2011_2012微波技术_B卷

第1页共10页安徽大学2011—2012学年第2学期《微波技术》考试试卷（B卷）（闭卷时间120分钟）院/系年级专业姓名学号题号一二三四总分得分一、填空题（每空1分，共20分）1.已知一无耗传输线的特性阻抗750Z，在其终端接负载阻抗100LZ，则终端电压反射系数为，传输线上的电压驻波比为。2.均匀无耗传输线工作状态分为三种：、、。3.史密斯阻抗圆图实轴上的点代表，实轴左半径上的点表示电压驻波，电流驻波，其上数据代表，在圆图上旋转一周为。4.带状线的工作模式为，其相速度pV，微带线的工作模式为。5.在空腔谐振器中磁场占优势的区域将腔壁向外拉出一小体积V，谐振频率将_________；将腔壁向内推入一小体积V，谐振频率将_________。6.在奇、偶模分析法中，对耦合线端口①和②的任意激励电压1V，2V，总可以分解为一对奇、偶模激励电压oV和eV的组合，奇模电压oV：，偶模电压eV：。7.微波谐振器的基本参数为__________、__________和__________。得分第2页共10页二、简答题（每小题6分，共12分）1.简述线性互易二端口网络散射参数测量中“三点法”的原理。2.写出下列理想二端口元件的S矩阵。（1）理想衰减器；（2）理想相移器；（3）理想隔离器。三、证明题（10分）1.试证明无耗传输线的负载阻抗为：11minmin0tan1tandjKdjKZZL式中K为行波系数，1mind为第一个电压驻波最小点至负载的距离。得分得分第3页共10页四、计算题（第1题15分，第2,3题各10分，第4题15分，第5题8分，共58分）1.如图所示为一无耗传输线及传输线线上的电压幅度分布图，试求：(1)工作波长；(2)电压驻波比；(3)AB处输入阻抗inZ；(4)负载阻抗LZ及终端反射系数L。1题图)(米d伏02伏40VBALZ500Z03.09.05.11.27.2得分第4页共10页2.如图所示，用BJ-100(a×b=22.86×10.16mm2)波导做成的TE102模式的矩形波导谐振腔(空气填充)，已知理想导体短路活塞调谐的频率范围为9.3GHz－10.2GHz，求l的取值范围。2题图3.如图所示，同轴线的特性阻抗为0Z，并联阻抗jXRZ，今用短路活塞和4阻抗变换器进行调配，求阻抗匹配时活塞的位置l和4阻抗变换器的特性阻抗1Z。3题图短路活塞Z0Z1Z0Z4l短路活塞xyzabl第5页共10页4.如图所示的对称二端口网络4题图(1).求如图所示4传输线的ABCD矩阵；(2).已知S矩阵和ABCD矩阵的关系如下:0000002()1[]2BACZDADBCZSBBACZDACZDZZ求整个网络S矩阵的元素11S；(3).当终端接匹配负载时，要求输入端阻抗匹配，求电阻1R和2R应满足的关系。2R1R0Z40Z0Z第6页共10页5.如图所示，功率iP由传输线1入射到三段传输线连接处,试求:(1)反射回传输线1的功率；(2)传递给传输线2的功率；(3)传递给传输线3的功率。5题图5002Z7503Z5001Z第7页共10页《微波技术》（B卷）考试试题参考答案及评分标准一、填空题（每空1分，共20分）1.1/74/32.行波驻波行驻波3.纯电阻点最小点最大点1/VSWR或1/ρ或K1/24.TEM模rc/准TEM模5.减小增大6.221VV;221VV7.谐振波长或谐振频率品质因数或Q值损耗电导二、简答题（每小题6分，共12分）1.答：在线性互易二端口网络中，若输出端口不匹配，设输出端口接负载时的反射系数为L，则输入端口的反射系数21211221LinLSSS(2分)当分别将输出端口短路(sc)、开路(oc)和接匹配负载(mat)时，测得输入端口的反射系数分别为：2221211,1SSSscin(1分)2221211,1SSSocin(1分)11,Smatin(1分)由此，便可确定11S、12S、22S（1分)2.答：（1）理想衰减器的S矩阵为：00lleeS（2分）(2)理想相移器的S矩阵为：00jjeeS（2分）(3)理想隔离器的S矩阵为：0100S或0100S（2分）三、证明题（10分）第8页共10页证明：无耗传输线的输入阻抗为：dtgjZZdtgjZZZZLLin000（3分）已知电压驻波最小点处的输入阻抗为00KZZ，则有：min0min0000dtgjZZdtgjZZZKZZLL（4分）根据上式可得：11minmin0tan1tandjKdjKZZL（3分）四、计算题（第1题15分，第2,3题各10分，第4题15分，第5题8分，共58分）1.解:（1）m4.2（3分）（2）22040minmaxVV（3分）（3）100)(0ZZABin（3分）（4）min0min000ltgjZZltgjZZZZLL)(30403.04.2223.04.2221501minmin0jjtgtgjljtgltgjZZL（3分）300jZZZZLLL（3分）2.解：矩形波导谐振腔的谐振频率为：2222lpbnamcfmnp(2分)TE102模的谐振频率：22321086.222102lcfTE(2分)l的最小值minl：mmllc4.3821086.221)102.10(4min2min23292(2分)l的最大值maxl：第9页共10页mmllc5.4521086.221)103.9(4max2max23292(2分)l的取值范围为：mmlmm5.454.38(2分)3.解：终端短路，长度为l的传输线在阻抗Z接入处的导纳为：ltgjltgjZY001Z11(2分)阻抗Z的导纳为：2221XRjXRjXRY(1分)Z接入处的导纳为：)Z1(2202221XRXltgjXRRYYYin(2分)令inY的虚部为零可得活塞的位置l为：)(20Z1022220XZXRarctglXRXltg(2分)Z接入处的阻抗inZ为：RXRYZXRRYininin22221(1分)4阻抗变换器的特性阻抗1Z为：0221021ZRXRZZZZin(2分)4.解：(1)242，所以：1sin,0cos00cossin1sincos0000ZjjZZjjZDCBA(5分)(2).总的ABCD矩阵为三个二端口网络ABCD矩阵的乘积1021000202001)1(1101001101RZjRRZZjjZRZjRZjjZRDCBA(4分)])1([)1(110210002010210002011RZjRRZZjZjRZjRZjRRZZjZjRZjS(1分)(3).当终端接匹配负载时，要求输入端匹配,只需0)1(010210002011RZjRRZZjZjRZjS由上式可得各参数满足的关系式：021ZRR(5分)第10页共10页5.解:由传输线01Z看去接头处的阻抗为：307550755075//50//0302ZZ(2分)由传输线01Z看去接头处的电压反射系数为：4150305030(2分)反射回传输线1的功率为：iiPP1612(2分)传递给传输线2的功率为：iiPP169531615(1分)传递给传输线3的功率为：iiPP166521615(1分)