【正文】 波導寬邊 cma ? ，工作頻率為： GHzf 10? ，用4g? 阻抗變換器匹配一段空氣波導和一段 ?r? 的波導，如圖求匹配介質的相對介電常數(shù) ?r? 及變換器的長度。)c os1(4c os)( ??? ??HF 1 [綜合類 ] 一均勻無耗傳輸線的特性阻抗為 70Ω ,負載阻抗為Zl=70+j140Ω , 工作波長λ =20cm。 , 陣方向圖包含了一個主瓣和兩個旁瓣。 2） z 軸上電基本振子的輻射場為： zzIrE rk d)(es in60jd j ???? ?? ?? 3）整個短振子的輻射場為 zrzIE hh rjk de)(s in60j ?? ??? ???? 由于輻射場為遠區(qū) , 即 rh, 因而在 yOz 面內作下列近似 : ?coszrr ??? rr 11?? ??/2?k 所以 dzehzIrekjE hh j k zj k r ??? ?? θθ θ c o s0 )1(s in30 4）進一步變換整個短振子的輻射場 令積分： ? ?? c os )c oss in (2c o s1 k khdzeF hh jk z ?? ?? ??? ?? 222c o s2 c o s )2c o s(s in4c o s )c o ss in (2 hk khk khdzehzF hhj k z ???? ?? 則 221 c os)2c oss in (21???????????? ??kkhhFF 因為 hλ , 所以 F1+F2≈ h 因而有 )s in(30 0 ?? khreIjE jkr?? jkrerk h IjEH ??? ????? s in4 0 5）求輻射電阻 輻射功率為 ????? ? ? ddHEp s in21 20 0 ?? ? ?? 將 ?E 和 ?H 代入上式 , 同時考慮到 ?? ? RIp 2021 短振子的輻射電阻為 22 )(80 ?? hR ?? 6）方向系數(shù)為 in),( 420 02 ?? ? ?? ? ??????ddFD 由此可見 , 當短振子的臂長 h λ時 , 電流三角分布時的輻射電阻和方 向系數(shù)與電流正弦分布的輻射電阻和方向系數(shù)相同 , 也就是說 , 電流分布的微小差別不影響輻射特性。 ……… ..3 四、 解 答題 已知工作波長 mm5?? ，要求單模傳輸，試確定圓波導的半徑，并指出是什么模式？ (10 分 ) 解： 1）明確圓波導中兩種模式的截止波長： aa C T MC T E 。 17 微波網(wǎng)絡是在分析 （場） 分布的基礎上，用 （路） 的分析方法，將微波元件等效為 （電抗或電阻） 元件，將實際的導波傳輸系統(tǒng)等效為 （傳輸線）， 從而將實際的微波系統(tǒng)簡化為 （微波網(wǎng)絡） 。 2 對傳輸線場分析方法是從 （麥克斯韋方程） 出發(fā)，求滿足 （邊界條件） 的波動解，得出傳輸線上 （電場） 和 （磁場） 的表達式，進而分析 （傳輸特性） 。 14 傳輸線的三種匹配狀態(tài)是 （負載阻抗匹配）、（源阻抗匹配）、（共軛阻抗匹配） 。 ② 置于拋物面天線焦點的饋源將高頻導波能量轉變成電 磁波能量并投向拋物反射面，如果饋源輻射理想的球面波，而且拋物面口徑尺寸為無限大時，則拋物面就把球面波變?yōu)槔硐氲钠矫娌ǎ芰垦?Z軸正向傳播，其它方向的輻射為零，從而獲得很強的方向性。 解： ?????????????????????)(2)()(2)(3)122ccc110110mbaabmbmamfcG H zfTMTETE）計算模式波長并判斷求波長? 3）結論 可見，該波導在工作頻率為 3GHz 時只能傳輸 TE10 模 ［例 6 3］ 確定電基本振子的輻射電阻。處 , 所以 , 陣方向圖共有三個零值方向 , 即 θ=0176。sin )cos2cos( ? ?? 陣因子為： 2cos? ，其中???? ?? c o ss inkd ；當 d=λ /4, ζ =π /2 時，試分別求其 E 面和 H 面方向函數(shù) , （ 8 分） 解：（ 1）由方向圖乘積定理：二元陣的方向函數(shù)等于元因子和陣因子 。))1( c os2s in))1( c os3s in61)(????????A 1[綜合類 ]設某一均勻無耗傳輸線的特性阻抗為 ??500Z ，終端接有未知負載 1Z 現(xiàn)在傳輸線上測得電壓最大值和最小值分別是 100mV 和20mV,第一電壓波節(jié)位置離負載31min ??l，試求該負載的阻抗 1Z 。 TEeTEe ZabZZabZ ?? 2）求反射系數(shù) ………… 5 10102121 bb bbZZ ZZeeee ??????? 3)求 ?1?b …………… 5 2 7 2 11????? ??，求出： ?b ［ 三基類 ]確定沿 Z 軸放置的電基本振子的方向系數(shù)（ 10 分） 解： 1）寫出電基本振子的歸一化方向函數(shù) ??? sin),( ?F …………… ..3 2）求 D s ins in420 02 ?? ? ?? ? ?????ddD……………… 7 B[綜合類 ]設有一無耗傳輸線，終端接有負載 )(30401 ??? jZ ，求： 1）、要 使傳輸線的駐波比最小，則該傳輸線上的特性阻抗是多少？ 2）、此時的最小反射系數(shù)及駐波比是多少？ 3）、離終端最近的波節(jié)點位置在何處？（ 19 分） 解： 1）求 ?0?Z …………… 7 a.22022001011 30)40( 30)40( ?? ??????? ZZZZ ZZ b. 求 ?01 ????Z 03040 2022 ??? Z ，得： ??500Z 2）求反射系數(shù)及駐波比 ………… .7 a. 2301011 31 ?jeZZ ZZ ????? b. 211 11 ??? ???? 3） 求 ?1min ?z …………………… 5 ????????????????2344001minz ，代入得：?811min ?z [一般綜合 ]如圖求雙端口網(wǎng)絡的 ??Z 矩陣和 ??Y 矩陣（ 15 分） 解： 1）由 ??Z 矩陣的定義： …………… .6 CAI ZZIVZ ??? ? 011112 21021121ZZIVZ CI???? CBI ZZIVZ ??? ? 022221 則： ? ? ?????? ???CBCCCA ZZZ ZZZZ 2）求 ??Y …………… 6 ? ? ? ? ?????? ?? ?????? ?CACCCBCBABA ZZZZZZZZZZZZY )( 11