微波天線考試重點(diǎn)習(xí)題全解

1、.微波技術(shù)與天線復(fù)習(xí)提綱（2010級(jí)）一、思考題1. 什么是微波？微波有什么特點(diǎn)？答：微波是電磁波譜中介于超短波與紅外線之間的波段，頻率范圍從300MHZ到3000GHZ，波長(zhǎng)從0.1mm到1m；微波的特點(diǎn)：似光性、穿透性、寬頻帶特性、熱效應(yīng)特性、散射特性、抗低頻干擾特性、視距傳播性、分布參數(shù)的不確定性、電磁兼容和電磁環(huán)境污染。2. 試解釋一下長(zhǎng)線的物理概念，說(shuō)明以長(zhǎng)線為基礎(chǔ)的傳輸線理論的主要物理現(xiàn)象有哪些？一般是采用哪些物理量來(lái)描述？答：長(zhǎng)線是指?jìng)鬏斁€的幾何長(zhǎng)度與工作波長(zhǎng)相比擬的的傳輸線；以長(zhǎng)線為基礎(chǔ)的物理現(xiàn)象：傳輸線的反射和衰落；主要描述的物理量有：輸入阻抗、反射系數(shù)、傳輸系數(shù)、和駐波系數(shù)

2、。3. 微波技術(shù)、天線與電波傳播三者研究的對(duì)象分別是什么？它們有何區(qū)別和聯(lián)系？答：微波技術(shù)、天線與電磁波傳播史無(wú)線電技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，它們共同的基礎(chǔ)是電磁場(chǎng)理論，但三者研究的對(duì)象和目的有所不同。微波技術(shù)主要研究陰道電磁波在微波傳輸系統(tǒng)中如何進(jìn)行有效的傳輸，它希望電磁波按一定要求沿傳輸系統(tǒng)無(wú)輻射地傳輸；天線是將微波導(dǎo)行波變成向空間定向輻射的電磁波，或?qū)⒖臻g的電磁波變成微波設(shè)備中的導(dǎo)行波；電波傳播研究電波在空間的傳播方式和特點(diǎn)。4. 試解釋傳輸線的工作特性參數(shù)（特性阻抗、傳播常數(shù)、相速和波長(zhǎng)）答：傳輸線的工作特性參數(shù)主要有特征阻抗Z0，傳輸常數(shù)，相速及波長(zhǎng)。1)特征阻抗即傳輸線上入射波電壓與

3、入射波電流的比值或反射波電壓與反射波電流比值的負(fù)值，其表達(dá)式為,它僅由自身的分布參數(shù)決定而與負(fù)載及信號(hào)源無(wú)關(guān)；2）傳輸常數(shù)是描述傳輸線上導(dǎo)行波的衰減和相移的參數(shù)，其中，和分別稱為衰減常數(shù)和相移常數(shù)，其一般的表達(dá)式為;3)傳輸線上電壓、電流入射波（或反射波）的等相位面沿傳播方向傳播的速度稱為相速，即；4）傳輸線上電磁波的波長(zhǎng)與自由空間波長(zhǎng)的關(guān)系。5. 傳輸線狀態(tài)參量輸入阻抗、反射系數(shù)、駐波比是如何定義的，有何特點(diǎn)，并分析三者之間的關(guān)系答：輸入阻抗：傳輸線上任一點(diǎn)的阻抗Zin定義為該點(diǎn)的電壓和電流之比，與導(dǎo)波系統(tǒng)的狀態(tài)特性無(wú)關(guān)，反射系數(shù)：傳輸線上任意一點(diǎn)反射波電壓與入射波電壓的比值稱為傳輸線在該點(diǎn)

4、的反射系數(shù)，對(duì)于無(wú)耗傳輸線，它的表達(dá)式為駐波比：傳輸線上波腹點(diǎn)電壓振幅與波節(jié)點(diǎn)電壓振幅的比值為電壓駐波比，也稱為駐波系數(shù)。反射系數(shù)與輸入阻抗的關(guān)系：當(dāng)傳輸線的特性阻抗一定時(shí)，輸入阻抗與反射系數(shù)一一對(duì)應(yīng)，因此，輸入阻抗可通過反射系數(shù)的測(cè)量來(lái)確定；當(dāng)時(shí)，=0，此時(shí)傳輸線上任一點(diǎn)的反射系數(shù)都等于0，稱之為負(fù)載匹配。駐波比與反射系數(shù)的關(guān)系：，駐波比的取值范圍是；當(dāng)傳輸線上無(wú)反射時(shí)，駐波比為1，當(dāng)傳輸線全反射時(shí)，駐波比趨于無(wú)窮大。顯然，駐波比反映了傳輸線上駐波的程度，即駐波比越大，傳輸線的駐波就越嚴(yán)重。6. 簡(jiǎn)述傳輸線的行波狀態(tài)，駐波狀態(tài)和行駐波狀態(tài)。行波狀態(tài)：行波狀態(tài)就是無(wú)反射的傳輸狀態(tài)，此時(shí)反射系數(shù)

5、T1=0，而負(fù)載阻抗等于傳輸線的特性阻抗，即Z1=Z0;駐波狀態(tài)：駐波狀態(tài)就是全反射狀態(tài)，也即終端反射系數(shù)|T1|=1。|Z1-Z0/Z1+Z0|=|T1|=1行駐波狀態(tài)：當(dāng)微波傳輸線終端接任意復(fù)數(shù)阻抗負(fù)載時(shí)，由信號(hào)源入射的電磁波功率一部分被終端負(fù)載吸收，另一部分則被反射，因此傳輸線上既有行波也有純駐波，構(gòu)成混合波狀態(tài)，故稱之為行駐波狀態(tài)。7. 分析無(wú)耗傳輸線呈純駐波狀態(tài)時(shí)終端可接那幾種負(fù)載，各自對(duì)應(yīng)的電壓波腹點(diǎn)分布答：終端負(fù)載為短路、開路或純阻抗三種情況之一。（1） 終端負(fù)載短路時(shí)，z=(2n+1)/4(n=0,1,2,)處為電壓波腹點(diǎn)。（2） 終端負(fù)載開路時(shí)，z=n/2(n=0,1,2,)

6、處為電壓波腹點(diǎn)。（3） 終端負(fù)載為純電感jXL時(shí)，處為波腹點(diǎn)；終端負(fù)載為純電容-jXC時(shí)，處為波腹點(diǎn)。8. 阻抗匹配的意義，阻抗匹配有哪三者類型，并說(shuō)明這三種匹配如何實(shí)現(xiàn)？答：阻抗匹配的意義：對(duì)一個(gè)由信號(hào)源傳輸線和負(fù)載構(gòu)成的系統(tǒng)，希望信號(hào)源在輸出最大功率時(shí)，負(fù)載全部吸收，以實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的傳輸，阻抗匹配有三種類型，分別是：負(fù)載阻抗匹配、源阻抗匹配和共軛阻抗匹配。負(fù)載阻抗匹配：負(fù)載阻抗等于傳輸線的特性阻抗稱之為負(fù)載阻抗匹配。此時(shí)，傳輸線上只有從信號(hào)源到負(fù)載方向傳輸?shù)娜肷洳?，而無(wú)從負(fù)載向信號(hào)源方向的反射波。源阻抗匹配：電源內(nèi)阻等于傳輸線的特性阻抗稱之為源阻抗匹配。源阻抗匹配常用的方法是在信號(hào)源之后加

7、一個(gè)去耦衰減器或隔離器。共軛阻抗匹配：對(duì)于不匹配電源，當(dāng)負(fù)載阻抗折合到電源參考面上的輸入阻抗等于電源內(nèi)阻的共軛值時(shí)，稱之為共軛阻抗匹配。9. 負(fù)載獲得最大輸出功率時(shí)，負(fù)載與源阻抗間關(guān)系： 。10. 史密斯圓圖是求解均勻傳輸線有關(guān) 阻抗匹配 和 功率匹配 問題的一類曲線坐標(biāo)圖，圖上有兩組坐標(biāo)線，即歸一化阻抗或?qū)Ъ{的 實(shí)部和虛部 的等值線簇與 反射系數(shù) 的 幅和模角 等值線簇，所有這些等值線都是圓或圓弧，故也稱阻抗圓圖或?qū)Ъ{圓圖。導(dǎo)納圓圖可以通過對(duì) 阻抗圓圖 旋轉(zhuǎn)180°得到。阻抗圓圖的上半部分呈 感 性，下半部分呈 容 性。Smith圓圖與實(shí)軸左邊的交點(diǎn)為 短路 點(diǎn)，與橫軸右邊的交點(diǎn)為

8、 開路 點(diǎn)。Smith圓圖實(shí)軸上的點(diǎn)代表 純電阻 點(diǎn)，左半軸上的點(diǎn)為電壓波 節(jié) 點(diǎn)，右半軸上的點(diǎn)為電壓波 腹 點(diǎn)。在傳輸線上負(fù)載向電源方向移動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)在圓圖上應(yīng) 順時(shí)針 旋轉(zhuǎn)，反之在傳輸線上電源向負(fù)載方向移動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)在圓圖上應(yīng) 逆時(shí)針 旋轉(zhuǎn)。11. TEM、TE和TM波是如何定義的？什么是波導(dǎo)的截止性？分別說(shuō)明矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、同軸線、帶狀線和微帶線的主模是什么？答：1）TE波，TM波，TEM波是屬于電磁波的三種模式。TE波指電矢量與傳播方向垂直，或者說(shuō)傳播方向上沒有電矢量。TM波是指磁矢量與傳播方向垂直。TEM波指電矢量于磁矢量都與傳播方向垂直；2）Kc是與波導(dǎo)橫截面尺寸、形狀及傳輸模式有關(guān)

9、的一個(gè)參量，當(dāng)相移常數(shù)=0時(shí)，意味導(dǎo)波系統(tǒng)不再傳播，亦稱為截止, 此時(shí)Kc =K, 故將Kc 稱為截止波數(shù)3）矩形波導(dǎo)，主模TE10模；圓波導(dǎo)，主模TE11模；同軸線，主模TEM模；帶狀線，主模TEM模；微帶線主模：準(zhǔn)TEM模。12. 簡(jiǎn)述矩形波導(dǎo)傳輸特性的主要參數(shù)定義：相移常數(shù)，截至波長(zhǎng)，截至波數(shù)，波導(dǎo)波長(zhǎng)，相速度，TE波和TM波的波阻抗1） 相移常數(shù)和截止波數(shù)：相移常數(shù)和截止波數(shù)的關(guān)系是2） 相速：電磁波的等相位面移動(dòng)速度稱為相速，即3） 波導(dǎo)波長(zhǎng)：導(dǎo)行波的波長(zhǎng)稱為波導(dǎo)波長(zhǎng)，它與波數(shù)的關(guān)系式為4） 波阻抗：某個(gè)波形的橫向電場(chǎng)和橫向磁場(chǎng)之比，即13. 導(dǎo)波系統(tǒng)中工作波長(zhǎng)與波導(dǎo)波長(zhǎng)的區(qū)別。答：

10、導(dǎo)行波的波長(zhǎng)稱為波導(dǎo)波長(zhǎng)，用g表示，它與波數(shù)的關(guān)系式為其中，2/k為工作波長(zhǎng)。14. 為什么空心的金屬波導(dǎo)內(nèi)不能傳播TEM波？空心金屬波導(dǎo)內(nèi)不能存在TEM波。這是因?yàn)椋喝绻麅?nèi)部存在TEM波，則要求磁場(chǎng)完全在波導(dǎo)的橫截面內(nèi)，而且是閉合曲線。有麥克斯韋第一方程可知，閉合曲線上磁場(chǎng)的積分等于與曲線相交鏈的電流。由于空心金屬波導(dǎo)中不存在軸向即傳播方向的傳導(dǎo)電流，故必要求有傳播方向的位移電流，由唯一電流的定義式可知，要求一定有電場(chǎng)存在，顯然這個(gè)結(jié)論與TEM波的定義相矛盾，所以，規(guī)則金屬內(nèi)不能傳輸TEM波。15. 圓波導(dǎo)中的主模為 TE11模 ，軸對(duì)稱模為 TM01模 ，低損耗模為 TE01模 。 16.

11、 說(shuō)明圓波導(dǎo)中TE01模為什么具有低損耗特性。答：TE01模磁場(chǎng)只有徑向和軸向分量，故波導(dǎo)管壁電流無(wú)縱向分量，只有周向電流。因此當(dāng)傳輸功率一定時(shí)，隨著頻率升高，管壁的熱損耗將單調(diào)下降，故其損耗相對(duì)其它模式來(lái)說(shuō)是低的，故可將工作在TE01模的圓波導(dǎo)用于毫米波的遠(yuǎn)距離傳輸或制作高Q值的諧振腔。17. 什么叫模式簡(jiǎn)并現(xiàn)象？矩形波的和圓波導(dǎo)的模式簡(jiǎn)并有何異同？答：波導(dǎo)中的電磁波是各種 TMmn模 和 TEmn模的各種線性組合，m為x方向變化的半周期數(shù)，n是y方向變化的半周期數(shù)；如過當(dāng)兩個(gè)模式 TMmn 和TEmn 的截止波長(zhǎng)相等時(shí)，也就說(shuō)明這兩種模式在矩形波導(dǎo)里出現(xiàn)的可能性相同，這種現(xiàn)象就叫做簡(jiǎn)并。1

12、8. 圓波導(dǎo)中波型指數(shù)m和n的意義是什么？圓波導(dǎo)中單模傳輸?shù)臈l件是什么？答：m表示場(chǎng)沿圓周分布的整波數(shù)，n表示場(chǎng)沿半徑分布的最大值個(gè)數(shù)。圓波導(dǎo)中單模傳輸?shù)臈l件：19. 波導(dǎo)激勵(lì)的方法有： 電激勵(lì) ， 磁激勵(lì) ， 電流激勵(lì) 。20. 微波集成傳輸線的特點(diǎn)及分類。答：特點(diǎn)：體積小、重量輕、性能優(yōu)越、一致性好、成本低；具有平面結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整單一平面尺寸來(lái)控制其傳輸特性。分類：準(zhǔn)TEM波傳輸線，主要包括微帶傳輸線和共面波導(dǎo)等；非TEM波傳輸線，主要包括槽線、鰭線等；開放式介質(zhì)波導(dǎo)傳輸線，主要包括介質(zhì)波導(dǎo)、鏡像波導(dǎo)點(diǎn)；半開放式介質(zhì)波導(dǎo)，主要包括H形波導(dǎo)、G形波導(dǎo)等。21. 帶狀線傳輸主模TEM模時(shí)，必須

13、抑制高次模 TE模 和 TM模 ；微帶線的高次模有 波導(dǎo)模式 和 表面波模式 。22. 微帶線的特性阻抗隨著w/h的增大而 減小 。相同尺寸的條件下，r越大, 特性阻抗越 小 。23. 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)中，如何將波導(dǎo)管等效成平行傳輸線的？答：為定義任意傳輸系統(tǒng)某一參考面上的電壓和電流，作以下規(guī)定：電壓U(z)和電流I(z)分別與Et和Ht成正比；電壓U(z)和電流I(z)共軛乘積的實(shí)部應(yīng)等于平均傳輸功率；電壓和電流之比應(yīng)等于對(duì)應(yīng)的等效特性阻抗值。對(duì)任一導(dǎo)波系統(tǒng)，不管其橫截面形狀如何，也不管傳輸哪種波形，其橫向電磁場(chǎng)總可以表示為： 式中，是二維實(shí)函數(shù)，代表了橫向場(chǎng)的模式橫向分布函數(shù)；是一維標(biāo)量函數(shù)，

14、它們反映了橫向電磁場(chǎng)各模式沿傳播方向的變化規(guī)律。24. 列出微波等效電路網(wǎng)絡(luò)常用有5 種等效電路的矩陣表示，并說(shuō)明矩陣中的參數(shù)是如何測(cè)量得到的。答：（1）阻抗參量當(dāng)端口開路時(shí)，I20，網(wǎng)絡(luò)阻抗參量方程變?yōu)椋寒?dāng)端口開路時(shí)， I10，網(wǎng)絡(luò)阻抗參量方程變?yōu)椋海?）導(dǎo)納參量當(dāng)端口短路時(shí)，U20，網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)納參量方程變?yōu)椋寒?dāng)端口短路時(shí)，U10，網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)納參量方程變?yōu)椋海?）轉(zhuǎn)移參量當(dāng)端口開路時(shí)，I20，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移參量方程變?yōu)椋寒?dāng)端口短路時(shí)，U20，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移參量方程變?yōu)椋篈11：端口開路時(shí)，端口到端口電壓傳輸系數(shù)的倒數(shù)； A21：端口開路時(shí)，端口與端口之間的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納； A22：端口短路時(shí)，端口到端口電流傳輸系數(shù)的

15、倒數(shù)； A12：端口短路時(shí)，端口與端口之間的轉(zhuǎn)移阻抗。（4）散射矩陣當(dāng)端口接匹配負(fù)載時(shí)，a20，網(wǎng)絡(luò)散射參量方程變?yōu)椋寒?dāng)端口接匹配負(fù)載時(shí)，a10，網(wǎng)絡(luò)散射參量方程變?yōu)椋篠參量各參數(shù)的物理意義為： S11：端口接匹配負(fù)載時(shí)，端口的反射系數(shù)； S21：端口接匹配負(fù)載時(shí)，端口到端口波的傳輸系數(shù)； S22：端口接匹配負(fù)載時(shí)，端口的反射系數(shù)；S12：端口接匹配負(fù)載時(shí)，端口與端口波的傳輸系數(shù)。（5）傳輸矩陣當(dāng)用a1、 b1作為輸入量, a2、b2作為輸出量, 此時(shí)有以下線性方程:25. 雙口網(wǎng)絡(luò)中S11=，S21=。26. S參數(shù)如何測(cè)量。答：對(duì)于互易雙端口網(wǎng)絡(luò)，S12=S21，故只要測(cè)量求得S11、S2

16、2及S12三個(gè)量就可以了。設(shè)終端負(fù)載阻抗為Zl，終端反射系數(shù)為l，則有：，代入得 輸入端參考面處的反射系數(shù)為令終端短路、開路和接匹配負(fù)載時(shí)，測(cè)得的輸入端反射系數(shù)分別為，代入上式解得： 27. 多口網(wǎng)絡(luò)S矩陣的性質(zhì)：網(wǎng)絡(luò)互易有 ST=S ，網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗有 S+ S=I ，網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱時(shí)有Sii=Sjj。28. 簡(jiǎn)述微波元器件中有源元器件和無(wú)源元器件在微波電路中的作用。答：阻抗匹配元器件是用于調(diào)整傳輸系統(tǒng)與終端之間的阻抗匹配元件，它們的作用是為了消除反射，提高傳輸效率，改善系統(tǒng)穩(wěn)定性。主要包括螺釘調(diào)配器、多階梯阻抗變換器及漸變性變換器等。29. 微波元器件按照變換性質(zhì)分為 線性互易元器件 ，線性非互易元器

17、件 ， 非線性元器件 。30. 阻抗匹配元器件的定義，作用，并舉例說(shuō)明有哪些阻抗匹配元件。答：阻抗匹配元器件是用于調(diào)整傳輸系統(tǒng)與終端之間的阻抗匹配元件，它們的作用是為了消除反射，提高傳輸效率，改善系統(tǒng)穩(wěn)定性。主要包括螺釘調(diào)配器、多階梯阻抗變換器及漸變性變換器等。31. 寫出理想的雙口元件的S矩陣，理想衰減器的S=，理想相移器S=，理想隔離器S=。32. 功率分配元器件的定義，并舉例說(shuō)明有哪些？答：將一路微波功率按比例分成幾路的元件稱為功率分配元件，主要包括定向耦合器、功率分配器以及各種微波分支器件。33. 簡(jiǎn)述雙分支定向耦合器的工作原理，并寫出3dB雙分支定向耦合器的S矩陣。答：假設(shè)輸入電壓信

18、號(hào)從端口“”經(jīng)A點(diǎn)輸入，則到的D點(diǎn)的信號(hào)有兩路，一路由分支線直達(dá)，其波行程為g/4，另一路由ABCD，波行程為3g/4,；故兩條路徑到達(dá)的波行程差為g/2，相應(yīng)的相位差為，即相位相反。因此若選擇合適的特性阻抗，使到達(dá)的兩路信號(hào)的振幅相等，則端口“”處的兩路信號(hào)相互抵消，從而實(shí)現(xiàn)隔離。同樣由AC的兩路信號(hào)為同相信號(hào)，故在端口“”有耦合輸出信號(hào)，即端口“”為耦合端。耦合端輸出信號(hào)的大小同樣取決于各線的特性阻抗。34. 簡(jiǎn)述E-T和H-T分支的主要區(qū)別，并畫出它們的等效電路。答： E-T和 H-T分支都是在主波導(dǎo)寬邊面上的分支，其軸線平行于主波導(dǎo)的模的電場(chǎng)方向，不同點(diǎn)在于E-T分支相當(dāng)于分支波導(dǎo)與主

19、波導(dǎo)串聯(lián)，而H-T分支相當(dāng)于并聯(lián)于主波導(dǎo)的分支線。35. 簡(jiǎn)述天線的定義和功能答：用來(lái)輻射和接收無(wú)線電波的裝置稱為天線?；竟δ埽?）天線應(yīng)能將導(dǎo)播能量盡可能多地轉(zhuǎn)變成電磁波能量；2）天線具有方向性；3）天線有適當(dāng)?shù)臉O化。4）天線應(yīng)有足夠的工作頻帶。36. 簡(jiǎn)述天線近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的特點(diǎn)近場(chǎng)區(qū)： 在近區(qū), 電場(chǎng)E和Er與靜電場(chǎng)問題中的電偶極子的電場(chǎng)相似, 磁場(chǎng)H和恒定電流場(chǎng)問題中的電流元的磁場(chǎng)相似, 所以近區(qū)場(chǎng)稱為準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng); 由于場(chǎng)強(qiáng)與1/r的高次方成正比, 所以近區(qū)場(chǎng)隨距離的增大而迅速減小, 即離天線較遠(yuǎn)時(shí), 可認(rèn)為近區(qū)場(chǎng)近似為零。 電場(chǎng)與磁場(chǎng)相位相差90°, 說(shuō)明玻印廷矢量為虛數(shù),

20、 也就是說(shuō), 電磁能量在場(chǎng)源和場(chǎng)之間來(lái)回振蕩, 沒有能量向外輻射, 所以近區(qū)場(chǎng)又稱為感應(yīng)場(chǎng)。 遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)：在遠(yuǎn)場(chǎng)，點(diǎn)基本振子的場(chǎng)只有E和H兩個(gè)分量，它們?cè)诳臻g上相互垂直，在時(shí)間上同相位，所以其玻印亭矢量S=E×H*是實(shí)數(shù)，且指向r方向。這說(shuō)明電基本振子的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)是一個(gè)沿著徑向向外傳播的橫電磁波，故遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)又稱輻射場(chǎng)。E/H=（0/0）1/2=120（）是一個(gè)常數(shù)，即等于煤質(zhì)的本征阻抗，因而遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)具有與平行波相同的特性。輻射場(chǎng)的強(qiáng)度與距離成反比，隨著距離的增大，輻射場(chǎng)減小。這是因?yàn)檩椛鋱?chǎng)是以球面波的形式向外擴(kuò)散的，當(dāng)距離增大時(shí)，輻射能量分布到更大的球面面積上。在不同的方向上，輻射強(qiáng)度不相等。這

21、說(shuō)明電基本振子的輻射是有方向性的。37. 天線的電參數(shù)有哪些？答：天線的電參數(shù)有：主瓣寬度、旁瓣電平、前后比、方向系數(shù)。38. 電基本振子的歸一化方向函數(shù)|sin|，方向系數(shù)D=1.5，輻射電阻，3dB波瓣寬度900.39. 試畫出沿z軸放置電基本振子的E平面和H平面的方向圖。（a）圖為電基本振子E平面方向圖（b）為電基本振子H平面方向圖40. 解釋天線的方向圖，以及E面和H面？答：如果將作為空間角度q 和f 函數(shù)的天線方向性函數(shù)以圖形的形式表示出來(lái)，則稱為方向圖或方向性圖。E面：包含最大輻射方向，電場(chǎng)矢量所在的平面（由電場(chǎng)強(qiáng)度方向和最大輻射方向構(gòu)成的平面），H面：包含最大輻射方向，磁場(chǎng)矢量所

22、在的平面稱為（由磁場(chǎng)方向和最大輻射方向構(gòu)成的平面）。41. 簡(jiǎn)述什么是天線的極化，極化的分類？答：天線的極化是天線在最大輻射方向上輻射場(chǎng)的極化，一般是指輻射電場(chǎng)的空間取向。輻射場(chǎng)的極化是指在空間某一固定位置上電場(chǎng)矢量端點(diǎn)隨時(shí)間運(yùn)動(dòng)的軌跡。根據(jù)軌跡形狀不同，可分為線極化、圓極化和橢圓極化。線極化：電場(chǎng)矢量沿著一條線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。線極化分為水平極化和垂直極化。圓極化：電場(chǎng)矢量的大小不變，其末端做圓周運(yùn)動(dòng)。分為左旋圓極化和右旋圓極化。橢圓極化：電場(chǎng)矢量大小隨時(shí)間變化，其末端運(yùn)動(dòng)的軌跡是橢圓。分為左旋橢圓極化和右旋橢圓極化。 42. 簡(jiǎn)述波瓣寬度答：波瓣寬度是衡量天線的最大輻射區(qū)域的尖銳程度的物理量。通

23、常它取方向圖主瓣兩個(gè)半功率點(diǎn)之間的寬度，在場(chǎng)強(qiáng)方向圖中，等于最大場(chǎng)強(qiáng)的1/兩點(diǎn)之間的寬度，稱為半功率波瓣寬度；有時(shí)也將頭兩個(gè)零點(diǎn)之間的角寬作為主瓣寬度，稱為零功率波瓣寬度。43. 從接收角度講, 對(duì)天線的方向性有哪些要求？答：1）主瓣寬度盡可能窄，以抑制干擾，但如果干擾與有用信號(hào)來(lái)自同一方向，即使主瓣寬度很窄，也不能抑制干擾，另一方面當(dāng)來(lái)波方向易于變化時(shí)，主瓣太窄難以保證穩(wěn)定的接收，如何選擇主瓣寬度，應(yīng)根據(jù)具體情況而定。2）旁瓣電平盡可能低，在任何情況下，都希望電平盡可能地低。3）要求天線方向圖中，最好有一個(gè)或多個(gè)可控制的零點(diǎn)，以便將零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)干擾方向，而且當(dāng)干擾方向變化時(shí)，零點(diǎn)方向也隨之改變，

24、以抑制干擾，這也稱為零點(diǎn)自動(dòng)形成技術(shù)44. 什么是衰落？簡(jiǎn)述引起衰落的原因。答：所謂衰落，一般是指信號(hào)電平隨時(shí)間的隨機(jī)起伏。引起衰落的原因大致分為兩大類：吸收性衰落和干涉型衰落。吸收性衰落：由于傳輸煤質(zhì)電參數(shù)的變化，使得信號(hào)在煤質(zhì)中的衰減發(fā)生相應(yīng)的變化，如大氣中的云霧等都對(duì)電波有吸收作用，由于氣象的隨機(jī)性，因而這種吸收的強(qiáng)弱也有起伏，形成信號(hào)的衰落。干涉型衰落：由隨機(jī)多徑干涉現(xiàn)象引起的信號(hào)幅度和相位的隨機(jī)起伏稱為干涉型衰落。45. 什么是波長(zhǎng)縮短效應(yīng)？試簡(jiǎn)要解釋其原因。對(duì)稱振子上的相移常數(shù)大于自由空間的波數(shù)k，亦即對(duì)稱振子上的波長(zhǎng)短于自由空間波長(zhǎng)，這是一種波長(zhǎng)縮短現(xiàn)象。 對(duì)稱振子輻射引起振子電

25、流衰減, 使振子電流相速減小, 相移常數(shù)大于自由空間的波數(shù)k, 致使波長(zhǎng)縮短; 由于振子導(dǎo)體有一定半徑, 末端分布電容增大（稱為末端效應(yīng)）, 末端電流實(shí)際不為零, 這等效于振子長(zhǎng)度增加, 因而造成波長(zhǎng)縮短。振子導(dǎo)體越粗, 末端效應(yīng)越顯著, 波長(zhǎng)縮短越嚴(yán)重。46. 證明方向性系數(shù)47. 對(duì)稱振子天線在臂長(zhǎng)等于多少時(shí)方向性最好？答:h=時(shí)，方向系數(shù)最好48. 半波對(duì)稱振子的方向系數(shù)： 1.64 。49. 半波振子的20.5= 78.20 。50. 天線的有效面積答：有效接收面積是衡量一個(gè)天線接收無(wú)線電波能力的重要指標(biāo)。它的定義為: 當(dāng)天線以最大接收方向?qū)?zhǔn)來(lái)波方向進(jìn)行接收時(shí), 接收天線傳送到匹配負(fù)載的平均功率為PLmax, 并假定此功率是由一塊與來(lái)波方向相垂直的面積所截獲, 則這個(gè)面積就稱為接收天線的有效接收面積, 記為Ae, 即有式中, Sav為入射到天線上電磁波的時(shí)間平均功率流密度，其值為51. 簡(jiǎn)述天線增益的定義。答：天線增益是這樣定義的。即輸入功率相同時(shí)，某天線在某一方向上的遠(yuǎn)區(qū)產(chǎn)生的功率流密度S1與理想點(diǎn)源（無(wú)