微波技术与天线第2章课后答案

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1、“微波技术与天线”课程学习资料第2章微波传输线2.1什么是长线？如何区分长线和短线？举例说明。答长线是指几何长度大于或接近于相波长的传输线。工程上常将的传输线视为长线，将的传输线视为短线。例如，以几何长度为1m的平行双线为例，当传输50Hz的交流电时是短线，当传输300MHz的微波时是长线。2.2传输线的分布参数有哪些？分布参数分别与哪些因素有关？当无耗传输线的长度或工作频率改变时分布参数是否变化？答长线的分布参数一般有四个：分布电阻R1、分布电感L1、分布电容C1、分布电导G1。分布电容C1(F/m)决定于导线截面

2、尺寸，线间距及介质的介电常数。分布电感L1(H/m)决定于导线截面尺寸，线间距及介质的磁导率。分布电阻R1(Ω/m)决定于导线材料及导线的截面尺寸。分布电导G1(S/m)决定于导线周围介质材料的损耗。当无耗传输线（R1=0，G1=0）的长度或工作频率改变时，分布参数不变。题2.3图2.3传输线电路如图所示。问：图（a）中ab间的阻抗对吗？图（b）中问ab间的阻抗对吗？为什么？答都不对。因为由于分布参数效应，传输线上的电压、电流随空间位置变化，使图（a）中ab间的电压不一定为零，故ab间的阻抗不一定为零；使图（b）中a

3、点、b点处的电流不一定为零，故ab间的阻抗不一定为无穷大。2.4平行双线的直径为2mm，间距为10cm，周围介质为空气，求它的分布电感和分布电容。解由表2-1-1，L1=1.84×10-6（H/m），C1=6.03×10-12（F/m）2.5写出长线方程的的解的几种基本形式。长线方程的解的物理意义是什么？答（1）复数形式29“微波技术与天线”课程学习资料（2）三角函数形式（3）瞬时形式其中，，物理意义：传输线上的电压、电流以波动的形式存在，合成波等于入射波与反射波的叠加。2.6无耗传输线的特性阻抗的物理意义是什么？特

4、性阻抗能否用万用表测量？为什么？答特性阻抗定义为传输线上入射波电压与入射波电流之比，是对单向波呈现的阻抗。不能用万用表测量，因为特性阻抗是网络参数（从等效电路的观点，传输线可看成复杂的网络）。题2.7图2.7建立另一种长线坐标系如图所示，图中，坐标的原点（）取在信号源端，信号源至负载的方向为坐标增加的方向。若已知信号源端的边界条件，，试重新推导长线方程并求出其特解。解由克希霍夫电压定律29“微波技术与天线”课程学习资料由克希霍夫电流定律由得如下波动方程波动方程的解是式中，由边界条件：s=0时，U=Us，I=IsUs=

5、A+B，Is=-Z0-1（A-B）解出A、B后得式中，第1项为入射波，第2项为反射波。29“微波技术与天线”课程学习资料2.8平行双线的周围介质为空气，分布电容为，求它的特性阻抗和分布电感。解：由，，解得：L1=1.85×10-7（H/m），Z0=55.5（Ω）2.9同轴线工作于，线间填充介质的，。求：(1)该同轴线上单向波的相速度和相波长；(2)线上相距3m的两点间单向波的相位差。解：（1）=1.98×108m/s;=1.98m(2)=3.03πrad2.10输入阻抗与特性阻抗有何不同？说“输入阻抗的相角就是传输线

6、上该点的电压与电流的相位差”对吗？为什么？答特性阻抗是传输线对单向波呈现的阻抗，是传输参数。输入阻抗是传输线对合成波呈现的阻抗，是对传输线上反射情况的一种量度，是工作参数。由，题中所说正确。2.11反射系数、终端反射系数、反射系数的模有何异同？说“在一段均匀传输线上不变但变化”对吗？为什么？答相同点：都是对传输线上反射情况的一种量度。不同点：均匀传输线上各点的不同；均匀传输线上各点的相同；只是传输线终端的反射系数。题中所说正确。题2.12图2.12传输线电路如图所示，试求：（1）输入阻抗；（2）B点和C点的反射系数；

7、（3）AB段和BC段的驻波比。29“微波技术与天线”课程学习资料解图(a)（1），；。，（2），（3），图(b)（1），；,，，（2），（3），题2.13图2.13传输线电路如图所示，试求：（1）输入阻抗；（2）B、C、D、E、F点的反射系数；（3）AB、BC、BD、CE、CF段的驻波比。解（1），，，，；。，（2）；；；；29“微波技术与天线”课程学习资料（3）；；；；2.14传输线的终端接纯阻性负载，即时，证明证由，得，当，当，【证毕】2.15有一特性阻抗为、长为的无耗传输线，测得电压波节点的输入阻抗为25Ω，终

8、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）距终端处的反射系数。Z0=75ΩZLAB解已知，，，（1）∵终端为电压波腹点，终端反射系数为正实数，有（2）∵终端为电压波腹点，有（3）=（45-j60）Ω（4），，2.16一特性阻抗为的无耗传输线，终端接负载。测得驻波比等于2，第一个电压腹点距负载。求和的值。解