【电光】南理工2021年《微波技术》A卷(附答案).docx

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电光】南理工2021年《微波技术》A卷(附答案)（教师组卷、存档用） 一. 简答题 (15分)1. 衬底集成矩形波导（Substrate-Integrated rectangularWaveguide ，SIRW ）有何优点？在设计SIRW 时应遵循的原则是什么？2. 试列出微带线中可能存在的所有损耗3. 和微带线相比，共面波导（Coplanar Waveguide, CPW ）有何优点？4. 在定义微波网络的参考面时，应该注意哪几点？５. 在图1所给的Smith 圆图中，(1)最外圈的大圆上任意一点的电压反射系数大小为多少？其中A ，B ，C ，D 四点分别对应何种终端负载？此时传输线上传输的是什么形式的波（行波，驻波or 行驻波）？ (2)中心点的驻波系数为多少？此时的负载情况如何？ 图1. Smith 圆图 二. 图2为一个四分之一波长的同轴谐振腔(coaxial resonance cavity )的纵剖面示意图15分) B C D 图2 试确定同时满足以下两个条件时该谐振腔的几何尺寸a 和b 的取值范围a 为同轴内导体半径，b 为同轴外导体半径设工作频率为f 0=10GHz ）(1)同轴线内无高次模传输；(2)同轴腔能承受的功率容量最大。

* 提示：TE 11模为同轴线内的第一高次模，其截止条件为：()b a +>πλ三. 假设有一电阻性负载Ω=100L Z , 欲使其与Ω=500Z 的传输线相匹配，采取的方法是在二者之间另加一段传输线设工作频率为GHz f 100=，试确定：（10分）(1) 该传输线的特性阻抗；(2) 该传输线的长度 四. 试设计一个功率分配比为2:1的威尔金森 (Wilkson)功率分配器已知输入输出端的特性阻抗均为Ω50假设工作频率为GHz f 30=，微带衬底的有效介电常数为56.2=eff ε20分）(1) 确定两个分支的特性阻抗Z 1和Z 2；(2) 确定两个分支的长度；(3) 确定隔离电阻的阻值五. 图3为-3dB 积分混合环（Quadrature Hybrid ）的结构示意图15分) 4λ 图3(1) 现假设1端口为输入端口，试分别指出直通端口，耦合端口和隔离端口2) 假设四个端口的功率分别为P1, P2, P3, P4, 用以上给出的功率定义以下几个参数：耦合系数（Coupling Coefficient ）Ｃ隔离度 (Isolation ) Ｉ方向性 (Directivity )Ｄ(3) 写出该积分混合环的Ｓ参数矩阵，并给出大致的物理解释。

六. 微波器件的散射参数可以用矢量网络分析仪测量得到, 其外部特性便可以用散射参数来表示下面是测量所得的某带通滤波器通带内的S-参数: (15分)根据此S-参量, 请确定该滤波器的如下外部特性参量:(1) 插入相移θ;(2) 输入驻波比;(3) 插入衰减(dB). 七. 图 4 所示为无耗传输线，试用Smith 圆图求以下参量：（10 分）(1) 传输线上的驻波比和终端负载处的电压反射系数；(2) 该传输线的输入阻抗；(3) 若相邻两波节点的间距为60mm, 试求终端负载到第一个电压波腹点和第一个电压波节点的实际距离； 图4Z in ?L= 0.4λZ L =50+j50Ω []233223320.070.780.780.07j j j j e e S e e ππππ????=??????微波技术试题答案及评分标准 一 简答题（15分，每题3分）1 制作简单，紧凑的平台，与平面电路的连接比较简单，低成本，高Q 值，功率容量大，体积小，重量轻，集合了矩形波导和微带线的双重优点 应遵循的原则是：5g d λ，2p d 2 微带线中的损耗：导体损耗，介质损耗，辐射损耗以及表面波损耗。

3 （1）提供铁氧体非互易器件所需的圆极化射频磁场；（2）较容易实现有源器件的放置；（3）特性阻抗与衬底厚度无关4 （1）单模传输时参考面上只考虑主模场强，因此参考面应选在远离不连续的地方2）参考面必须与波传输方向垂直，使场的横向分量与参考面共面以便与之对应的参考面上的电压，电流有明确定义5 （1）最外圈的电压反射系数为1A ，B ，C ，D 分别对应开路负载，短路负载，感性负载以及容性负载此时传输线上传输的是驻波2）中心点的驻波系数为1，此时接匹配负载二 （１。