最新《微波技术与天线》傅文斌-习题答案-第2章

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|ICA|=|IA|=|I|min =|U|min/Z0=1(A),|I|max=|I|min ρ

CB段:|UC|=|U|max=150(V),ρ

CA=2(A)

; CB=Z0/R2=2,|UB|= |U|min=|U|max/ρCB=75(V)

|ICB|=|I|min =|U|min/Z0=1(A),|IB|=|I|max=|U|max/Z0=2(A) 作图如下(实线表示电压幅值分布,虚线表示电流幅值分布) |U|,|I|

150 2A

D

C

|U|,|I| 150V 2A

1A 75V

A

1A C

75V B

(3)PR1=(1/2)|UA| |IA|=0.5×150×1=75(W),PR2=(1/2)|UB| |IB|=0.5×75×2=75(W)

2.27传输线电路如图所示。画出传输线段ab、bc上的电压、电流幅值分布并标出极大、极小值。

450Ω 900V Z02=450Ω λ/5 R=900Ω Z01=600Ω λ/4 ZL=400Ω b c a 题2.27图 解 分析ab段的工作状态

Zbc故ab段呈行波。

2ZRZ016002?450? ???900?,Zb?Zbc//R?bcZ?RZL400bc(1)计算最大值、最小值 ab段:记微波源内阻为Zg,有

Ua?ZaUUa900?450??450??Ub,Ia?a?1A?Ib

IaZa?Zg450?450,Uc?Umaxbc段 ??Z01ZL?32。Ub?450V?Umin?Umax??300V

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Ibc?Ub?0.5A?IZbc,Ic?minUc?0.75A?IZ?max 【注意电流的求法】

(2) 作图

【注意电流的画法】

2.28传输线电路如图所示。测得??2,一个电压节点距终端0.3?,求负载的值。

D |U|,|I| 1A 0.5

C

0.75A A

0.3λ Z0=300Ω ZL

解 电压波节处,Zin(节)=Z0/ρ=150Ω。记ZL?RL?jXL,有:

Zin(节)?Z0?RL?jXL??jZ0tan?0.3???ZL?jZ0tan??z?=Z0=150Ω

Z0?jZLtan??z?Z0?j?RL?jXL?tan?0.3???经整理:2RL?3XL?300,3RL?2XL?1800。解得R?=462Ω,X?=208Ω

∴Z??(462+j208)Ω

2.29特性阻抗为Z0的无耗传输线端接负载ZL。测得线上的驻波比为?,最靠近负载的电压节点在z?zmin处,证明ZL、?和zmin之间的关系为

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ZL?Z0

证 电压节点处,Zin?Z0?,有

1?j?tan?zmin

??jtan?zminZ0?

整理得:Z??Z0?Z0Z??jZ0tan?zmin

Z0?jZ?tan?zmin1?j?tan?zmin 【证毕】

??jtan?zminmin2.30测得无耗传输线上的电压节点幅值U证明此线上的驻波比?可由下式求出:

及距此节点l(0?l??4)处的电压幅值Ul,

??UUA2?cos2?lsin?l

式中,A?l;?为相移常数。

min解 传输线方程的通解:

U?z??U??ej?z?U??e?j?z

对电压波节点有:Umin?U??U?;由行波性质有:U???U?,U???U?

若取电压波节点为坐标原点(或者说若末端为电压波节点),有

U?0??U???U???U??U?

U????U?ej???U?e?j???U??U?cos???jU??U?sin??

?????Umincos???jUmaxsin?? U????U222cos???Umin22sin?? max依题意,U????U?,A?U?Umin得:A2?cos2????2sin2??,故得

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??A2?cos2?? 【证毕】

sin??2.31传输线阻抗匹配的方法有哪几种?哪些是窄频带的?哪些是宽频带的? 答 窄频带方法:?4阻抗变换器,并联单支节匹配器,并联双支节匹配器。

宽频带方法:多节?4阻抗变换器,补偿式?4阻抗变换器(串联补偿式、并联补偿式、串并联补偿式),渐变线。

2.32一特性阻抗为50?的无耗传输线端接负载为200?, (1)求线上的驻波比;

(2)工作频率为100MHz时,采用一λ/4阻抗变换器进行匹配,该匹配段的特性阻抗和几何长度各为多少?

(3)将工作频率改成80MHz,如电路中仍含该λ/4阻抗变换器,则线上的驻波比变为多少? 解 (1)ρ=200/50=4

(2)Z01=50?200=100(Ω),λ0=c/f0=3(m),???04=0.75(m) (3)λ=c/f=15/4,??=1/5

Zin?Z01Z??jZ01tan??200?j100tan?2?5?9??20?100?j?(Ω) =100??Z01?jZ?tan??37?100?j200tan?2?5??37??

Zin?Z0=0.23,ρ=1.6

Zin?Z0(2.33题至2.39题暂略,因有时为不讲的内容,下次补齐)

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