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微波网络课后习题答案微波网络课后习题答案随着科技的不断进步，网络已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
而微波网络作为一种重要的通信技术，在现代社会中发挥着重要的作用。
然而，在学习微波网络的过程中，我们常常会遇到一些难题，需要通过课后习题来巩固和加深对知识的理解。
本文将为大家提供一些微波网络课后习题的答案，希望能够对大家的学习有所帮助。
1. 什么是微波网络？微波网络是一种基于微波技术的通信网络，它利用微波信号进行数据传输。
微波信号具有高频率和高带宽的特点，能够在较远距离内传输大量的数据。
微波网络主要由发射器、接收器、传输介质和信号处理设备等组成。
2. 微波网络的应用领域有哪些？微波网络广泛应用于电信、广播、卫星通信、雷达等领域。
在电信领域，微波网络被用于电话和互联网的传输；在广播领域，微波网络用于电视和广播的传输；在卫星通信领域，微波信号被用于卫星之间的通信；在雷达领域，微波信号被用于探测目标等。
3. 什么是微波传输线？微波传输线是一种用于传输微波信号的导线或导管。
常见的微波传输线有同轴电缆、微带线和波导等。
同轴电缆是由内导体、绝缘层和外导体组成的，适用于中小功率的传输。
微带线是一种在介质板上制作的传输线，适用于高频率的传输。
波导是一种空心的金属管道，适用于高功率的传输。
4. 什么是微波功率分配器？微波功率分配器是一种用于将微波功率分配给多个输出端口的设备。
常见的微波功率分配器有功率分配器、功率组合器和功率分束器等。
功率分配器将输入功率均匀地分配给多个输出端口；功率组合器将多个输入功率合并为一个输出功率；功率分束器将输入功率分散到多个输出端口。
5. 什么是微波滤波器？微波滤波器是一种用于滤除或选择特定频率的微波信号的设备。
微波滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
低通滤波器可以滤除高频信号，只保留低频信号；高通滤波器可以滤除低频信号，只保留高频信号；带通滤波器可以选择特定频率范围内的信号；带阻滤波器可以滤除特定频率范围内的信号。
微波技术基础答案
微波技术是一种利用微波频段（300 MHz至300 GHz）的电
磁波进行通信、雷达、无线电传输和加热等应用的技术。
以下是微波技术的基础知识：
1. 微波的特点：微波具有高频率、短波长、能够穿透大气、易于聚焦和定向传播的特点。
2. 微波的发生和传输：微波可以通过射频发生器产生，通
过导波管、同轴电缆、微带线、光纤等传输介质进行传输。
3. 微波的传播特性：微波的传播受到衰减、反射、折射和
散射等影响。
在自由空间中，微波的传播速度接近光速。
4. 微波天线：微波通信中常用的天线类型包括方向性天线（如喇叭天线、微带天线）、全向天线（如偶极子天线、
螺旋天线）和阵列天线等。
5. 微波通信：微波通信是利用微波进行无线传输的技术，
常用于卫星通信、移动通信和无线局域网等领域。
6. 微波雷达：微波雷达利用微波的反射特性来检测和跟踪
目标，广泛应用于航空、海洋、气象和交通等领域。
7. 微波加热：微波加热利用微波的能量来加热物体，常用
于食品加热、材料处理和医疗领域。
8. 微波器件：微波技术中常用的器件包括微波源（如
Klystron、Magnetron、Gunn Diode）、微波放大器、微波滤波器、微波开关和微波混频器等。
9. 微波安全：由于微波的高频率和能量较高，对人体和环境有一定的辐射危害。
因此，在微波技术应用中需要注意微波辐射的安全性。
10. 微波技术的发展：随着无线通信和雷达技术的快速发展，微波技术在通信、雷达、医疗、材料科学等领域得到广泛应用，并不断推动着技术的进步和创新。
第4章微波网络基础4.5 习题【1】为什么说微波网络方法是研究微波电路的重要手段？微波网络与低频网络相比较有哪些异同点？【2】表征微波网络的参量有哪几种？分别说明它们的意义、特征及其相互间的关系。
【3】二端口微波网络的主要工作特性参量有哪些？它们与网络参量有何关系？【4】求图4-17 所示电路的归一化转移矩阵。
图4-17 习题4图Zθ(a)其【解】同[例4-9］见教材PP95 求图4-9长度为θ的均匀传输线段的A和S。
图4-9 长度为θ的均匀传输线段【解】：从定义出发求参数，定义为：此文档最近的更新时间为：2020-8-3 18:27:0011121221212222U A U A I I A U A I =-⎧⎨=-⎩ 先确定A 矩阵。
当端口(2)开路（即20I =）时，2T 面为电压波腹点，令2m U U =，则()1cos 2j j m m U U e e U θθθ-=+=，且此时端口(1)的输入阻抗为10cot in Z jZ θ=-。
由A 矩阵的定义得： 21112cos I U A U θ=== ，2111212200/cos sin cot in m m I U Z U I A jU U jZ U Z θθθ=====- 当端口(2)短路（即20U =）时，2T 面为电压波节点，令22,22m mU U U U +-==-，则()1sin 2j j m m U U e e jU θθθ-=-=，且此时端口(1)的输入阻抗为10tan in Z jZ θ=。
由A 矩阵的定义得： 21120200sin sin m m U jU U A jZ I U Z θθ====- ，212220cos cos m mU I I A I I θθ====-也可以利用网络性质求1222,A A 。
由网络的对称性得：2211cos A A θ==再由网络可逆性得：211221202101cos 1sin sin /A A A jZ A j Z θθθ--===于是长度为θ的均匀传输线段的A 矩阵为00cos sin sin /cos jZ j Z θθθθ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦A如果两端口所接传输线的特性阻抗分别为01Z 和02Z ，则归一化A 矩阵为0jθθ⎡⎤⎢⎢=⎢⎢⎥⎢⎥⎣⎦A当01020Z Z Z ==时cos sin sin cos j j θθθθ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦A【6】（返回）求图4-19所示π型网络的转移矩阵。
221I V图4-19 习题6图【解】（返回）计算的方法有两种： 方法一：根据定义式计算； 方法二：如下，分解的思想。
思路：分解成如图所示的单元件单元电路，之后利用级联网络转移矩阵。
221I V Z221I V转移矩阵的关系式为：11121221212222U A U A I I A U A I =-=-根据电路理论，得出两个子电路的电压电流关系，并与定义式对比后得出两个子电路的转移矩阵Ａ1和A2分别为：122121212212 110011U U I ZU U I I I YU I Z A A Y =-=⎧⎧⎨⎨=-=-⎩⎩⎡⎤⎡⎤⇒=⇒=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦总的电路为三个单元电路级联，所以总的转移矩阵为：211011011010111121total YZZ Z Z A YYY YZ YY Y Z YZ +⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥+++⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦【7】求图4-20所示电路的Z 矩阵和Y 矩阵。
22V 1I 1V221I 1V图4-20 习题7图【解】（返回）221I 1V Z Z221I V Y Y(a)先根据定义计算形如上图电路的阻抗矩阵为：133323Z Z Z Z Z Z Z +⎡⎤=⎢⎥+⎣⎦将（a ）图与之对比，得（a ）图阻抗矩阵为：先根据定义计算形如上图电路的导纳矩阵为：：11111222211222I Y V Y V I Y V Y V =+=+213211101321123()()V Y Y Y I Y Y Y Y V Y Y Y =⋅+==+=++ 123122202123()V Y Y Y IY V Y Y Y =⋅+==++13112112012123231111V Y Y I Y Y Y Y V Y Y Y Y Y Y =+⋅==-⋅=-++++ 22122101123V I Y Y Y V Y Y Y =⋅==-++在(a)图中1321,,Y Y j C Y j Lωω===∞(b)将（b）图与之对比，得（b）图阻抗矩阵为：123()111,,11aj Lj C j CZ j L Z j L Z Zj Cj Lj C j Cωωωωωωωωω⎡⎤+⎢⎥⎢⎥===⇒=⎢⎥+⎢⎥⎣⎦232322322(3)11221122bLCj L j L C jYL j L CLCj L j L C j L j L Cωωωωωωωωωω⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣---⎦-----，因为：()113112213221122232321131112212122121LCj L j L Cj Lj CY Y Y j L j LY YY Y j Cj Lj LYY YY Y j Cj Lj L Cωωωωωωωωωωωωω--⎛⎫+⎪-+⎝⎭====++⎛⎫⎪⎝⎭====++---REF问题：Pozar4.7 的解答，可供参考。
差个负号？【8】求图4-21 所示电路的散射矩阵。
Z图4-21 习题8图【解】（返回） (a)[]00j a j e S eθθ--⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦(b)查表4-2知单个并联电容（导纳）构成网络的S 参数：222222yyy S y y y -⎡⎤⎢⎥++⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥++⎣⎦其中0y j c Y ω=利用参考面移动对S 参数的影响，可得，其中S11=S22，S12=S21： []222222200222222222002222j j j j j b j j j j yy ee ee y y y y ye S y y y y e e ee y y y y θθθθθθθθθ-----------⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎡⎤-++++⎡⎤⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎢⎥⎢⎥+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎢⎥++++⎣⎦⎣⎦矩阵相乘得：（0Y 其中为归一化特性导纳且001Y Z =）。
【10】用Z 、Y 、A 、S 参量分别表示可逆二端口微波网络和对称二端口微波网络的特点。
1．可逆网络（互易网络）1221Z Z = 或 1221Z Z = 1221Y Y = 或 1221Y Y =112212211A A A A -= 或 112212211A A A A -=1221S S =2．对称网络1122Z Z = 或 1122Z Z =1122Y Y = 或 1221Y Y = 1122S S = ，1122A A = (1122A A =) 。
【13】求图4-24所示电路中1T 与2T 参考面所确定网络的归一化转移参量矩阵和归一化散射参量矩阵。
图4-24 习题13图 【解】思路：把原电路分解成单元电路，并利用单元电路结果（表4-2）、参量矩阵转换及级联网络A 矩阵特点进行计算。
(a)详解：将(a)图分解成：pY 8λ4λp Y ⇒⇒其中等效的并联归一化输入导纳为：2cot cot8p Y j l j j πλβλ=== 查表4-2知，单个并联导纳网络的归一化转移参量：13101A A y ⎡⎤==⎢⎥⎣⎦传输线的归一化转移参量：2cos sin sin cos j A j θθθθ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，4λ对应的θ为2π。
总的归一化转移参量：12310cos sin 101sin cos 11001001011011101j A A A A yj y j j j j j j j j θθθθ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⨯⨯=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦利用表4-1的转换公式计算归一化散射参量矩阵：11221221det A A A A =-A11122122111111122122111221221211122122111221222111122122111221221112212222111221222det det 122jA A A A S S A A A A A A A A j S A A A A A A A A j S A A A A A A A A j A A A A S A A A A ⎧+--==⎪-+++⎪⎧+--=⎪⎪=⎪=⎪⎪+++⎨⎨+++=-+⎪⎪=⎪⎪+++-+-+=⎩⎪-+-+⎪=⎪+++⎩A A ()()()()122122122542225422251225j j j S j j S j j jS j ⎧-=⎪+⎪⎪--⎪==-+⎪⎨--⎪==⎪-+⎪-⎪==⎪-+⎩(b)中间段是短路短截线，00tan 4in in Z jZ l jZ l z jββπ===∴=查表4-2知：101z ⎡⎤⎢⎥⎣⎦ 代入得：2110101z j A ⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦总的归一化转移参量：1231011010111011011001011010z A A A A yy j j j j jj j j ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⨯⨯=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦111221221111122122111221221112121112212211122122211112212211122122111221222211122122002det det 1220A A A A S A A A A A A A A S S S A A A A A A A A j S A A A A A A A A A A A A S A A A A ⎧+--=⎪+++⎪⎧+--==⎪⎪=⎪=⎪⎪+++⎨⎨+++=⎪⎪=⎪⎪+++-+-+=⎩⎪-+-+⎪=⎪+++⎩A A 21220 S=00jj j S j S ⎧⎪=--⎡⎤⎪⎨⎢⎥-=-⎣⎦⎪⎪=⎩ (c)第1和第3是短路短截线，0000tan 41in in in Z jZ l jZ l Y jZ jY y jββπ===∴==-=-查表4-2知：101y ⎡⎤⎢⎥⎣⎦ 代入得：13101A A j ⎡⎤==⎢⎥-⎣⎦总的归一化转移参量：12310cos sin 101sin cos 110110110210112132j A A A A y j yj j j j j j jj θθθθ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⨯⨯=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-----⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦111221221111111221221112212212111221221112212221111221221112212211122122221112212242det det 12424A A A A S S A A A A A A A A j S A A A A A A A A j S A A A A A A A A j A A A A S A A A A ⎧+--==⎪+++⎪⎧+--=⎪⎪=⎪=⎪⎪+++⎨⎨+++=-⎪⎪=⎪⎪+++-+-+=⎩⎪-+-+⎪=⎪+++⎩A A 12212222425122422555 S=22412552522425j j j j j j S j j j jS j j j S j -+⎧=⎪-⎪⎪+-++⎡⎤==⎪⎢⎥-⎪⎢⎥⎨+-++⎢⎥⎪==⎢⎥⎪-⎣⎦⎪-+⎪==⎪-⎩【14】如图4-25所示二端口网络参考面2T 处接归一化负载阻抗L Z ，而11A 、12A 、21A 、22A 为二端口网络的归一化转移参量，试证明参考面1T 处的输入阻抗为：【证明】 回顾定义：11122121212222()()U A U A I I A U A I ⎧=+-⎪⎨=+-⎪⎩简记为： 1112111221222122A A A A A A A A ⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦A A 有： 21112111222212122222121222()()()()in U A A U A U A I I Z I A U A I U A A I ++--===+-+- 因为：22L U Z I =-，代入上式即得：11122122L in L A Z A Z A Z A +=+【19】已知二端口网络的散射参量矩阵为：3/23/20.20.980.980.2j j j j e e e e ππππ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦S 求二端口网络的插入相移θ、插入衰减(dB)L 、电压传输系数T 及输入驻波比ρ。
