微波技术与天线试卷和答案B

微波技术与天线试卷B

一、填空题（每空2分，共40分）

1．长线和短线的区别在于：前者为分布集中

2．均匀无耗传输线工作状态分三种: 行波状态、驻波状态、行驻波状态

3．当传输线的负载为纯电阻RL>Z0时，第一个电压波腹点在 终端 ；当负载为感性阻抗时，第一个

电压波腹点距终端的距离在 0z/4 范围内。

4． 微波传输系统的阻抗匹配分为两种：共扼匹配、无反射匹配阻抗匹配的方法中最基本的是采用/4

阻抗匹配器、枝节匹配器作为匹配网络。

5． 表征微波网络的参量有：阻抗参量；导纳参数、转移参数、散射参数、传输参数

6． 微波谐振器有别于传统谐振器在于它的Q值高的频率大于300MHz一般就需要使

用微波谐振器，这是由于 高于300MHz时 使得传统LC回路欧姆损耗、介质损耗、辐射损耗增大等原因。微波谐振器常见有传输线型和 金属波导型等类型。

二、（20分）长度为3λ/4，特性阻抗为600Ω的双导线，端接负载阻抗300Ω；其输入端电压为600V。

试画出沿线电压、电流和阻抗的振幅分布图，并求其最大值和最小值。

解答：

L

ZLZ0ZLZ0



=-1/3=1/3exp(jπ

j(L2d)

) （2分）

V(d)VLe

jd

(1|L|e



j3/2

)

)VL(4/3)600

（4



V(3/4)VLe

(1

13

e

j(3)

VL



450V



2

分）

|V(d)||VL|[1|L|2|L|cos(450[10/92/3cos(2d/)]



2

1/2

L

2d)]

1/2

|I(d)||VL|[1|L|2|L|cos(450[10/92/3cos(2d/)]|Zin(d)||V(d)/I(d)|

1/2

L

2d)]

1/2

（2

分）

振幅|V(d)|、|I(d)|、|Zin(d)|随d的变化图 （4分）

1

|V(d)|max|VL|[1|L|]600V|I(d)|max

|VL|





L

（2分） Z0

[1||]1A

|V(d)|min|VL|[1|L|]300V|I(d)|min

|VL|Z0



（2分） （2分）

[1|L|]0.5A

|Zin(d)|max|V(d)|max/|I(d)|min1200|Zin(d)|min|V(d)|min/|I(d)|max300

（2分）

三、计算题（要求写清必要步骤）（共20分，每小题10分）

1． 一无耗传输线特性阻抗Z050，长度为10cm，f800MHz，假如输入阻抗Zinj60 (1)求出负载阻抗ZL；

(2)为了替代ZL需用多长的终端短路传输线？

(1) 解：

j60~

Zinj1.2

50

（2分）

j1.2



310

86

80010

37.5cm

l1037.50.267 （2分）

~

所以，在阻抗圆图中以得到Zl

~

j1.07

点向负载方向沿等反射系数圆旋转0.267波长数到Zl点，

。（2分）

~

，故Zl

j1.0750j53.5Ω

(2)解

终端短路线长度要从短路点向信源方向旋转至Zl点，旋转过的波长数为0.373，故短路线的长度为0.373

14cm

。 （4分）

50

2．已知传输线特性阻抗为Z0

，线长l

1.82

，max

50V

，min

13V

，距离

2

始端最近的电压波腹点至始端距离为dmax1

、解：

U

maxmin

0.032

。求Zin和Zl。

3.846

， （2分）

在阻抗圆图中找到归一化电阻为3.846的点A，过A点作等反射系数圆，A点为波腹点，

（3分）

过A点沿等反射系数圆向信源方向旋转0.032波长数，至B点，对应的归一化阻抗为

~

Zin2.5j1.8

，故Zin

125j90Ω

。 （3分）

~

0.27j0.22

再由B点沿等反射系数圆向负载方向旋转0.32波长数，至C点，对应Zl

故Zl

13.5j11Ω

，

。 （2分）

四、（10分）定性的阐述矩形波导中主模的场结构分布规律。

解答：TE10模场分量有Ey、Hx、Hz。 （2分）

EyEy

、Hx、Hz与坐标y无关，沿y轴均匀分布； （2分） 、Hx、Hz沿x轴的变化规律为

Eysin(

a

x)

H

x

sinx)

a



H

Z

cosx)

a



（2分）

所以，在x在x

Ey

a2

0,xa

处，Ey

0,H

x

0，H

0

z

达到最大值， （2分）

处，Ey、Hx达到最大值，Hz

； （2分）

、Hx、Hz沿z轴的变化规律为 （3分）

H

x

Eycos(tz)

cos(tz)

H

Z

cos(tz2)，

相位相差

2

。 （2分

五、（10分） 用BJ-100（a=22.86mm , b =10.16mm）波导做成的TE102模式矩形腔，今在zl端面用理

想导体短路活塞调谐，其频率调谐范围为9.3GHz-10.2GHz，求活塞移动范围。

解答： a=22.86mm , b =10.16mm

fmnp



（3分）

9.510

9

10.210

9

（3分）

3.84cml4.55cm

3