天线原理真题精选.docx

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天线原理真题精选

　　[填空题]

　　1若已知电基本振子辐射电场强度大小，天线辐射功率可

　　按穿过以源为球心处于远区的封闭球面的功率密度的总和计算，即，ds=r2sinθdθdφ为面积元。

试计算该电基本振子的辐射功率和辐射电阻。

　　参考答案：

　　[填空题]

　　2若已知电基本振子辐射场公式定义求其方向性系数。

　　参考答案：

　　[填空题]3设小电流环电流为I，环面积S。

求小电流环天线的辐射功率和辐射电阻表示式。

若1m长导线绕成小圆环，波源频率为1MHz，求其辐射电阻值。

　　参考答案：

　　[填空题]4试证明电基本振子远区辐射场幅值Eθ与辐射功率PΣ之间的关系为

　　参考答案：

　　[填空题]5试求证方向性系数的另一种定义：

在最大辐射方向上远区同一点具有相同电场强度的条件下，无方向天线的辐射功率比有方向性天线辐射功率增大的倍

　　数，记为

　　参考答案：

　　[填空题]6若干扰均匀分布于空间并从所有方向传到接收点，利用定向接收天线可以增大有用信号功率和外部干扰功率之比，试证明这一比值和天线的方向性系数成正比。

　　参考答案：

　　[填空题]7用尝试法确定半波振子、全波振子E面主瓣宽度。

　　参考答案：

　　[填空题]8试计算电流呈三角形分布短天线的方向性系数和有效高度。

　　参考答案：

　　[填空题]9试用特性阻抗75Ω的同轴线和特性阻抗300Ω的扁线（双线）馈线，请分别绘制给半波振子的馈电图。

　　参考答案：

　　[填空题]10试用特性阻抗75Ω的同轴线和特性阻抗300Ω的扁线（双线）馈线，请分别绘制给折合振子的馈电图。

　　参考答案：

　　[填空题]11两等幅馈电的基本振子垂直于纸面并列放置，间距d=

　　0.5λ，辐射功率相同，PΣ=

　　0.1W，电流相位关系如图中标注。

试计算图中4种情况下，r=1km远处的场强值。

　　参考答案：

　　[填空题]124个等幅、相邻相差ξ=-45°的电基本振子并行排列成一直线阵，间距d=λ/8。

试由阵因子F2（ψ）曲线画出E面方向图。

　　参考答案：

　　[填空题]13设大地为理想导体，在高度为λ/2的上空架设共线排列的两个水平半波振子，等幅同相馈电，间距为λ/2。

试求E面和H面方向图。

　　参考答案：

　　[填空题]14对天线的馈线有哪些要求？

现有特性阻抗75Ω的同轴馈线与特性阻抗300Ω的扁馈线，试绘出以上两种馈线分别连接半波振子和折合振子的馈电结构图。

　　参考答案：

　　[填空题]15简述简述等效原理的内容及作用？

　　参考答案：

等效原理：

某一区域内产生电磁场的实际场源，可以用一个能在同一区域内产生相同电磁场的等效场源代替。

　　作用：

在研究面天线问题时，待求解的场是天线外部辐射场，只要找到合适的等效源，就可以直接从等效源求解，而不必知道实际场源，从而使求解大大简化。

　　一般只需要计算出面天线的口面场分布，就可以直接求出面天线的辐射场。

　　[填空题]16口径场相位偏差主要有哪几种？

它们对方向图的影响如何？

　　参考答案：

　　[填空题]17试述卡塞格伦天线的结构及其工作原理。

与抛物面天线比较它有哪些优点？

　　参考答案：

　　[填空题]18试推导自由空间功率传输公式Pr/Pin=（λ/4πr）2GtGr

　　参考答案：

　　[填空题]19如图为一元天线，电流矩为Idz，其矢量磁位表示为，试导出元天线的远区辐射电磁场Eθ，Hφ。

　　参考答案：

　　[填空题]

　　20如图所示为两副长度为

　　的对称线天线，其上的电流分别为均匀分布

　　和三角形分布，试采用元天线辐射场的叠加原理，导出两天线的远区辐射场

　　Eθ，Hφ，方向图函数f（θ，φ）和归一化方向图函数F（θ，φ），并分别画出它们在yoz平面和xoy平面内的方向图的示意图。

　　参考答案：

　　[填空题]21有一对称振子长度为2l，其上电流分布为：

I（z）=Imsinβ（l-|z|）试导出：

远区辐射场Eθ，Hφ

　　参考答案：

　　更多内容请访问《睦霖题库》微信公众号[填空题]22有一对称振子长度为2l，其上电流分布为：

I（z）=Imsinβ（l-|z|）试导出：

方向图函数f（θ，φ）

　　参考答案：

　　[填空题]23有一对称振子长度为2l，其上电流分布为：

I（z）=Imsinβ（l-|z|）试导出：

若对称振子沿y轴放置，导出其远区场E，H表达式和E面、H面方向图函数。

　　参考答案：

　　[填空题]24有一长度为=λ/2的直导线，其上电流分布为I（z）=I0e-jβz，试求该天线的方向图函数F（θ，φ），并画出其极坐标图。

　　参考答案：

　　[填空题]

　　25利用方向性系数的计算公式：

算：

元天线的方向性系数；

　　参考答案：

　　[填空题]

　　26利用方向性系数的计算公式：

算：

归一化方向图函数

　　数。

　　参考答案：

　　计

　　计为的天线方向性系[填空题]

　　27利用方向性系数的计算公式：

算：

归一化方向图函数为：

　　方向性系数。

　　参考答案：

　　计n=1和2时的天线

　　[填空题]28由四个元天线组成的方阵，其排列如图所示。

每个单元到阵中心的距离为3λ/8，各单元的馈电幅度相等，单元1和2同相，单元3和4同相但与1和2反相。

试导出该四元阵的方向图函数及阵因子，并草绘该阵列xy平面内的方向

　　图。

　　参考答案：

　　[填空题]29设地面为无限大理想导电平面。

图所示为由等幅同相馈电的半波振子组成的水平和垂直二元阵，要求

（1）对图（a）求其xz面和yz面方向图函数，并画出xz面方向图；

（2）对图（b）求其xz面和yz面和xy面方向图函数，并画出这三个平面内的方向图。

　　参考答案：

　　[填空题]30一半波对称振子水平架设在理想导电平面上，架设高度为H=λ/2。

试确定最大指向，并画出H面方向图。

　　参考答案：

　　[填空题]31由长为l=λ/4的单极天线组成的八元天线阵如图所示，各单元垂直于地面，排成2行4列的阵列，列间距为λ/2，行间距为λ/4。

每个单元天线为等幅馈电，而相位配置由图中标出。

试利用方向图相乘原理，绘出H面方向图。

　　参考答案：

　　[填空题]32为了得到最高的口径效率，天线的口径场分布应为（），为了降低天线旁瓣，口径场分布应为（）

　　参考答案：

均匀分布；锥削分布

　　[填空题]33收发天线极化匹配是指（），当发射天线为水平线极化，接收天线为左旋圆极化时，其极化失配因子为（）

　　参考答案：

接收天线的极化与发射天线辐射的电场矢量方向完全一致；

　　0.5

　　[填空题]34旋转抛物面天线焦距为f，口径直径为D，最大增益时的效率g＝（）

　　参考答案：

0.83

　　[填空题]35构成轴向模螺旋天线的条件是（），它辐射的是（）极化波。

　　参考答案：

一圈周长约等于一个波长；圆

　　[填空题]36二元天线阵的阵因子与（），（）和（）有关。

　　参考答案：

单元间距d；相位α；工作波长

　　[填空题]37有一架设在理想地面上的水平半波振子天线，其工作波长λ=40m，若要在垂直于天线轴的平面内获得最大辐射仰角Δ=30°，天线架设高度应为（）m

　　参考答案：

　　[填空题]38某矩形口径天线的振幅为余弦分布，与均匀分布相比，其方向图主瓣要（）一些，口径效率要（）些，副瓣电平要（）些。

　　参考答案：

宽；低；低

　　[填空题]39对线极化天线常在其两个主面（E面和H面）内描述其方向图，简要回答什么是E面和H面。

对如图所示的八木天线和矩形波导（宽边为a，窄边为b）主模馈电的角锥喇叭天线分别指出它们的E面和H面。

　　参考答案：

E面：

指通过天线最大辐射方向并平行于电场矢量的平面。

　　H面：

指通过天线最大辐射方向并平行于磁场矢量的平面。

　　对如图所示的八木天线，其E面为yz平面，H面为xy平面。

　　对如图所示的角锥喇叭天线，其E面为yz平面，H面为xz平面。

　　[填空题]40简述分析对称振子辐射场的步骤。

　　参考答案：

　　[填空题]41对称振子辐射电阻的含义是什么？

在天线无耗情况下，写出它与输入电阻的简单关系。

　　（设对称振子的全长为2l）

　　参考答案：

　　[填空题]42有一副地面天线要接收地球同步卫星线极化天线发射的信号，试简述如何调整地面天线使其对准，并使接收信号最大。

　　参考答案：

只要地面天线与卫星天线的主瓣最大值方向在一条直线上则为对准，要使接收信号最大还需要它们的极化一致。

其调整步骤如下：

（1）首先使地面天线的最大辐射方向大致对准卫星方向；

（2）在方位面内调整天线方向使其接收信号达到最大；

　　（3）在俯仰面内调整天线方向使其接收信号达到最大；

　　（4）以天线最大指向方向为轴线，旋转天线使其接收信号达到最大。

　　[填空题]43给出用等值传输线法分析对称振子天线输入阻抗的基本过程。

　　参考答案：

　　[填空题]44简要回答用同轴线向对称振子天线馈电时，为什么要加对称变换器？

常用的对称变换器型式有那几种？

　　参考答案：

用同轴线向对称振子天线馈电是不平衡馈电，同轴线的内外导体分别接对称振子的两个臂时将使其两个臂上的电流不等，接同轴线内导体的臂上电流将大于另一个臂上的电流，原因是原本在同轴线外导体内表面的电流馈到振子臂上时，由于同轴线外导体接地，该振子上的电流的一部分将通过同轴线外导体的外表面分流。

对称振子两个臂上电流不等将使方向图最大方向发生偏离，且同轴线外导体外表面电流的辐射将使方向图发生畸变，所以采用同轴线向对称振子天线馈电时必须加对称变换器。

　　常用的对称变换器有U形管变换器、套筒式变换器、短路式变换器、开槽式变换器和渐变式变换器。

　　[填空题]45简述分析地面上线天线的辐射场和阻抗所采用的简单方法和步骤。

　　参考答案：

　　[填空题]46试举出五种所学过的常用宽带天线型式？

并说明其特点？

　　参考答案：

　　[填空题]47简述在天线原理中巴比涅原理的实质是什么。

并说明开槽天线与互补的金属天线的电磁场矢量在空间的极化关系。

　　参考答案：

巴俾涅原理的实质：

一个金属开槽天线的辐射场可由其互补的金属天线来求解，且E槽＝H金，H槽＝－E金。

说明开槽天线的电磁场矢量与互补的金属天线的电磁场矢量在空间极化上相差90°。

　　[填空题]48旋转抛物面天线馈源横向偏焦对方向图有何影响？

简述馈源横向偏焦有哪些应用？

　　参考答案：

旋转抛物面天线馈源横向偏焦，将使口径场产生线性率和立方率相位分布，对方向图的影响是使波束指向偏离口径面法向、主瓣变宽、副瓣升高、增益减小。

　　馈源横向偏焦引起波束偏移在雷达中的如下几个方面得到应用

（1）应用于雷达圆锥扫描中

（2）分布馈源法形成余割平方方向图

　　（3）单脉冲雷达天线中

　　（4）用反射面天线形成多个波束指向不同的同步卫星的通讯中，等。

　　[填空题]49试述角锥喇叭辐射场与E面和H面扇形喇叭辐射场的关系，并说明什么是最佳角锥喇叭。

　　参考答案：

角锥喇叭的E面辐射场与E面扇形喇叭的E面辐射场相同；角锥喇叭的H面辐射场与H面扇形喇叭的H面辐射场相同。

　　最佳角锥喇叭是指其尺寸的选取使得其增益最大。

其具体要求是其E面和H面尺寸分别取最佳。

　　[填空题]50由四个元天线组成的方阵，其排列如图所示。

每个单元到阵中心的距离为3λ/8，各单元的馈电幅度相等，单元1和2同相，单元3和4同相但与1和2反相。

试导出该四元阵H面内的方向图函数。

　　参考答案：

　　[填空题]51间距为d=λ/4的三付对称半波振子平行排列在一直线上，如图所示。

设各振子电流幅度关系为1：

2：

1，相位关系为π/2，0，-π/2。

要求：

求出该三元阵的E面和H面方向图函数

　　参考答案：

　　[填空题]52间距为d=λ/4的三付对称半波振子平行排列在一直线上，如图所示。

设各振子电流幅度关系为1：

2：

1，相位关系为π/2，0，-π/2。

要求：

求振子1的辐射阻抗。

　　参考答案：

　　[填空题]53理想地面上架设的水平半波天线阵，如图所示，各单元的激励幅度和相位也已标注在图中。

要求：

用方向图相乘原理画出天线阵在yz平面和xy平面内的方向图

　　参考答案：

　　[填空题]54理想地面上架设的水平半波天线阵，如图所示，各单元的激励幅度和相位也已标注在图中。

要求：

　　计算振子I的辐射阻抗

　　参考答案：

　　[填空题]55设计均匀直线式16元相控阵天线，工作波长λ＝3cm，其最大扫描范围θm=45°。

要求计算：

不出现栅瓣的阵元间距d≤？

　　参考答案：

　　[填空题]56设计均匀直线式16元相控阵天线，工作波长λ＝3cm，其最大扫描范围θm=45°。

要求计算：

波束扫描时，阵元间最大馈电相位差∣α∣≤？

　　参考答案：

　　[填空题]57设计均匀直线式16元相控阵天线，工作波长λ＝3cm，其最大扫描范围θm=45°。

要求计算：

估算不扫描时的主瓣宽度2θ

　　0.5=？

　　参考答案：

　　[填空题]58有一均匀直线阵，设其间距d=

　　0.65λ。

要求：

当为侧射时的主瓣宽度为2θ

　　0.5=4°，确定单元数N；

　　参考答案：

　　[填空题]59有一均匀直线阵，设其间距d=

　　0.65λ。

要求：

若最大扫描角为偏离侧射方向±30°，确定该阵列是否出现栅瓣

　　参考答案：

　　[填空题]60有一均匀直线阵，设其间距d=

　　0.65λ。

要求：

写出该阵列的归一化方向图函数

　　参考答案：