1、1-1 解： f=9375MHz, l = c / f = 3.2cm,l / l = 3.125 1此传输线为长线1-2 解： f=150kHz, l = c / f = 2000m,l / l = 0.5 10-4 lc时，波被截止，不能传播当 l l 时，波可以传播c1-26 答： 当波截止时， g = a 。 当波传播时， g = jb 。一为衰减波，无法传播。一为传输波，可以沿导波装置传播。1-27 答： 当电磁波在导波系统中的传播相速与频率有关时，不同频率的波同时沿该导波装置传输时，等相位面移动的速度不同，有快有慢，故该 现象为“色散”。1-28 答： 对比自由空间均匀平面波的波阻
2、抗定义，定义波导的波阻抗为横向电场EZ =t ，且 Et,Ht 与传播方向满足右手定则横向磁场Ht=hh l 2eh120p1- l 2 l clZ, Z=TETM1- , Z=WTEMcr1-29 解：l = 2 z- z= 219.88 = 39.76mmgmin21- (l / 2a)2由 l =lgmin1得l =11/ l 2 +1/ (2a)2g= 30mm = 3cm1-30 解：l =cfe310810109 2.11- (l / 2a )2l = l /c e1- (l / 2a)2rgv =ph= 2.07cm,2 a = 4.572cm= 2.32cm= 2.32108
3、m / s1- (lhe0re)2/ 2a0rll1-/ 2a(0l)21-31 证： Z=hg1Z=hg 2010 l020 l00Zll02 =g 2Z1-32 解：01erZ = 60g1ln D = 60ln 35= 50W0d15.2er由60ln D = 50得d = 1.046mmd 1-33 解：高次模 TM 波有l (E) 1/ n (D - d )cmnl = c / f = 1.5cm0l (E ) (D - d )= 1.156 l0可以传播l (TE )= p (D + d ) = 1.61 lc2140可以传播l (TE )= p (D + d ) = 1.07 l
4、c3160不能传播l (TE)= (D - d )= 1.156 Z0102可知e er1r 2时C C12(C e W / h)r(2)W1 W 时C Z01021-36 解：t/b=0.05,W/b=0.7查图 1-51(a)得e Zr 0代入式(1-68a)计算得= 74, Z0= 51.1Wh = 1.932, DWb - t= 0.07764, m = 0.8145, Z0= 51.7Wl由min1 2 erb = lc(TM()= 5.8mm)10l 2 e W = l TE= 4.1mmmin 2rc11f得max1fmax 2= c / llmin1= c /min 2= 51
5、.75GHz= 73.93GHzfmax= 51.75GHz1-37 解：由式(1-72)可求A=2.991.52 W =8eA= 0.405W=0.32mmhe2 A - 21-38 解：由W / h = 2 1可知q = 1/ 2 1 + (1 + 12 h / W )-1/ 2 = 0.69e= 1 + q (erer120 p- 1) = 6.511eW / h + 1.393 + 0.667 ln(W / h + 1.444)reZ=0erev=C= 1.176 10 8 m / s,l= v p= 35 W= 1.176 cmppf1-39 答：耦合传输线在偶模激励时，单位长度的偶
6、模分布阻抗与导纳之比开方定义为偶模特性阻抗，即Z=0e。同理，奇模激励时，Z / Y1e1eZ / Y1o1o单位长度的奇模分布阻抗与导纳之比的开方定义为奇模特性阻抗，即 Z=0o。将偶模特性阻抗与偶模相连与单位长电容表 示 时 ， 所 得 分 布 电 容 称 为 偶 模 电 容 ， 用 C1e表 示 即Z= 1/ v C e, C = C (1- K0epe 11ec)同理将奇模特性阻抗用奇模相连与单位长电容表示时，所得分布电容称为奇模电容，用C1o表示，即Z= 1/ v0OC , Cpo 1o1o= C (1+ K )c1-40 解：e Zr 0e= 101.4e Zr 0o= 51.7
7、查图 1-57 得s/b=0.03W/b=0.7s=0.06mmW=1.4mm1-41解：由图 1-57 得s/b=0.12s=0.72mmW/b=1.36W=8.16mm1-42解：由图 1-60 可查得s / h 0.4W / h 0.78s 0.4mmW 0.78mm1-43解：s/h=0.5W/h=1由图 1-60 可查得Z 60WZ0e0o 35W2-1 答： 将微波元件等效为网络进行分析，就是用等效电路网络参数代替原微波元件对原系统的影响。它可将复杂的场分析变成简单易行的路分析， 为复杂的微波系统提供一种简单便捷的分析工具。2-2 答： 波导等效为双线的等效条件是两者的传输功率相等
8、，由于模式电压， 电流不唯一，导致等效特性阻抗，等效输入阻抗也不唯一，而归一化 阻抗仅由反射系数确定，反射系数是可唯一测量的微波参量。因而归 一化阻抗也是唯一可确定的物理量。故引入归一化阻抗的概念。2-3 答： 归一化电压U 与电流 I 和不归一电压 U，电流 I 所表示的功率要相等，由此可得U，I 的定义为U = U /Z ，I = I /Z00U，I 的量纲相同，均为 W 。故也称其为归一化功率波2-4 答： (a) 由U = U12I = 0.02U + I得A = 100.021122U = U+ 200I1200(b) 由12I = I122得A = 01 (c) 由U = nU12
9、I = 1 I得 A = n0 01/ n1n 2(d) 由 传输线方程已知终端条件的解双曲函数的形式，将 g = jb ，U (z)z=l= U , I (z)1z=l= I 代入得1U = cos blU12+ jZ0sin blI2cos bljZ sin bl 0I = j sin bl U1Z20+ cos blI2即 A = j sin bl / Z0cos bl j0.01当 q = bl = p / 2 时A = 0(e) 将 q = bl = p 代入(d)中解 可得-10 A = 0-1j10002-5 解 ： (a) a = 0j 1/ n0 = 0jn j0 0n j
10、/ n0 1 j(n -1/ n) n2 -12 n2 +1- j2n n2 +1s =(b) A =j(n +1/ n) 20jZ 01 0jZ -Z / Z .02 = 01020 j/ Z010 j/ Z0200-Z/ Z02.01j(n -1/ n) = - j2n n2 +1n2 -1n2 +1-Z / Z0a = 01020-Z/ Z0201 Z 022 - Z 201 Z22 - Z 20102-2ZZ01 02s =Z Z01 02Z01Z02 = Z2 + Z 20102Z 2 + Z 20102-(Z2 + Z 2 )Z 2 - Z2 -2Z Z-(Z2 - Z2 ) 01
11、0220102 01 020102ZZ01 02 Z2 + Z 20102Z 2 + Z 201022-6 解： (a)等效电路如图所示 10 0j 10-1ja = - j1 j0 j1 = j21 11U = -U由12+ jI2U = -11得Ij2 1+(-I )j22I = j2U + I122U =I +2j2 11 (-I )j22-1/ j2 1/ j2 j / 2- j / 2即Z = 1/ j21/ j2 = - j / 2- j / 2(b) 等效电路如图所示a = 10 1j 10 = 0j j1 01 j1 j0 U = jIU = 0 + (- j)(-I ) 0-
12、 j由12I = jU得1U = (- j)I2Z = +-00 j1221(c) 等效电路如图所示a = 10 0j 10 = 1j j1 j0 - j1 j2-1 U = - j I - j (-I )U = U + JI1由122得2 122I = j2U - I122U = - j I+ j (-I )2- j / 2- j / 2Z = - j / 2j / 2 2 1222-7 证： 由U = Z1I11 1+ Z I12 2U = Z I + Z I212 122 2将Z = - U 2LI代入 得-ZL= Z+ Z 1 2212 II22Z =U1 = Z + ZI2 = Z
13、-Z212inI1112 I11Z+ Z1122L2-8 证： 由I = Y U+ Y U111 112 2I = Y U + Y U212 122 2将Y = - I2代入得-Y = Y+ Y U /ULUL22212 12-12即U2 = -YUYY代入有122LI212Y = 1 = Y + Y U2 = Y -YinU1112 U1111Y - Y22L2-9 证： 由互易时 detA=1 可得(1+ xB)2 - (2 B + xB2 ) A = 112即A = x且xB + 2 0B 012U = a U+ a IU2-10 证： 111I = a U212 2且+ a I2 =
14、ZIL121 222 2Ua U / I + a2a Z + aZ =1 = 11 2212 = 11 L12inIa U / I + aa Z + a121 222221 L222-11 解：设波节处的参考面为T 则1S = G = 1- e = -0.21111+ e将参照面T 内移到Tq = bl= p / 4111min1 S= S e j 2q1 = - j0.2 由对称性可知S111122= - j0.2 = S11由无耗网络的性质可知S2 = 1- S2 ,q= q p / 2 S= S122112111211= 2 6 /5 = 0.98- j0.20.98 S = 0.98-
15、 j0.22-12 解：插入相移q = arg S= p21S2插入衰减L(dB) = 10lg1= 0.175dB电压传输系数T = S2121= 0.98e jp1+ S111- S输入驻波比r = 1.5110j 0- j2-13 解：由a = j0可知S = - j0 U = jIU = 0 + (- j)(-I ) 0- j-由12I = jU可得1U2= (- j)I + 0即Z = j0 12I = jU由12-I = jU2121得Y = 0jj02-14 解： 插入驻波比 即为输入驻波比1+ S1- S1111a + a - a - a1j 即r =, S = 1112212
16、2 ,a = 11a + a1112+ a + a5 +15 -1212201S =j112 + j, S=111 , r = 2.6215S e- j 2qS e- jq 2-15 解： q1= bl1S = 111S e- jq12S121222-16 解： q1= bl 内移q12= bl2外移q3= 0 不动1 S e j 2qS e j (q -q )S e jq 111 211213S = S e j (q -q )S e- j 2qS e- jq1 221e1Sjq31222S e- jq232232 S331e jq00由S = PS P 也可求得 其中 P = 0e- jq2
17、02-17 解： 代入式 (2-44a)可得 001S= G111M2G= 2 / 3- G- GG1SS=1M22- G1S1O1O = -2 / 3S 2 =122(G- G )(GG- G1M1S1M- G )1O = 1/ 9, S12= 1/ 31S1O 2 / 31/ 3 S = 1/ 32 / 3 由S +S 1 可知该网络是互易有耗的3-1 解： 电容膜片对称电容膜片引入导纳 BC= 4blPln(cscpb) =2b4bpbpbln(csc) = ln(csc) 2aaa由 Z = 0.8 + j0.6 得 YLL= 0.8 - j0.6位于导纳圆图上对应电刻度为 0.375
18、 处，沿等G 图向电源方向等效到1-j0.7 处(0.348)得l = 0.348 + (0.5 - 0.375)lPpb= 0.473lPpb= 0.946ap则 B = 0.7 即 ln cscCa= 0.7,a 30o =6 b 1a6电感膜片对称电感膜片引入导纳 BLl= - P ctg 2 apd = -ctg 2 pd2a2a将Y 等效到 1+j0.7 处(0.153)得Ll = (0.153 + 0.125)lP= 0.278lPpd pd= 0.556ap则 B = -0.7 = -2ctg 2L d 2a3,2a 2a 60o =33-2 解：由 f=3GHz 得 l0= c
19、 / f = 10cm介质套筒中相波长l= l0erP0特性阻抗设为 Z则0Z ZZ =001 02= 25 6W, Z =060 ln Derd1由 Z= 60ln D得 ln D =Z01 =75 = 501dd6060411e25 6=60r 5 =642e = 1.5l = lrP0/ 4 = 2.04cm3-3 解：设变换段特性阻抗为 Z ，则b120pa1- (l / 2a)20Z =0a1- (l / 2a)2b120pZ= 100W, Z=b120pa1- (l / 2a)20102= 234.6WZ Z Z =001 02= 153.16W = b = 6.6cm2.563-4 解 ： l = c / f = 3l = l /= 1.875cm01b120pa1- (l - 2a)20Z =00b 120p /2.56a1- (l / 2a)21a1- (l / 2a)21Z= b75p= b 75p01a 0.927b120p /a1- (l /e re 02ar )2Z =0= b120pae - (l / 2a)2r0由 Z 2 = Z Z得00 01(120p )2e - (l / 2a)2= 120p 75p 0.8 0.927l /e 0r1- (l / 2a e )20rr0 e= 1.55l=rg= 2.75cm
