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微波技术习题

微波技术习题思考题什么是微波?微波有什么特点?试举出在日常生活中微波应用的例子。

微波波段是怎样划分的?简述微波技术未来的发展状况。

何谓分布参数?何谓均匀无损耗传输线?传输线长度为10cm,当信号频率为9375MHz时,此传输线属长线还是短线?传输线长度为10cm,当信号频率为150KHz时,此传输线属长线还是短线?传输线特性阻抗的定义是什么?输入阻抗的定义是什么?什么是反射系数、驻波系数和行波系数?传输线有哪几种工作状态?相应的条件是什么?有什么特点?何谓矩形波导?矩形波导传输哪些模式?何谓圆波导?圆波导传输哪些模式??矩形波导单模传输的条件是什么?何谓带状线?带状线传输哪些模式?何谓微带线?微带线传输哪些模式?何谓截止波长?何谓简并模?工作波长大于或小于截止波长,电磁波的特性有何不同?矩形波导TE10模的场分布有何特点?何谓同轴线?传输哪些模式?为什么波导具有高通滤波器的特性?TE波、TM波的特点是什么?何谓波的色散?任何定义波导的波阻抗?分别写出TE波、TM波波阻抗与TEM波波阻抗之间的关系式。

为什么微波网络方法是研究微波电路的重要手段?微波网络与低频网络相比有哪些异同?网络参考面选择的要求有什么?表征微波网络的参量有哪几种?分别说明它们的意义、特性及其相互间的关系?二端口微波网络的主要工作特性参量有哪些?微波网络工作特性参量与网络参量有何关系?常用的微波网络有哪些?对应的网络特性参量是什么?微波网络的信号流图是什么?简要概述信号流图化简法则有哪些?试述旋转式移相器的工作原理,并说明其特点。

试分别叙述矩形波导中的接触式和抗流式接头的特点。

试从物理概念上定性地说明:阶梯式阻抗变换器为何能使传输线得到较好的匹配。

在矩形波导中,两个带有抗流槽的法兰盘是否可以对接使用?微波元件中的不连续性的作用和影响是什么?利用矩形波导可以构成什么性质的滤波器?试说明空腔谐振器具有多谐性,采用哪些措施可以使腔体工作于一种模式?欲用空腔谐振器测介质材料的相对介电常数,试简述其基本原理和方法。

什么是双极晶体管和场效应晶体管?各有什么优缺点?如何判断微波晶体管放大器的稳定性?设计小信号微波晶体管放大器依据的主要技术指标有哪些?什么是单向化设计?单向化设计优点是什么?什么是混频二极管的净变频损耗?如何降低这种损耗?什么是混频二极管的寄生参量损耗?如何减小这种损耗?什么是负阻效应?简述负阻型微波振荡器起振条件、平衡条件和稳定条件?习 题一根Ω75的无耗传输线,终端接有阻抗L L L jX R Z += 1) 欲使线上的电压驻波比等于3,则 L R 和L X 有什么关系? 2) 若Ω=150L R ,求L X 等于多少?3) 求在第二种情况下,距负载最近的电压最小点位置。

求下图所示电路的输入阻抗。

一根特性阻抗为Ω50、长度为2m 的无耗传输线工作于频率MHz 200,终端接有阻抗Ω+=3040j Z L ,试求其输入阻抗。

考虑一无损耗传输线,1)当负载阻抗(4030)L Z j =-Ω时,欲使线上驻波比最小,则线的特性阻抗应为多少?2)求出该最小的驻波比及相应的电压反射系数。

3)确定距负载最近的电压最小点的位置。

特性阻抗为50Ω的传输线终端接负载时,测得反射系数模Γ=,求线上电压波腹点和波节点处的输入阻抗。

均匀无损耗传输线终端接负载阻抗Z L 时,沿线电压呈行驻波分布,相邻波节点之间的距离为2cm ,靠近终端的第一个电压波节点离终端,驻波比为,求终端反射系数。

已知传输线特性阻抗050Z =Ω,负载阻抗1020L Z j =-Ω,用圆图确定终端反射系数2Γ。

特性阻抗为50Ω的传输线,终端负载不匹配,沿线电压波腹max U =10V ,波节min U =6V ,离终端最近的电压波节点与终端间距离为λ,求负载阻抗Z L 。

若用短路分支线进行匹配,题图0Z02Z4/λ4/λ4/λ4/λ0ZZ0Z0Z in Z0Z4/λ2/λ4/λ0Z 0Zin Z(a )(b ) (c )求短路分支线的并接位置和分支线的最短长度。

无耗均匀长线的特性阻抗Ω=500Z ,终端接负载阻抗Ω-=5.6686j Z L ,若用单支节匹配,试求单支节的长度l 及接入位置d 。

证明无耗传输线的负载归一化阻抗LZ %、行波系数K 和负载到第一个电压波节点的距离l min 三者之间满足下列关系式:min min1LK jtg l Z jKtg l ββ-=-% 均匀无损耗长线终接Z L =100Ω,信号频率为1000MHZ 时,测得终端电压反射系数的相角2ϕ=1800和电压驻波比ρ=。

计算终端电压反射系数Γ2、长线特性阻抗Z 0及距终端最近的一个电压波幅点的距离l max 。

一个感抗为jX L 的集中电感可以用一段长度为l e 的终端短路的传输线等效,试证明其等效关系为0()2L e X l arctg Z λπ=(Z 0为特性阻抗)。

一个容抗为jX C 的集中电容可以用一段长度为l e 的终端开路的传输线等效,试证明其等效关系为0()2C e X l arctg Z λπ=(Z 0为特性阻抗)。

用特性阻抗为600Ω的短路线代替电感为2×105H 的线圈,当信号频率为300MHZ 时,问短路线长度为多少?若用特性阻抗为600Ω的开路线代替电容量为的电容器,当信号频率为300MHZ 时,问开路线长度为多少?无耗长线的特性阻抗为300Ω,当线长度l 分别为l 1=6λ和l 2=3λ时,计算终端短路和开路条件下的输入阻抗。

均匀无损耗短路线,其长度如表所列,试用圆图确定传输线始端归一化输入阻抗in Z %及归一化输入导纳inY %。

均匀无损耗开路线,其长度如表所示,试用圆图确定传输线始端归一化输入阻抗in Z %及归一化输入导纳inY %。

根据表所给定的负载阻抗归一化值,用圆图确定驻波比ρ和反射系数模Γ。

表表表用BJ-100型矩形波导(a ×b =×),传输TE 10波,终端负载与波导不匹配,测得波导中相邻两个电场波节点之间的距离为,求工作波长λ。

BJ-100型矩形波导填充相对介电常数 2.1r ε=的介质,信号频率为f =10000MHz ,求TE 10波的相波长p λ和相速度p v 。

矩形波导截面尺寸为a ×b=72mm ×30mm ,波导内充满空气,信号源频率为3GHZ ,试求:1)波导中可以传播的模式 2)该模式的截止波长c λ、波数β、波导的波长p λ,相速p v 、群速g v 和波阻抗。

用BJ-32型矩形波导(a ×b=×)作馈线,试问:1)当工作波长为6cm 时,波导中能传输哪些模式?2)在传输TE 10模的矩形波导中,测得相邻两波节点的距离为,求0λ及p λ;3)当波导中传输工作波长为0λ=10cm 的TE 10模时,求c λ、p λ及g v 。

有一无限长的矩形波导,在z ≥0处填充相对介电常数为r ε的介质,其中TE 10波的波阻抗用Z 02表示,相波长为2p λ;在z <0的区域填充媒质为空气,其中TE 10波的波阻抗用Z 01表示,相波长为1p λ,电磁波由z <0的区域引入,试证明Z 02/ Z 01= 21p p λλ。

媒质为空气的同轴线外导体内直径D=7mm ,内导体直径d=,要求同轴线只传输TEM 波,问电磁波的最短工作波长为多少?已知带状线尺寸b=2mm 、t=、w=,介质的 2.1r ε=,求带状线的特性阻抗Z 0及传输TEM 容许的最高信号频率。

要求微带线特性阻抗Z 0=75Ω,介质的9r ε=,基片厚度h=,求微带线的宽度w 。

已知工作波长08mm λ=,采用矩形波导尺寸a ×b=×的TE 10模传输,现转换到圆波导TE 01模传输,要求两波导中相速度相等,问圆波导直径D 为多少? 当矩形波导工作在TE 10模时,试问图上哪些缝会影响波的传输?求如图所示二端口网络的阻抗参量。

如图所示,试求出网络的阻抗矩阵和导纳矩阵。

如图所示,试求出网络的转移矩阵。

求如图所示的T 型网络的[A]参量矩阵。

求下图电路的参考面T 1、T 2所确定的网络散射参量矩阵。

一线性互易无耗二端口网络终端接匹配负载时,证明输入端反射系数模值1Γ与传输参量2πθZ 0 Z 0Z 02T 1 1n2π2πZ 01 Z 02 Z 0 Z 0T 1T 2(a)(b)题 图1V 2V Ω12 Ω31I2I+ +--题 图1Z 2ZY题 图l βZ 0题 图Y 0Y 1Y 2θβ=l题 图11T 的模之间满足下列关系式2112111/)1(T T -=Γ。

如下图所示,二端口网络参考面T 2接归一化负载阻抗L Z ~。

证明参考面T 1的归一化输入阻抗为22211211~~~~~~~A Z A A Z A Z L L in ++=。

如图所示的二端口网络,试问: (1)归一化转移参量矩阵;(2)什么条件下插入此二端口网络不引起附加反射?测得矩形波导E 面的散射参量jj S +-=3111,j j S ++-=3)1(22若用上图电路等效,试求等效电路中的jb 与理想变压器的变比n 。

如下图微波网络系统,其中ab 、cd 段为理想传输线,其特性阻抗为Z 0,两段线间有一个由1jX 、2jX 构成的Γ型网络,且021Z X X ==,终端接负载02Z Z L =,试求: (1)此网络系统的[S]参量矩阵; (2)输入端'aa 的反射系数。

如下图所示,在网络系统中,1θ、2θ分别为一段理想传输线,其特性阻抗为01Z 、02Z ,jB为并联电纳,试求归一化的散射矩阵[S]。

L Z ~in Z ~题 图:~Z 1题 图题 图abcL题 图i x j x由参考面1T 、2T 所确定的二端口网络的散射参量为11S 、12S 、21S 及22S ,网络输入端传输线相移常数为β。

若参考面1T 外移距离1l 至'1T 处,求参考面'1T 、2T 所确定的网络的散射参量矩阵]['S 。

求图示流图从源节点i x 到j x 的传输量。

微波系统等效电路如下图所示,试计算此系统的插入衰减和插入相移。

试求在特性阻抗为Ω50的理想传输线上并联一个Ω-)5050(j 的阻抗所引起的插入衰减。

已知二端口网络的转移参量12211==A A ,012jZ A =,021=A ,网络外接传输线特性阻抗为0Z ,求网络输入驻波比ρ。

已知一个互易对称无耗二端口网络,输出端接匹配负载,测得网络输入端的反射系数为2/18.0πj e =Γ,试求:(1)11S 、12S 、22S ;(2)插入相移θ、插入衰减L 、电压传输系数T 和输入驻波比ρ。

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