《微波技术与天线习题(8页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微波技术与天线习题(8页).doc（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、-微波技术与天线习题-第 7 页6.1 简述天线的功能。 天线应有以下功能: 天线应能将导波能量尽可能多地转变为电磁波能量。 这首先要求天线是一个良好的电磁开放系统, 其次要求天线与发射机或接收机匹配。 天线应使电磁波尽可能集中于确定的方向上, 或对确定方向的来波最大限度的接受, 即天线具有方向性。 天线应能发射或接收规定极化的电磁波, 即天线有适当的极化。 天线应有足够的工作频带。 6.2 天线的电参数有哪些？方向图参数：主瓣宽度，旁瓣电平，前后比方向系数天线效率增益系数极化和交叉极化电平频带宽度输入阻抗与驻波比有效长度6.3 按极化方式划分, 天线有哪几种？ 按天线所辐射的电场的极化形式可
2、将天线分为线极化天线、圆极化天线和椭圆极化天线。6.4 从接收角度讲, 对天线的方向性有哪些要求？ 接收天线的方向性有以下要求: 主瓣宽度尽可能窄, 以抑制干扰。但如果信号与干扰来自同一方向, 即使主瓣很窄,也不能抑制干扰; 另一方面, 当来波方向易于变化时, 主瓣太窄则难以保证稳定的接收。因此, 如何选择主瓣宽度, 应根据具体情况而定。 旁瓣电平尽可能低。如果干扰方向恰与旁瓣最大方向相同, 则接收噪声功率就会较高, 也就是干扰较大; 对雷达天线而言, 如果旁瓣较大, 则由主瓣所看到的目标与旁瓣所看到的目标会在显示器上相混淆, 造成目标的失落。 因此, 在任何情况下, 都希望旁瓣电平尽可能的低
3、。 天线方向图中最好能有一个或多个可控制的零点, 以便将零点对准干扰方向,而且当干扰方向变化时, 零点方向也随之改变, 这也称为零点自动形成技术。 6.8 有一长度为dl的电基本振子,载有振幅为I0、沿+y方向的时谐电流,试求其方向函数, 并画出在xOy面、xOz面、 yOz面的方向图。 F() = sin， 指辐射方向与y轴的夹角 xOy面7.1 什么是衰落？简述引起衰落的原因。 所谓衰落, 一般是指信号电平随时间的随机起伏。 根据引起衰落的原因分类, 大致可分为吸收型衰落和干涉型衰落。 吸收型衰落主要是由于传输媒质电参数的变化, 使得信号在媒质中的衰减发生相应的变化而引起的。如大气中的氧、
4、 水汽以及由后者凝聚而成的云、雾、雨、雪等都对电波有吸收作用。由这种原因引起的信号电平的变化较慢, 所以称为慢衰落。干涉型衰落主要是由随机多径干涉现象引起的。在某些传输方式中, 由于收、 发两点间存在若干条传播路径, 典型的如天波传播、 不均匀媒质传播等， 在这些传播方式中, 传输媒质具有随机性, 因此使到达接收点的各路径的时延随机变化, 致使合成信号幅度和相位都发生随机起伏。这种起伏的周期很短, 信号电平变化很快, 故称为快衰落, 7.2 什么是传输失真？简述引起失真的原因。 无线电波通过媒质除产生传输损耗外, 还会产生失真振幅失真和相位失真。产生失真的原因有两个: 一是媒质的色散效应, 二
5、是随机多径传输效应。 7.3 什么是视距传播？简述视距传播的特点。 电波依靠发射天线与接收天线之间的直视的传播方式称为视距传播。它可以分为地-地视距传播和地-空视距传播。视距传播的工作频段为超短波及微波波段。此种工作方式要求天线具有强方向性并且有足够高的架设高度。在几千兆赫和更高的频率上，还必须考虑雨和大气成分的衰减及散射作用。在较高的频率上，山、建筑物和树木等对电磁波的散射和绕射作用变得更加显著。信号在传播中所受到的主要影响是视距传播中的直射波和地面反射波之间的干涉。 当工作波长和收、发天线间距不变时, 接收点场强随天线高度h1和h2的变化而在零值与最大值之间波动。 当工作波长和两天线高度h
6、1和h2都不变时, 接收点场强随两天线间距的增大而呈波动变化, 间距减小，波动范围减小。 当两天线高度h1和h2和间距d不变时, 接收点场强随工作波长呈波动变化。 7.8 不均匀媒质传播方式主要有哪些？ 简述对流层散射传播的原理。 散射波传播是指电波在低空对流层或高空电离层下缘遇到不均匀的“介质团”时就会发生散射, 散射波的一部分到达接收天线处, 这种传播方式称为不均匀媒质的散射传播。 对流层散射传播的原理：一般情况下, 对流层的温度、 压强、湿度不断变化, 在涡旋气团内部及其周围的介电常数有随机的小尺度起伏, 形成了不均匀的介质团。 当超短波、 短波投射到这些不均匀体时, 就在其中产生感应电
7、流, 成为一个二次辐射源, 将入射的电磁能量向四面八方再辐射。于是电波就到达不均匀介质团所能“看见”但电波发射点却不能“看见”的超视距范围。 电磁波的这种无规则、无方向的辐射, 即为散射, 相应的介质团称为散射体。对于任一固定的接收点来说, 其接收场强就是收发双方都能“看见”的那部分空间即收、 发天线波束相交的公共体积中的所有散射体的总和。8.1 什么是波长缩短效应？试简要解释其原因。 对称振子导线半径a越大, L1越小, 相移常数和自由空间的波数k=2/相差就越大, 对称振子上的相移常数大于自由空间的波数k, 亦即对称振子上的波长短于自由空间波长, 这是一种波长缩短现象，令n1=/k，称n1
8、为波长缩短系数。 波长缩短现象的主要原因有: 对称振子辐射引起振子电流衰减, 使振子电流相速减小, 相移常数大于自由空间的波数k, 致使波长缩短; 由于振子导体有一定半径, 末端分布电容增大（称为末端效应）, 末端电流实际不为零, 这等效于振子长度增加, 因而造成波长缩短。振子导体越粗, 末端效应越显著, 波长缩短越严重。 8.2 什么是方向图乘积定理？二元等幅阵辐射场的电场强度模值为：式中|F(, )|称为元因子，称为阵因子。 元因子表示组成天线阵的单个辐射元的方向图函数, 其值仅取决于天线元本身的类型和尺寸。它体现了天线元的方向性对天线阵方向性的影响。 阵因子表示各向同性元所组成的天线阵的
9、方向性, 其值取决于天线阵的排列方式及其天线元上激励电流的相对振幅和相位, 与天线元本身的类型和尺寸无关。 8.3 什么是边射式天线阵？试从物理概念上解释之。边射阵指最大辐射方向在垂直于阵轴方向上, 即m=/2,=0的天线阵。也就是说, 在垂直于阵轴方向上, 各元到观察点没有波程差, 如果各元电流元也没有相位差, 则构成边射式天线阵。 什么是端射式天线阵？ 试从物理概念上解释之。 端射阵指最大辐射方向在阵轴方向上, 即m=0 或,=-kd(m=0)或 =kd (m=) 的天线阵。也就是说, 阵的各元电流沿阵轴方向依次滞后kd或超前kd, 阵的各元到达最大方向上同一点的空间波程差依次超前kd或滞后kd，而总的相位差为零，则构成端射式天线阵。见草稿8.5 有两个平行于z轴并沿x轴方向排列的半波振子, 若 d=/4, =/2。 d=3/4, =/2。试分别求其E面和H面方向函数, 并画出方向图。 8.8 两等幅馈电的半波振子沿z排列, 若 d=/4, =/2。 d=/4, =-/2。它们的辐射功率都为1W, 计算上述两种情况在xOy平面内=30、r=1 km处的场强值。 8.11 设在相距1.5km的两个站之间进行通信, 每个站均以半波振子为天线, 工作频率为300 MHz。若一个站发射的功率为100W,则另一个站的匹配负载中能收到多少功率？