哈工大微波技术1-2章答案
题 解 第 一 章 1-1 微波是频率很高,波长很短的一种无线电波。微波波段的频率范围为 Hz~Hz,对应的波长范围为1m~0.1mm。 关于波段的划分可分为粗分和细分两种。 粗分为米波波段、分米波波段、厘米波波段、毫米波波段、亚毫米波段等。 细分为…等波段,详见表1-1-2。 1-2 简洁地说,微波具有下列特点。 (1) 频率极高,振荡周期极短,必需考虑系统中的电子惯性、高频趋肤效应、辐射效应及延时效应; (2) 波长极短,“反射”是微波领域中最重要的物理现象之一,因此,匹配问题是微波系统中的一个突出问题。同时,微波波长与试验设备的尺寸可以比拟,因而必需考虑传输系统的分布参数效应; (3) 微波可穿透电离层,成为“宇宙窗口”; (4) 量子特性显现出来,可用来探讨物质的精细结构。 1-3 在国防工业方面:雷达、电子对抗、导航、通信、导弹限制、热核反应限制等都干脆须要应用微波技术。 在工农业方面,广泛应用微波技术进行加热和测量。 在科学探讨方面,微波技术的应用也很广泛。例如,利用微波直线加速器对原子结构的探讨,利用微波质谱仪对分子精细结构进行探讨,机载微波折射仪和微波辐射计对大气参数进行测量等等。 第 二 章 2-1 解 ∵ ∴ 2-2 解 图(a)的输入阻抗; 图(b)的输入阻抗; 图(c)的输入阻抗; 图(d)的输入阻抗; 其等效电路自绘。 2-3 解 ∵ ∵ 2-4 解 (1) ∵ ∴ (2) ∵ ∴ 2-5 解 ∵ ∴ 2-6 证明 ∵ 而 ∴ 故 2-7 证明 而 ,对应线长为 故 整理得 2-8 解 ∵ 而给定的是感性复阻抗,故第一个出现的是电压腹点,即线应接在此处。 ∴ ∵ ∴ 若在电压波节处接线则 ∴ 2-9 解 图(a);;。 图(b);;;;。 图(c);;;。 图(d);;;。 2-10 解 因为所以处是电压波腹点,电流波节点。 又因为,所以处是电压波节点,电流波腹点。 由于的分流作用,故。 因为,所以段载行波 题解2-10图 2-11 解 设负载端的反射系数为 ,传输线上的驻波比为,输入阻抗为 则 2-12 解 段呈行驻波状态 段呈行驻波状态 段呈行波状态 段呈行驻波状态 因为所以点为电压腹点、电流节点。依据输入端等效电路可求得: 由于段为行波,所以 2-13 解(1)分析工作状态 段 终端开路,,,,和为电压腹点、电流节点,距点处为电压节点、电流腹点,线上载驻波。 段 设段的输入阻抗为,则段的等效负载 ,故线上载行驻波,且点为电压腹点、电流节点,点为电压节点、电流腹点。 ,,。 段 ,故线上载行波。,,。 段 ,线上载行波,,,。 段 端短路,线上载驻波,,,。点为电压节点、电流腹点,点为点压腹点,电流节点。 段 处总阻抗为三个阻抗的并联:,,,故,线上载行驻波,处为电压节点、电流腹点,处为电压腹点、电流节点。,,。 (2) 求、沿线分布 将上述各值标绘出来,如图所示 题解2-13图 沿线、分布 (3) 负载汲取功率 2-14 解(1)为使段处于行波状态,需使处的等效阻抗,因为处可视为短路, 故 再经折合到处的阻抗,为 又经折合到处的阻抗,为 (2) 分析工作状态。求 段呈行波状态,, 段呈驻波状态,, 端为电压节点,电流腹点, 端为电压腹点,电流节点, 段为行驻波,,, 端为电压节点,电流腹点, 端为电压腹点,电流节点, 段为行驻波,,, 端为电压节点,电流腹点, 端为电压腹点,电流节点。 (3) 求、 ① 输入端等效阻抗为 , ② 因为点的两段分支完全相同 故有 按上述所求各值绘出沿线、分布曲线如图所示。 题解2-14图 沿线、分布 (4)检测电流 2-15 解(1)求驻波系数 ,。 等效到点的阻抗为,则点的等效阻抗为 , 于是,点的等效阻抗为 故点的反射系数模为 (2) 计算送至负载上的功率 输入端的阻抗为 因传输系统无耗且和不消耗能量,故传送到负载上的功率为 2-16 解 若处无反射则必需处的输入阻抗等于特性阻抗,即 得 由等式两端实部相等,得 将代入上式,有 2-17 解 ,参阅习题2-7求证公式有 2-18 解 , 又 2-19 解 2-20 解 ;;;,将它们各自代入下列二式中: 即可绘出各自的工作状态如图所示。 题解2-20图 工作状态分布图 2-21 解 ,由解得 等效到点为 等效到电源端的阻抗,为 由输入端等效电路可得 经分流后送到段的输入电流及终端电流分别为 ∴ 2-22 解 当时 () 2-23 解 解得 2-24 证明 整理得 将已知数值代入上式,得 整理得 2-25 解(1);在阻抗圆图上找到点,其对应电刻度为0.15,以为半径顺时针旋到电刻度为的点,得 ,; (2) 在圆图上找到点,其电刻度为。由沿等圆逆转