微波技術(shù)基礎(chǔ)試題2012.ppt

1、2011年秋季考試的參考答案：1。簡(jiǎn)短回答(65=30分)；1.請(qǐng)寫(xiě)下無(wú)損傳輸線三種工作狀態(tài)下的終端負(fù)載特性及其對(duì)應(yīng)狀態(tài)；a:行波狀態(tài)，或無(wú)限長(zhǎng)傳輸線；2分全駐波狀態(tài)、負(fù)載短路、開(kāi)路或純電抗；2.駐波狀態(tài)，任意負(fù)載。1分，2請(qǐng)寫(xiě)出史密斯圓圖的構(gòu)圖思路和每一圓周對(duì)應(yīng)的傳輸線長(zhǎng)度；答：剔除特征參數(shù)(歸一化)，將其歸屬于相位，以等中心為基礎(chǔ)覆蓋阻抗圓和駐波比。4點(diǎn)相當(dāng)于每圓周半個(gè)波長(zhǎng)的傳輸線長(zhǎng)度。1點(diǎn)，3請(qǐng)寫(xiě)出圓波導(dǎo)的三種主要模式和特性；回答：發(fā)送主模式；一分鐘內(nèi)損失最小的模式；雙軸對(duì)稱模塊。2分，4請(qǐng)寫(xiě)出雙端口網(wǎng)絡(luò)的物理意義和反射系數(shù)轉(zhuǎn)換公式、A:兩個(gè)端口匹配時(shí)，一個(gè)端口的反射系數(shù)；1分，當(dāng)1個(gè)端

2、口匹配時(shí)，從2個(gè)端口到1個(gè)端口的傳輸系數(shù)；1分，當(dāng)2個(gè)端口匹配時(shí)，傳輸系數(shù)從1個(gè)端口到2個(gè)端口；請(qǐng)寫(xiě)出微波諧振器的特征參數(shù)和矩形諧振器的基本模式；答：共振波長(zhǎng)；1分質(zhì)量因子；1分鐘等效電導(dǎo)；1分鐘矩形諧振腔模式，由兩個(gè)Z方向短路板組成。2分，6請(qǐng)寫(xiě)出e面t的函數(shù)；答：1端口輸入，2端口和3端口功率相等，相位相反；2分為2端口和3端口等幅同相輸入，1端口無(wú)輸出；2分為2端口和3端口等幅反相輸入，1端口輸出最大。1分，h面t？循環(huán)器？2 (10點(diǎn))在如圖所示的微波等效電路中，當(dāng)端子連接到匹配負(fù)載時(shí)，要求輸入端匹配，并獲得電阻和滿足的關(guān)系。解決方案：使用矩陣求解，使用級(jí)聯(lián)特性，4點(diǎn)，使用阻抗變換特性

3、，我們可以得到以下條件：2點(diǎn)，4點(diǎn)，P43示例2，3點(diǎn)(10點(diǎn))使用參數(shù)定義的雙端口網(wǎng)絡(luò)，終止負(fù)載，(1)寫(xiě)入?yún)?shù)無(wú)損，倒數(shù)和對(duì)稱特性，(2)證明參數(shù)阻抗變換特性。解決方案：(1)無(wú)損是一個(gè)實(shí)數(shù)和一個(gè)純虛數(shù)；兩點(diǎn)互惠原則；1點(diǎn)對(duì)稱規(guī)則。1分鐘，阻抗變換性質(zhì)為，(2)根據(jù)參數(shù)定義如圖所示，輸入反射系數(shù)定義為，負(fù)載反射系數(shù)定義為，1分鐘，1分鐘，1分鐘，2分鐘，s參數(shù)？四(10點(diǎn))是如圖所示的微波橋，其矩陣可以寫(xiě)成：4個(gè)臂與輸入匹配，3個(gè)臂與匹配負(fù)載連接，1、2個(gè)臂與反射系數(shù)不匹配的負(fù)載連接，得到和的關(guān)系。解決方法：根據(jù)參數(shù)定義，根據(jù)問(wèn)題的含義、3點(diǎn)、3點(diǎn)、2點(diǎn)、5 (12點(diǎn))測(cè)量無(wú)損傳輸線的終端

4、負(fù)載阻抗，得到終端電壓反射系數(shù)相角和電壓駐波比。 (1)終端負(fù)載反射系數(shù)和傳輸線特性阻抗(2)電壓節(jié)點(diǎn)處的輸入和線路上的電壓波腹計(jì)算解：(1)從反射系數(shù)和駐波比的關(guān)系，反射系數(shù)，2點(diǎn)，根據(jù)反射系數(shù)和輸入阻抗的關(guān)系，特性阻抗，2點(diǎn)，2點(diǎn)，(2)電壓波腹處的純電阻及其最大值，電壓節(jié)點(diǎn)處的純電阻及其最小值，2點(diǎn)，2點(diǎn)，6點(diǎn)(12點(diǎn))，如圖所示解決方法：選擇參考平面，將串聯(lián)阻抗和并聯(lián)導(dǎo)納作為網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)級(jí)聯(lián)特性得到。根據(jù)二端口網(wǎng)絡(luò)和的變換關(guān)系，可以得到、3點(diǎn)和2點(diǎn)，這可以通過(guò)反射系數(shù)變換性質(zhì)得到，根據(jù)傳輸線反射系數(shù)變換性質(zhì)，這可以通過(guò)反射系數(shù)變換性質(zhì)得到，3點(diǎn)、2點(diǎn)、2點(diǎn)和7 (16點(diǎn))，如圖()(2)

5、寫(xiě)出主模式的場(chǎng)方程；如果選擇了BJ-32波導(dǎo)管()，請(qǐng)?jiān)儐?wèn)(3)。當(dāng)工作波長(zhǎng)為6厘米時(shí)，波導(dǎo)中會(huì)出現(xiàn)什么波形；(4)當(dāng)主模工作時(shí)，波導(dǎo)中測(cè)量的相鄰節(jié)點(diǎn)之間的距離為10.9厘米，計(jì)算波導(dǎo)波長(zhǎng)和工作波長(zhǎng)。解是：(1)、(2)用作引導(dǎo)向量，(2)用作引導(dǎo)向量，(2)用作引導(dǎo)向量，(4)用作引導(dǎo)向量。(3)可以知道，根據(jù)波的傳輸條件，在波導(dǎo)中可以知道工作波長(zhǎng)，可以得到，由波導(dǎo)波長(zhǎng)、定義，1點(diǎn)、2點(diǎn)、1點(diǎn)、1點(diǎn)，這是2010年秋季考試的參考答案。1.簡(jiǎn)答題(每題3分，共30分)。1.無(wú)損傳輸線的阻抗是周期性分布的。它是什么時(shí)期？反射系數(shù)的分布規(guī)律如何？它們都是半波長(zhǎng)周期。當(dāng)長(zhǎng)度小于四分之一波長(zhǎng)時(shí)，短路傳

6、輸線相當(dāng)于電容或電感?；卮穑弘姼?，3。寫(xiě)出長(zhǎng)線方程(電報(bào)方程)，并給出u和i. 4的解。在史密斯圓圖中指出短路點(diǎn)和匹配點(diǎn)，并給出電源的旋轉(zhuǎn)方向。答：短路點(diǎn)：實(shí)軸的最左側(cè)；匹配點(diǎn)：坐標(biāo)原點(diǎn)；電源：順時(shí)針?lè)较?。方圓轉(zhuǎn)換中矩形波導(dǎo)和圓形波導(dǎo)的工作模式是什么？回答：TE10和TE11，6。金屬圓波導(dǎo)中的TEmn模，M階貝塞爾函數(shù)的根或其導(dǎo)數(shù)的根在哪里？回答：導(dǎo)數(shù)的根。TE波截止波長(zhǎng)取決于m階貝塞爾函數(shù)導(dǎo)數(shù)的第n根。7.矩形波導(dǎo)的截面，寫(xiě)出模式的截止波長(zhǎng)，并說(shuō)明矩形波導(dǎo)為什么具有高通特性。變速器，8。寫(xiě)出輸入反射系數(shù)的表達(dá)式，如雙端口網(wǎng)絡(luò)所示。甲：9分。當(dāng)傳輸TE20模式時(shí)，寫(xiě)出具有以下尺寸和TE10模

7、式散射矩陣的矩形波導(dǎo)。解釋微波系統(tǒng)何時(shí)共振。如果品質(zhì)因數(shù)(Q值)對(duì)銅矩形腔不滿意，可以通過(guò)鍍銀和鍍金來(lái)改善。試著分析原因。答：減少表面阻力和損耗。(15分)請(qǐng)根據(jù)S參數(shù)的反射系數(shù)變換特性，寫(xiě)出傳輸線上的反射系數(shù)與負(fù)載反射系數(shù)之間的關(guān)系。3，(15分鐘)TEM波傳輸線電路如圖所示，傳輸線均勻無(wú)損，特性阻抗，工作波長(zhǎng)=80厘米，傳輸線長(zhǎng)度=20厘米，負(fù)載。seek: (1)負(fù)載的電壓反射系數(shù)；(2)電壓駐波比(3)輸入阻抗；(4)最靠近負(fù)載的電壓節(jié)點(diǎn)位置。定向耦合器滿足以下條件：1 .這是一個(gè)無(wú)損的互易網(wǎng)絡(luò)；2.每對(duì)端口相互隔離，即S12=S34=0；3.一對(duì)端口匹配，例如S11=S22=0。(1

8、)寫(xiě)出它的散射參數(shù)。(2)根據(jù)正振幅條件，證明了。(3)不失一般性，理想定向耦合器被設(shè)置為S13=S24，S14=S23，解釋了這樣做的基礎(chǔ)。(4)證明了理想定向耦合器的主電路和副電路之間的相位差為90度。5。(20分鐘)已知的矩形諧振腔、內(nèi)部工作模式(充氣)。(1)找出共振波長(zhǎng)(2)寫(xiě)出空腔內(nèi)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的表達(dá)式(3)畫(huà)出空腔內(nèi)的電磁力線。2009年12月考試甲答案：1。簡(jiǎn)短回答(每個(gè)問(wèn)題3分，共30分)；1.嘗試用負(fù)載阻抗和特征阻抗來(lái)表示反射系數(shù)。均勻無(wú)損傳輸線的單位長(zhǎng)度分布電感為L(zhǎng)(亨/米)，單位長(zhǎng)度分布電容為C(法/米)。試著寫(xiě)出這個(gè)t的特征阻抗和傳播常數(shù)的表達(dá)式史密斯阻抗圖由哪兩個(gè)坐標(biāo)

9、系組成，在電源旋轉(zhuǎn)方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針，為什么？阻抗圖、導(dǎo)納圖、順時(shí)針電源。原因：當(dāng)史密斯圓圖逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，相位角增加。當(dāng)其他條件相同時(shí)，微帶寬度w增加，特征阻抗會(huì)變大還是變?。繛槭裁?？當(dāng)寬度變大時(shí)，電容c變大，因此特性阻抗變小。金屬圓波導(dǎo)的兩種簡(jiǎn)并現(xiàn)象是什么？它的主要傳輸模式是什么？極化簡(jiǎn)并性、TM1n模式和TE0n簡(jiǎn)并性。傳輸模式為TE11。在波導(dǎo)系統(tǒng)中，電磁橫向分量可以用縱向分量來(lái)表示。請(qǐng)寫(xiě)出線性不變性矩陣，并以縱向分量為前導(dǎo)矢量為例寫(xiě)出矩形波導(dǎo)TE10模的橫向分量。8。解釋參數(shù)的無(wú)損、互易和對(duì)稱屬性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱時(shí)，Sii=Sjj，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)互反時(shí)，Sij=Sji。IS S=0為正。9.試

10、著寫(xiě)出耦合傳輸線的偶模阻抗和奇模阻抗的定義，并進(jìn)行比較。偶模式激勵(lì)和奇模式激勵(lì)是外部激勵(lì)。偶模式激勵(lì)是磁墻的偶對(duì)稱軸，奇模式激勵(lì)是電墻的奇對(duì)稱模式。給出電力線分布，CgCf；所以CoCe，偶模阻抗大于奇模阻抗。或者通過(guò)比較Y0e和Y0o的大小，應(yīng)該注意到Y(jié)12是負(fù)的。寫(xiě)出諧振腔品質(zhì)因數(shù)q的一般定義？當(dāng)趨膚深度變小時(shí)，諧振腔的品質(zhì)因數(shù)Q如何變化，為什么？2，(15點(diǎn))如圖所示，當(dāng)傳輸線中的負(fù)載為任意值時(shí)，已知當(dāng)輸入阻抗匹配時(shí)沒(méi)有反射。3，(15分)證明了互易無(wú)損三端口網(wǎng)絡(luò)不能同時(shí)匹配，即不能實(shí)現(xiàn)。使用反證的方法：假設(shè)S11=S22=S33=0，我們知道矩形波導(dǎo)中的電場(chǎng)是=，現(xiàn)在兩個(gè)短路板在Z方向上被設(shè)置在z=0和z=L，以形成模式諧振腔。對(duì)于模式為L(zhǎng)=、5、(20分鐘)的定向耦合器，滿足以下條件：1。這是一個(gè)無(wú)損的互易網(wǎng)絡(luò)；2.每對(duì)端口相互隔離，即S12=S34=0；3.一對(duì)端口匹配，例如S11=S22=0。根據(jù)正振幅條件，證明了主電路