电磁场与电磁波答案Word格式文档下载.docx
- 文档编号:14350603
- 上传时间:2022-10-22
- 格式:DOCX
- 页数:40
- 大小:1.90MB
电磁场与电磁波答案Word格式文档下载.docx
《电磁场与电磁波答案Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电磁场与电磁波答案Word格式文档下载.docx(40页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
再由驻波比表达式
所以
由题中给出的条件可得
则
6、长度为3λ/4,特性阻抗为600Ω的双导线,端接负载阻抗300Ω;
其输入端电压为600V。
试画出沿线电压、电流和阻抗的振幅分布图,并求其最大值和最小值。
设=0为负载端。
振幅随d的变化如图题7-6所示。
图题7-6
7、无耗双导线的特性阻抗为500Ω,端接一未知负载,当负载端短路时在线上测得一短路参考点位置,当端接时测得VSWR为2.4,电压驻波最小点位于电源端0.208λ处,试求该未知负载阻抗。
因为接时,,,因处为等效负载点,故。
8、无耗线的特性阻抗为,第一个电流驻波最大点距负载15cm,VSWR为5,工作波长为80cm,求负载阻抗。
,
9、求图题7-9各电路处的输入阻抗、反射系数模及线B的电压驻波比。
图题7-9
(a),,
(b),,
(c),,
或
说明处匹配,故,
(d),
10、考虑一根无损耗线:
⑴当负载阻抗,欲使线上驻波比最小,则线的特性阻抗应为多少?
⑵求出该最小的驻波比及相应的电压反射系数;
⑶确定距负载最近的电压最小点位置。
⑴,
驻波比S要小,就要求反射系数小,需求其极值。
令,求
即
故
⑵将代入反射系数公式,得
最小驻波比为
⑶终端反射系数
当时,电压最小即,第一个电压波节点(取)
11、有一无耗传输线特性阻抗,终端接负载阻抗,求:
⑴传输线上的反射系数;
⑵传输线上的电压、电流表示式;
⑶距负载第一个电压波节和电压波腹的距离和。
⑴终端反射系数
故反射系数为
⑵
其中是终端入射波的电压。
、分别为终端电压和终端电流。
⑶电压波节出现在处,即
第一个波节点
电压波腹出现在处,即
第一个波腹点
12、已知特性阻抗为300的无损耗传输线上驻波比等于2.0,距负载最近的电压最小点离终端为,试求:
⑴负载端的电压反射系数;
⑵未知的负载阻抗。
⑴
第一个电压最小点位置
13、一个的源通过一根的双线传输线对输入阻抗为73的偶极子天线馈电。
设计一根四分之一波长的双线传输线(线周围为空气,间距为),以使天线与的传输线匹配。
平行双线传输线的特性阻抗为
而四分之一波阻抗变换器的特性阻抗应满足
故得
得构成阻抗变换器的双导线的线径为
导线的长度为
14、完成下列圆图基本练习:
⑴已知为,要求为,求;
⑵一开路支节,要求为,求;
⑶一短路支节,已知为,求;
若为开路支节,求;
⑷已知,求;
⑸已知,为1.5,,,求和。
⑹已知,,,,求。
导纳是阻抗的倒数,故归一化导纳为
由此可见,与的关系和与的关系相同,所以,如果以单位圆圆心为轴心,将复平面上的阻抗圆图旋转,即可得到导纳圆图;
或者将阻抗圆图上的阻抗点沿等圆旋转,即可得到相应的导纳点;
导纳点也可以是阻抗点关于圆图原点的对称点。
由此可知可以把阻抗圆图当成导纳圆图使用,即等电阻圆看成等电导圆,等电抗圆看成等电纳圆,所有的标度值看成导纳。
⑴①归一化负载阻抗
在圆图上找到与对应的点A;
以O为中心,以OA为半径作等反射系数圆,从点A开始沿等反射系数圆顺时针旋转,转到点B(相应的导纳点),读得向信号源电刻度值为0.20,如图题7-14
(1)所示。
图题7-14
(1)图题7-14
(2)
②此时将阻抗圆图当成导纳圆图使用,找到等圆与的等电导圆的交点C,读得向信号源电刻度值为0.313。
③则
⑵将阻抗圆图当成导纳圆图使用,在导纳圆图上找到开路点A和点B,查得向信号源电刻度值分别为0、0.344,则,如图题7-14
(2)所示。
题7-14(3)题7-14(4)
⑶将阻抗圆图作为导纳圆图使用。
①在导纳圆图上找到短路点A,查得向信号源电刻度值为0.25,从点A沿单位圆(即等反射系数圆)向信号源方向旋转0.11到电刻度值为0.36()的点B,查得。
②在导纳圆图上找到开路点AA,查得向信号源电刻度值为0,从点AA沿单位元向信号源方向旋转0.11到电刻度值为0.11的点BB,查得。
如图题7-14(3)所示。
⑷①在圆图上找到与对应的点A,查得向信号源电刻度值为0.113;
如图题7-14(4)所示。
②以O为中心,以OA为半径作等反射系数圆,等反射系数圆与圆图左实轴相交于B点,向信号源电刻度值为0.5,右实轴相交于C点,向信号源电刻度值为0.25;
③从点A沿等反射系数圆向信号源方向(顺时针)旋转到点B,旋转的距离即为
;
④从点A沿等反射系数圆向信号源方向(顺时针)旋转到点C点,旋转的距离即为
⑤读得C点阻抗值即为驻波系数;
⑥读得B点阻抗值即为行波系数;
⑸①在圆图上找到与对应的点B:
波谷点阻抗为,位于左实轴上A点,对应的向负载(逆时针)电刻度值为0;
如图题6-14(5)所示。
②以O为中心,以OA为半径作等反射系数圆;
③从点A沿等反射系数圆逆时针旋转0.082,到电刻度值为0.082的B点,B点即为负载点,查得顺时针电刻度值为0.416,,则
图题6-14(5)图题6-14(6)
④从点B沿等反射系数圆旋转180度到BB点,即为负载导纳点(阻抗圆图作为导纳圆图使用),查得,则;
⑤从点B沿等反射系数圆顺时针旋转0.35到顺时针电刻度值为0.266(0.35+0.416-0.5)的C点,C点即为输入点,查得,则;
⑥从点C沿等反射系数圆旋转180度到CC点,即为输入导纳点,查得,则。
⑹①驻波比;
②波腹点阻抗为,位于圆图右实轴上A点,对应的向负载(逆时针)电刻度值为0.25;
如题6-14(6)图所示;
③以O为中心,以OA为半径作等反射系数圆;
④从点A沿等反射系数圆逆时针旋转0.032,到逆时针电刻度值为0.032+0.25=0.282的B点,B点即为负载点,查得顺时针电刻度值为0.218,,则;
⑤从点B沿等反射系数圆顺时针旋转0.32(1.82=3*0.5+0.32)到顺时针电刻度值为0.0328(0.32+0.218=0.538=0.5+0.0328)的C点,C点即为输入点,查得,则。
15、一个的负载阻抗与一根长度为,特性阻抗为的无损耗传输线相接。
利用史密斯圆图求出:
⑴驻波比;
⑵负载处反射系数;
⑶输入阻抗;
⑷输入导纳;
⑸线上电压最小点的位置。
在圆图上找到与对应的点A(顺时针电刻度值为0.048);
以O为中心,以OA为半径作等反射系数圆,从点A开始沿等反射系数圆顺时针旋转,转到正实轴上得点B,读得驻波比图题7-15
。
如图题7-15所示。
⑵,与正实轴的夹角即为反射系数的相角,故负载处反射系数
⑶从点A沿等反射系数圆顺时针(即朝向信号源方向)转动,与的圆相交于点C(电刻度值为0.149),读得,故输入阻抗为
⑷延长,得点的对称点,在此读得,则输入导纳为
⑸据传输线上合成波的电压方程知时线上出现电压最小点,得
故长度为的线上不出现电压最小点。
16、何谓导行波?
其类型和特点如何?
导行波(guidedwave)是指能量的全部或绝大部分受导行系统的导体或介质的边界约束,在有限横截面内沿确定方向(一般为轴线)传播的电磁波,即沿导行系统定向传播的电磁波。
其类型可分为:
⑴横磁波(TM)或电波(E),其磁场没有传播方向的分量,即,且
其特点为:
①磁场完全分布在与波导传播方向垂直的横截面内,电场有传播方向分量
②相速度,为快波
③具有色散现象,且须满足才能传输
⑵横电波(TE)或磁波(H),其电场没有传播方向的分量,即,
①电场完全分布在与导波传播方向垂直的横截面内,磁场则有传播方向
分量
③具有色散现象,且须满足才能传输
⑶横电磁波(TEM)或准TEM波,电场和磁场都没有传播方向的分量,即,,且。
其特点为:
①电场和磁场均分布在与导波传播方向垂直的横截面
②相速度等于群速度且等于无耗媒介中平面波的速度,并且与频率无关
③无色散现象
⑷混合波,即,,且
①场被束缚在导行系统表面附近(表面波)
②相速度,为慢波
③满足才能传输
17、何谓工作波长,截止波长和波导波长?
它们有何区别和联系?
工作波长就是TEM波的相波长。
它由频率和光速所确定,即
式中,称为自由空间的工作波长,且。
截止波长是由截止频率所确定的波长,
只有的波才能在波导中传输
波导波长是理想导波系统中的相波长,即导波系统内电磁波的相位改变所经过的距离。
波导波长与,的关系为
18、一矩形波导内充空气,横截面尺寸为:
,试问:
当工作波长各为时,波导内可能传输哪些模式?
由得,
由波导传输条件可知,当时,波导中不能传输任何模式;
当时,能传TE10模式;
当时,能传TE10、TE20、TE01模式。
19、用BJ-100()矩形波导以主模传输的微波信号,试求:
⑴波导的截止波长,波导波长,相移常数和波阻抗。
⑵如果宽边尺寸增加一倍,上述参量如何变化?
⑶如果窄边尺寸增加一倍,上述参量如何变化?
⑷波导尺寸固定不变,频率变为15GHz,上述各参量如何变化?
⑴当f=10GHz时
,=2a=4.572cm,
此时波导中只能传输波。
所以,
⑵当时,
,
故可传输与两种波型。
对波:
对波,所求各量同⑴。
(3)当时,
可传输与两种波型。
⑷当f=15GHz时,
,,
故可以传输的波型为,,。
对波:
对于波:
20、假设矩形波导管的截面尺寸为,内部填充的电介质,问什么频率下波导管只能通过波形而其它波形不能通过?
矩形波导的截止频率为
波导只能通过波形条件为:
(或),将题中所给条件
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电磁场 电磁波 答案