微波原理習(xí)題答案

1、補(bǔ)充題補(bǔ)充題1已知下面的邊界條件：已知下面的邊界條件：（1）已知始端電壓）已知始端電壓 和始端電流和始端電流 ；（2）已知信源電動(dòng)勢(shì)）已知信源電動(dòng)勢(shì) 和內(nèi)阻和內(nèi)阻 以及負(fù)載以及負(fù)載 ；分別求兩種情況下的分別求兩種情況下的U（z）和）和 I（z）的表達(dá)式。）的表達(dá)式。iUiIgEgZLZgEgZiVLVLZLIiI（1）+rL-rL12( )=A eA eiLuu+rL-rL120(A e-A e)II( )=ZiL01+rLuA2eiiz I02-rLuA2eiiz I解：解：將將 帶入原方程組得：帶入原方程組得： 1A2A00000uu( )22uu1( )()22rzrLrLrziiiir

2、zrLrLrziiiiz Iz Iu zeez Iz Ii zeez（2）1212001uAAiAAZ（ ）（0）（）120L120ZAAZuiAA（）（ ）（0）（）igigI ZUE由（由（1）、（）、（2）式可得：）式可得：解：解：.（1）12120grLrLrLrLgZEZ（A e-A e）+A e+A e.（2）0L012L00L00L022L00L0Z Z +ZA2Z Z +Z2Z Z +Z ZZ ZZA2Z Z +Z2Z Z +Z ZggggggEE（）（）shrL+ （）chrL（-）（）shrL+ （）chrLn將將 帶入原方程組得：帶入原方程組得：1A2A20L02L00L

3、0L02L00L0ZZ ZZ Z +ZZ Z +Z ZZZZ Z +ZZ Z +Z ZggggggggEE chrzuE shrzE chrzishrz+（z）（）shrL+（）chrL+（z）（）shrL+（）chrL作業(yè)：作業(yè)：1.8n1.8 設(shè)某傳輸系統(tǒng)如圖所示，畫(huà)出設(shè)某傳輸系統(tǒng)如圖所示，畫(huà)出AB段及段及BC段沿段沿線(xiàn)的各點(diǎn)電壓、電流和阻抗的振幅分布圖，并求出線(xiàn)的各點(diǎn)電壓、電流和阻抗的振幅分布圖，并求出電壓的最大值和最小值。（電壓的最大值和最小值。（R=900歐）歐）1Z02Z01Z振幅分布圖振幅分布圖例例1n已知傳輸線(xiàn)阻抗已知傳輸線(xiàn)阻抗 =300 ，終端接負(fù)載阻，終端接負(fù)載阻抗抗 ，求

4、終端電壓的反射系數(shù)，求終端電壓的反射系數(shù) 。0Z180240LZjL解：解：（1）計(jì)算歸一化負(fù)載阻抗值：計(jì)算歸一化負(fù)載阻抗值：（2）確定終端反射系數(shù)的模：確定終端反射系數(shù)的模：（3）確定終端反射系數(shù)的相角：確定終端反射系數(shù)的相角：01802400.60.8300LZjZjZ13 10.513 1Loo0.125360900.5Lo900.5jLe 作業(yè)：作業(yè)：1.17n特性阻抗為特性阻抗為50歐的無(wú)耗傳輸線(xiàn)，終端接歐的無(wú)耗傳輸線(xiàn)，終端接Z1=25+j75歐的負(fù)歐的負(fù)載，采用單支節(jié)匹配，用載，采用單支節(jié)匹配，用Smith原圖和公式計(jì)算支節(jié)的長(zhǎng)原圖和公式計(jì)算支節(jié)的長(zhǎng)度和位置。度和位置。作業(yè)：作業(yè)：

5、1.17電長(zhǎng)度：電長(zhǎng)度：0.412電長(zhǎng)度：電長(zhǎng)度：0.182電長(zhǎng)度：電長(zhǎng)度：0.318解：解：（1）計(jì)算歸一化負(fù)載阻抗值：計(jì)算歸一化負(fù)載阻抗值： 計(jì)算歸一化負(fù)載導(dǎo)納值：計(jì)算歸一化負(fù)載導(dǎo)納值：（2）A點(diǎn)的導(dǎo)納：點(diǎn)的導(dǎo)納： ；電長(zhǎng)度為：；電長(zhǎng)度為：0.192 B點(diǎn)的導(dǎo)納：點(diǎn)的導(dǎo)納： ；電長(zhǎng)度為：；電長(zhǎng)度為：0.308（3）（4）025750.51.550LZjZjZ0.20.6yj12.2yj 12.2yj (0.50.412)0.1920.28(0.50.412)0.3080.396dd0.3180.250.0680.1820.250.432ll（）（）串聯(lián)串聯(lián)單支節(jié)單支節(jié)調(diào)配器調(diào)配器并聯(lián)并聯(lián)單

6、支節(jié)單支節(jié)調(diào)配器調(diào)配器LZcZBBAA1l2lCC1d2d例例2：利用并聯(lián)雙支線(xiàn)進(jìn)行調(diào)配。設(shè)第二支線(xiàn)：利用并聯(lián)雙支線(xiàn)進(jìn)行調(diào)配。設(shè)第二支線(xiàn) 靠近靠近負(fù)載，距負(fù)載為負(fù)載，距負(fù)載為 ，第一支線(xiàn)，第一支線(xiàn) 與第二支線(xiàn)相距與第二支線(xiàn)相距 ， ，主線(xiàn)與支線(xiàn)的特性阻抗為，主線(xiàn)與支線(xiàn)的特性阻抗為 ， ，求匹配時(shí)的。，求匹配時(shí)的。2l1d1l2dL(125j65)Z 501/ 8d2/ 4d解：解：用公式計(jì)算法。用公式計(jì)算法。（1）歸一化負(fù)載導(dǎo)納歸一化負(fù)載導(dǎo)納:（2）求截面求截面BB處的歸一化導(dǎo)納處的歸一化導(dǎo)納 （不含（不含 產(chǎn)生的導(dǎo)納）產(chǎn)生的導(dǎo)納）: 第二支線(xiàn)第二支線(xiàn) 產(chǎn)生的導(dǎo)納產(chǎn)生的導(dǎo)納 故截面故截面BB處

7、的總導(dǎo)納處的總導(dǎo)納（3）求截面求截面AA處的歸一化導(dǎo)納處的歸一化導(dǎo)納 （不含（不含 產(chǎn)生的導(dǎo)納）產(chǎn)生的導(dǎo)納）:/500/(12565) 0.3150.164LcLyzzjjBBy2l11tan0.7891.11tanLBBBBBBLyjdygjbjjyd2l22cotBBsyjljb 20.789(1.1)BBBBBBsyyyjbAAy1l22tan1tanBBAAAAAABByjdygjbjyd222222222222222(1tan)(1tan)(tan)(1tan)(1)tan(1tan)(tan)BBAABBBBBBBBBBAABBBBgdgbdgdbdbgdbbdgd為了使調(diào)節(jié)為了使

8、調(diào)節(jié) 時(shí)達(dá)到匹配，時(shí)達(dá)到匹配， 必須等于必須等于1，于是有，于是有:1lAAg2222222(1tan)(1tantan)tanBBBBBBsbdgdgdbd由于由于 ， ，因此：，因此： 2/ 4d2tand 22(1)1.10.3150.315sBBBBBBbbgg 解得：解得：120.635sb （ ）21.56sb （2）即可得：即可得：121211arctan()0.16slb（ ）（ ）2211arctan()0.091slb（2）（2） 確定后，則確定后，則 即確定了：即確定了：2sbBBb12221.1 0.6350.4561.1 1.560.46BBBBsBBBBsbbbbb

9、b （1）（ ）（2）（ ）2BBBBsbbb 確定后，確定后， 則即確定了：則即確定了：BBbAAb222222222(1tan)(1)tan(1tan)(tan)BBBBBBAABBBBbdbgdbbdgd2tand 由于由于 ，故：，故：22BBAABBBBbbbg 11 220.554BBAABBBBbbbg （1）（ ）（ ）220.554BBAABBBBbbbg（2）（2）（2）得：得：調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 的長(zhǎng)度，以抵消的長(zhǎng)度，以抵消 ，達(dá)到匹配，達(dá)到匹配,于是有于是有:1lAAb11111arctan()0.169AAlb（ ）（ ）111arctan()0.33AAlb（2）（2）所以最

10、后解得兩組解為：所以最后解得兩組解為：11122120.169 ,0.160.33 ,0.091llll（ ）（ ）（2）（ ）題題1：串聯(lián)雙支線(xiàn)調(diào)配器，主線(xiàn)與支線(xiàn)的特性阻抗：串聯(lián)雙支線(xiàn)調(diào)配器，主線(xiàn)與支線(xiàn)的特性阻抗均為均為 ， ；在距離終端；在距離終端 處，串接相距處，串接相距 的兩條短路支線(xiàn)，以構(gòu)成串聯(lián)的兩條短路支線(xiàn)，以構(gòu)成串聯(lián)雙支線(xiàn)調(diào)配器，試求匹配時(shí)兩支線(xiàn)的長(zhǎng)度雙支線(xiàn)調(diào)配器，試求匹配時(shí)兩支線(xiàn)的長(zhǎng)度 。 c100Z L(200j100)Z 10.1d/812,l lLZcZBBAA1l2l1d2d題題2：無(wú)耗均勻雙導(dǎo)線(xiàn)的特性阻抗：無(wú)耗均勻雙導(dǎo)線(xiàn)的特性阻抗 ，負(fù)載，負(fù)載阻抗阻抗 ，今采用三支線(xiàn)

11、調(diào)配器將其調(diào)，今采用三支線(xiàn)調(diào)配器將其調(diào)配，試求達(dá)到匹配時(shí)各支線(xiàn)的長(zhǎng)度。第三支線(xiàn)距負(fù)配，試求達(dá)到匹配時(shí)各支線(xiàn)的長(zhǎng)度。第三支線(xiàn)距負(fù)載載3cm，支線(xiàn)間距均為，支線(xiàn)間距均為2.5cm，工作波長(zhǎng)，工作波長(zhǎng) =10cm（見(jiàn)下圖）。（見(jiàn)下圖）。c600Z L(360j600)Z L(360j600)Z c600Z 2.5cm2.5cm3cmCCBBAA1l2l3l第四章第四章（1）Z矩陣和矩陣和A矩陣之間的關(guān)系：矩陣之間的關(guān)系：Z=acad-bcc1cdca=1121zz21zz211z2221zz（2）T矩陣和矩陣和A矩陣之間的關(guān)系：矩陣之間的關(guān)系：a=1211122122T +T +T +T111221

12、22T -T +T -T11122122T +T -T -T11122122T -T -T +TT=12a+b+c+da-b+c-da+b-c-da-b-c+d（3）S矩陣和矩陣和A矩陣之間的關(guān)系矩陣之間的關(guān)系(略略.見(jiàn)課本見(jiàn)課本)作業(yè)作業(yè) 4.9S（1）（2）12g22g1T2T2T1T33T T（ ）解：解：對(duì)對(duì) 參考面來(lái)看：參考面來(lái)看：同理可得：同理可得：然后求對(duì)應(yīng)的反射系數(shù)和傳輸系數(shù)：然后求對(duì)應(yīng)的反射系數(shù)和傳輸系數(shù)：1T21111jjaa ea ea 1122223333;bbbbaabaab 111111112121113123222212122222323123333313132323333123bbbSSSbbbSSSbbbSSSSSSaaaSSSaaaSSSaaa ， ， ， ， ，n最后可解得參考面移動(dòng)過(guò)后的網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣為：最后可解得參考面移動(dòng)過(guò)后的網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣為： =S11S12S21S22S32S31S13S23S33S通過(guò)作業(yè)通過(guò)作業(yè)4.9題，可以得出如下三個(gè)結(jié)論：題，可以得出如下三個(gè)結(jié)論：1.無(wú)耗傳輸線(xiàn)上參考面移動(dòng)時(shí)，不改變?cè)W(wǎng)絡(luò)無(wú)耗傳輸線(xiàn)上參考面移動(dòng)時(shí)，不改變?cè)W(wǎng)絡(luò)S參