电磁场微波技术与天线(盛振华版)第三四五章答案.ppt

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1、电磁场微波技术与天线第3.4.5章习题讲解3-2如图所示的两条带状线，其尺寸b，t均相同，问：(1)若时，哪一条带状线特性阻抗大?为什么？(2)若时，哪一条带状线特性阻抗大?为什么？解：可见，随带状线尺寸、以及填充介质的介电常数的增加而降低。所以由长线理论可知，TEM模传输线特性阻抗的计算公式为：3－4设计一个微带阻抗变换器，使的微带线和的负载电阻匹配。设工作频率解：由题意，微带阻抗变换器特性阻抗为表3-3-1微带线特性阻抗和与尺寸的关系查表3-3-1，插值可得确定等效介电常数、导带宽度和微带线长度。图

2、3―3―3(2)查得(1)设，则(3)(4)(5)重复(2)(3)(4)，可得：相对等效介电常数也可应用逼近法查图3-3-3得到。取查得算得3－12矩形波导中主模是什么模式？它的截止波长为多少？若要保证它单模传输，工作波长范围为多少？并画出它在横截面内的分布图。解：a=2b矩形波导中截止波长的分布图根据金属波导传输线的一般理论式中为自由空间中同频率的电磁波的波数。要使波导中存在导波,则必须为实数,即或故截止波长和截止频率分别为矩形波导中主模是模。它的截止波长为。若要保证它单模传输，工作波长范围为。3－14

3、今用BJ-32型（）波导做馈线，试问：（1）当工作波长时，波导中能传输哪些模式？解：矩形波导中截止波长小于工作波长的模式才能在波导中传输。即m,n需要满足：满足此条件的m,n组合有：所以，此时波导中能传输的模式有（2）在传输模的矩形波导中，测得相邻两波节点的距离为10.9cm，求：及由：可得：（3）当波导中传输工作波长的模时，求：，，及。截止波长：相波长：相速度：群速度：3－15圆波导中模,模及模各有什么特点？分别画出它们在横截面内电磁场分布图。解:(一)、TE11模圆波导中模的场分布和矩形波导中模分布很

4、相似，且它的截止波长最长，容易实现单模传输。由于它存在极化简并模，所以不宜用来作为远距离传输的工作模式。(二)、TE01模在波导模的电场只存在分量，且在r=0和R处，。壁上只有磁场的分量，故在壁上只有电流，且随着频率的升高而减少，从而模的波导损耗随频率升高而降低。(三)、TM01模TM01模的场结构图如图所示。由图可见，磁场只有分量，是具有轴对称分布的圆磁场；电场有EX分量，在r=0处EZ最大；壁电流只有纵向分量JZ。因此适用于作微波天线馈线旋转铰链的工作模式。由于它具有EZ分量，便于和电子交换能量，可作

5、电子直线加速器中的工作模式。但由于它的管壁电流具有纵向电流，故必须采用抗流结构的连接方式。4-5求如图所示的电路的散射矩阵(a)T2面接匹配负载时，传输线处于行波工作状态。有又因为这是一个对称、可逆网络，所以先计算并联电容网络的散射参量。(b)C归一化阻抗为C面和面上的电压分别为因为电容并联在两段传输线之间，所以根据对称、可逆网络的性质，可得并联电容网络的散射矩阵：将参考面向外侧移动电长度，则代入4-13已知二端口网络的散射参量矩阵为求二端口网络的插入相移、插入衰减L（dB）、电压传输系数T及输入驻波比。

6、解：根据插入相移、插入衰减、电压传输系数及输入驻波比的定义，得对于可逆网络4-15有一无耗四端口网络，各端口均接以匹配负载，已知其散射参量矩阵为当高频功率从①端口输入时，试问②、③、④端口的输出功率各为多少？若以①端口归一化输入电压为基准，求各端口的归一化输出电压。解：表示234端口接匹配负载时，1端口的电压反射系数表示234端口接匹配负载时，1端口至2端口的电压传输系数表示234端口接匹配负载时，1端口至3端口的电压传输系数表示234端口接匹配负载时，1端口至4端口的电压传输系数由(4-2-5)归一化入

7、射波功率和反射波功率的表达式：(4-2-5)即为各端口归一化输出电压。可得4-4求型网络的转移矩阵（Z，Y为归一化值，两端外接传输线特性阻抗相等）。解：设方法一：根据定义直接求。实际阻抗导纳为利用利用5-6如图所示的E-T分支，试问：（1）当3端口接匹配负载，2端口接短路活塞时，问短路活塞与对称中心面的距离l为多长时，3端口能获得最大功率？（2）3端口没有功率输出时，l又为多长？（3）当2端口接匹配负载，3端口接短路活塞时，问活塞位置在何处，2端口可获得全部功率输出？解：(1)因为要3端口获得最大功率，3

8、端口处应处于电场波腹点，即对称面处应为电场波节点，且主传输线处于驻波工作状态。所以距离应为半相波长的整数倍。(2)因为此时对称面应处于电场波腹点，3端口处于电场波节点。(3)活塞位于距分支面为时，2口可获全部功率输出。因为此时分支面处应等效为短路，又根据阻抗重复性，所以活塞距分支面半相波长整数倍即可。5-2510cm吸收式波长计是由同轴腔构成。频率覆盖范围为2400-3600MHz,同轴腔外导体内直径D=24mm,内导体外直径