微波技術與天線王新穩(wěn)習題解答第一章

1、1-1解：f=9375MHz, c / f 3.2cm,l/3.1251此傳輸線為長線1-2解：f=150kHz, c / f2000m,l/0.5104 1此傳輸線為短線為分布參數(shù)。用 R , L , C , G 表示，分別稱其為傳輸線單位長度的分布11111.6651.6651090.6661012特性阻抗 ZL1CL1C1L0C0 50f=50HzX1=L1=25016.6510-9/cm=5.2310-6/cmB1=C1=2500.6661010-12=2.0910-9S/cmU zejz Ui2e jzr 2I z 1 Z0ejz Ui 2e jz r 2將 U ,Ui2rz 3 3

2、代入42U20ej3 2ej3 j20 j222z 3 4I z 3 41200j20 j2 j0.11A2uz,t R ze jt 18cos t 2z3e 42iz,t R I ze jt 0.11cos t A2z3e 4Z =Z UzU ejz 0L0i2r2U z100ej2 Uzez 2z132136U z100ej 6u z1, t 100cos t 616解： 10.20.2e L12 c 30cmf由 Z L1L0 1LL得 Z 01LL 1LL 1001 0.2 1501 0.2由 z e j2z 0.2e2z z0.2Lmax得 2z 0, 7.5cm解： (a)Zinm

3、ax1zinmax14z1Zinz Z0inz 0z 2Zin 200, z Zin Z0 1inZZ3in0Zinz 2Z0 in11 1 z1/31-9 解： Z Z0.875,ZZ0 33Zmaxmin1-10 解： 2 zz4cmmin2min1 1 0.2,z 0.5 L1min14zmin1 0.2 L j 2zemin1e 0.2ej2L 0.2ej 21-11 解： 短路線輸入阻抗Z jZ tg lin0開路線輸入阻抗Zin ctg l0Z tg 2 tg B j520inZin0 jZ tg06 3 0jZ tg032 B j5203Z jZ in0 32Z jZ ctgin

4、03 1-12 解： 2L ZL Z0ZZL 50 j100 7 j4 0.62e150 13j 29.75o1-13 解：表1-4短路線長度短路線長度Z0.182j2.20.250.15j1.380.62j0.94in輸入導納Yin-j0.460-j0.024-j1.061-14 解：表1-5開路線長度開路線長度Z0.1-j1.380.19-j0.40.37j0.940.48j7.9in輸入導納Yinj0.73j2.5-j1.06-j0.131-15 解：表1-6負載阻抗負載阻抗0.3+j1.30.5-j1.630.250.45-j1.2-j2.0ZL駐波比9.161.86345.70.80

5、.30.50.60.71負載阻抗0.8+j0.3-j1.1j1.01.0負載阻抗0.8+j0.3-j1.1j1.01.06+j3ZL輸入阻抗 0.488-j0.610.23+j0.850-j110.13-j0.067Zin輸入阻抗24.4-j30.511.5+j42.30-j50506.67-j3.33Z()in1-17 解： 0.7ej135oLUK minUmax0.6 z 43.2omin1ZZL1 jtg zmin1 jtg zmin1min1K jtg z 0 1jKtgzmin1500.6 jtg43.2o1 j0.6 tg 43.2o 42.85 j22.8用圓圖求ZL 42.5

6、 j22.5短路分支線的接入位置 d=0.016 時 B 0.516最短分支線長度為l=0.174 B 0.516解：Z 2.6 lL 30100 0.3,YL 0.3 j0.16由圓圖求得Zin 0.36 j0.48Zin 18 j24Y1.01 Yin 0.02 j0.026S 解：Y1 j2jB j0.5LinY0.15 0.6 inininY0.15 jB 0.6 j0.96 Y0.2 0.32 j0.38ininZ0.2 1.31inZ 65 j77in解：1LZ1L10.2 j0.2 2.5 j2.5并聯(lián)支節(jié)輸入導納B ctglmin2.5min 0.061此時Z L1/2.5ZZ

7、 ZZ Z1000000L10 500 / 2.5 200 （純電阻）變換段特性阻抗Z 0 100 316解： arctg1/ 0.8 51.34o 308.66oL由 2z0得z0.43Lmax1由 2z 得z L 0.180Lmin1解： 原電路的等效電路為由Z j1得Zin 1 j向負載方向等效(沿等 圖)0.25 電長度得 Z 1inZin則 Y Zinin由Y Yinin j Zin得 Yin Zin j 1 j2由負載方向等效 0.125 電長度(沿等 圖)得Y1 j2ZL 0.2 j0.4電場或磁場用標位函數(shù)的梯度表示。該標位函數(shù)可用縱向分布函數(shù)U(z).I(z)U(z).I(z

8、)d zdz2 z 0d2Izdz22z 0TE TM 程一樣。故稱其為廣義傳輸線方程。頻率所確定的波長稱為截止波長當 c當 c時，波被截止，不能傳播時，波可以傳播 j 。一為衰減波，無法傳播。一為傳輸波，可以沿導波裝置傳播。沿該導波裝置傳輸時，等相位面移動的速度不同，有快有慢，故該現(xiàn) 答： 對比自由空間均勻平面波的波阻抗定義，定義波導的波阻抗為橫向電場EZ t Et,Ht 與傳播方向滿足右手定則橫向磁場Ht 1 1 2 cTETM1 ,ZTEMcr1-29 解：2 zz219.8839.76mmg11/2a2gmin2min1得 11/ 2 11/ 2 1/2a2g1-30 解：cf3108

9、10109f3108101091/2a2cc1/2a2rvp 2.07cm,2 a 4.572cm 2.32cm 2.32108 m / s110r2/ 2a0r1/2a1/2a02g1Zg2010 020 00Z02 Z g 201g11-32 解：60 ln Dr0dr60ln3515.2 50r由 rDln d50得d1.046mm1-33 解：高次模 TM 波有cE1/nDdmn c / f 1.5cm0 Ec01Dd1.1560不傳播TE 模 cm1DDd2m 3.21 0可以傳播 Dd1.61 c214可以傳播 Dd1.07 不能傳播c31 c016 D d 1.156 0不傳播可

10、以傳播TEMTE11TE21 波型1-34 解 ： 0Dd/215.77mmmin 15.77mm1-35 解 ： (1) 由 Z01/ C1可知 r1r2時 C C1 W / hrZ Z0102(2)W1 W 時 C C21 Z Z01021-36 解： t/b=0.05,W/b=0.7查圖1-51(a)得Zr0代入式(1-68a)計算得 74,Z0 51.1 1.932, Wb t 0.07764,m 0.8145, Z0 51.7由2rb cTM10 5.8mmmin 22rW TEc11 4.1mmf得max1fmax2 c /min1 c /min 51.75GHz 73.93GHz

11、fmax 51.75GHz1-37 解： 由式(1-72)可求A=2.991.52 W 8eA0.405W=0.32mmhe2 A 2解 ： 由 W / h 21可知q 1/ 21 112h /W 1/ 2 0.69 1 qre120 1 6.511W / W / h 1.393 0.667 ln(W / h 1.444)re0revre 1.176 10 8 m/ s, v p 35 1.176 cmppf答： 耦合傳輸線在偶模激勵時，單位長度的偶模分布阻抗與導納之比開方定義為偶模特性阻抗，即Z0e。同理，奇模激勵時，Z/Z/YZ/YZ/Y0o。將偶模特性阻抗與偶模相連與單位長電容C1e表 示 即Z1/vCe,CCK0epe1同理將奇模特性阻抗用奇模相連與單位長電容表示時，所得分布電容稱為奇模電容，用 C1o表示，即Z1/ 0OC,Cpo C