习题选解第5章 微波无源元件Word格式.docx

1、求：（1） 谐振器的基波谐振频率（开路端效应忽略）；（2） 当谐振器一端面短路，另一端开路时，确定其基波谐振频率。15（解答）如图5-109所示,一个谐振腔，其无载Q为1000，其与特性阻抗为的无耗传输线耦合，在线上测得谐振时的电压驻波比是2.5。（1）腔体的有载Q；（2）当信源入射功率为400mw时，谐振腔所吸收的功率。图5-109 习题15图16（解答）用下列方法画出低通滤波器的结构图： （1） 同轴高低阻抗线法； （2）微带高低阻抗线法； （3）微带开、短路短截线法。17（解答）试证明图5-110为一个J变换器，并求出变换器的输入导纳。图5-110 习题17图19（解答）试绘图5-112

2、 中滤波器结构的等效电路，并说明它是带通还是带阻滤波器？图5-112 习题19图20（解答）画出图5-113中各滤波器电路的可能的微波结构。图5-113 习题20图21（解答）用K、J变换器表示图5-114中的滤波器的等效电路，并说明是什么滤波器？图5-114 习题21图22（解答）试判别如图5-115所示定向耦合器的耦合端和隔离端。图5-115 习题22图23（解答）如图5-116所示，有一反向定向耦合器。其耦合度为4.8dB，现用于微波测量中改作为合路器。即在适当端口上接入二个微波信号源，其频率分别为、，在输出端口上获得功率的合路输出。问： （1）用哪两个端口作为信号输入端，哪一个端口作为

3、输出端，哪一个端口接匹配负载？ （2）若要求输出端上，、各输出lmw，问、输入功率各为多少？（、信号源接何端口请自定标明）图5-116 习题23图24（解答）试证明两个耦合度k=8.34dB定向耦合器按图5-117所示连接后，可以得到一个3dB定向耦合器。图5-117 习题24图25（解答）如何利用一个理想的魔T和一个匹配负载这两个元件组成一个定向耦合器？其过渡衰减量是几分贝？方向性如何？26（解答）写出、和混合电路的矩阵。27（解答）有一无耗二口网络，各口均接以匹配负载，已知其矩阵为当高频功率从口输入时，试间、口的输出功率以及反射回口的功率各为多少？若以回输入波为基准，各口的输出波相位关系是

4、怎样的？28（解答）如图5-118所示，一支对称的定向耦合器，其方向性为无穷大，耦合度为20dB，用此定向耦合器监视输送到负载的功率，功率计PA读数为8mw，它对臂4产生的驻波比为2.0，功率计PB读数为2mw，它对臂3匹配，求：（1）负载上吸收的功率；（2）臂2上的驻波比。图5-118 习题28图29（解答）如图5-119所示,一个平行耦合微带线定向耦合器在中心频率时的耦合系数为，已知、口接上反射系数为的负载，试求其输入端反射系数和输出端的传输系数。若，或 输入端反射系数和输出端的传输系数又如何？图5-119 习题29图30（解答）如图5-120所示，写出由二个匹配双组成的三口电路的矩阵。图

5、5-120 习题30图31（解答）如图5-121所示的双T接头作为测量阻抗的电桥，若，试证明口输出相对功率为图5-121 习题31图32（解答）写出下列各种理想二口网络的矩阵： （1） 理想衰减器； （2） 理想移相器；（3） 理想隔离器。33（解答）有个三口网络，其矩阵为问此元件中有无吸收物质？它是一个什么样的微波元件？35（解答）写出图5-122所示的波导匹配双T和理想环行器组合的电路的S矩阵。图5-122 习题35图36如上述电路中口和口通过相移为的移相器相连结，求新电路的矩阵。37（解答）有一环行器如图5-123（a）所示，环行器的 S矩阵为 若口接匹配信号源，口接匹配负载，口接短路活

6、塞，图中短路面离距离为，今测得关系如图5-123（b）所示，求和的数值。 图5-123 习题37图【1解】返回【2解】返回当，在连接点看，根据半波重复性，其等效为开路，故100%传输，即无反射；当，在连接点看，根据四分之一变换性，其等效为短路，故0传输，即全无反射；不影响，即无反射；【end】【3解】返回【10解】返回【14解】返回半波长：四分之一： 【end】【15解】返回以串联谐振为例：17试证明图5-110为一个J变换器，并求出变换器的输入导纳。【17证明】返回查表4-2知： 查表4-2知： 对比得：，所以：【16解】返回（2）微带高低阻抗线法；（3）微带开、短路短截线法。？19试绘图5

7、-112 中滤波器结构的等效电路，并说明它是带通还是带阻滤波器？【19解】返回它是带阻滤波器！20画出图5-113中各滤波器电路的可能的微波结构。【20解】返回（a）微带形式（同轴、带状线均可）（b）波导形式1 （b）波导形式221用K、J变换器表示图5-114中的滤波器的等效电路，并说明是什么滤波器？【21解】返回图a）：为带通滤波器，其等效电路如下图。图b）：该电路较为特殊，是带通滤波器，其等效电路如下图，用文字表示。22试判别如图5-115所示定向耦合器的耦合端和隔离端。 图5-115 习题22图【22解】返回有个前提是给定输入端！如图c的输入端变了，则隔离也不同，如下图：23如图5-1

8、16所示，有一反向定向耦合器。【23解】返回1、3输入，2输出，4匹配。1输入f1，功率为3毫瓦。因耦合度是4.8dB，即3；3输入f2，功率为3/2毫瓦。因1-1/2=2/3；【例5-2】用一个定向耦合器将两个不同频率信号源输出功率叠加输出。【解】按如图5-65 所示将两个信号源连接在定向耦合器的两个相互隔离端口和口，口为输出端，口接匹配负载，设定向耦合器耦合度为10dB，两个信号源的工作频率均在定向耦合器的带宽内。图5-65 定向耦合器将两个不同频率信号源输出功率叠加输出因为，信号源1耦合到口功率为，输出到口功率为：；因为，信号源2输出到口功率为；口输出功率为：【End】24试证明两个耦合

9、度k=8.34dB定向耦合器按图5-117所示连接后，可以得到一个3dB定向耦合器。例5-5 证明两只耦合度分别为8.34dB的微带定向耦合器按如图5-74所示串接即可得到一只3dB定向耦合器。【24证明】返回本题的证明必须考虑微带定向耦合器耦合端输出超前直通端输出，且输入端也超前直通端输出。设微带定向耦合器输入为，经过第一只定向耦合器后其耦合端输出电压为，直通端输出电压为，因为，即，则。电压和进入第二只定向耦合器，电压在第二只定向耦合器的耦合端和直通端输出分别为和，电压在第二只定向耦合器的耦合端和直通端输出分别为和，下面分别求出这四个电压：因为，可求出，则，则同理可求出，第二只定向耦合器的两

10、个输出端分别为：和，由此证明了图5-74所示的定向耦合器为3dB定向耦合器。图5-75为由两支3dB定向耦合器与两个放大器组成的平衡放大器，如果图中两个反相放大器的特性相同，根据3dB定向耦合器的特性可以求出该平衡放大器为（3）端口输出，其值为，而（2）端口无输出，该端口应接匹配负载。图5-75 由两支3dB定向耦合器与两个放大器组成的平衡放大器25如何利用一个理想的魔T和一个匹配负载这两个元件组成一个定向耦合器？【25解】返回组成方法：匹配负载接在隔离口2口，1口输入，3口、4口同相平分输出。其过渡衰减量3dB，方向性26写出、和混合电路的矩阵。【26解】返回混合电路：就只是wilkinso

11、n power divider：和混合电路：27有一无耗二口网络，各口均接以匹配负载，已知其矩阵为当高频功率从口输入时，试问、口的输出功率以及反射回口的功率各为多少？【27解】返回设口输入功率时，、口的输出功率以及反射回口的功率各为：若以回输入波为基准，仅、有输出，同相、相位增加28如图5-118所示，一支对称的定向耦合器，其方向性为无穷大，耦合度为20dB，用此定向耦合器监视输送到负载的功率，功率计读数为8 mW，它对臂4产生的驻波比为2.0，功率计读数为2 mW，它对臂3匹配，求：（2）臂 2上的驻波比。【28解】返回可参考周pp249对于A负载：到A负载的功率为9 mW，反射1 mW，实

12、际接收8 mW；根据定向耦合器耦合度为20dB，即100，得信号源的功率为：到达的总功率包括A的反射波以及ZL反射波耦合到B的功率：所以ZL反射波耦合到B的功率为：同样：ZL反射波与ZL反射波耦合到B的功率之比为100：从信号源传到ZL的功率约为：，故反射系数模为：ZL吸收的功率为入射功率减反射功率，即：29如图5-119所示,一个平行耦合微带线定向耦合器在中心频率时的耦合系数为，已知、口接上反射系数为的负载，试求其输入端反射系数和输出端的传输系数。【29解】返回研究生教材 微波无源和有源电路原理作者: 傅君眉主编 pp13030如图5-120所示，写出由二个匹配双组成的三口电路的矩阵。【30解】返回31如图5-12