1、word北京航空航天大學(xué)20062007學(xué)年第 一 學(xué)期 微波技術(shù) 期末考試試卷A標(biāo)準(zhǔn)答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、簡(jiǎn)答題每題3分1、 如何判斷長(zhǎng)線和短線？答：長(zhǎng)線是傳輸線幾何長(zhǎng)度l與工作波長(zhǎng)可以相比較的傳輸線1.5分，必須考慮波在傳輸中的相位變化效應(yīng)，短線是幾何長(zhǎng)度l與工作波長(zhǎng)相比可以忽略不計(jì)的傳輸線1.5分。界限可以認(rèn)為是。2、 何謂分布參數(shù)電路？何謂集總參數(shù)電路？答：集總參數(shù)電路由集總參數(shù)元件組成，連接元件的導(dǎo)線沒(méi)有分布參數(shù)效應(yīng)，導(dǎo)線沿線電壓、電流的大小與相位與空間位置無(wú)關(guān)1.5分。分布參數(shù)電路中，沿傳輸線電壓、電流的大小與相位隨空間位置變化，傳輸線存在分布參數(shù)效應(yīng)1.5分。3、 何謂色散傳輸線？對(duì)

2、色散傳輸線和非色散傳輸線各舉一個(gè)例子。答：支持色散模式傳輸?shù)膫鬏斁€，0.5分色散模式是傳輸速度相速與群速隨頻率不同而不同的模式0.5分。支持非色散模式傳輸?shù)膫鬏斁€0.5分，非色散模式是傳輸速度相速與群速不隨頻率而改變的模式。0.5分色散模式傳輸線：波導(dǎo)0.5分非色散模式傳輸線：同軸，平行雙導(dǎo)體，微帶。0.5分4、 均勻無(wú)耗長(zhǎng)線有幾種工作狀態(tài)？條件是什么？答：均勻無(wú)耗長(zhǎng)線有三種工作狀態(tài)，分別是駐波、行波與行駐波。1.5分駐波：傳輸線終端開(kāi)路、短路或接純電抗；0.5分行波：半無(wú)限長(zhǎng)傳輸線或終端接負(fù)載等于長(zhǎng)線特性阻抗；0.5分行駐波：傳輸線終端接除上述負(fù)載外的任意負(fù)載阻抗；0.5分5、 什么是波導(dǎo)中

3、的模式簡(jiǎn)并？矩形波導(dǎo)和圓波導(dǎo)中的簡(jiǎn)并有什么異同？答：不同模式具有相同的特性傳輸參量叫做模式簡(jiǎn)并。1分矩形波導(dǎo)中，TEmn與TMmnm、n均不為零互為模式簡(jiǎn)并。1分圓波導(dǎo)的簡(jiǎn)并有兩種，一種是極化簡(jiǎn)并。其二是模式簡(jiǎn)并，1分6、 空氣填充的矩形波導(dǎo)寬邊尺寸為，窄邊尺寸為中，要求只傳輸波型，其條件是什么？答：由于的截止波長(zhǎng)，而的截止波長(zhǎng)為，的截止波長(zhǎng)為，假設(shè)保證單模傳輸，因此傳輸條件max3分。答對(duì)1分2分或2分或2.5分7、 說(shuō)明二端口網(wǎng)絡(luò)參量的物理意義？答：S11,1端口接源，2端口接匹配負(fù)載，1端口的電壓反射系數(shù)；S22：2端口接源，1端口接匹配負(fù)載，2端口的電壓反射系數(shù)；S12：2端口接源，1

4、端口接匹配負(fù)載，2端口到1端口的電壓傳輸系數(shù)；S21：1端口接源，2端口接匹配負(fù)載，1端口到2端口的電壓傳輸系數(shù)；對(duì)角元答對(duì)第1個(gè)給1分，答對(duì)第2個(gè)加0.5分；非對(duì)角元答對(duì)第1個(gè)給1分，答對(duì)第2個(gè)加0.5分；8、 寫(xiě)出理想移相器的散射矩陣答：寫(xiě)出2´2矩陣形式給1分，每個(gè)元素0.5分；9、 一個(gè)微波網(wǎng)絡(luò)的“某端口匹配與“某端口接匹配負(fù)載物理含義有何不同？ 答：某端口匹配是指該端口無(wú)反射，出波為零1.5分；某端口接匹配負(fù)載是指負(fù)載無(wú)向該端口的反射，該端口入波為零1.5分。10、什么叫截止波長(zhǎng)？為什么只有波長(zhǎng)小于截止波長(zhǎng)的波才能夠在波導(dǎo)中傳播？1分 波長(zhǎng)只有小于截止波長(zhǎng)，該模式才能在波導(dǎo)

5、中以行波形式傳輸1分，當(dāng)時(shí)，為迅衰場(chǎng)，非行波1分。二、此題15分一空氣介質(zhì)無(wú)耗傳輸線上傳輸頻率為3GHz的信號(hào)，其特性阻抗，終端接有的負(fù)載。求：線上駐波比；沿線電壓反射系數(shù)；距離終端處的輸入阻抗和電壓反射系數(shù)解： 2.5分 2.5分 3分 輸入阻抗 1分， 1分 3分 2分解法二： 在等阻抗圓與的交點(diǎn)即為的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，標(biāo)記為。2.5分 以O(shè)為圓心、線段OA為半徑的圓即等圓, 其與正實(shí)軸的交點(diǎn)為 2.5分 ，沿線電壓反射系數(shù)即為 3分 1分 1分A點(diǎn)沿等圓順時(shí)針轉(zhuǎn)處B讀出歸一化阻抗，可以得到輸入阻抗3分連接圓心O和B點(diǎn)交點(diǎn)讀出反射系數(shù)的角度2分三、此題15分一空氣填充的矩形波導(dǎo)，信號(hào)的工作頻率為10

6、GHz。求:波導(dǎo)中主模的波導(dǎo)波長(zhǎng)，相速和能速； 假設(shè)尺寸不變，工作頻率變?yōu)?5GHz，除了主模，還能傳輸什么模 ？解：工作頻率，空氣填充，因此 1分 主模TE10能夠傳輸； 2分傳輸參數(shù)： 2分 2分 2分2 1分主模截止波長(zhǎng)截止波長(zhǎng)為 2分截止波長(zhǎng)為截止波長(zhǎng)為2分因此可以確定除了主模外，還能傳輸模和模 1分四、此題15分有一個(gè)無(wú)耗互易的四端口網(wǎng)絡(luò)，其散射矩陣為。當(dāng)端口1的微波輸入功率為其輸入歸一化電壓波為，而其余端口均接匹配負(fù)載時(shí)： 求網(wǎng)絡(luò)第2，3，4端口的輸出功率； 求網(wǎng)絡(luò)第2，3，4端口的輸出信號(hào)相對(duì)于第1端口輸入信號(hào)的相位差； 當(dāng)?shù)?端口接一個(gè)反射系數(shù)為的負(fù)載時(shí)，第

7、3，4端口的輸出信號(hào)即輸出歸一化電壓波，是什么？解：（1） 2端口的輸出功率： 1分3端口的輸出功率：0 1分4端口的輸出功率：1分22端口的輸出信號(hào)相對(duì)于1端口輸入信號(hào)的相位差：的相角 0o1分3端口無(wú)輸出信號(hào)1分4端口的輸出信號(hào)相對(duì)于1端口輸入信號(hào)的相位差：的相角1分(3) 1分 1分 1分 1分由： 1分 1分 1分 1分 1分五、此題15分 對(duì)某一個(gè)微波網(wǎng)絡(luò)的第端口，其歸一化入射電壓波為，歸一化反射電壓波為，寫(xiě)出此端口的入射輸入功率和反射輸出功率的表達(dá)式。 證明當(dāng)該網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗時(shí)，其散射矩陣滿足么正性，即。解：(1) (2分)(2分)(2)對(duì)任一端口，如對(duì)i 口入波功率(P+)i出波功率(P-)i那么n個(gè)端口的總?cè)氩üβ逝c總出波功率分別為： 2分 2分根據(jù)網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗的條件：P+=P- 2分即有： (*)1分又根據(jù)定義 b=Sa , 有b+=(Sa)+=a+S+ 2分 代入(*)得: a+a=a+S+Sa 1分移項(xiàng) a+(1-S+S)a=0 上式對(duì)任意入波a都應(yīng)成立 故必有： 1-S+S=0 即 S+S=1 1分六、此題10分利用導(dǎo)納圓圖和文字說(shuō)明對(duì)一個(gè)容性負(fù)載用容性短路并聯(lián)單枝節(jié)進(jìn)行匹配的步驟。解：1由于負(fù)載為容性，因此選