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1、微波技术基础微波技术基础2011秋季考试参考答案微波技术基础微波技术基础一、简答题（一、简答题（65=30分）分）1 1 请写出无耗传输线三种工作状态及其相应状态下终端请写出无耗传输线三种工作状态及其相应状态下终端请写出无耗传输线三种工作状态及其相应状态下终端请写出无耗传输线三种工作状态及其相应状态下终端负载的特点；负载的特点；负载的特点；负载的特点； 答：行波状态，答：行波状态， 或者无限长传输线；或者无限长传输线；2分分全驻波状态，负载短路、开路或纯电抗；全驻波状态，负载短路、开路或纯电抗；2分分行驻波状态，任意负载。行驻波状态，任意负载。 1分分2 2 请写出史密斯圆图的构成思想及每圆周
2、对应传输线长度；请写出史密斯圆图的构成思想及每圆周对应传输线长度；请写出史密斯圆图的构成思想及每圆周对应传输线长度；请写出史密斯圆图的构成思想及每圆周对应传输线长度；答：消去特征参数答：消去特征参数 （归一化），把（归一化），把 归于归于 相位，等相位，等 圆为圆为基底套覆阻抗基底套覆阻抗圆图圆图和和驻驻波比。波比。 4分分每每圆圆周周对应对应半个波半个波长长的的传输线长传输线长度。度。 1分分微波技术基础微波技术基础3 3 请写出圆波导中的三种主要模式及特点；请写出圆波导中的三种主要模式及特点；请写出圆波导中的三种主要模式及特点；请写出圆波导中的三种主要模式及特点；答：答：传输传输主模主模
3、模；模；1分分损损耗最小的模耗最小的模 模；模；2分分轴对称的模轴对称的模 模。模。2分分4 4 请写出双端口网络请写出双端口网络请写出双端口网络请写出双端口网络 、 、 的物理意义及反射系数变换公式；的物理意义及反射系数变换公式；的物理意义及反射系数变换公式；的物理意义及反射系数变换公式；答：答： ，2端口匹配时，端口匹配时，1端口的反射系数；端口的反射系数；1分分 ，1端口匹配时，端口匹配时，2端口到端口到1端口的传输系数；端口的传输系数；1分分 ，2端口匹配时，端口匹配时，1端口到端口到2端口的传输系数；端口的传输系数；1分分 2分分 微波技术基础微波技术基础5 5 请写出微波谐振腔的特
4、性参数，矩形谐振腔的基本模式；请写出微波谐振腔的特性参数，矩形谐振腔的基本模式；请写出微波谐振腔的特性参数，矩形谐振腔的基本模式；请写出微波谐振腔的特性参数，矩形谐振腔的基本模式；答：答：谐谐振波振波长长 ；1分分 品质因数品质因数 ；1分分 等效电导等效电导 ；1分分 矩形谐振腔矩形谐振腔 模，由模，由 模在模在z方向加两方向加两块块短路板构成。短路板构成。2分分6 6 请写出请写出请写出请写出E E面面面面T T的功能；的功能；的功能；的功能；答：答：1端口输入，端口输入，2端口和端口和3端口功率平分，相位相反；端口功率平分，相位相反；2分分 2端口和端口和3端口等幅同相输入，端口等幅同相
5、输入，1端口无输出；端口无输出；2分分 2端口和端口和3端口等幅反相输入，端口等幅反相输入，1端口输出最大。端口输出最大。1分分H面面T?环形器？环形器？微波技术基础微波技术基础1.1.二（二（二（二（1010分）如分）如分）如分）如图图图图所示的微波等效所示的微波等效所示的微波等效所示的微波等效电电电电路中，当路中，当路中，当路中，当终终终终端接匹配端接匹配端接匹配端接匹配负负负负载时载时载时载时，要求，要求，要求，要求输输输输入端匹配，求入端匹配，求入端匹配，求入端匹配，求电电电电阻阻阻阻 和和和和 所所所所满满满满足的关系。足的关系。足的关系。足的关系。解：采用解：采用 矩阵来求解，利用
6、级联性质矩阵来求解，利用级联性质4分分 利用阻抗变换性质利用阻抗变换性质可得到条件是可得到条件是 2分分 4分分 P43例例2微波技术基础微波技术基础1.1.三（三（三（三（1010分）使用分）使用分）使用分）使用 参数定参数定参数定参数定义义义义的双端口网的双端口网的双端口网的双端口网络络络络，端接，端接，端接，端接负载负载负载负载（1 1）写出）写出）写出）写出 参数无耗、互易、参数无耗、互易、参数无耗、互易、参数无耗、互易、对对对对称性称性称性称性质质质质（2 2）证证证证明明明明 参数的阻抗参数的阻抗参数的阻抗参数的阻抗变换变换变换变换性性性性质质质质。解：（解：（1）无耗）无耗则则
7、是是实实数、数、 是是纯纯虚数；虚数；2分分 互易互易则则 ； 1分分 对对称称则则 。 1分分 阻抗阻抗变换变换性性质为质为 （2）如如图图所示根据所示根据 参数定参数定义义 输输入反射系数定入反射系数定义为义为 负载负载反射系数定反射系数定义为义为 1分1分1分1分2分S参数？参数？微波技术基础微波技术基础1.1.四（四（四（四（1010分）如分）如分）如分）如图图图图所示所示所示所示为为为为某微波某微波某微波某微波电桥电桥电桥电桥，它的，它的，它的，它的 矩矩矩矩阵阵阵阵可以写可以写可以写可以写为为为为4 4臂匹配臂匹配臂匹配臂匹配输输输输入入入入 ，3 3臂接匹配臂接匹配臂接匹配臂接匹
8、配负载负载负载负载，1 1、2 2臂臂臂臂接反射系数接反射系数接反射系数接反射系数为为为为 的不匹配的不匹配的不匹配的不匹配负载负载负载负载，求，求，求，求 与与与与的的的的 关系。关系。关系。关系。解：根据解：根据 参数定参数定义义由由题题意可知意可知 3分 3分 2分 2分 微波技术基础微波技术基础1.1.五（五（五（五（1212分）无耗分）无耗分）无耗分）无耗传输线终传输线终传输线终传输线终端接端接端接端接负载负载负载负载阻抗阻抗阻抗阻抗 ，测测测测得得得得终终终终端端端端电压电压电压电压反射系数相角反射系数相角反射系数相角反射系数相角 和和和和电压驻电压驻电压驻电压驻波比波比波比波比
9、，求，求，求，求2.2.（1 1）终终终终端端端端负载负载负载负载反射系数反射系数反射系数反射系数 和和和和传输线传输线传输线传输线特性阻抗特性阻抗特性阻抗特性阻抗 3.3. （2 2）线线线线上上上上电压电压电压电压波波波波节处节处节处节处和和和和电压电压电压电压波腹波腹波腹波腹处处处处的的的的输输输输入阻抗。入阻抗。入阻抗。入阻抗。 解：（解：（1）由反射系数和）由反射系数和驻驻波比关系可得波比关系可得 反射系数反射系数 2分分根据反射系数与根据反射系数与输输入阻抗关系入阻抗关系可得特性阻抗可得特性阻抗 2分 2分 （2）电压电压波腹波腹处为纯处为纯阻且阻且为为最大最大值值 电压电压波波节
10、处为纯节处为纯阻且阻且为为最小最小值值2分 2分 微波技术基础微波技术基础1.1.六（六（六（六（1212分）如分）如分）如分）如图图图图所示所示所示所示电电电电路，其中网路，其中网路，其中网路，其中网络络络络的的的的 矩矩矩矩阵阵阵阵已知，已知，已知，已知， ，串，串，串，串联联联联阻抗阻抗阻抗阻抗 ，并，并，并，并联导纳联导纳联导纳联导纳 ，传输线长传输线长传输线长传输线长度度度度 ，负载负载负载负载反射系数反射系数反射系数反射系数 ，求系，求系，求系，求系统统统统的的的的输输输输入反射系数入反射系数入反射系数入反射系数。解：解：选选取参考面将串取参考面将串联联阻抗和并阻抗和并联导纳联导纳
11、作作为为 网网络络，根据，根据级联级联性性质质可得可得根据双端口网根据双端口网络络 和和 的的变换变换关系，可得关系，可得3分2分由反射系数由反射系数变换变换性性质质可得可得根据根据传输线传输线反射系数反射系数变换变换性性质质由反射系数由反射系数变换变换性性质质可得可得3分 2分 2分 微波技术基础微波技术基础七七七七 (16(16分分分分) ) 如如如如图图图图（a a）所示，）所示，）所示，）所示，宽边宽边宽边宽边 ，窄，窄，窄，窄边边边边 的矩形波的矩形波的矩形波的矩形波导导导导，问问问问 (1). (1). 写出写出写出写出 模的截止波模的截止波模的截止波模的截止波长长长长； (2).
12、 (2). 写出主模写出主模写出主模写出主模 模的模的模的模的场场场场方程；方程；方程；方程；如果如果如果如果选选选选取取取取BJ-32BJ-32波波波波导导导导( )( )，问问问问 (3). (3). 工作波工作波工作波工作波长长长长6cm6cm时时时时波波波波导导导导中能出中能出中能出中能出现现现现哪些波形；哪些波形；哪些波形；哪些波形； (4). (4). 在主模在主模在主模在主模 模工作模工作模工作模工作时时时时，波，波，波，波导导导导内内内内测测测测得相得相得相得相邻邻邻邻波波波波节节节节的距离的距离的距离的距离为为为为，求波求波求波求波导导导导波波波波长长长长 和工作波和工作波和
13、工作波和工作波长长长长解：（解：（1） （2）用）用 做做领领矢矢 2分分 4分分 微波技术基础微波技术基础或者用或者用 做做领领矢矢 （3）可知）可知 工作波工作波长长 ，根据，根据 波的传输条件，可波的传输条件，可知波导中能够传输的波型有知波导中能够传输的波型有5分分（4）. 波导内，相邻波节间距离为二分之一波导波长，可得波导内，相邻波节间距离为二分之一波导波长，可得由波导波长定义由波导波长定义 1分 2分 1分 1分 微波技术基础微波技术基础2010秋季考试参考答案微波技术基础微波技术基础一、简答题（每题一、简答题（每题3分，共分，共30分）分）1. 1. 无耗传输线上阻抗呈周期分布，其
14、周期大小多少？反射无耗传输线上阻抗呈周期分布，其周期大小多少？反射无耗传输线上阻抗呈周期分布，其周期大小多少？反射无耗传输线上阻抗呈周期分布，其周期大小多少？反射系数的分布规律呢？系数的分布规律呢？系数的分布规律呢？系数的分布规律呢？答：都是二分之一波长周期。答：都是二分之一波长周期。2.2.短路传输线，长度小于四分之一波长时，相当于电容短路传输线，长度小于四分之一波长时，相当于电容短路传输线，长度小于四分之一波长时，相当于电容短路传输线，长度小于四分之一波长时，相当于电容还是电感？还是电感？还是电感？还是电感？答：电感答：电感微波技术基础微波技术基础3. 3. 写出长线方程（电报方程），并给
15、出写出长线方程（电报方程），并给出写出长线方程（电报方程），并给出写出长线方程（电报方程），并给出U U，I I的解。的解。的解。的解。 4. 4. 在在在在SmithSmith圆图中指出短路点、匹配点、并给出向电源圆图中指出短路点、匹配点、并给出向电源圆图中指出短路点、匹配点、并给出向电源圆图中指出短路点、匹配点、并给出向电源的旋转方向。的旋转方向。的旋转方向。的旋转方向。 答：短路点：实轴最左侧；答：短路点：实轴最左侧； 匹配点：坐标原点；匹配点：坐标原点； 向电源：顺时针。向电源：顺时针。微波技术基础微波技术基础5.5. 矩形波导和圆波导的方圆转换中各自的工作模式是什矩形波导和圆波导的方
16、圆转换中各自的工作模式是什矩形波导和圆波导的方圆转换中各自的工作模式是什矩形波导和圆波导的方圆转换中各自的工作模式是什么？么？么？么？答：答：TE10和和TE116. 6. 金属圆波导中金属圆波导中金属圆波导中金属圆波导中TEmnTEmn模式，模式，模式，模式， ，其中，其中，其中，其中 是是是是mm阶阶阶阶BesselBessel函数的根，还是其导数的根？函数的根，还是其导数的根？函数的根，还是其导数的根？函数的根，还是其导数的根？答：导数的根。答：导数的根。 TE波截止波长取决于m阶Bessel函数导数第n个根 7. 7. 矩形波导截面矩形波导截面矩形波导截面矩形波导截面 ，写出，写出，写出，写出 模的截止波模的截止波模的截止波模的截止波长长长长 ，并说明为什么矩形波导存在高通特性？，并说明为什么矩形波导存在高通特性？，并说明为什么矩形波导存在高通特性？，并说明为什么矩形波导存在高通特性？，传输传输 微波技术基础微波技术基础8 8。写出如图双口网络的输入反射系数的表达式。写出如图双口网络的输入反射系数的表达式。写出如图双口网络的输入反射系数的表达式。写出如图双口网络的输入反射系数的
