《电信传输原理及应用》习题+答案完成版

电信传输习题

第1章 电信传输的基本概念 一、实践活动

1．实地参观当地的中国电信市话传输机房，建立对传输系统整体、直观的印象，询问有关技术人员进一步了解市话对称电缆、同轴电缆、光纤的使用状况。

2．了解身边无线通信网络，特别要留心一下学校周边的各种基站、卫星地面站、微波中继及天线。

3．实地参观学校的专业实验室，向老师咨询传输线路和传输设备种类及用途。 二、思考与练习

1. 什么是通信、电信和电信传输？电信号有哪些种类？各有什么特征？ 2. 完整的电信传输系统的是如何组成的？ 3. 电信传输有些什么特点？

4. 常用传输介质的结构及用途是什么？

5、以功率电平为例，请简述正电平、负电平和零电平的意义。 6、试简述绝对电平和相对电平的意义以及两者之间的关系。

7．已知测试点的阻抗RL=75Ω,其电压为0.85V，试计算测试点上的绝对功率电平是多少？ 8．设电路某点的绝对功率电平为 （1）0.5NP， (2)-1.5 NP， (3)-7 dBm 试求该点的功率值。

9．已知测试点功率为0.2w，线路始端功率为10mw，求测试点的相对功率电平值。 10．已知测试点电压为0.7V，线路始端电压为0.2V，求测试点的相对电压电平值。 第2章 金属传输线理论 一、实践活动

实地参观当地的中国电信市话传输机房，询问有关技术人员进一步了解市话对称电缆、同轴电缆使用状况。 二、思考与练习

1.集总参数与分布参数有哪些异同？ 2.何为长线？何为短线？

3.阐述金属传输线出现R、L、C和G的原因及它们的物理意义 4.传输线的特性阻抗和传输常数代表什么意义？

5.当ZC=ZL时，传输线处于什么工作状态？传输线具有什么特点？ 6.当ZC≠ZL时，传输线处于什么工作状态？传输线具有什么特点？ 7.通信回路的串音损耗与串音防卫度的物理意义是什么？

8.若已知f=5MHz，同轴电缆回路的一次参数：电阻 ，电感 ，电导 ，电容 。试求该同轴电缆的二次参数。

9．设某平行双导线的直径为2mm，间距为8mm，周围介质为空气，求其特性阻抗。 10．设某同轴线的外导体内直径为20mm，内导体外直径为10mm，求其特性阻抗；若在内外导体之间填充ε为2.20的介质，求其特性阻抗。

第3章 波导传输线理论 一、实践活动

实地参观当地的中国电信微波发射站，直观观测波导、同轴线几何尺寸与传输信号频率的关系，与单模传输的关系。 二、思考与练习

1． 波导为什么不能传输TEM波？ 2． 波导波长与工作波长有何区别？

3一空气填充的矩形波导，其截面尺寸a = 8cm, b = 4cm，试画出截止波λc长的分布图，并说明工作频率f1=3GHz和f2=5GHz的电磁波在该波导中可以传输哪些模式。 4．若将3cm标准矩形波导BJ-100型（a = 22.86mm , b＝10.16mm）用来传输工作波长 λ0= 5cm的电磁波，试问是否可能？若用BJ-58型（a =40.4mm, b = 20.2mm）用来传输波长λ0= 3cm的电磁波是否可能？会不会产生什么问题？ 5．设有标准矩形波导BJ-32型，a=72.12rnm, b＝34.04mm (1)当工作波长λ=6cm时，该波导中可能传输哪些模式？

(2)设λ0=10cm并工作于TE10模式，求相位常数β、波导波长λp、相速度Vp、群速 度Vg、和波阻抗ZTE10

6．在BJ-100型的矩形波导中传输频率f =10GHz的TE10模式的电磁波。 (1）求λC、β、λp、和ZTE10

(2)若波导宽边a增大一倍，上述各量如何变化？

(3)若波导窄边尺寸b增大一倍，上述各量又将如何变化？

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(4)若波导截面尺寸不变，但工作频率变为15GHz，上述各量又将如何变化？

7．有一空气填充的矩形波导工作于TE10模式，其工作频率为10GHz，已测得波导波长λp ＝4cm，试求：

(1)截止频率f,和截止波长λC；

(2）相速度Vp、群速度Vg和波阻抗ZTE10；

8．有一内充空气，b

9．设有空气填充的内直径为5cm的圆形波导，试求： (1) TE11, TMo1和TE01,模式的截止波长；

(2)当工作波长分别为7cm, 6cm和3cm时，波导中可能存在哪些模式？ (3) λ0为7cm时主模的β、Vp、Vg、λp 和波阻抗。

10．空气填充的圆形波导中传输主模，已知工作频率f = 5GHz, λo /λc= 0.9，试求： (1)该波导的内直径； （2）β和λp

11．设计一圆波导，工作波长λ=7 cm，只容许TE11波传输。 12．有一空气同轴线的截面尺寸a =10mm, b = 40mm 。 (1)计算TE11, TE01和TM01三种模式的截止波长；

(2)当工作波长λ0=10cm时，求TEM模和TE11模的相速度。

13．有一同轴线内导体的半径a=0.5mm，b=1.75mm，若绝缘材料的介电常数为1。该同轴线的特性阻抗为多少？并计算单模工作的工作频率范围。

第4章 介质光波导传输理论 一、实践活动

实地参观当地的中国电信市话光纤传输机房，询问有关技术人员进一步了解通信传输网对光纤应用状况以及光纤传输特性现状。 二、思考与练习

1．什么是光纤的数值孔径？

2．阶跃型光纤场方程的推导思路是什么？

3．用射线理论描述阶跃型光纤的导光原理是什么？画出示意图

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4．写出导波的径向归一化相位常数、径向衰减常数、归一化频率的表达式。并简述其物理意义。

5．判断某种模式能否在光纤中传输的条件是什么？ 6．阶跃型光纤的单模传输条件是什么？ 7．什么是单模光纤的截止波长？写出表达式。 8．光纤产生的原因及其危害是什么？

9．光纤损耗和色散产生的原因及其危害是什么？为什么说光纤的损耗和色散会限制系统的光纤传输距离？

10．光纤中都有哪几种色散？解释其含义。 11.已知渐变型光纤纤芯的折射率分布为

求: 光纤的本地数值孔径NA(r)。

12．均匀光纤芯与包层的折射率分别为：nl＝1．50，n2＝1．45，试计算： （1）光纤芯与包层的相对折射率差Δ？ （2）光纤的数值孔径NA？

（3）在1km长的光纤上，由子午线的光程差所引起的最大时延差Δτmax ？ （4）若在1km长的光纤上,将Δτmax减小为10ns/km, n2应选什么值.

13. 已知阶跃光纤纤芯的折射率nl＝1.465，相对折射率差 Δ= 0.01，纤芯半径a＝25μm 试求:

LPOl、LPO2、LP11和LP12模的截止波长各为多少？ 14.阶跃光纤，若nl＝1.50, λ0=l.3μm，试计算

（1）若Δ= 0．25，为了保证单模传输，其纤芯半径a应取多大？ （2）若取a=5μm ，为保证单模传输，Δ应取多大？ 15.阶跃折射率光纤中nl＝1.52，n2＝1.49

（1）光纤浸在水中（n0＝1.33），求光从水中入射到光纤输入端面的最大接收角； （2）光纤放置在空气中，求数值孔径。

16.一阶跃折射率光纤，纤芯半径a=25μm，折射率nl＝1.50，相对折射率差Δ=1％， 长度 L=2km。求： （1）光纤的数值孔径； （2）子午光纤的最大时延差；

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（3）若将光纤的包层和涂数层去掉，求裸光纤的NA和最大时延差。

第5章 无线通信传输理论 一、实践活动

去当地的中国电信和广播电视台实地参观无线传输系统，了解无线系统有那些设备？了解有哪些业务？比较有线传输系统的区别。 二、思考与复习题

1、 简述无线电波的传播方式及其特点。 2、 简述无线电波的传播特性。 3、 介绍传输媒质对电波传播的影响。 4、解释自由空间和自由空间损耗的概念

5、惠更斯一费涅耳原理的基本思想是什么？解释费涅耳区的概念。

6、 K值是怎样定义的？温带地区K值变化范围为多大？K值的变化意味着什么？ 7、大气和地面造成了几种衰落型式？衰落产生的原因以及抗衰落所采用的技术。 8、微波和卫星通信中将采用哪些抗衰落技术？

9、无线（如卫星、移动通信）通信为什么要采用多址技术？常见的多址技术有哪几种？ 10、简述码分多址的工作原理。

11.已知发信功率PT =10W，工作频率f = 4. 2GHz，两微波站相距50km, GT =1000倍，GR =38dB , 收、发天线的馈线损耗[Lr]= [Lt] =3dB,

求：在自由空间传播条件下接收机的输入功率电平和输入功率。

12、已知两微波站相距46km，反射点离发端18km，且天线高度恰好满足自由空间的余隙h0，通信频率为6GHz，地面反射因子ρ≥0.7。 求：天线的自由空间的余隙h0和衰落因子[Lk]

13、某微波传输信道，发射天线的增益为32dB，接收天线的的增益为20dB，收发距离为24500 km，载波中心频率为6.904GHz，

求：该信道的基本传输损耗为多少?若发射功率为25w,接收机的接收到的功率为多少? 14.已知在自由空间传输条件下接收机的收信功率P=-35dBm，在传输途中有如图5-7所示的刃形障碍物，且hc= -0.5F1 (F1是第1费涅耳区半径) ，求此时收信功率电平。 第6章 移动通信传输信道的特性

一、实践活动（了解身边的移动通信网络）

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