廖承恩《微波技术基础》第四-第六章答案

带状线为双导体结构，中间填充均匀介质，所以能传输TEM导波，且为带状线的工作模式。4.1可由P.10741-7式计算特性阻抗Zo由介质r，导体带厚度与接地板高度的比-，以及导体带b宽度与接地板高度的比W确定。bZo69.454.5可由P.10741-6式计算其中:已知:x0.85、0.6x,rZ。120,rZ0120x-30—0.441..rZ。、225074.2120x-30—0.441rZ0型0.4410.8374.2所以:Wbx3.20.832.66(mm)衰减常数P.10941-10:c是中心导体带和接地板导体的衰减常数,d为介质的衰减常数。TEM导波的介质损耗为:d詈(Np/m)，其中kZob其中:2Wbt3nItb(0.5W0.7t)1口0.50^1丄心btW2tktgd石210910'2.20.0013.0100.155(Np/m)铜的面电阻在10GHz下Rs0.0268，A4.74由惠勒增量电感法求得的导体衰减常数为(Np/m):P.11141-11TOC\o"1-5"\h\z2.7103RsrZ0—sr0A.rZ012030(bt)0.16R.—-B,Z12027"“A0.122Np/m30(bt)0.277Np/m1Np10lge28.686dB0.277Np/m2.41dB/m4.6可由P.10741-6式计算Wb0.850.6xrZ。120rZ0其中：x-300.441rZ0已知：rZ02.2100148.412030—rZ。0.441-300.4410.194148.4所以：Wb(0.85..0.6x)3.160.21280.67(mm)在10GHz,带状线的波长为:31082.2101092.02cm4.16可由P.13043-27式计算已知益70，Z0o304mm，2.1kekoZ°er303.3813eAe1yZ0。r301.450.992arctg_keko0.682—arctg1ko1kekeko4mm40.682.7mm40.0150.06mm3.3813e3.3813e0.01524；20.648AZ。BCZoDVav2bi2廖承恩第6章习题6-5求图6-1所示的对称二端口网络的归一化ABCD矩阵，并求不引起附加反射的条件。解：（一）将此网络分解为3个网络的级联，且各个网络ABCD矩阵为：AB1AB310GD1C3D3jB1AB2cosjZ°sinC2D2jsin/Z0cos故网络ABCD的总矩阵为ABAB1A2B2AB3CDGD1C2D2C3D3cosBZ0jZ°sinj(2Bcossin/Z0BZ°sin)cosBZ0sin不引起反射的条件为in0ZinZ0而2cosBZosinB2ctg/Z0方法（二）若二端口网络不引起反射，则S110,而网络总矩阵归一化值为abcosBZ。jsincdj(2Bcossin/Z0BZ0sin)Z0cosBZ。sinSnbiabcdnabcd0a?0b06acdZinI,CV2DI2AZlBCZldZo2cosBZosinB2ctg/Zo6-7求图6-3所示网络的输入阻抗及终端负载ZlZ0时输入端匹配的条件。解：Zin1jB1ZJbjX1Z0jXjB1Z°(1BX)j(2X-)B(1BX)jBZ。输入端匹配的条件为in0ZinZ0X土2B般取XZo,B1/Zo6-8求表6.6-1解：求T形网络的中T形网络的ABCD矩阵。将此网络分解为ABCD矩阵。3个网络的级联:ABC1D1AB2C2D2AC3B3D3I/Z31故网络ABCD的总矩阵为B1A2B2A3B31ZZ3CiD1C2D2C3D3Z2Z3其中D乙Z2Z2Z3乙Z36-9求图6-4所示的各电路的6—4（b）s矩阵。解：方法（一）：对于图网络的归一化矩阵为S11方法（二）：AB10CD1/Z1ab10edZ0/Z1abedS120bedaa22S220abeda2Z02Z2ZZ02ZZ0S2ZZ02ZZ02ZZ0_biGn=乙n-Z0a1a2=0Zin+Z0，此网络的ABCD矩阵为0a2ai0a2Sib1a1b2a12(adbe)abcdabedabedZin=ZZ。Z+ZoSiiZZoZZoZoZZoZZoZoZo2ZZoVVi/（i+Sii）+—+y=y+y=V（1+sl1）S21=VLV1V2+=oV2y/（1+初Q%二V2=1+S11=2Z2Z+ZoZo2Z2ZZo2ZZo2ZZo[S]S11S122ZZo2ZZo(1)求端端口①的6-13如图6—7所示同轴波导转换接头，已知其散射矩阵为口②匹配时端口①的驻波系数；(2)求当端口②接负载产生得反射系数为r时,反射系数；(3)求端口①匹配时端口②的驻波系数。解：(1)由散射矩阵定义Sna1S12a2（1）端口2匹配，意味负载处的反射波a2=o，此时端口1的反射系数为b11—S11因此端口1的驻波系数为1邱1邱(2)当端口2接反射系数为r的负载时，负载处的入射波b2与反射波a2之间满足a2b2a22匕2代入(1)式得:b1S11a1S122b2b2因此端口1的反射系数为S12S2121S222(1)⑵6-15推导式（6.6-3）。解.D^11a2T12b2&1121a?12?b2将（2）式中b2的代入到（1）式有:珑T22b2=1T21T22a2b]Snai^^12a2，有b2S21a1S22a2bi=Ti®+对比S的定义:S11Sl2S21S22骣1-T21a2I-=%：12=a1T22TI2/T221/T22T11(T12T21/T22)T21/T226-18如图6—11所示网络，当终端接匹配负载时，要求输入端匹配，求电阻R1和R2应满足的关系。3个网络的级联，且各个网络AB110C1D11/R1A2B2chlZ°shlC2D2shl」/Z0chlQl故网络ABCD的总矩「阵为ABAB1AB2A3CDGD1C2D2C3当终端接匹配负载娄时，有ZlZ0,Zin解：将此网络分解为A3B3C3D311/R,01cosljZ0sinl0jzjsinI/Z0coslj/z。0242B3jz°/&jz°D3j/z。jZ°/RR2jZ°/RABCD矩阵为:AZlBAZ。BCZLDCZ0D要求输入端匹配，则有ZinZ0,R1R2Z06—21测得某二端口网络的S矩阵为[S]=轾0.1行0OH8行90。0.890o0.20o，问此二端口网络是否互易和无耗？若在端口2短路，求端口1处的回波损耗。解：QS2=S21=0.8邪90=j0.8，故网络互易。-j0.80.2轾0.65j0.08®j0.080.68?[U]不满足幺正性，因此网络为有耗网络。或S11S)1S21S210.010.640.651当端口2短路时，L1，a2=GE2=-b?由二端口网络的S矩阵：=S11a1+Si2a?=Sna1S21S22b2(2)由⑵式得b2=-21a11+S22代入(1)式消去b2有Gn=?=S1-證=。1-=0.633则端口1处的驻波比皿寻养需*6则1端口的回波损耗：Lr=-20lgGn=3.97dB6-22推导ABCD矩阵与Y矩阵的转换关系。解：注意：I与ABCD参量中使用的符号要一致，由于I1I2YMY21V1Y22V2V1V2i2=0丫22Y2112V2=01Y21C=|1V2丫2丫21-丫11丫22I1I2=0I2V2=0丫21第7章习题7-6内壁镀银的空气填充TEioi模式矩形腔，尺寸a>bX=2.286*0162235cm3,求其谐振频率和Q值；若腔内填充聚四氟乙烯（&/）=2.05-j0.0006）,求谐振频率和Q值。解：谐振频率ckcmnp（l）2TE101模：f仙9.39GHz银的导电率c=5.813X107s/m，则表面电阻为:2.61107、.f1.8410对于空气：k。2fo/c196.7m1,0377/「；377Q(kal)3b122Rs(2p2a3b2bl3p2a3lal3)对于聚四氟乙烯：k2f,：/c137.4m377/「；263.31tan2.050.00063417(kal)3b122Rs(2p2a3b2bl3p2a3lal3)(QcQd)7-8求ab、I分别为5cm、3cm、6cm的TE101模式矩形腔的谐振波长和无载Q值（设内壁镀银）。解:(；)22(：)2(P)2J)2J2bl'■al对于空气:QCTE1012all2a2银矩形腔的表面电阻为1k2/081.8m,(kal)3bRs,202.6110\70377/.—3771.63102122R(2p2a3b2bl3p2a3lal3)(kal)3b122Rs(2a3b2bl3a3lal3)