微波与天线第一章 习题

《微波技术与天线》习题答案章节 微波传输线理路1.1设一特性阻抗为Ω50的均匀传输线终端接负载Ω=1001R ，求负载反射系数1Γ，在离负载λ2.0，λ25.0及λ5.0处的输入阻抗及反射系数分别为多少？ 解：31)()(01011=+-=ΓZ Z Z Zπβλ8.02131)2.0(j z j e e --=Γ=Γ31)5.0(=Γλ （二分之一波长重复性）31)25.0(-=ΓλΩ-∠=++= 79.2343.29tan tan )2.0(10010ljZ Z ljZ Z Z Z in ββλΩ==25100/50)25.0(2λin Z （四分之一波长阻抗变换性） Ω=100)5.0(λin Z （二分之一波长重复性）1.2求内外导体直径分别为0.25cm 和0.75cm 的空气同轴线的特性阻抗；若在两导体间填充介电常数25.2=r ε的介质，求其特性阻抗及MHz f 300=时的波长。

解：同轴线的特性阻抗abZ r ln 600ε= 则空气同轴线Ω==9.65ln 600abZ 当25.2=r ε时，Ω==9.43ln600abZ rε 当MHz f 300=时的波长：m f c rp 67.0==ελ1.3题设特性阻抗为0Z 的无耗传输线的驻波比ρ，第一个电压波节点离负载的距离为1min l ，试证明此时的终端负载应为1min 1min 01tan tan 1l j l j Z Z βρβρ--⨯=证明：1min 1min 010)(1min 101min 010in tan l tan j 1/tan tan 1min 1min l j Z Z Z Z l j Z Z l j Z Z Z Z l in l βρβρρββ--⨯=∴=++⨯=由两式相等推导出：对于无耗传输线而言：）（1.4传输线上的波长为：m fr2cg ==ελ因而，传输线的实际长度为：m l g5.04==λ终端反射系数为： 961.0514901011≈-=+-=ΓZ R Z R输入反射系数为： 961.0514921==Γ=Γ-lj in eβ 根据传输线的4λ的阻抗变换性，输入端的阻抗为：Ω==2500120R ZZ in1.5试证明无耗传输线上任意相距λ/4的两点处的阻抗的乘积等于传输线特性阻抗的平方。

《微波技术与天线》习题答案章节微波传输线理路感谢所有参与习题答案录入工作的同学！特别感谢程少飞同学完成收集和整理工作！1.1 (李梅，王彦敏)设一特性阻抗为Ω50的均匀传输线终端接负载Ω=1001R ，求负载反射系数1Γ，在离负载λ2.0，λ25.0及λ5.0处的输入阻抗及反射系数分别为多少？ 解：31)()(01011=+-=ΓZ Z Z Zπβλ8.02131)2.0(j z j e e --=Γ=Γ 31)5.0(=Γλ（二分之一波长重复性） 31)25.0(-=Γλ Ω-∠=++= 79.2343.29tan tan )2.0(10010ljZ Z l jZ Z Z Z in ββλ Ω==25100/50)25.0(2λin Z （四分之一波长阻抗变换性）Ω=100)5.0(λin Z （二分之一波长重复性）1.2（任杰，方方）求内外导体直径分别为0.25cm 和0.75cm 的空气同轴线的特性阻抗；若在两导体间填充介电常数25.2=r ε的介质，求其特性阻抗及MHz f 300=时的波长。

解：同轴线的特性阻抗a b Z r ln 600ε=则空气同轴线Ω==9.65ln600a b Z 当25.2=r ε时，Ω==9.43ln 600ab Z r ε 当MHz f 300=时的波长：m f cr p 67.0==ελ1.3题（陈丽，王桂兰）设特性阻抗为0Z 的无耗传输线的驻波比ρ，第一个电压波节点离负载的距离为1m in l ，试证明此时的终端负载应为1min 1min 01tan tan 1l j l j Z Z βρβρ--⨯= 证明： 1min 1min 010)(1min 101min 010in tan l tan j 1/tan tan 1min 1min l j Z Z Z Z l j Z Z l j Z Z Z Z l in l βρβρρββ--⨯=∴=++⨯=由两式相等推导出：对于无耗传输线而言：）（1.4传输线上的波长为： m fr 2cg ==ελ因而，传输线的实际长度为：m l g5.04==λ终端反射系数为：961.0514901011≈-=+-=ΓZ R Z R 输入反射系数为：961.0514921==Γ=Γ-l j in e β 根据传输线的4λ的阻抗变换性，输入端的阻抗为： Ω==2500120R Z Z in 1.5（何阿甲，张姣）试证明无耗传输线上任意相距λ/4的两点处的阻抗的乘积等于传输线特性阻抗的平方。

如果两个端口所接的特性阻抗均为Z0，则归一化[A]矩阵为
a11 a12 1 Z / Z 0 1 Z a 0 a21 a22 1 0 1
例12：求长度为的均匀传输线段的[S]矩阵。
解：T1和T2面上的归一化反射波电压 和归一化入射波电压有关系 Ze
0.6
解：
导纳圆图yin电长度0.107
逆时针转0.6到0.207
y1 =1.9-j2.08
Z0
Yin 向负载
Y1
Y1= y1/Z0 = (1.9-j2.08)/400=(0.00475-j0.0052)S
6、阻抗匹配 例8(例1-8)：设负载阻抗为Z1=100+j50欧接入特性阻抗为Z0=50欧的传输线 上，要用支节调配法实现负载与传输线匹配，求离负载的距离l1及支节的长 O 度l2 。 l1
ZB
I2 ＋ U2 －
U1 Z11 |I 2 0 Z A ZC I1
Z12
U1 |I1 0 Z C Z 21 I2
1
U2 Z 22 |I1 0 Z B Z C I2 Zc Z A Z c Z Zc Z B Zc
1 [Y ] [ Z ] Z AZ B (Z A Z B )ZC
Z inb
Z0 2 Z 01 2 Z0 ZL Z0 4
2
Z0 2Z 0 4 2Z Zb Z0 9 0 2Z 0 4 Z 02 Z 02 9 Z in Z0 Zb 2 Z 2 0 9
9 Z Z0 Z in Z 0 2 0 7 (2) a Z in Z 0 9 Z Z 11 0 0 2 2 Z Z0 Zb Z0 9 0 7 b 2 Zb Z0 11 Z0 Z0 9 2 j2 7 7 or b a e j 2 z a e 4 e j 11 11 Z Z0 0 Z L Z 01 2 1 c Z L Z 01 Z Z 0 3 0 2

设特性阻抗为 Z °的无耗传输线的驻波比，第一个电压波节点离负载的距离为《微波技术与天线》习题答案章节 微波传输线理路1.1设一特性阻抗为50的均匀传输线终端接负载 R 100 ，求负载反射系数i，在离负载0.2 ，0.25及0.5处的输入阻抗及反射系数分别为多少?1.2求内外导体直径分别为0.25cm 和0.75cm 的空气同轴线的特性阻抗；若在两 导体间填充介电常数r 2.25的介质，求其特性阻抗及f 300MHz 时的波长。

则空气同轴线 乙 60ln b65.9a 当 r 2.25时，z 。

-60ln b43.9V r a 当f 300MHz 时的波长:0.67m1.3题解：1 (Z 1 Z °).( Z 1 Z 0) 1 3 (0.2 )j2 z1 j0.8 1ee 3(0.5 )13（二分之一波长重复性） 1 (0.25 ) 3Z 1 jZ 0tan 丨Z in (0.2 ) z 。

一129.4323.79乙n (0.25 ) 502/100 25（四分之一波长阻抗变换性）乙 n (0.5 ) 100（二分之一波长重复性）解：同轴线的特性阻抗Z 0Z2Z in -2500R 11.5方。

证明：令传输线上任意一点看进去的输入阻抗为Z in ，与其相距处看进去的输入阻抗为4Z n ，则有:Z 1 jZ °tan zZ 0jZ 1 tan zl min1，试证明此时的终端负载应为乙 Z o证明:对于无耗传输线而言：Z1Zj tan丨 min 1 Z in( 1 min 1)Z 0ZZ1j tan丨 min 1Zin(l min1)Z/由两式相等推导出：乙Z 01 j tan lmin1jtan lmin 1传输线上的波长为：cf 2 g— 2mr因而，传输线的实际长度为:I -0.5m4终端反射系数为:R1 Z0 R1 Z49490.96151输入反射系数为:1ej2 1in 1490.96151根据传输线的4的阻抗变换性，输入端的阻抗为:试证明无耗传输线上任意相距入/4的两点处的阻抗的乘积等于传输线特性阻抗的平Z in1 j tan I minijtan 1min 11.4特性阻抗为Z 0 100长度为 /8的均匀无耗传输线，终端接有负载① ② ③ 解：传输线始端的电压。