西电微波电子线路课后习题答案.docx

微波电子线路习题(3-2)<>»°-<分析：电路a、b线路相同，信号、本振等分加于二管，混频电流叠加输出，D1.3两路长度差%，是典型的双管平衡混频器电路。但a、b两路本振、信号输入位置互换。在a电路中，本振反相加于两管，信号同相加于两管，为本振反相型平衡混频器。B电路那么为信号反相型平衡混频器。电流成分a电路输出电流成分：KSl=VSCOSGjus2=Vscosstg”丁j尸COSlIgtdgt二兀O211Sn=-?MJCOSngtdgt2兀Og(%)=go+2Zgncosrgtn=lOO=go+2Zgncos(nlt-11)n=l，i=gl("4lh=g2(l)%2*中频分量G=S一t,n=liOi=&匕cos(s-l)t'02=g匕CoSM一例+扪=E匕CoS(QS-加I二办1一办2=2匕CoSW*和频分量+=s+t,n=1，+i=g%COS(GS+勺>i+2=gvscos(例+lt+11=-g1vsCoS(GS+电，+=，+1，+2=2g/COSW*本振噪声Unl=Vnlcosnlt,un2=vnlcos(nlt-11)MOl=g%cos(¾-z>%02=gnlCoS(GM%；T)=OllnO*外来镜频干扰=2l-s4=g"COS(一)=g1vCOSGW谩=&V，C(一例>+T=-g1vcosiot1- =ii-ii2=2g1vcos¾zl不能抵消，二倍输出。*镜频分量OJi-rl-s.n-rin=g2/cos(2l-s)t=Sscos(2g-211-s)t=iiliio=O镜频输出抵消，但流过输入回路，在源电阻上损耗能量。*高次分量n奇数两路相差几乃反相输出叠加n偶数两路相差同相输出抵消b电路输出电流成分:KSl=VSCOSstus2=VSCoS(GJ一万)ull=vlcosltU12=VzCOSQ”00gl(%)=g2("=go+2EgnCGSTlgtn=l2%<?,=Fgcosngtdgt'l=gl(D"l,'2=g2("42*中频分量0=s-t,n=l=&匕CoS(GS-)t2=gsCOSM电一扪=SsCoS(GS-8)t=zOl_，02=2gV§COSQ)I*和频分量co+=s+t,n-1+1=gsCOS(GS+0。i+2=gscos(g+l)t-11=-g1vsCOS(GS+8Jti+=i+i+2=28vsCoSW*本振噪声Unl=Vnlcosnlt,un2=vnlcos(nlt-兀)MOl=gv“/cos(¾-z>in02=gCoS(G/一万一°,一万)=zn01%o=0*外来镜频干扰Co=2l-sK=cos(-l)t=g1vcosioti/=gsco¾-l)t-7r=-g1vsfcosiot1- =ii-ii2=2g1vcosi0t不能抵消，二倍输出。*镜频分量CDi=2l-s,n=2G=幻匕cos(2l-s)t二七匕cos(2例-s)t-11-iil2iil镜频输出不能抵消，也会流过输入回路，在源电阻上损耗能量。*高次分量n奇数偶数两路都不能抵消。注意：均为镜像匹配混频器，无法抑制外来镜频干扰，变频损耗中含有镜频在源电阻上的损耗。(3-3)信号本振2中频电路只能作混频器，不能作上变频器，因为和频信号在抵消且滤除。假设要实现上变频，应把信号与中频口交换或给一管子后加四分之一波长段且把电容换成电感。本振输入(3-4)(1)本振反相型微带平衡混频器(2)信号与本振通过环行桥等分且以以下关系加于二管，中频叠加经滤波输出。Usi=V5cosstus2=V5cosstull-vlcosltul2=vlCOS(G/-Tr)3信号经环行桥在管子处反相，但管子反接，故信号同相，本振经环行桥在管子处同相，但管子反接，故本振反相。输入电路，两管子旁接地线为四分之一高阻终端短路线，为直流通路。环行桥与管子之间为阻抗变换器和相移段。输出电路，/%开路线分别对Qnl液电十以)，中频口为2Q,的丸；段。(3-6)1本振噪声无法抵消，输出噪声增加，茅草幅度增大，电流减小一半，信号幅度减小。2管子接反或管子不配对引起，仔细挑选配对管子，且正确安装。(3-8)J=1.4,Lm=6dB(4)Fssb=2r-l+l=4.8(6.8团)4/C)=L27；=1.2X290=348%F=Fm+L(Fi于1)=8.8(9.4/)or尸=JL(蜀+4_1)=8.8(9.4JB)雷达信号为单通道)解：三个频率mO1-1111O1门-罗关系为OOHO右力功力+YU_Ppo-/10fpl-10fs£<。.Pp<Ops>o不能构成对人的反射型参放。2)因为弓0,泵浦端是负阻，系统不是绝对稳定。功率增益G=生='-力=1_九<1PSfSfs没有增益。(4-3)解：频率成分/10ZoiJ1111-11MOll门-罗关系为T片+%+O-O)1-0力力/10-fo%/10+fo/10-fo因此%=2(0+力岛)力0+ZoiooIo-ooo线性缓变结九=,查表4-3,1-2-4倍频器3Kwrm=0.25计算211fQCj(-6)×3×109×6×3×10121000108»3,×小C211×33V7×101240G7z4-1=2(ojo-10j01)(4-4)由力=2G½和124知力=IG½,a=0.5GHz=J=exp-12.2x总0.533RM=AR丝=0.215x3x52m0.5Rt=BR竺=0.0719×3×180.5，一率=05GHz?图3-3Y微带型四喈痂泰电路明1言人祐$2-f氐派志波特；3空闲回路；4一匚变再管，5谕土带遹滤.波器，6输帛端§7-傀漫老路.(3)工输入1自左到右，自上到下4短路，交流接地电容，输入同轴线，偏压通路，鼓励电感，阶跃管，谐振线，耦合电容,4到输出滤波器。L=HK后M'°5GNxQ和鼓励电感对外呈现阻抗为零。GLl=而对力谐振5=；小谐振线ZO=I1.67.带通滤波器的输入阻抗，CO阶跃管的最小电容。第五章(51)解:2S12S210.31"6T=1.033>1l-S112=0.98>521I-Is22I2=0.3>IS12S21I该管子满足绝对稳定条件，可以进行双共班匹配设计，满足最大增益或最小噪声设计。1-5112*-5222+2125210.427<1该管子不满足绝对稳定条件。可以画出稳定性圆，在稳定区进行等增益或低噪声设计。2n-h-5z56°a5112-245z54621I2-2(53)6.07解:由4=S11a1+S12a2=SIIrSb1+Sl2a2”2=S21%+$22。2SziFsA+$22。2。LlS22+S?*%1,L.S234短路)_c1§12邑二1out022Tl。IfjSb，血=，得至Aai=bSns2i-S22(in-s)?其中rSu+5工¾d-r)I-5113)Ga为f,n=R,比时的增益，Pa=OIS1izM_%_112"F_七"21SJsG=L="Pal-+(-2)-25(54)解(1)：原点位于稳定圆外，所以稳定圆内不稳定，圆外稳定。但只能在单位圆内取值，所以A、B是稳定点，C点不稳定；D、E点由于,">1,不可能。2)：该管子不是绝对稳定的，因为C点所在的两圆相交区为不稳定区，故该管子为潜在不稳定。(56)解1)：双向器件设计时:1=O.51Z-154oP_*-ZC+兀邑二)*lLllOUtl_V°22十1GJidlliS所以r；2=S；1或),因为几0,所以2=S%或乙/，故叫与皿、S1与接近。输入匹配网络把50。变换成S1，级间匹配网络把：T.变成S；,输出匹配网络把50Q变换成S；2。单向设计时：1=O.51Z-154o,1=S,s2=51*1,12=S*2,输入匹配网络把50。变3JLOJjL1乙乙J乙11L乙乙乙换成si，级间匹配网络把S1变换成S；,输出匹配网络把S1变换成500。按单向化设计，512=O，取乙=O.51Z-154o，11=S，2=S；,l2=S=0.72Z100,131(JPL1乙乙J乙11L乙乙乙输入网络把50O变成,选并联支节：联匹配：JLl1=¾50(5-7)解,gtgtui-x2,x(l-S1,)(l-¾t)M=XC*=0.0782,一二=0.86,一二=LI8*争(I+")?(I-U)2J/输出匹配网络把S1变换成50,选用串0.86<-<L18,Idb误差范围为0.8L25,GTU所以该管子可作为单向器件处理，NGT<IdBO第六章(62)解m雪崩二极管在负偏压下，管内P-N界面接近击穿，和外电路连接后，产生微波噪声叠加。当微波电压与偏压一致时，界面击穿，载流子雪崩倍增，同时在偏压内建电场作用下漂移产生注入电流。微波电压变换时，雪崩停止，产生的载流子数到达最大，注入脉冲最大值，以后逐渐停止。在交流负半周，注入电流脉冲继续渡越在外电路产生相应感应电流，调整长度，使注入电流脉冲滞后与感应电流滞后总和为180。左右，那么管子上电压和电流反相，相当于一负电阻，可向外界提供微波功率。体效应管由于载流子在一定能量由主谷向子谷迁移，迁移率随电压增加而下降，产生负微分迁移率，导致电荷积累，产生偶极畴，并在渡越中长大。根据一定条件，偶极畴可形成渡越模，延迟模，猝灭模。畴产生时电流突降，消失时电流突增，这样形成一电流尖脉冲，总发生在交流电压负最大值附近，电流基波与电压总是反相，呈负阻，可向外界提供功率。(64)解11)(3)谐振条件：P=jBd2+jjCp+jyctg-l=-211l-2LsCp-CPb(65)解：见书上131页图631所示:1管子阻抗：ZD(-0.7+7110.8)×10-3Z1n。=。=1.3/20,=1000,所以M=1000,Z01=50×65=56.9ZoC100O八一一L=0.0165MHz2兀于(66)解：见书上131页图632所示1一Z-LZTz尸1-20-7+150-图由yd=Gd+jBd,Zd=-Rd-jBd=-那么谐振条件:ZL+jZ°tglZo+jZgl50ZOZo+j5atgk+jZjglZ0+j50ZOzo+j50tgl2tgi5aZoQTgljgl2)+jZtglZl+j50Ztgl2+tgl1)(69)体效应管雪崩管PIN二极管肖特基管变容管构造本征P+NN+PIN金属一半导体结PN管载流子电子形成偶极子P+AW+电子、空穴电子电子不导电偏置正偏反偏正偏、反偏、零偏正偏反偏夕卜电路有有微微微特性负阻负阻变阻非线性正阻非线性电容应用振荡振荡控制混频检波倍变频第七章(7-2)解：见书上151页图734所示：l*j弓=IrE当管子导通时，经负载接地r=ZZ。=ZjRf-Zo=J_1Zl+Z0Z0+Kf+Z0IOl100开关隔离度L=IoIg=AOdb反偏时，负载=Z0+7?+jCjo=P211Rsfc211所以ZL=51-5×105m=fi'i吟=K）啥=°所以插入衰减几乎为零。(7-3)解：见书上152页图735所示:7V»(74)解：见书上152页图736所示:二ZZo=Z0+Rf-Z0二,ZL+ZOZ0+R于+Z。2+。L=20Ige2=20仍rf2：匕T、VfJ、L3：a、电桥局部衰减器与相移器相同，管子方向也相同；b、衰减器接50。负载，而相移器直接接偏置接地；c、电调衰减器偏置正向可调，移相器正一反突变;d、原理：相移器一每只管子有两个相位改变，只要两只管子同时正偏和反偏，输出相位就变化。衰减器一正偏PlN管工作在截止频率以下，可以等效为电阻勺，勺随/°增大而减小，用正偏压可控制反射特性，从而使电路插入衰减连续变化。(7-7)解：见书上152页图737所示:11)脉冲调制信号使管子在正向导通和反相截止两种状态下转换，当管子导通时，信号在管子处反射，相位为内,当管子截止时，信号在波导短路面处反射，相位为1三2-l,假设令A。=l=0,那么构成0万移相器。&4»4(2)：由A。=1=11,那么/=上二IC根n42)Qo为负载断开条件下，端口2呈现的输出波。a由bSQ+S22，"2=211+S22"2二一一1一J加I=(0.7-10.8)×IO3=(-0.065-0.998)×IO3Q(0.7)2+(0.8)2