最新《微波技术与天线》傅文斌-习题答案-第2章 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/23 10:57:10星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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(3)?CF?1;?CE?2;?BC?3;?BD??;?AB?3 2.14 传输线的终端接纯阻性负载,即ZL?RL时,证明

???1???RLZ0?Z0RL当RL?Z0当RL?Z0

ZL?Z0?ZL?Z0RL?Z0?RL?Z0ZL?Z0证 由??,?L?得,?? ?1??ZL?Z0ZL?Z0?ZL?Z0RL?Z0?RL?Z0当RL?Z0, ??RL?Z0?RL?Z0R?L

RL?Z0??RL?Z0?Z0RL?Z0?Z0?RLZ?0 【证毕】

RL?Z0??Z0?RL?RL当RL?Z0, ??2.15有一特性阻抗为75?、长为9?8的无耗传输线,测得电压波节点的输入阻抗为25Ω,终端为电压腹点,求:(1)终端反射系数;(2)负载阻抗;(3)始端的输入阻抗;(4)距终端3?8处的反射系数。

解 已知Z0?75?,l?9?8,

A maxZin?zmin??25?,U?0??U(1)Zin?zmin??

Z0=75Ω B ZL

Zin?zmin?11?? Z03???9 8∵终端为电压波腹点,终端反射系数为正实数,有

?L?????11? ??12(2)∵终端为电压波腹点,有Z??Z0??225? (3)Zin?Z0Z??jZ0tan?z=(45-j60)Ω

Z0?jZ?tan?z(4)??z???3??3??12?3?3???j2?z?j2?z?j ??,2?z?2?,??z?????e????e8?8?2?82?2.16一特性阻抗为70?的无耗传输线,终端接负载ZL?RL?jXL。测得驻波比等于2,第一个电压腹点距负载?12。求RL和XL的值。

解 由Zin?z??Z0精品文档

ZL?jZ0tan?z,Zin?zmax??Z0?,zmax=?12

Z0?jZLtan?z精品文档

?2???RL?jXL?jZ0tan????12?? Z0??Z02????Z0?j?RL?jXL?tan?????12?化简得

3RL?2XL?23Z0 2RL?3XL?Z0

解得RL?80?,XL?303?

2.17行波的电压(电流)振幅分布和输入阻抗分布有何特点。如何判断传输线是否工作于行波状态?

答 行波状态的特点是:(1)电压、电流振幅值沿线不变,且电压和电流同相。(2) 输入阻抗值沿线不变,处处等于特性阻抗,且呈纯阻性。(3)信号源输入的功率全部被负载吸收,即行波状态最有效地传输功率。

用灯泡在传输线上沿线滑动,灯泡的亮度不变时,可判断传输线工作于行波状态。

2.18传输线上A、B两点距离信号源分别为?2和3?2。若传输线工作于行波状态,信号源端的电压为U0cos?t。

(1)写出A、B两点的电压瞬时表达式;

(2)分别绘出A、B两点电压随时间变化的曲线。

2.19同轴型收发开关如图所示。同轴分支处KG1的是串联型放电管,它在大功率时呈通路,小功率时呈断路;距分支λ/4处的KG2是并联型放电管,它在大功率时使同轴线短路,小功率时不起作用。试分析该收发开关的工作原理。

答 发射期间,KG1、KG2导通,KG2使同轴线短路,故向接收机支路看去的输入阻抗为∞,能量只能送往天线。

接收期间,KG1不导通,使主传输线呈断路,KG2也不导通,不影响接收机支路,故能量只能送往接收机。

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发射机 λ/4 KG2 KG1 天线 接收机 题2.19图 2.20列表归纳三种不同情况(Zl?0,?,jXl)的驻波特点的异同。

答 相同点:?L=1;?=?;K=0;传输线上都呈全反射;不能传输功率;电压、电流节点值为0,腹点值为行波振幅的2倍,节点和腹点以?4为间距交替出现。

不同点:

Zl?0 电压、电流 输入阻抗 Zin?z??jZ0tan?z z?0处 电压节点 电流腹点 ?L -1 U?z??jILZ0sin?z I?z??ILcos?z U?z??ULcos?z Zl?? UI?z??jLsin?z Z0Zin?z???jZ0cot?z1 电流节点 电压腹点 既不是节点也不1 Zl?jXl延长线法 是腹点, Zin?z??Z0ZL?jZ0tan?zZ0?jZLtan?z?Xl?0? jXL?jZ0tan?lL 距离负载最近的是电压腹点(电流节点) 既不是节点也不ej?0 Zl?jXl延长线法 是腹点, Zin?z??Z0ZL?jZ0tan?zZ0?jZLtan?z?Xl?0? jXL??jZ0cot?lC 距离负载最近的是电压节点(电流腹点) ej?0 2.21传输线段长?,特性阻抗为Z0,当终端负载分别为ZL?Z0,ZL?0和ZL?j3Z0时, (1)计算相应的终端反射系数和驻波比; (2)画出相对电压振幅UU精品文档

?、相对电流振幅II?的沿线分布并标出其最大、最小值。

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解 (1)ZL?Z0时:???0,??1 |U/U+|

λ z

λ |I/I+| 1 z

1 |I/I+| 1 z

(2)ZL?0时:????1,??? |U/U+|

λ/2 λ z

λ/2 1 λ (3)ZL?j3Z0时:???1?j3,??? 2 延长线的长度:?L?

λ/2 1 3Z0??arctan? 2?Z06|I/I+| 1 |U/U+| λ z λ/2 λ z 2.22判断图中的电路是否是谐振电路?当馈电线左右移动时其结果如何?

解 图(a):

C B 3λ/4 x a) b) A C B λ/2 x A ZBA?jZ0tan?x ?3??ZBC??jZ0cot???x???jZ0tan?x?4?当x?0,?2时,

题2.22图 ZB?ZBA//ZBC??(并联谐振)

当x?0,?2时,ZB?ZBA//ZBC?0(串联谐振)

当馈电线左右移动时其结果不变。 精品文档

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由图(b):ZBA?jZ0tan?x,ZBC?jZ0tan?? 当x?0时,ZB?ZBA//ZBC??(并联谐振) 当x?0时,ZB?0(串联谐振)

2.23已知无耗传输线上的腹点电压为U解 ??max????x???jZ0tan?x ?2?,负载ZL?RL?Z0,写出线上驻波比?的表达式。

RL Z0?2.24已知无耗传输线的负载ZL?RL?jXL,入射行波电压幅值为U写出:(1)线上驻波比的表达式;(2)负载吸收功率的表达式。

,特性阻抗为Z0,试

ZL?Z0?ZL?Z01??ZL?Z0解 (1)由?L?,??得,??

1??ZL?Z0ZL?Z0?ZL?Z0(2)P?z??U?22Z0?1?Γ?

22.25已知无耗传输线上的U的性质。

min?0,离负载最近的一个极值点是电压腹点,试判断负载阻抗

答 负载为阻感性,即ZL?RL?jXL且XL?0。 2.26传输线电路如图所示。图中,Z0?75?,

A λ/2 D Z0 B Z02 λ/4 R2 C R1 Z01 R1?150?,R2?37.5?,行波电压幅值

U??150V,

(1)试求信号源端的电流;

(2)画出各传输线段上的电压、电流幅值分布并标出极大、极小值;

(3)分别计算负载R1、R2吸收的功率。 解

(1)ZCA=R1=150Ω,ZCB=Z022/R2=150Ω, ZC=ZCA//ZCB=75Ω,DC段呈行波。电源端电流为:

题2.26图 |I0|=|U+|/Z0=150/75=2(A)

(2)DC段:|UD|=|U+|=|UC|=150(V),|ID|=|I0|=|IC|=2(A) CA段:|UC|=|UA|=|U|max=150(V),ρ精品文档

; CA=R1/Z0=2,|U|min=|U|max/ρCA=75(V)