習(xí)題答案第4章

微波網(wǎng)絡(luò)參量有哪幾種線性網(wǎng)絡(luò)、對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)、互易網(wǎng)絡(luò)的概念在其中有何應(yīng)用答微波網(wǎng)絡(luò)參量主要有轉(zhuǎn)移參量、散射參量、阻抗參量和導(dǎo)納參量。線性網(wǎng)絡(luò)的概念使網(wǎng)絡(luò)參,量可用線性關(guān)系定義；對(duì)二口網(wǎng)絡(luò)，對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)的概念使轉(zhuǎn)移參量的a=d，散射參量的S=S,阻抗參量的Z=Z,導(dǎo)納參量的,阻抗參量的Z=Z，導(dǎo)納參量的解定義A參量的線性關(guān)系為定義Z參量的線性關(guān)系為Z]|cd從STS*=I出發(fā)，寫(xiě)出對(duì)稱互易無(wú)耗三口網(wǎng)絡(luò)的4個(gè)獨(dú)立方程。射矩陣簡(jiǎn)化為S;由互易性，,]TS*=I，即]** * *]** * ** * *0]得1122*********2joθjZsinθ]|」Z0jBT1Z0βl題圖jBZ0jBT2||00微波電路如圖所示。已知四口網(wǎng)絡(luò)的S4題圖|4題圖其端口2、3直接接終端反射系數(shù)為Γ、Γ的負(fù)載，求以端口1、4為端口的二口網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣。解由表4-1-4，四口網(wǎng)絡(luò)的工作條件是a=bΓ31l4即(〈l444：（；（答接觸式短路活塞膜片扼流式膜片諧振膜片容性銷釘銷釘感性銷釘螺釘螺釘漸變波導(dǎo)抗流接頭波導(dǎo)彎頭連接元件扭波導(dǎo)衰減器微波衰減器衰減器旋轉(zhuǎn)式截止式提供可變電抗可等效成并聯(lián)導(dǎo)納單元電路可等效成并聯(lián)導(dǎo)納單元電路提供可變并聯(lián)容抗與λ4阻抗變換器類似與漸變線類似實(shí)現(xiàn)同型號(hào)波導(dǎo)連接特性無(wú)機(jī)械接觸，但電接觸良好等效并聯(lián)電感等效LC并聯(lián)諧振電路與膜片類似存在匹配禁區(qū)無(wú)匹配禁區(qū)，但不易調(diào)整無(wú)匹配禁區(qū)，且不易調(diào)整可增寬頻帶避免接觸電阻損耗用于改變TE波的傳輸用于改變TE波的極化按需要減小微波信號(hào)的22的ppp整數(shù)倍。長(zhǎng)度為λ2的整數(shù)倍p度較差。λpλp使一定頻率范圍的微波信號(hào)通過(guò)，而阻止其它為對(duì)應(yīng)的集中參數(shù)濾波器的頻率范圍的微波信號(hào)通一種單向傳輸器件。它利用場(chǎng)移效應(yīng)使正向波順利通過(guò)，反諧振吸收式使通過(guò)的微波信號(hào)產(chǎn)生鎖式移相器多為數(shù)字式結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)式場(chǎng)移式微波鐵氧體微波鐵氧體移相器利用鐵磁諧振效應(yīng)低通鎖式移相器微波濾波器濾波器簡(jiǎn)述λ4結(jié)構(gòu)的工作原理。它被應(yīng)用于哪些微波元件中欲利用階梯波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)兩段尺寸分別為×1.3cm2和×0.8cm2的波導(dǎo)的連接。當(dāng)工作波長(zhǎng)λ=3cm時(shí)，試求（1）階梯波導(dǎo)段的窄邊b=（2）階梯波導(dǎo)段的長(zhǎng)度l=（3）階梯波導(dǎo)段的單模傳輸條件。解解λ2p什么是禁戒規(guī)則在T形接頭分析中它有何作用①②①②③E-T接頭的端口1、2匹配，證明適當(dāng)選擇參考面后，其S矩陣是1000]|,由互易性，,,,由反對(duì)稱場(chǎng)性質(zhì)，12--TS*=I，有即;由式①,S0-SS-SS*0*S]]|]|**221;由式③,10]0]SSSSSSSSSS;即j)，由E-T接頭的反對(duì)稱場(chǎng)性質(zhì)和H-T接頭的對(duì)稱場(chǎng)性質(zhì)，ijji,,SSSSSS00S0]]01000010STS*SS00*****00* *0012******,|接短路活塞。為使端口2的輸出最大，試分析l和l應(yīng)滿足什么條件解魔T的散射矩陣是|由表4-1-4，魔T的工作條件是a=-be-j2θ3-j2θ4代入上式有,l31l4題圖2))(-j2θ-b))(-j2θbe-j2θ即①-j2θ3-be-j2θ4)①②-j2θ3-be-j2θ4)②22 ③ ③222π(λ-λ)4λp32π(2π(λ-λ)4λp32π(-λ)λp即λ④④將式③、式④代入式②-j2θ4]-j2θ3-j2θ4)1顯然，上式取最大值的條件是nnp如圖所示可調(diào)式同軸型功分器將信號(hào)源的功率分配給匹配負(fù)載1、2，其中，兩個(gè)短路活塞用λ/4p連桿聯(lián)動(dòng)，短路活塞與主饋線ABλ/4p1l2載1載2載1載2ABAB題圖（2）當(dāng)l=0時(shí)，信號(hào)全部送到負(fù)載2。題圖1DDAGE0BFC解畫(huà)出可變同軸型功分器的等效電路如左圖所示：（1）當(dāng)lppp即CD段呈行波，故信號(hào)全部送到負(fù)載1。1負(fù)載1。與上述分析類似，信號(hào)全部送到負(fù)載2。（3）當(dāng)lpYAD=Y,0,,j)，AADAG0YYj)AY=Y0,YBFj)C1-j1-j04)00BBEBF0=Y0,主傳輸線呈行波，故信號(hào)源輸入的功率全部進(jìn)入該功分器，被負(fù)載1、2所吸收。又由于Y、Y是共軛的，所以進(jìn)入該功分器的功率被負(fù)載1、2平分。AC耦合片的右邊接匹配負(fù)載。主同軸線主同軸線高頻能量輸入Ai1輸出端題圖匹配負(fù)載耦合片iBi2答（1）電耦合：耦合片與主線內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)成耦合電容，產(chǎn)生耦合電流i、i2）磁耦合：主線內(nèi)導(dǎo)體上的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，形成的磁力線與耦合片發(fā)生交鏈，產(chǎn)生耦合電流i3）定向性：由3于i和i同向，合成電流為i+i；由于i和i反向，合成電流為i-i，因而形成定向耦合。簡(jiǎn)述波導(dǎo)型單孔定向耦合器的構(gòu)成和工作原理。電流被切斷，耦合孔右邊的壁電流流入副線，形成正電荷分布，耦合孔左邊的壁電流流出副線，形成負(fù)電荷分布，于是，在副線中激勵(lì)起如圖所示的電力線。圖（c）表示耦合的合成。副線中，耦合孔左邊由電場(chǎng)耦合和由磁場(chǎng)耦合形成的電力線方向相同，相互疊加；而耦合孔右邊形成的電力線則方向相反，相互抵消，于是呈現(xiàn)出定向性。波導(dǎo)型單孔定向耦合器的主線和副線間也存在一定夾角，作用是改善定向性。如何分析TE10波中存在圓極化磁場(chǎng)理解該圓極化磁場(chǎng)的特性對(duì)分析波導(dǎo)型十字縫定向耦合器有何作用10波有兩個(gè)磁場(chǎng)分量，分別是k0（a)k0（a)cz0（a)j(Φz(mì)0（a)k（a)（a)c-11xxxx處的旋向正好滿足右手螺旋關(guān)系，稱為右2作用：上述性質(zhì)可用于判斷波導(dǎo)型十字縫定向耦合器的副線主波導(dǎo)副波導(dǎo)圖4-4-8副線正方向的判斷（2）耦合到副線后，十字縫處仍然應(yīng)為左圓極化磁場(chǎng)。（3）假設(shè)副線中TE波的傳播方向向左。這時(shí)，由于十字縫位于視線的右邊，按照旋向判斷方法，十字縫處為右圓極化磁場(chǎng)。這與要求的極化旋向矛盾，因此假設(shè)錯(cuò)誤。（4）再假設(shè)副線中TE波的傳播方向向右，這時(shí)，由于十字縫位于視線的左邊，故十字縫處為左圓極化磁場(chǎng)。這與要求的極化旋向一致，因此副線的正方向應(yīng)該是向右。判斷微波信號(hào)在下列定向耦合器的副線中的傳輸方向：答（1）同軸型定向耦合器PP耦合孔（2）波導(dǎo)型單孔定向耦合器PP耦合孔P（3）波導(dǎo)型十字縫定向耦合器十字縫十字縫P寫(xiě)出學(xué)過(guò)的三分貝電橋的散射矩陣，并比較它們的工作特性。答（1）二分支三分貝電橋|（2）三分支三分貝電橋L0j-10」|L0j-10」工作特性是：當(dāng)端口1接匹配源，其它端口接匹配負(fù)載時(shí)，從端口1輸入的功率被端口2、3均分輸出，端口1無(wú)反射，端口4被隔離；以端口1輸入信號(hào)的相位為基準(zhǔn)，端口2和端口3輸出（3）環(huán)形三分貝電橋j0-j0-j0j]-j0jL4均分輸出，端口1無(wú)反射，端口3被隔離；以端口1輸入信號(hào)的相位為基準(zhǔn)，端口2和端口4輸某雷達(dá)的頻段開(kāi)關(guān)如圖所示，試分析其工作原理。該頻段開(kāi)關(guān)由兩個(gè)三分支三分貝電橋和兩個(gè)高通濾波器組成。高通濾波器的特性是，對(duì)低頻段發(fā)射機(jī)的信號(hào)起短路作用，對(duì)高頻段發(fā)射機(jī)的信號(hào)起直通作用。頻段開(kāi)關(guān)的端口1接低頻段發(fā)射機(jī)，端口2接高頻段發(fā)射機(jī)，端口3接雷達(dá)天線，高通濾波器D4BD43CA題圖送至雷達(dá)天線，且二者互不影響。解由衰減器的端口與所接傳輸線匹配得，PP1P-2 L11-20; L,適當(dāng)選擇參考面，有S=10-20?！竱0L-20 L]|微波濾波器與集中參數(shù)濾波器有何異同寫(xiě)出微波鐵氧體的張量磁導(dǎo)率并解釋它的物理意義。答無(wú)耗鐵氧體的張量磁導(dǎo)率是jKμ0jKμ00|-jK（1）在與H,K=μ00。由上式可見(jiàn)，,0H2-Φ2導(dǎo)率為標(biāo)量，具有磁各向異性。0種現(xiàn)象為鐵氧體的鐵磁諧振效應(yīng)。在鐵磁諧振狀態(tài)下，鐵氧體強(qiáng)烈吸收交變磁場(chǎng)的能量。什么是正圓極化磁場(chǎng)什么是負(fù)圓極化磁場(chǎng)它們和左右圓極化磁場(chǎng)有何區(qū)別答正圓極化磁場(chǎng)h+(t)：指與外加恒定磁場(chǎng)H呈右手螺旋關(guān)系的圓極化磁場(chǎng)；負(fù)圓極化磁場(chǎng)0h-(t)：指與外加恒定磁場(chǎng)H呈左手螺旋關(guān)系的圓極化磁場(chǎng)。即正、負(fù)圓極化磁場(chǎng)是與外加恒定磁011H04H場(chǎng)有關(guān)的極化狀態(tài)。而左、右圓極化磁場(chǎng)是TE波所固有的極化性質(zhì)。什么是正圓極化