微波技術(shù)（計算）

1、微波總復(fù)習(xí)計算部分（一）傳輸線部分1.（10分）已知一傳輸TEM模的均勻無耗傳輸線的，終端負載，求：（1）沿線駐波比；（2）沿線電壓反射系數(shù)；（3）求距終端的輸入阻抗及電壓反射系數(shù)。解：（1） （2）（3）輸入阻抗2.（15分）一空氣介質(zhì)無耗傳輸線上傳輸頻率為3GHz的信號，已知其特性阻抗，終端接有的負載。求：（1）線上駐波比；（2）沿線電壓反射系數(shù)；（3）距離終端處的輸入阻抗和電壓反射系數(shù)。解：（1）（2.5分）（2.5分）（2）（3分）（3）輸入阻抗（1分） （1分）（3分）（2分）解法二：（1）在等阻抗圓與的交點即為的對應(yīng)點，標記為A。（2.5分）以O(shè)為圓心、線段OA為半徑的圓即等圓，其

2、與正實軸的交點為。（2.5分）（2），沿線電壓反射系數(shù)即為。（3分）（3）（1分） （1分）A點沿等圓順時針轉(zhuǎn)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(shù)的角度，。（2分）3.（10分）一傳輸TEM模的均勻無耗傳輸線的特性阻抗為，終端接一未知負載；測得，離負載處為第一個電壓波節(jié)點。求：（1）負載的電壓反射系數(shù)；（2）負載的阻抗。解：（1）駐波比，設(shè)第一個電壓波節(jié)點離終端的距離為，則有取解得因此（2）4.（15分）如下圖所示，無耗傳輸線電路中，工作波長，特性阻抗，負載，。（1）試確定開路線（DF段）長度L和阻抗變換器（CD段）的特性阻抗，使源達到匹配；（2）求出

3、BE段的電壓駐波比以及電壓和電源振幅的極值，并畫出其分布圖；（3）求負載吸收的功率。解：（1）要求而，因此，重復(fù)性：，波長變換器要求： （2）BE段駐波比 （3）消耗的功率：兩個分支相同，所以吸收的功率等于總功率減去吸收的功率5.（15分）如圖所示，主傳輸線的特性阻抗，用匹配器進行匹配。求并聯(lián)的電抗負載、匹配器的特性阻抗、A點的總反射系數(shù)及AB段、BC段的駐波比。解：，AB段：，BC段匹配，。（二）波導(dǎo)部分1.（20分）已知空氣填充的矩形波導(dǎo)尺寸為。（1）當工作波長為時，問波導(dǎo)中能傳輸哪些波型？（2）測得波導(dǎo)中傳輸模時，相鄰波腹、波節(jié)的距離為5.45cm；求截止波長、波導(dǎo)波長、工作波長、相位常

4、數(shù)、相速、群速及波阻抗。解：傳輸條件：即：（1）時，又為整數(shù)，解得：即時，能傳輸、波型。（2）由題意知，傳輸時由得：2.（15分）一空氣填充的矩形波導(dǎo)（），信號的工作頻率為10GHz。求：（1）波導(dǎo)中主模的波導(dǎo)波長，相速和群速；（2）若尺寸不變，工作頻率變?yōu)?5GHz，除了主模，還能傳輸什么模？解：（1）工作頻率，空氣填充，因此（1分）主模能夠傳輸；（2分）（2分）（2分）（2分）（2）（1分）主模截止波長截止波長（2分）截止波長截止波長（2分）因此可以確定除了主模外，還能傳輸模和模。（1分）3.（15分）用空氣填充的BJ-100（）矩形波導(dǎo)以主模傳播10GHz的微波信號，求：（1）主模的截止

5、波長、波導(dǎo)波長、傳播常數(shù)和波阻抗。波在空氣的波長，波阻抗波型因子（1分）；（1分）；（1分）；或（1分）計算公式正確，結(jié)果錯誤，給一半分。（2）（定性說明）若波導(dǎo)寬邊尺寸增加一倍，上述個量如何變化？（1分）；（1分）；（1分；）（1分）。（3）若尺寸不變，工作頻率變?yōu)?5GHz，此時波導(dǎo)中可能有哪幾個模式傳播？主模的截止波長、波導(dǎo)波長、傳播常數(shù)和波阻抗又為多少？頻率改變，對應(yīng)空氣中波長為，導(dǎo)通條件為，即應(yīng)該有，解得可知波導(dǎo)內(nèi)可傳播模（1分）、模（1分）、模（1分）。此時主模波型因子，故有（1分），（1分）（1分），（1分）（三）微波網(wǎng)絡(luò)部分1.（10分）寫出如圖所示、參考面間電路的歸一化轉(zhuǎn)移矩

6、陣。2.（10分）有一個無耗互易對稱雙端口元件，終端接匹配負載，測得輸入端的電壓反射系數(shù)，求此元件的：（1）散射矩陣；（2）電壓傳輸系數(shù)、插入衰減、插入相移及輸入駐波比。解：（1）對稱互易且無耗 ，設(shè)，則，解得：或（2）3.（10分）如圖所示一無耗對稱雙端口網(wǎng)絡(luò)，輸出端口接匹配負載，距輸入端口處為電壓波節(jié)點，求該網(wǎng)絡(luò)的矩陣。解：根據(jù)無耗對稱，有（1.5分）（1.5分）（1.5分）（1.5分） （1分）的相角為：（2分）（1分）4.（10分）實驗測得某二端口網(wǎng)絡(luò)的矩陣為：（1）此二端口網(wǎng)絡(luò)是否為互易網(wǎng)絡(luò)，是否為無耗網(wǎng)絡(luò)？說明原因。（2）若輸出端口短路，求輸入端口的駐波比。解：（1）由，此二端口網(wǎng)絡(luò)是互易網(wǎng)絡(luò)；（1分）由不為單位陣，此二端口網(wǎng)絡(luò)非無耗網(wǎng)絡(luò)。（2分）（2）（2分）輸出端短路（2分）代入（2）得到代入（1）得：（2分）（1分）5.（15分）有一個無耗互易的四端口網(wǎng)絡(luò)，其散射矩陣為。當端口1的微波輸入功率（其輸入歸一化電壓波為），而其余端口均接匹配負載時：（1）求網(wǎng)絡(luò)第2，3，4端口的輸出功率；（2）求網(wǎng)絡(luò)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；（3）當?shù)?端口接一個反射系數(shù)為的負載時，第3，4端口的輸出信號（即輸出歸一化電壓波）是什么？解：（1）2端口輸出功率：（1分） 3端口輸出功率：0 （1分） 4端口輸出功率： （1分）（2）2端口的輸出信號