Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Устройства СВЧ и антенны.-2

.pdf
Скачиваний:
68
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
1.65 Mб
Скачать

91

Ответ:

[S] = 0,8

0,9

.

 

0,4

0,8

 

2) Определить матрицу рассеяния [S] двух каскадно соединенных четырехполюсников: нормированного сопротивления Z′ =1 и нормированной проводимости Y′ = 1 .

Z′ Y′

1 2

Определите потери мощности в четырехполюснике и КСВ со входа 1 четырехполюсника, нагруженного на согласованную нагрузку в плече 2.

Ответ: КСВ = 1,5

3) Четырехполюсник с известной матрицей рассеяния [S] нагружен на

сопротивление

нагрузки

Z .

Определить Z =Z /

ZВ - нормированное

сопротивление

нагрузки

(

ZВ

− волновое

сопротивление плеч

четырехполюсника), если коэффициент отражения на входе 1 равен - 0,5

 

1

 

2

 

Z

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6

j0,8

ZВ

 

 

 

[S ] =

 

 

 

 

 

j0,8

0,6

 

 

 

 

4) 1-е плечо согласованного волноводного Е- тройника нагружено на

сопротивление с коэффициентом отражения Г = −1/4. Определить [S]

полученного четырехполюсника, КСВ и тепловые потери в

четырехполюснике при согласованной нагрузке в плече 3.

3

1 2

Г

Ответ: Потери =18,52% ,

5) Рассчитать основные размеры квадратного направленного ответвителя на микрополосковой линии на частоту 1,5 ГГц с коэффициентом деления по

92

мощности 1/3. Волновые сопротивления подводящих линий 50 Ом, толщина подложки 1мм, материал подложкиполикор (ε=2,4), потерями в диэлектрике пренебречь. Записать матрицу рассеяния. Определить комплексные амплитуды выходных сигналов, если на развязанные входы моста подаются

сигналы с амплитудами v1 =1 и v2 = 2 × e j900 .

ВАРИАНТ №10

1) Заданы нормированная матрица передачи четырехполюсника и волновые сопротивления линий передач на его входах. Найти нормированную и ненормированную матрицы рассеяния, коэффициенты передачи по мощности и напряжению из плеча 1 в плечо 2. Определите свойства четырехполюсника (взаимность, наличие потерь, симметричность).

~

0,1

0,3

 

 

 

] = j

 

 

ZВ1=81 Ом

ZВ2=36 Ом

[t

- 0,1

 

0,3

 

 

 

 

 

0,1

0,45

 

 

Ответ: [S] =

- 0,1

.

 

 

 

0,2

 

 

2)Определить матрицу [S] двух каскадно соединенных

четырехполюсников с матрицами [S1 ] и [S2 ]. Определите КСВ для полученного четырехполюсника, нагруженного на согласованную нагрузку. Опишите свойства этих 4-х полюсников и полученного четырехполюсника.

[S ] =

0,6

0,8

[S

2

] =

0

 

j

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,8

0,6

 

 

 

 

j

0

 

 

 

Ответ: КСВ =4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Четырехполюсник с известной матрицей рассеяния [S] нагружен на

сопротивление

нагрузки

Z

 

.

Определить

Z =Z /

ZВ - нормированное

сопротивление

 

нагрузки

 

(ZВ

 

- волновое

сопротивление плеч

четырехполюсника), если коэффициент отражения на входе 1 равен 0,5

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6

j0,8

 

 

 

 

ZВ

 

 

 

 

 

[S ] =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j0,8

0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) 1-е плечо согласованного волноводного Е- тройника нагружено на сопротивление с коэффициентом отражения Г =1/4. Определить [S] полученного четырехполюсника, КСВ и тепловые потери в четырехполюснике

93

при согласованной нагрузке в плече 3.

3

1 2

Г

Ответ: КСВ =3,667

5) Рассчитать основные размеры квадратного направленного ответвителя на микрополосковой линии на частоту 1 ГГц с коэффициентом деления по мощности 1/2. Волновые сопротивления подводящих линий 30 Ом, толщина подложки 1мм, материал подложки - поликор (ε=2,4), потерями в диэлектрике пренебречь. Записать матрицу рассеяния. Определить комплексные амплитуды выходных сигналов, если на развязанные входы моста подаются

сигналы с амплитудами v1 =1× ej 400 и v2 = 2 × e j 400 .

ВАРИАНТ №11

1)Заданы нормированная матрица передачи четырехполюсника и волновые сопротивления линий передач на его входах. Найти нормированную и ненормированную матрицы рассеяния, коэффициенты передачи по мощности и напряжению из плеча 1 в плечо 2. Определите свойства четырехполюсника (взаимность, наличие потерь, симметричность).

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

~

] =

10

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ZВ1=36 Ом

ZВ2=25 Ом

[t

1

 

 

0,3

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

 

 

 

 

0,1

0,36

 

 

 

 

[S] =

 

.

 

 

 

 

 

 

 

0,25

0

 

2)Определить матрицу [S] двух каскадно соединенных

четырехполюсников с матрицами [S1 ] и [S2 ]. Определите КСВ для полученного четырехполюсника, нагруженного на согласованную нагрузку. Опишите свойства этих 4-х полюсников и полученного четырехполюсника.

[S ] =

 

0,6

j0,8

 

[S ] = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

j

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3

 

j0,8

0,6

 

j

1

Ответ: КСВ =2.

3) Четырехполюсник с известной матрицей рассеяния [S] нагружен на

сопротивление

нагрузки Z

. Определить Z =Z /

ZВ - нормированное

сопротивление

нагрузки

(ZВ

волновое

сопротивление плеч

четырехполюсника), если коэффициент отражения на входе 1 равен 0,9

94

 

 

1

 

2

 

Z

 

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1

 

ZВ

 

 

 

[S ] =

- j0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j0,8

0,8

 

 

 

 

4) 1-е плечо согласованного волноводного Е- тройника нагружено на сопротивление с коэффициентом отражения Г = 0. Определить [S] полученного четырехполюсника, КСВ и тепловые потери в четырехполюснике при согласованной нагрузке в плече 3.

 

3

1

2

Г

Ответ: Потери =25%

5) Двойной тройник согласован только по Н-плечу. Измерения коэффициентов отражения от Е-плеча и боковых плеч при согласованной

нагрузке в свободных плечах дали значения 1

 

и − 1

 

.

 

 

2

8

 

Считая плечи Е и Н полностью развязанными определить коэффициенты матрицы рассеяния. В Е и Н плечи подаются синфазные сигналы мощностью 1 Вт. Определить мощности сигналов отраженных волн во всех плечах.

ВАРИАНТ №12

1) Заданы нормированная матрица передачи четырехполюсника и волновые сопротивления линий передач на его входах. Найти нормированную и ненормированную матрицы рассеяния, коэффициенты передачи по мощности и напряжению из плеча 1 в плечо 2. Определите свойства четырехполюсника (взаимность, наличие потерь, симметричность).

~

2

0

 

 

 

 

] =

 

 

ZВ1=64 Ом

ZВ2=36 Ом

[t

 

 

0,2 0,3

 

 

 

 

Ответ:

0,1

0,4

 

 

[S] =

 

 

.

 

 

 

0,375

0

 

 

2)Определить матрицу [S] двух каскадно соединенных

четырехполюсников с матрицами [S1 ] и

[S2 ]. Определите

КСВ для

полученного четырехполюсника, нагруженного на согласованную

нагрузку.

Опишите свойства этих 4-х полюсников и полученного четырехполюсника.

 

 

 

 

 

 

 

95

[S

] = 0,1

0,5

[S

2

] =

0

j 0,5

1

 

 

 

 

 

 

 

0,5

0,6

 

 

 

j 0,8

0,6

Ответ: КСВ =1,222.

 

 

 

 

 

3) Четырехполюсник с известной матрицей рассеяния [S] нагружен на

сопротивление нагрузки

Z .

Определить Z =Z / ZВ - нормированное

сопротивление нагрузки ( ZВ − волновое сопротивление плеч четырехполюсника), если коэффициент отражения на входе 1 равен – 0,5.

 

 

 

 

1

 

2

 

Z

 

 

 

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

j

 

ZВ

 

 

 

[S ] =

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

- j

1

 

 

 

 

4) 1-е плечо согласованного волноводного Е- тройника нагружено на

сопротивление с коэффициентом отражения Г = 1. Определить [S]

полученного четырехполюсника, КСВ и тепловые потери в

четырехполюснике при согласованной нагрузке в плече 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

 

 

 

 

Ответ: Потери =0.

 

 

 

 

 

 

 

 

5) В боковые плечи согласованного двойного тройника включены

подвижный

короткозамыкатель (поршень) и нагрузка с

коэффициентом

отражения

&

j600

.В Н-плечо

подается сигнал

с амплитудой

Г = 0,4e

 

нормированного напряжения равной 1. Определить матрицу рассеяния полученного четырехполюсника и диапазон изменения напряжения в Е-плече.

ВАРИАНТ №13

1) Заданы нормированная матрица передачи четырехполюсника и волновые сопротивления линий передач на его входах. Найти нормированную и ненормированную матрицы рассеяния, коэффициенты передачи по мощности и напряжению из плеча 1 в плечо 2. Определите свойства четырехполюсника (взаимность, наличие потерь, симметричность).

 

 

 

 

 

96

 

~

2

− 0,2

 

 

 

 

] =

 

 

 

ZВ1=36 Ом

ZВ2=81 Ом

[t

0,28

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

0,1

0,2

 

 

Ответ: [ S] =

 

 

.

 

 

 

0,75

0,1

 

 

2)Определить матрицу [S] двух каскадно соединенных

четырехполюсников с матрицами [S1 ] и [S2 ]. Определите КСВ для полученного четырехполюсника, нагруженного на согласованную нагрузку. Опишите свойства этих 4-х полюсников и полученного четырехполюсника.

[S ] =

 

0

j

 

[S ] =

 

0

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

- j

0

 

0,9

0

Ответ: КСВ =1.

3) Четырехполюсник с известной матрицей рассеяния [S] нагружен на

сопротивление

нагрузки

Z .

Определить Z =Z /

ZВ -

нормированное

сопротивление

нагрузки

(

ZВ

− волновое

сопротивление плеч

четырехполюсника), если коэффициент отражения на входе 1

равен 0,5.

 

1

 

2

 

Z

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

j0,2

ZВ

 

 

 

[S ] =

 

 

 

 

 

0

0,5

 

 

 

 

4) 1-е плечо согласованного волноводного Е- тройника нагружено на сопротивление с коэффициентом отражения Г = −1/2. Определить [S] полученного четырехполюсника, КСВ и тепловые потери в четырехполюснике при согласованной нагрузке в плече 2.

3

1 2

Г

Ответ: КСВ =1,5.

5) В боковые плечи согласованного двойного тройника включены подвижный короткозамыкатель (поршень) и нагрузка с коэффициентом

&

j300

.В Е-плечо подается сигнал с амплитудой

отражения Г = 0,6e

нормированного напряжения равной 1. Определить матрицу рассеяния полученного четырехполюсника и диапазон изменения напряжения в Н-плече.

ВАРИАНТ №14

97

1) Заданы нормированная матрица передачи четырехполюсника и волновые сопротивления линий передач на его входах. Найти нормированную и ненормированную матрицы рассеяния, коэффициенты передачи по мощности и напряжению из плеча 1 в плечо 2. Определите свойства четырехполюсника (взаимность, наличие потерь, симметричность).

~

2

0,2

 

 

 

] =

 

 

ZВ1=25 Ом

ZВ2=81 Ом

[t

0,32

 

0,2

 

 

 

Ответ:

0,1

0,1667

 

[S] =

 

.

 

 

 

0,9

0,1

 

2)Определить матрицу [S] двух каскадно соединенных

четырехполюсников с матрицами [S1 ] и [S2 ]. Определите КСВ для полученного четырехполюсника, нагруженного на согласованную нагрузку. Опишите свойства этих 4-х полюсников и полученного четырехполюсника.

[S

] =

0,6

j 0,8

[S

2

] =

0

j

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j 0,8

0,6

 

 

 

j

0

Ответ: КСВ =4.

3) Четырехполюсник с известной матрицей рассеяния [S] нагружен на

сопротивление

нагрузки Z .

Определить Z =Z

/

ZВ - нормированное

сопротивление

нагрузки

(ZВ

волновое

 

сопротивление

плеч

четырехполюсника), если коэффициент отражения на входе 1 равен 0.21.

 

 

 

1

 

2

 

Z

 

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2

j0,1

ZВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[S ] =

 

 

 

 

 

 

- j0,1

0,2

 

 

 

 

4) 1-е плечо согласованного волноводного Е- тройника нагружено на

сопротивление с коэффициентом отражения Г = 1/2. Определить [S]

полученного четырехполюсника, КСВ и тепловые потери в

четырехполюснике при согласованной нагрузке в плече 2.

3

1 2

Г

98

Ответ: Потери =66,67%

5) Рассчитать основные размеры квадратного направленного ответвителя на микрополосковой линии на частоту 0,5 ГГц с переходным ослаблением 10 дБ. Волновые сопротивления подводящих линий 60 Ом, толщина подложки 2мм, материал подложки - поликор (ε=9,6), потерями в диэлектрике пренебречь. Записать матрицу рассеяния. Определить комплексные амплитуды выходных сигналов, если на развязанные входы моста подаются

сигналы с амплитудами v1 =1× ej 400 и v2 = 2 × e j 400 .

ВАРИАНТ №15

1) Заданы нормированная матрица передачи четырехполюсника и волновые сопротивления линий передач на его входах. Найти нормированную и ненормированную матрицы рассеяния, коэффициенты передачи по мощности и напряжению из плеча 1 в плечо 2. Определите свойства четырехполюсника (взаимность, наличие потерь, симметричность).

 

 

0,75

 

 

 

~

1,25

 

 

 

] =

 

 

 

ZВ1=36 Ом

ZВ2=16 Ом

[t

1,2

 

0,75

 

 

 

 

 

 

0,6

 

 

Ответ: [S] =

0,533

 

 

 

.

 

 

 

1,2

0,6

 

 

2)Определить матрицу [S] двух каскадно соединенных

четырехполюсников с матрицами [S1 ] и [S2 ]. Определите КСВ для полученного четырехполюсника, нагруженного на согласованную нагрузку. Опишите свойства этих 4-х полюсников и полученного четырехполюсника.

[S ] =

0,8

j 0,6

 

[S

] =

 

0

.

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j 0,6

0,8

 

 

 

0,1

0,5

 

 

 

 

 

Ответ: КСВ =9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Четырехполюсник с известной матрицей рассеяния [S] нагружен на

сопротивление

нагрузки

Z .

 

Определить Z =Z

/ ZВ - нормированное

сопротивление

нагрузки

(ZВ

 

-

волновое

 

сопротивление

плеч

четырехполюсника), если коэффициент отражения на входе 1 равен 0,5

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ZВ

 

 

 

 

 

[S ] =

 

1 + j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- j

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

99

4) 1-е плечо согласованного волноводного Е- тройника нагружено на

сопротивление с коэффициентом отражения Г = −1/3. Определить [S]

полученного четырехполюсника, КСВ и тепловые потери в

четырехполюснике при согласованной нагрузке в плече 3.

3

1 2

Г

Ответ: КСВ =2,5.

5) В Е- плечо согласованного двойного тройника включен подвижный короткозамыкатель (поршень), в Н-плечо - нагрузка с коэффициентом

отражения Г& = 0,2e j900 .В боковое плечо подается сигнал с амплитудой нормированного напряжения равной 2. Определить матрицу рассеяния полученного четырехполюсника и диапазон изменения напряжения в свободном боковом плече.

ВАРИАНТ №16

1) Заданы нормированная матрица передачи четырехполюсника и волновые сопротивления линий передач на его входах. Найти нормированную и ненормированную матрицы рассеяния, коэффициенты передачи по мощности и напряжению из плеча 1 в плечо 2. Определите свойства четырехполюсника (взаимность, наличие потерь, симметричность).

~

 

1

− 5

3

 

 

 

[t

] =

 

 

5

 

ZВ1=36 Ом

ZВ2=25 Ом

4

 

 

− 3

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6

 

Ответ:

 

[S] =

0,96j

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

0,667j

0,6

 

2)Определить матрицу [S] двух каскадно соединенных

четырехполюсников с матрицами [S1 ] и [S2 ]. Определите КСВ для полученного четырехполюсника, нагруженного на согласованную нагрузку. Опишите свойства этих 4-х полюсников и полученного четырехполюсника.

[S

] =

0,8

j 0,6

[S

2

] =

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j 0,6

0,8

 

 

 

1

1

Ответ: КСВ =9.

3) Четырехполюсник с известной матрицей рассеяния [S] нагружен на

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

сопротивление

нагрузки Z .

 

Определить Z =Z

/ ZВ - нормированное

сопротивление

нагрузки

(

ZВ

-волновое

сопротивление

плеч

четырехполюсника), если коэффициент опражения на входе 1 равен j0,1

 

 

1

 

 

 

2

 

 

Z

 

 

 

 

[ ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

j

 

ZВ

 

 

 

 

 

[S ] =

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1

0,1

 

 

 

 

 

 

 

4) 1-е плечо согласованного волноводного Е- тройника нагружено на сопротивление с коэффициентом отражения Г = 1/3. Определить [S] полученного четырехполюсника, КСВ и тепловые потери в четырехполюснике при согласованной нагрузке в плече 2.

 

 

1

 

 

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

 

 

 

 

 

 

Ответ: Потери =64%

 

 

 

 

 

 

5) В боковое плечо согласованного двойного тройника включен

подвижный короткозамыкатель (поршень),

в Е-плечо -

нагрузка

с

&

 

 

 

j 450

 

 

 

 

 

 

 

 

Н-плечо подается

сигнал

с

коэффициентом отражения Г = 0,5e

 

 

амплитудой нормированного напряжения равной 1. Определить матрицу рассеяния полученного четырехполюсника и диапазон изменения напряжения в свободном боковом плече.

ВАРИАНТ №17

1) Заданы нормированная матрица передачи четырехполюсника и волновые сопротивления линий передач на его входах. Найти нормированную и ненормированную матрицы рассеяния, коэффициенты передачи по мощности и напряжению из плеча 1 в плечо 2. Определите свойства четырехполюсника (взаимность, наличие потерь, симметричность).

 

 

− 0,75

 

 

 

~

1,25

 

 

 

] =

 

 

ZВ1=36 Ом

ZВ2=25 Ом

[t

− 0,35

 

0,75

 

 

 

 

 

0,6

0,12

 

Ответ: [S] =

 

.

 

 

 

0,667

0,6

 

 

2)Определить матрицу [S] двух каскадно соединенных

четырехполюсников с матрицами [S1 ] и

[S2 ]. Определите

КСВ для

полученного четырехполюсника, нагруженного на согласованную

нагрузку.