微波技術(shù)波導(dǎo)練習(xí)題2課件

1、 (2) 波導(dǎo)中一般只允許傳輸主型模( )，當(dāng)工作頻率不斷升高時(shí)，波導(dǎo)內(nèi)會(huì)出現(xiàn)高次模式( )。 (3) 同軸線內(nèi)傳輸TEM模，而設(shè)計(jì)不好時(shí)也存在TE和TM模( )。矩形波導(dǎo)內(nèi)存在TEM模( )。1、判斷正誤 (1) 平行雙導(dǎo)線傳輸?shù)氖菣M磁波( )；波導(dǎo)管內(nèi)傳輸?shù)闹荒苁菣M電波，不能是別的( ) 。平行雙導(dǎo)線傳輸?shù)闹髂Ｊ菣M電磁波(TEM)。解 在滿足f fc 傳輸條件下, 波導(dǎo)管內(nèi)能傳輸橫電波(TE)和橫磁波(TM)。 (4) 在對(duì)有反射的負(fù)載調(diào)配時(shí)，隨著反射的減小，沿傳輸線上的最大電壓不斷減小( )，而線上的最小電壓卻不斷地增大( ) 。r = |U|max / |U|min 2. 填空 (1)

2、 尺寸為ab的矩形波導(dǎo)，若a =2b，前三個(gè)最低模式為 模式。H10 , H20 , H01(2) 圓波導(dǎo)的最低模是 , 其截止波長(zhǎng) 。a 為圓波導(dǎo)的半徑。 (3) 已知 a =7.2cm、b=3.4cm 的矩形波導(dǎo)中有兩個(gè)模在傳輸。這兩個(gè)模是 , 這時(shí)工作波長(zhǎng)的范圍為 。H10 ，H20解矩形波導(dǎo)中傳輸?shù)膬蓚€(gè)模為H10和H20模。這時(shí)工作波長(zhǎng) l 為即 3. 一空氣填充的矩形波導(dǎo)中傳輸TE10波，已知a b = (64)cm2, 若沿縱向測(cè)得相鄰的波腹點(diǎn)與波節(jié)點(diǎn)之間的距離為4.47cm, 求信號(hào)源的頻率。解對(duì)TE10波, lc=2a =12cm由題意知而解 工作波長(zhǎng)為： 4. 一空氣填充的矩

3、形波導(dǎo) a b = (6 4)cm2, 信號(hào)頻率為3GHz , 試計(jì)算對(duì)于TE10、 TE01、 TE11和TM11四種波型的截止波長(zhǎng)。并求可傳輸模的波導(dǎo)波長(zhǎng)、相移常數(shù)、相速、群速及波阻抗。由截止波長(zhǎng)的計(jì)算公式得 l , 導(dǎo)通 l ， 截止 l ， 截止對(duì)TE10波, lc= 2a, 得：根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，本題的波導(dǎo)中只能傳輸TE10模。 5. 空氣填充的矩形波導(dǎo)中a =2.3cm, b=1cm。若 f = 20GHz , 求TM11模的 fc、b、lg、vp及波阻抗；又若 f = 10GHz, 求TM11模的傳播常數(shù) g 。解 對(duì)TM11模：( 20GHz ) 導(dǎo)通當(dāng) f = 10GHz ,

4、 由于 f fc, TM11模不能在波導(dǎo)中傳播。 6. 空氣填充的矩形波導(dǎo)中a =7.2cm, b=3.4cm。 (1) 當(dāng)工作波長(zhǎng)(l = c/f )分別為16、8、6.5cm時(shí)，此波導(dǎo)可能有哪幾個(gè)傳輸模？(2) 求 TE10 單模傳輸?shù)念l率范圍，并要求此頻帶的低端比TE10的 fc大5%，其高端比最相近的高階模的 fc 低5% 。解 (1)傳輸條件: l 2b, 故而 題目要求頻帶的低端比TE10的 fc大5%, 其高端比最相近的高階模的 fc 低5% :得TE10 單模傳輸?shù)念l率范圍為 7. 矩形波導(dǎo)的尺寸為2.5 1.5 cm2，工作在7.5GHz。 (1) 波導(dǎo)是空心的; (2) 波

5、導(dǎo)內(nèi)填充er=2、mr=1、s = 0的介質(zhì)。求波導(dǎo)內(nèi)傳輸?shù)牟ㄐ筒⒂?jì)算主模的傳輸參量的值。解(1) 波導(dǎo)是空心的工作波長(zhǎng)矩形波導(dǎo)內(nèi)只傳輸主模TE10模。主模TE10模的傳輸參量：(2) 波導(dǎo)內(nèi)填充er=2、mr=1、s = 0的介質(zhì)工作波長(zhǎng)矩形波導(dǎo)內(nèi)除傳輸主模TE10模外，還存在TE01模。主模TE10模的傳輸參量： 8. 已知空氣填充的矩形波導(dǎo)的尺寸為22.9 10.2 mm2，傳輸TE10波, 工作頻率f =9.375GHz; 空氣的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度為30KV/cm。 求波導(dǎo)能夠傳輸?shù)淖畲蠊β省＝鈫我恍胁l件下TE10波可以通過(guò)的最大功率為*若波導(dǎo)中出現(xiàn)反射波，則波導(dǎo)的功率容量為 (1) 設(shè)a

6、=2b, 求波導(dǎo)的橫截面尺寸； (2) 求波導(dǎo)管壁內(nèi)縱向表面電流密度的最大值； (3) 若負(fù)載不匹配, 則波導(dǎo)內(nèi)將出現(xiàn)駐波。確定電場(chǎng)的兩個(gè)相鄰波節(jié)點(diǎn)之間的距離。 9. 空氣填充的矩形波導(dǎo)中傳輸波的頻率 f =3GHz, 相速vp=1.25 3 108 m/s ; 波的電場(chǎng)為(m=1, n=0)由題意知，波導(dǎo)內(nèi)是向-z方向傳輸?shù)腡E10模H10解(1)(2) 由xy可知，管壁內(nèi)縱向表面電流密度Jz由Hx確定。由得向-z方向傳輸時(shí)矩形波導(dǎo)TE10模內(nèi)壁高頻電流分布波導(dǎo)管壁內(nèi)縱向表面電流密度的最大值為( 位于 x=a/2處 ) (3) 若負(fù)載不匹配，電場(chǎng)的兩個(gè)相鄰波節(jié)點(diǎn)之間的距離為0zlg/20zlminZL 10. 矩形波導(dǎo)終端短路時(shí), 測(cè)得第一個(gè)電壓波節(jié)點(diǎn)的位置 lmin=1cm。求終端換接ZL=(30+j40) W時(shí), 離終端1cm處的輸入阻抗 Z1。解=ZL =(30+j40) WZL=0 lmin= lg/2=1cmZ1 = Zin (lg/2)Z1 終端短路時(shí)的電壓波節(jié)點(diǎn)稱為等效終端。 11. 一尺寸為a = 22.86mm, b= 10.16mm的均勻矩形波導(dǎo)中傳輸著頻率為10GHz的TE10模，當(dāng)傳到 z = 0 處時(shí)，遇到一障礙物，從而激發(fā)起TE20模。而TE20模在波導(dǎo)中是截止的，所以它是凋落波。問(wèn)在離