电磁场与微波习题集5-8章答案毕刚

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1、37电磁场与微波习题集(毕岗编写)第五章习题5-1传输线长度为1m,当信号频率分别为975MHz和6MHz时,传输线分别是长线还是短线?答:1)频率为975MHz时,信号的波长为0.3077m<1m,传输线是长线;2)频率为6MHz时,信号的波长为50m>1m,传输线是短线;5-2已知同轴电缆的特性阻抗为75Ω,其终端接负载阻抗ZL=25+j50Ω,计算终端反射系数。答:5-3一无耗传输线特性阻抗为Z0=100Ω,负载阻抗ZL=75-j68Ω,试求距离终端为λ/8和λ/4处的输入阻抗。答:5-4设无耗线终端接负载阻抗,其实部为传输线特性阻抗

2、,试证明:负载的归一化电抗与驻波系数的关系为。答:,,,,5-5先将习题图5-5各图传输线电路等效再求各电路的输入端反射系数Γin和输入阻抗Zin。答:a)题5-5图求输入端反射系数和输入阻抗(a)(b)(c),,b),,37电磁场与微波习题集(毕岗编写);c),,5-6用传输线来替代电感和电容,可有传输线的短路连接或开路连接来得到。若已知传输线的特性阻抗为,而传输信号的频率为,求:(1)用短路传输线方式来代替的3×10-5H电感,传输线长度至少为多少?(2)用开路传输线方式来代替0.795pF的电容器,传输线长度至少为多少?答:1)根据

3、终端传输线的输入阻抗公式,可得,2)根据开路传输线的输入阻抗公式,可得,,5-7某无耗传输线的特性阻抗为Z0=100Ω。测得传输线上驻波电压最大值为

4、U

5、max=80mV,最小值为

6、U

7、min=16mV,离开负载第一个电压波腹点到负载的距离为lmax=0.25λ,求负载阻抗ZL。答:根据驻波电压的最大值和最小值公式,可得,由此可得。由第一个电压波腹点到负载的距离公式,可得。由上面二式可得,无耗传输线的反射系数为则负载阻抗为37电磁场与微波习题集(毕岗编写)5-8已知均匀无耗传输线的电长度,终端所接负载的归一化阻抗为,输入端的归一化阻抗为,导

8、纳为,利用圆图求习题5-8表中的未知量。题5-8表利用圆图求各未知量的值0.2364-0.0899j3.6950+1.40510.10.4-j0.80.6202-97.1743°40.4-j0.80.5+1.0j0.1253.9968-1.0062j0.6202-7.1743°4.26590.4098-0.4918j1+j1.20.32090.45+j0.60.5187110.32°3.15540.7257-0.2138j1.2679+0.3736j0.251.2679+0.37360.245o1.50.4811-0.61000.7970-

9、1.0107j0.40.33330.5180o35-9利用圆图求解下列各题的传输线的电长度。(1)传输线短路,输入归一化导纳。(2)传输线开路,输入归一化导纳。答:1)利用公式(5-3-3),传输线短路,,,,,查表得,(,,)2)利用公式(5-3-5)传输线开路,,,,,,查表得,5-10无耗线的特性阻抗为Z0=200Ω,第一个电流波腹点距负载16cm,电压驻波比为,工作波长为80cm,求负载阻抗ZL。答:由驻波比和反射系数关系式可得。37电磁场与微波习题集(毕岗编写)由第一个电压波腹点到负载的距离公式,可得。由上面二式可得,无耗传输线的

10、反射系数为则负载阻抗为5.11分别画出阻抗及导纳圆图的示意图,并标明三个特殊点,三个特殊线,两个特殊半圆面以及两个旋转方向。注意:阻抗圆图和导纳圆图传向负载都是逆时针旋转,传向波源都是顺时针方向。5-11传输线的特性阻抗为Z0=75Ω,用测量线测得电压驻波比为,第一个电压波节点离终端距离为,用圆图求终端电压反射系数和终端负载阻抗。2AA’0.3O答:第一步画出的等驻波系数圆。第二步找到电压最小点对应位置A第三步将A点逆时针(即沿负载方向)转过电长度0.3到A’第四步读出A’的反射系数1/3、确定反射系数角j2。延长射线OA’可读出A’点对应

11、的角度值为72°,即有j2=72°,最后得终端电压反射系数为第五步读出A’点的归一化电阻和电抗值,,于是可得负载为ZL=75.(1.5548+0.6853j)=116.6+51.8j37电磁场与微波习题集(毕岗编写)5-12设无耗传输线的特性阻抗Z0=75Ω,要求线上任何一点的瞬时电压不得超过5KV,求传输线所能传输的最大平均功率及其负载阻抗。答:,当时,5-13有耗线长,特性阻抗,工作波长为,测得负载和输入端的驻波比分别为4和3,第一个电压波节点到终端距离为,试求传输线的衰减常数、负载阻抗和输入阻抗。答:利用公式(5-5-8)。由第一个电

12、压波节点到终端距离为可得,,,5-14有一个铜制的架空平行双线,两线间距离,导线半径,工作频率为,试求:单位长度上的分布电感、分布电容、相位常数、特性阻抗、衰减常数、相速度及相波

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