頁(yè)，共35頁(yè)。4第16頁(yè)/共35頁(yè)第十七頁(yè)，共35頁(yè)。5、第17頁(yè)/共35頁(yè)第十八頁(yè)，共35頁(yè)。6、第18頁(yè)/共35頁(yè)第十九頁(yè)，共35頁(yè)。7、第19頁(yè)/共35頁(yè)第二十頁(yè)，共35頁(yè)。100021 (2 )TEZa101010101

6、0sin(x)U(z)sin(x) (z)j zyj zxTExEEeeaExHehIZa 解：由第3章可知(k zh)1、求出矩形波導(dǎo)TE10模的等效(dn xio)電壓、等效(dn xio)電流和等效(dn xio)特性阻抗。(4-2-5)其中(qzhng)，TE10模的波阻抗。可見所求的模式等效電壓、等效電流可表示為11U(z)(z)j zj zeAeAIeZ (4-2-6)第三章第三章式中，Ze為模式特性阻抗，現(xiàn)取 ，我們來確定A1。由式(4-2-5)及(4-2-6)可得10eTEbZZa第20頁(yè)/共35頁(yè)第二十一頁(yè)，共35頁(yè)。101010110101sin(x)sineTEExeAa

7、EZxhA Za 1021021110122eTEEZabA ZbAE(4-2-7)由式(4-2-4)可推得(4-2-8)于是(ysh)唯一確定了矩形波導(dǎo)TE10模的等效電壓和等效電流，即101010(z)2(z)2jzjzTEbUE eEaIeZ(4-2-9)此時(shí)波導(dǎo)(b do)任意點(diǎn)處的傳輸功率為(4-2-10)與第三章79頁(yè)功率表達(dá)式相同，也說明(shumng)此等效電壓和等效電流滿足第2條規(guī)定102101ReU (z)I (z)24kkTEEabPZ第21頁(yè)/共35頁(yè)第二十二頁(yè)，共35頁(yè)。2、求如圖所示網(wǎng)絡(luò)(wnglu)的阻抗矩陣第四章第22頁(yè)/共35頁(yè)第二十三頁(yè)，共35頁(yè)。3、求如圖

8、所示雙端口網(wǎng)絡(luò)(wnglu)的Z矩陣和Y矩陣解：由Z矩陣(j zhn)的定義：第23頁(yè)/共35頁(yè)第二十四頁(yè)，共35頁(yè)。T1T2 00jjeSe0|011112aabs0|022221aabsjaeabs021121|jaeabs012212|第24頁(yè)/共35頁(yè)第二十五頁(yè)，共35頁(yè)。 1SS 第25頁(yè)/共35頁(yè)第二十六頁(yè)，共35頁(yè)。第26頁(yè)/共35頁(yè)第二十七頁(yè)，共35頁(yè)。212121jSSe222222jSSe111111jSSe121212jSSe11111111()211211()2211111 1jjjjSeSeSSeSe試證明(zhngmng)無耗、互易、對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)的S矩陣為第27頁(yè)/共3

9、5頁(yè)第二十八頁(yè)，共35頁(yè)。32320.20.980.980.2jjjjeeSee求二端口網(wǎng)絡(luò)的工作特性(txng)參量9、課后習(xí)題(xt)12題第28頁(yè)/共35頁(yè)第二十九頁(yè)，共35頁(yè)。圖給出了連接在一起的兩段矩形波導(dǎo)，它們的寬邊相同，都是a=23mm，而窄邊則分別是b1=5mm，b2=10mm，內(nèi)部填充空氣。當(dāng)?shù)诙蔚哪┒?m dun)接匹配負(fù)載時(shí)，求連接處的反射系數(shù)。1、112120( )1 ()2ebZzaa222120( )1 ()2ebZzaa由等效電路可知，因?yàn)榈?段傳輸線的末端接匹配負(fù)載(fzi)，故連接處點(diǎn)T的等效阻抗就等于第2段矩形波導(dǎo)的等效特性阻抗，即2121212113ee

10、TeeZZbbZZbb 可見，寬壁寬度相等而窄壁寬度不相等的兩端矩形波導(dǎo)彼此連接以后，連接處存在(cnzi)著反射。第五章第29頁(yè)/共35頁(yè)第三十頁(yè)，共35頁(yè)。如果將兩段不同特性阻抗的微帶線連接在一起，則形成不均勻性，如圖所示。已知Z01=100歐姆，Z02=25歐姆。求：(1)不均勻性產(chǎn)生的反射系數(shù)是多少？(2)如何設(shè)計(jì)(shj)一個(gè)簡(jiǎn)單匹配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配？2、第30頁(yè)/共35頁(yè)第三十一頁(yè)，共35頁(yè)。今有兩根矩形波導(dǎo)管，寬邊相同均為a，而窄邊不相同，分別為b1和b2。如果要在兩根波導(dǎo)之間插入矩形波導(dǎo)寬邊為a，長(zhǎng)度是四分之一導(dǎo)波長(zhǎng)的波導(dǎo)段以實(shí)現(xiàn)匹配，試計(jì)算(j sun)其窄邊b應(yīng)是多少？3、第31頁(yè)/共35頁(yè)第三十二頁(yè)，共35頁(yè)。單階梯(jit)四分之一波長(zhǎng)阻抗變換器等效電路，如書