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1、第 5 章 微波无源元件1此文档最近的更新时间为：2013-6-8 00:23:00 第 5 章 微波无源元件未解的题： 1 （解答）试画出图 5-101 中微带电路的等效电路。图 5-101 习题 1 图2 （解答）如图 5-102 所示的 型微带电路，间分支线 长多少才能使主线上没有反射？又Tl问分支线 长多少，才能使主线上没有传输？ll图 5-102 习题 2 图3 （解答）画出图 5-103 的等效电路。图 5-103 习题 3 图 10 （解答）有一只 型同轴腔，腔内充以空气，其特性阻抗 ，开路端带04 01 Z有电容 ，采用短路活塞调谐，当调到 时的谐振频率是多少？12 F .2l
2、14 （解答）两端面开路的同轴线谐振器，其长度为 5cm，同轴线内充填介质，介质的。9r同轴线内导体半径为 1cm，外导体半径为 2.5cm。求：(1) 谐振器的基波谐振频率（开路端效应忽略） ；(2) 当谐振器一端面短路，另一端开路时，确定其基波谐振频率。15 （解答）如图 5-109 所示 ,一个谐振腔，其无载 Q 为 1000，其与特性阻抗为 的无耗0Z第 5 章 微波无源元件2传输线耦合，在线上测得谐振时的电压驻波比是 2.5。求：（1）腔体的有载 Q；（2）当信源入射功率为 400mw 时，谐振腔所吸收的功率。图 5-109 习题 15 图16 （解答）用下列方法画出低通滤波器的结构
3、图：(1) 同轴高低阻抗线法；（2）微带高低阻抗线法；（3）微带开、短路短截线法。17 （解答）试证明图 5-110 为一个 J 变换器，并求出变换器的输入导纳 。inYL图 5-110 习题 17 图19 （解 答）试绘图 5-112 中滤波器结构的等效电路，并说明它是带通还是带阻滤波器？图 5-112 习题 19 图20 （解答）画出图 5-113 中各滤波器电路的可能的微波结构。J1J2( a )K1( b )K2图 5-113 习题 20 图21 （解 答）用 K、J 变换器表示图 5-114 中的滤波器的等效电路，并说明是什么滤波器？第 5 章 微波无源元件3图 5-114 习题 2
4、1 图22 （解 答）试判别如图 5-115 所示定向耦合器的耦合端和隔离端。图 5-115 习题 22 图23 （解 答）如图 5-116 所示，有一反向定向耦合器。其耦合度为 4.8dB，现用于微波测量中改作为合路器。即在适当端口上接入二个微波信号源，其频率分别为 、 ，在输出端1f2口上获得功率的合路输出。问：(1)用哪两个端口作为信号输入端，哪一个端口作为输出端，哪一个端口接匹配负载？(2)若要求输出端上， 、 各输出 lmw，问 、 输入功率各为多少？( 、 信1f21f2 1f2号源接何端口请自定标明）图 5-116 习题 23 图24 （解答）试证明两个耦合度 k=8.34dB
5、定向耦合器按图 5-117 所示连接后，可以得到一个 3dB 定向耦合器。第 5 章 微波无源元件4图 5-117 习题 24 图25 （解答）如何利用一个理想的魔 T 和一个匹配负载这两个元件组成一个定向耦合器？其过渡衰减量是几分贝？方向性如何？26 （解答）写出 、 和 混合电路的 矩阵。09018S27 （解 答）有一无耗二口网络，各口均接以匹配负载，已知其 矩阵为S102jj当高频功率从口输入时，试间、口的输出功率以及反射回口的功率各为多少？若以回输入波为基准，各口的输出波相位关系是怎样的？28 （解答）如图 5-118 所示，一支对称的定向耦合器，其方向性为无穷大，耦合度为20dB，
6、用此定向耦合器监视输送到负载 的功率，功率计 PA 读数为 8mw，它对臂 4 产LZ生的驻波比为 2.0，功率计 PB 读数为 2mw，它对臂 3 匹配，求：（1）负载 上吸收的功率；LZ（2）臂 2 上的驻波比。图 5-118 习题 28 图29 （解 答）如图 5-119 所示 ,一个平行耦合微带线定向耦合器在中心频率时的耦合系数为，已知、口接上反射系数为 的负载，试求其输入端反射系数和输出端的传输系0xD数。若 ，或 输入端反射系数和输出端的传输系数又如何？1D02/x图 5-119 习题 29 图30 （解 答）如图 5-120 所示，写出由二个匹配双 组成的三口电路的 矩阵。TS第
7、 5 章 微波无源元件51 2 3图 5-120 习题 30 图31 （解 答）如图 5-121 所示的双 T 接头作为测量阻抗的电桥，若 1iU，试证明口输出相对功率为 222414()()pSS图 5-121 习题 31 图32 （解 答）写出下列各种理想二口网络的 矩阵：S(1) 理想衰减器；(2) 理想移相器；(3) 理想隔离器。33 （解 答）有 个三口网络，其 矩阵为 0.950.1.1S问此元件中有无吸收物质？它是一个什么样的微波元件？35 （解 答）写出图 5-122 所示的波导匹配双 T 和理想环行器组合的电路的 S 矩阵。图 5-122 习题 35 图36如上述电路中口和口
8、通过相移为 的移相器相连结，求新电路的 矩阵。S37 （解 答）有一环行器如图 5-123(a)所示，环行器的 S 矩阵为第 5 章 微波无源元件60S若口接匹配信号源，口接匹配负载，口接短路活塞，图中短路面离距离为 l，今测得 21/riUl:关系如图 5-123(b)所示，求 和 的数值。图 5-123 习题 37 图第 5 章 微波无源元件7【1 解】返回( a ) ( b ) ( c )( d ) ( e ) ( f ) ( f )【2 解】返回当 ，在连接点看，根据半波重复性，其等效为开路，故 100%传输，即无反射；l当 ，在连接点看，根据四分之一变换性，其等效为短路，故 0 传输
9、，即全无4l反射；不影响，即无反射；【end 】【3 解】返回【end 】【10 解】返回 0 90 160 10tan21tan0.41 .20radst.9Hz1Mz21tan.40ljLjZjCLCf 【end 】【14 解】返回半波长： 08900min5c2,230cm311 GHz.grrll lf第 5 章 微波无源元件8四分之一： 【end】0min.5 GHzf【15 解】返回以串联谐振为例： 0 0000022 , 2.5, 12503.071412861.5371eeLLLeeLLinLinQQRRZZQPP 401632.5mW9in【end 】第 5 章 微波无源元件
10、917试证明图 5-110 为一个 J 变换器，并求出变换器的输入导纳 。inY图 5-110 习题 17 图【17 证明】返回查表 4-2 知： 查表 4-2 知： 10z 10y101 ,1100 zAyyyzzjLjzyjLjJj Q对比得： ，所以：1J21inLYY【end 】【16 解】返回(1) 同轴高低阻抗线法；（2）微带高低阻抗线法；（3）微带开、短路短截线法。？第 5 章 微波无源元件1019试绘图 5-112 中滤波器结构的等效电路，并说明它是带通还是带阻滤波器？图 5-112 习题 19 图【19 解】返回 / 4 / 4J J J J它是带阻滤波器！【end 】20画
11、出图 5-113 中各滤波器电路的可能的微波结构。图 5-113 习题 20 图【20 解】返回 / 2(a)微带形式（同轴、带状线均可）并联电感耦合滤波器 / 2 / 4 / 4/4(b)波导形式 1 (b)波导形式 2【end 】第 5 章 微波无源元件1121用 K、J 变换器表示图 5-114 中的滤波器的等效电路，并说明是什么滤波器？图 5-114 习题 21 图【21 解】返回图 a）：为带通滤波器，其等效电路如下图。J 0 1 J 1 2 J 2 3 J 3 4图 b）：该电路较为特殊，是带通滤波器，其等效电路如下图，用文字表示。2/4lK 变换器 K 变换器J 变换器J 变换器
12、谐振 器 谐振 器J 变换器【end 】第 5 章 微波无源元件1222试判别如图 5-115 所示定向耦合器的耦合端和隔离端。图 5-115 习题 22 图【22 解】返回有个前提是给定输入端！ 输入端直通端隔离端耦合端输入端隔离端耦合端输入端隔离端耦合端输入端隔离端耦合端直通端直通端如图 c 的输入端变了，则隔离也不同，如下图： 输入端直通端隔离端耦合端输入端隔离端耦合端输入端隔离端耦合端输入端隔离端耦合端直通端直通端耦合端【end 】第 5 章 微波无源元件1323如图 5-116 所示，有一反向定向耦合器。其耦合度为 4.8dB，现用于微波测量中改作为合路器。即在适当端口上接入二个微波
13、信号源，其频率分别为 、 ，在输出端口上获1f2得功率的合路输出。问：(1)用哪两个端口作为信号输入端，哪一个端口作为输出端，哪一个端口接匹配负载？(2)若要求输出端上， 、 各输出 lmw，问 、 输入功率各为多少？( 、 信1f21f2 1f2号源接何端口请自定标明）图 5-116 习题 23 图【23 解】返回1、3 输入，2 输出，4 匹配。1 输入 f1，功率为 3 毫瓦。因耦合度是 4.8dB，即 3；3 输入 f2，功率为 3/2 毫瓦。因 1-1/2=2/3；【例 5-2】用一个定向耦合器将两个不同频率信号源输出功率叠加输出。【解】按如图 5-65 所示将两个信号源连接在定向耦
14、合器的两个相互隔离端口和口，口为输出端，口接匹配负载，设定向耦合器耦合度为 10dB，两个信号源的工作频率均在定向耦合器的带宽内。图 5-65 定向耦合器将两个不同频率信号源输出功率叠加输出因为 ，信号源 1 耦合到口功率为 ，输出到口功率为：140lg()pCdB 410.P；214110.9P因为 ，信号源 2 输出到口功率为 ；口输出功率为：3210lg()pCdB 230.P22130.9.【End】第 5 章 微波无源元件1424试证明两个耦合度 k=8.34dB 定向耦合器按图 5-117 所示连接后，可以得到一个 3dB 定向耦合器。图 5-117 习题 24 图例 5-5 证明
15、两只耦合度分别为 8.34dB 的微带定向耦合器按如图 5-74 所示串接即可得到一只 3dB 定向耦合器。【24 证明】返回本题的证明必须考虑微带定向耦合器耦合端输出超前直通端输出 ，且输入端也超09前直通端输出 。09设微带定向耦合器输入为 ，经过第一只定向耦合器后其耦合端输出电压为901()ojeV，直通端输出电压为 ，因为 ，即 ，()AVB18.3420lgA90.38()ojeV，则 。电压 和 进入第二只定向耦合器，210.94()B0.9()ojeB电压 在第二只定向耦合器的耦合端和直通端输出分别为 和 ，电压 在第二只定()AC()D向耦合器的耦合端和直通端输出分别为 和 ，下面分别求出这四个电压：()BF()E因为 ，可求出 ，则()8.3420lgAC()0.147A90().147oj
