2007/2008学年第二学期期末考试试题答案及评分标准
(A卷)
微波技术基础
一、填空题(40分,每空2分)
1、传输线的工作状态是指沿线电压、电流及阻抗的分布规律。对于均匀无耗传输线,根据终端所接负载阻抗的大小和性质的不同其工作状态分为三种: 行波状态、 驻波状状态、行驻波状态。
2、测得一微波传输线的反射系数的模??11。则行波系数K?;若特性阻抗Z0?75?,23?25?。 则波节点的输入阻抗Rin(波节)3、均匀无耗传输线的特性阻抗为Z0,终端负载获得最大功率时,负载阻抗ZL?Z0。 4、长线和短线的区别在于:前者为 分布 参数电路,后者为 集中 参数电路。
5、阻抗圆图的正实半轴为 电压波腹点或电流波节点 的轨迹,负实半轴为 电压波节点或电流波腹点 的轨迹。
6、圆波导传输的主模为 TE11 模,微带线传输的主模为 准TEM 模。 7、在矩形波导中,当工作波长?给定时,若要实现TE10单模传输,则波导尺寸必须满足
a???2a,??2b。
8、对于二端口网络来说,常用的工作参量有(请用文字叙述,用符号叙述不得分)电压传输系数、插入衰减、插入相移、输入驻波比。
9、表征二端口微波网络特性的参量可以分为两大类,请问反映网络参考面上入射波电压和反射波电压之间关系的参量有 散射参量 和 传输参量 。(注:请用文字叙述,用符号叙述不得分)。
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二、简答题(20分,每题5分)
1、电磁波的波型是如何划分的,有哪几种波型。
答:根据导波系统中电磁波按纵向场分量的有无,可分为三种波型:--------------2分 (1)横磁波(TM波),又称电波(E波):(2)横电波(TE波),又称磁波(H波):(3)横电磁波(TEM):
HEZ?0,EZ?0;-----------------1分 ?0 ,HZ?0;----------------1分
ZEZ?0,HZ?0。---------------------------------1分
2、微波传输线的特性阻抗和输入阻抗的定义是什么? 答:(1)传输线的特性阻抗定义为传输线上入射波电压
U(z)与入射波电流Iiiriri(z)之比,
(z)(z)UU或反射电压U(z)与反射波电流I(z)之比的负值,即z?-------3分 ??(z)(z)IIrr0 (2)输入阻抗的定义为该处电压U(z)与电流I(z)之比,即
zin(z)?U(z)-----2分 I(z)3、矩形波导和圆波导的主模是什么?(2分)主模传输的条件各是什么?(3分) 答:矩形波导的主模是圆波导的主模是
TE10模;主模传输的条件为:a<λ<2a,λ>2b-------------3分
TE11模;主模传输的条件为: 2.62R<λ<3.41R-----------------2分
4、若想探测矩形波导内的驻波分布情况,应在什么位置开槽?为什么?
答:在波导宽壁的中心线上开一纵向窄槽,------------------------------------2分 由于窄槽不切割电流线,因此它不影响波导内导行波的传输特性。通过此槽在波导中插入一小探针,外接晶体检波器和电流表,可测的波导内驻波的分布情况。----------------3分
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三、计算题(40分)
1、如图所示一微波传输系统,其波比。(10分)
Z0已知。求输入阻抗Zin、各点的反射系数及各段的电压驻
2Z124Z0解:1)Zc???4Z0 -----------------------------------------------1分
ZdZ0Zinb?4Z0----------------------------------------------------------------1分
Zb?2Z0//4Z0?4Z0 ---------------------------------------------------1分 32Z03Zin??Z0-----------------------------------------------------------1分
Zb43Z?Z0Za?Z04012)?a???? ------------------------------------------1分
Za?Z037Z0?Z044Z?Z0Zb?Z0301?b???----------------------------------------------1分
Zb?Z047Z0?Z03?c?Zc?Z04Z0?Z03?? ----------------------------------------------1分
Zc?Z04Z0?Z05Zd?Z1Z0?2Z01???---------------------------------------------1分
Zd?Z1Z0?2Z03?d?3)?ab?1??a1??d1??c4? ?bc??4 ?cd??2---------2分
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2、一特性阻抗为Z0?300?的传输线,传送信号至天线,工作频率为300MHz,由于传输线与天线不匹配,测得电压驻波比??3,第一个电压波腹点至输入端的距离为dmax1?0.2m。试求传输线的输入阻抗Zin及输入导纳Yin。(利用阻抗和导纳圆图完成,写清必要步骤)(10分)
解:??c?1m,dmax1?0.2?,在阻抗圆图上找到归一化电阻为3的点A,该点即为电f压波腹点,从A点沿等反射系数圆向信源方向旋转0.2波长数至B点,该点为
~~Zin?0.36?j0.29,相对圆心的对称点为Yin?1.7?j1.35,故Zin?108?j87Ω,
Yin?0.0057?j0.0045S。
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