天線習(xí)題解答(作業(yè))

1、(2) 電波與天線習(xí)題答案(作業(yè))第1章練習(xí)題答案1-6試求長度為21=0.75尢的對(duì)稱振子子午面的若干個(gè)方向的方向性函數(shù)值(小數(shù)點(diǎn)后至少要保留3位有效數(shù)字)，并按極坐標(biāo)描點(diǎn)的方法繪出其子午面方向性圖。解：卩l(xiāng)=鏟X也二3=135。九84對(duì)稱振子子午面的歸一化方向性函數(shù)為cos(135coscOS(1357cose)cos(135)F(0)=_(1cos135)sin0e018015165301504513558122601207510590F(e)00.1340.2980.5070.7070.7370.92611-6題表對(duì)稱振子子午面歸一化方向性函數(shù)值_2c5_cos0)+1-(+1)sin

2、0(方向性圖的形狀為“X”形，方向性圖略)1-10已知一臂長度為1=x/3的對(duì)稱振子以饋電點(diǎn)電流I做參照的輻射電阻為inR，=186.70,假設(shè)對(duì)稱振子上的電流I(z)呈純駐波正弦分布。試求：乙in指出對(duì)稱振子上是否存在電流波腹點(diǎn)？(2)解：如果存在波腹電流I，求以它做參照的輻射電阻M由于l九，故存在電流波腹點(diǎn)。4電流波腹點(diǎn)的位置與饋電點(diǎn)之間的距離為Z0_l一_一_043412以波腹電流做參照的輻射電阻為Rs_R2insin2(pI)_186.7Xsin2(2x_140(0)1-13對(duì)于1-10題中給出的對(duì)稱振子，試求：以波腹電流I做參照的有效長度1；eM以饋電點(diǎn)電流I做參照的有效長度1ine

3、in分別通過f,1和13個(gè)參數(shù)計(jì)算這個(gè)對(duì)稱振子的方向性系數(shù)DomaxeMein解：以波腹點(diǎn)電流I做參照的有效長度為MXp(1)leM_二1一cos(pl)=I1cos兀L三種方法計(jì)算方向性系數(shù)：l=lM=eineMIin2兀sin(120)120f2120V152D=jmax=1.93Rs140D=30(p11230v321.93eM=Rs14030(p丄-30(2-3)2D=ein=1Rsin=187.6卩l(xiāng))cos(1托.931fmax5，cos120=第2章練習(xí)題答案2-1自由空間共軸線排列的半波對(duì)稱振子構(gòu)成了三元側(cè)射式天線陣，元間距d0.5尢，各單元天線電流等振幅。求：寫出單元天線的歸

4、一化方向性函數(shù)fio,申)的表達(dá)式；(2)寫出歸一化陣因子F(0)的表達(dá)式；1a把天線陣子午面相應(yīng)的方向性函數(shù)值F(0)填寫在下面表格中(小數(shù)點(diǎn)后至少要保留3位有效數(shù)字)；畫出子午面方向性圖并計(jì)算主瓣張角20和主瓣寬度2000.5解：單元半波對(duì)稱振子的歸一化方向性函數(shù)為cos(90cos0)f“0,9)=Ji0sin0歸一化陣因子為屮=0=180cos0F(0)=-sitt(3屮2=r共軸線排列的3元同相天線陣總的方向性2函數(shù)為sin(270_cos0)3sin(90cos0)F(0,9)cos(90_cos0_-si(270_cos0)sin03sin(90cos0)(2)(3)(4)間距為

5、d0.5尢的同相天線陣的輻射場(chǎng)相位差函數(shù)為2-1題中3元天線陣子午面歸一化方向性函數(shù)值表格015180165F(e)1f(e)aF(e)00.33300.2070.330.068301500.4180.2750.1154548.1860135131.80.6280.6710.07501200.8170.33373.5106.50.9410.752900.04400.2720.7071(方向性圖略)主瓣張角和主瓣寬度分別為20=131.82-48.18=83.64020=106.5-73.5=33(5)0.52-8計(jì)算2-1題共軸線排列的三元側(cè)射式天線陣中的各單元天線輻射阻抗ZE天(1)(1)

6、(3)(4)線陣的總輻射阻抗ZE和天線陣的方向性系數(shù)Do解：由互阻抗表可查得ZV1=Z11+Z12+Z13=(73.1+j42.5)+(26.4+j20.2)+(-4.1-j0.7)=95.4+j62(0)ZV2=Z21+Z22+Z23=(73.1+j42.5)+2(26.4+j20.5)=125.9+j82ZV3=Z31+Z32+Z33Z11=Z22=Z33=73.1+j42.5(0)Z12=Z21=Z23=Z32=26.4+j20.2(0)Z13=Z31=-4.1-j0.7(0)三個(gè)單元半波對(duì)稱振子的輻射阻抗分別為=ZV1=95.4+j62(0)天線陣的總輻射阻抗為.9(0)ZV=ZV1+

7、ZV2+ZV3=2(95.4+j62)+(125.9+j82.9)=316.7+j206.9(0)方向性系數(shù)為120f212032D=1max=3.41RV316.72-2自由空間共軸線排列的半波對(duì)稱振子構(gòu)成了三元側(cè)射式天線陣，元間距d0.5尢，各單元天線電流振幅為121的分布。試求：寫出單元天線的歸一化方向性函數(shù).(0,申)的表達(dá)式；寫出歸一化陣因子F(0)的表達(dá)式；a把天線陣子午面相應(yīng)的方向性函數(shù)值F(0)填寫在下面表格中(小數(shù)點(diǎn)后至少要保留3位有效數(shù)字)；畫出子午面方向性圖并計(jì)算主瓣張角20和主瓣寬度20。00.5解：1：2：1的電流分布可看成是三角形分布，亦可看成是二項(xiàng)式分布，歸一化陣

8、因子方向性函數(shù)為(1)Fa(0)=cos2=cos2(90cos0)共軸線排列的同相天線陣總的方向性函數(shù)為F(09)=cos3(90；cos0)(2)sin02-2題中3元天線陣子午面方向性函數(shù)值表格e01801516530150451356012071.215108.78590F(e)00.2070.4180.6300.8170.9241f(e)00.0030.0440.1970.50.7651a.F(e)00.0010.0180.1240.4080.7071(5)(5) (3)0) 由計(jì)算數(shù)據(jù)可知，共軸線排列的3元天線陣子午面的主瓣張角和主瓣寬度分別為20=180。-0。=180。020=

9、108.785。-71.215。=37.57。0.52-9計(jì)算2-2題1：2：1電流分布的側(cè)射式天線陣中的各單元天線輻射阻抗Z，以L12天線電流I做參照的天線陣總輻射阻抗和天線陣的方向性系數(shù)Do2乙(2)解：各振子的自輻射阻抗和相互間的互輻射阻抗同上題。三個(gè)單元振子的輻射阻抗分別為(1)Z1=Z11+2Z12+Z13=(73.1+j42.5)+2(26.4+j20.2)+(-4.1-j0.7)=121.8+j82.2(Q)Z2=0.5Z21+Z22+0.5Z23=(73.1+j42.5)+(26.4+j20.2)=99.5+j62.7(Q)Z3=Z31+2Z32+Z33=Z1=121.8+j8

10、2.2(Q)以2天線電流I2做參照，天線陣的總輻射阻抗為7一22ZS(2)=產(chǎn)ZE1+ZE2+產(chǎn)ZE322=025Zi+Z2+025Z3=05Z力】+Z乙？=0.5(121.8+j82.2)+(99.5+j62.7)=160.4+j103.8(Q)以2天線電流I做參照，天線陣的方向性函數(shù)最大值為f=0.5+1+0.5=2,2max故方向性系數(shù)為2.99(3)120曠=120R(2)160.42-5自由空間中用半波對(duì)稱陣子構(gòu)成的齊平排列的四元端射式均勻直線天線陣，間距d0.25尢。試求：分別寫出單元天線、陣因子和天線陣的歸一化方向性函數(shù)；填寫子午面方向性函數(shù)值F(0)表格；畫出子午面方向性圖并計(jì)

11、算這個(gè)主平面的主瓣寬度20o0.5解：設(shè)單元半波對(duì)稱振子的振子軸沿x軸排列，其歸一化方向性函數(shù)為(1)F,(0,9)=叫90*1-sin(2)輻射場(chǎng)相位差函數(shù)為-1)=90。(cos0-1)屮=2:dx0.25九(cossin180。(1-cos0)4sin45(1-cos0)歸一化陣因子方向性函數(shù)為F(0)=泌2屮)“4sin(屮/2)天線陣總的歸一化方向性函數(shù)為cos9-X-sin180_-_cos_4sin45(1一cosF(0,申)=皿吟90sin01-sin20cos920。平面是子午面，該平面總的歸一化方向性函數(shù)為F(0,e)J0。二F(0)cos(90sin)sin180(1_c

12、os0)cos04sin45(1一cos0)2-5題中4元端射式均勻直線天線陣方向性函數(shù)值表格eF/e)f(e)CLF(e)0111200.91435.80.748600.4189013500.6280.9940.9460.9090.7070.6530.27900.20400.128180100(子午面方向性圖略)。端射式天線陣子午面的主瓣寬度和主瓣張角分別為TOC o 1-5 h z20=2x90=180020=2x35.83=71.66(6)0.52-12計(jì)算2-5題給出的齊平排列的四元端射式均勻直線天線陣中的各單元天線輻射阻抗，天線陣的總輻射阻抗Zy和天線陣的方向性系數(shù)D。乙1乙解：各單

13、元天線的自阻抗和相互間的互阻抗分別為z11=z22=Z33=Z44=731+j42.5(Q)Z12=Z21=Z23=Z32=Z34=Z43=408一j283()Z13=Z31=Z24=Z42=一125一j299()z14=z41=_22.5+j66()在端射式天線陣中，相鄰單元天線的電流關(guān)系為t=一it，故各單元半波對(duì)稱振子k+1-JK的輻射阻抗分別為Zy=Z一jZ一Z+jZ乙111J1213J14=(731+j425)一j(408一j283)一(一125一j299)+j(一22.5+j66)=507+j91()Zy2=jZ21+Z22一jZ23一Z24Z11一Z13=(731+j425)一(

14、一125一j299)=856+j724()Zy3一Z31+jZ32+Z33一jZ34=Z11一Z13=(731+j425)一(一125一j299)=856+j724()Zy4=一jZ41一Z42+jZ43+Z44=Z11+jZ12一Z13一jZ14=(731+j425)+j(408一j283)一(一125一j299)一j(一225+j66)=1205+j1357()(2)等幅的端射式均勻直線天線陣總的輻射阻抗為zy=zy1+zy2+zy3+zy4=4z11-4z134Zy2=4Zy3=4(856+j724)=3424+j2896()4單元端射式均勻直線天線陣的方向性系數(shù)為D=迦=120=5.6

15、1Ry3424第3章練習(xí)題答案3-2無線電波的工作波長是九3m，位于自由空間的接收天線是半波對(duì)稱振子。已知其輸入電阻為Rin電場(chǎng)矢量與入射面的夾角為s75，電磁波射線與振子軸的夾角為0。，來波電場(chǎng)振幅值為E2兀mV/m emax天線與負(fù)(1)來波電場(chǎng)的極化匹配分量E&(2)接收天線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的振幅值e；(3)把天線調(diào)整為極化匹配，并從最大接收方向做接收時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)振幅值e；(4)載實(shí)現(xiàn)共軛匹配時(shí)向負(fù)載輸出的最大功率Pmax。max兀、3(mV/m)解：(1)來波的極化匹配分量Eg=Ecos8=2兀cos30=(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)振幅值已知半波對(duì)稱振子的有效長度為l=leein方向性函數(shù)為所以90

16、0cossing(3)(4)e=Eleincos3_8F(0,P)=E0兀cos(90cos60)sin60天線能夠產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)振幅值九E=兀Pmaxemax=Eleinmaxein天線向負(fù)載輸出的最大功率e262x10-6max8Rin8x750.06x九cos(90cosg)sing3V2=4.24(mV)10-6(W(2)(mV)(3)0.06(4)或因?yàn)橐阎氩▽?duì)稱振子的D=1.64,而731所以R.in750.975PmaxPoptnA1.64960 x09752九2nA960兀2A2兀x10-3x3、兀(5)注：從以上解題過程可見，半波對(duì)稱振子的各種參數(shù)值應(yīng)該記住，通常這些

17、值不再作為已知條件給出。另外，計(jì)算時(shí)一定要注意單位。D=2兀2/5，來波電場(chǎng)的振幅值為3-3已知自由空間中某接收天線的方向性系數(shù)為mV/m，九=2mo試求：(1)接收天線的最佳輸出功率P；(2)當(dāng)天線opt0.98時(shí)，能夠像負(fù)載輸出的最大功率P；(3)如果來波電場(chǎng)E與入。，匹配系數(shù)Y接收天線的最佳輸出功率E=3、W來波的工作波長為的效率nA射面夾角8解：max0.8，接收天線向負(fù)載輸出的功率P。(1)Popt(2)最大輸出功率003E2九2960兀2x10-6(W2花2x5x960)0.03(卩WmaxoptnA=0.03x0.98=0.0294(卩W)(2)(3)實(shí)際輸出功率(此時(shí)可認(rèn)為F(

18、0,9)=1)PP*n人、Ycos25F2(0,9)optA、丁*PYcos25=0.0294x0.8xcos230=0.176W)max(3)3-5自由空間某接收天線的工作頻率f15GHz，最大有效面積為A兀m2，來波電場(chǎng)極化匹配，電場(chǎng)強(qiáng)度有效值為Eemax(有效)6mV/m。試求：(1)emax(有效)天線的增益系數(shù)G；(2)接收天線向負(fù)載輸出的最大功率P；(3)如果來波電場(chǎng)矢量Emax與入射面夾角545，該狀態(tài)下接收天線的有效面積A和向負(fù)載輸出的功率P。e解：(1)由已知條件，先求出天線的工作波長3x10815x1090.02(m)2(cm)(1)再求天線的增益系數(shù)(2)入2Aemax0

19、022(2)接收天線向負(fù)載輸出的最大功率20000(3)PmaxE2九2G480效)兀220_000 x4806x10_-3x0.02、兀x10-6(W)0.060不完全極5化2匹配狀態(tài)下的有效面積和輸出功率(此時(shí)可認(rèn)為Ae=九2仃dn7cos25F2(0,9)e4兀AAcos25=xcos245=(memax兀兀1)2)=p*Y-cos25.F2(0,9)optAPcos25=0.0608cos245=0.0304max(4)第4章練習(xí)題答案4-1理想導(dǎo)電地面上水平對(duì)稱振子的架設(shè)高度是H0.5九設(shè)振子軸沿直角坐標(biāo)系的y軸方向，z軸正方向向上。試求：(1)確定最大輻射方向仰角Am；(2)計(jì)算垂

20、直的赤道面內(nèi)的主瓣寬度205；(3)寫出水平面內(nèi)的歸一化方向性函數(shù)F)的表達(dá)式,指出最大輻射方向9；(4)填寫水平面方向性函數(shù)值F)表格；(5)畫出水平面的方向性圖，并計(jì)算其主瓣寬度。解：確定理想導(dǎo)電地面上水平半波對(duì)稱振子的最大輻射方向入九=arcsin=arcsin=30M14H4x0.5入(1)(2)垂直的赤道面內(nèi)的主瓣寬度 (6) sin=sin(180sinA0.5A._)=0.707osin0.51800sinsinA因?yàn)橛谑怯?2兀x05九=sinI無sinA0.5A1,0.5A2,0.5AM1450,1350=0.25,0.75arcsin0.25=14.80530oarcsin

21、0.75=48.59o200.5A2,0.548.59_A1,0.514.4834.11水平面內(nèi)的歸一化方向性函數(shù)(3)因?yàn)檎褡虞S沿y軸方向，所以F(A，9)匸AM1F1(AMl，9)=cos(90cos弋1一C0S2AMlAMl血業(yè)sin29cosaycosAM1Sin9令上式的值等于1，可求得“水平”面內(nèi)的最大輻射方向：9=0(6)M填寫“水平”面內(nèi)的歸一化方向性函數(shù)值如下表：4-1題方向性函數(shù)值表格cosaySinaJF)30土1500.4330.9010.863土45土1350.6120.7910.724(5)“水平”面內(nèi)的方向性圖如圖所示。主瓣寬度為20=2x46.66=93.320

22、.5工133.34-46.66土46.66土133.340.630.7770.707土60土1200.750.6610.579土900.8660.50.4184-3理想導(dǎo)電地面上垂直接地不對(duì)稱振子的工作波長為九=500m,hein75/兀m有效高度，饋電點(diǎn)電流振幅值為/in=8、2A。試求:(1)天線的輻射電阻Ry；天線的方向性系數(shù)D；天線的輻射功率Py;120PyDE勺S證明在理想導(dǎo)電地面上輻射場(chǎng)振幅值可用E一進(jìn)行計(jì)算;r并用(4)用饋電點(diǎn)電流I計(jì)算與天線距離為R24km處的場(chǎng)強(qiáng)振幅值E,in的方法驗(yàn)證結(jié)果是否相同。解：(1)天線的輻射電阻因?yàn)?1九=500(1)所以輻射電阻RSin=160

23、=16075x500兀丿=3.6(0)(2)(2)天線的方向性系數(shù)D=60(卩巧)2RSin60X3.6(2兀75)2x500兀丿=1.5(3)(3)天線的輻射功率1P=12RS2inSinx3.6=230.4(W)因?yàn)殡娏鳛檎穹?證明(4)D=60(卩叨RSin2兀RS.DaPh=勺ne兀計(jì)60(5)212Ra2inSinin所以E=120叫nhe九r120PSDIS計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)振幅值并驗(yàn)證通過饋電點(diǎn)電流I來計(jì)算場(chǎng)強(qiáng):in(7)(8)rnh2R刀in=160|九einI=160效率為RLinnA=?in-ARy+R廠Linlin3.63.6+14.4=20%-120kZ.h120兀x8、275

24、九r500 x24x1000兀=0.00849(V/m)=8.49(mV/m)通過輻射功率ps來計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)：=120pD=.120 x230.4x1.5r24000=0.00849(V/m)=8.49(mV/m)兩種方法的結(jié)果相同。4垂直接地不對(duì)稱振子的有效高度為ein120兀m,天線的工作波長為九800m,輸入功率為P7.5kW,以饋電點(diǎn)電流I做參照的損耗電阻inin為Rl14.40,地面可近似看成是理想導(dǎo)電地面。試求：lin天線的輻射電阻Ry和效率耳；Lin天線的方向性系數(shù)D和增益系數(shù)G；天線的輻射功率PL和饋電點(diǎn)電流有效值in(有效)。解：(1)天線的輻射電阻和效率。九可知，這個(gè)垂直不對(duì)稱

25、振子是電小天線，故輻射電阻為=3.6(0)(兀120)2x800兀丿(2)(2)天線的方向性系數(shù)和增益系數(shù)分別為=1.560(ph)260(2兀120)2x3.61800兀iG=DnA=1.5x0.2=0.3天線的輻射功率、饋電點(diǎn)電流振幅值和有效值(4) (4) inPinA2P竺RE1n=7.5x0.2=1.5(kW)=28.87(A)3.6in(有效)1300=20.41(A)(4)(4)若求接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的振幅值，可有以下三種方法120PD120 x1500 x1.5E=e=r52000=9.99(mV/m)EvI20PinG八120 x7500 x03=9.99(mV/m)52000匸12

26、0kI.h120兀x28.87120、E=m_e=x=9.99(mV/m)九r800 x52000兀第5章練習(xí)題答案5-3發(fā)射天線有效高度為h解：(1)地面為濕土，相對(duì)介電常數(shù)和電導(dǎo)率的平均值分別為10和Q0.01(S/m)r天線的工作波長為c=3x108九=300(m)f1000 x1000e工作頻率為f1000kHz。利用舒來依天線饋電點(diǎn)電流有波值為爲(wèi)距發(fā)射天線100km處的地面波場(chǎng)強(qiáng)的有效值E(有效):(1)假設(shè)地面波傳播路徑為濕土；假設(shè)地面波傳播路徑為干土。(2)由60Xq60 x300 x0.0118010r可知，數(shù)量距離可按下面公式來計(jì)算：兀r1x=兀(r)2+(60M)2(3)1

27、00000兀300102+1802=5.809乙in2.5 乙in2.5 由數(shù)量距離來計(jì)算衰減因子：IWI=2+0.3x2+x+0.6x2=0.13342+5.809+0.6x5.80922+0.3x5.809(5)根據(jù)舒來依金-范德波爾公式計(jì)算濕土地面的地面波場(chǎng)強(qiáng)120k?hi2o兀x50 x48.E=n_eIW1=x0.1334(6)九G、300 x100(km)=30.16x0.1334=4.02(mV/m)(2)假設(shè)地面波傳播路徑為干土，相對(duì)介電常數(shù)和電導(dǎo)率的平均值分別為0.001(S/m)(7)60Xq60 x300 x0.00118r(8)可知，數(shù)量距離可按下面公式來計(jì)算：/(_1

28、)2+(6血62=56.2兀rx=兀()2+(60Xq)2(9)由數(shù)量距離來計(jì)算衰減因子56.22511IWI=0.008902x2x56.2根據(jù)舒來依金-范德波爾公式計(jì)算濕土地面的地面波場(chǎng)強(qiáng)：120兀7h120兀x50 x48nxo/、E=n_eIWI=x0.00890=0268(mV/m)九r(k)300 x100(km)(10)(11)注：比較兩種情況下結(jié)果可見，濕土由于導(dǎo)電性較好，故衰減較小，干土由于導(dǎo)電性較差，故衰減較大。5-5一艘近海航運(yùn)的客船上的發(fā)射臺(tái)工作頻率為f468.75kHz，天線的輻射功率為P，天線方向性系數(shù)為D1.5。試求：用假想功率法按第2種地面的土質(zhì)計(jì)算地面波經(jīng)過濕

29、土地面后的地面波場(chǎng)強(qiáng)的有效值1如果該天線的輻射電阻為Ry30血海面和E(有效)；0，試計(jì)算其有效高度he和天線電流的有效值I.(有效)Oin(有效)(1)(2)(3)(1)(2)(3) 解：(1)用假想功率法計(jì)算地面波場(chǎng)強(qiáng)f。天線的工作波長為X=C=“3X嚴(yán)“=640(m)f46.875x103海水的相對(duì)介電常數(shù)和電導(dǎo)率的平均值分別為80rc4(S/m)60Xc60 x640可知，數(shù)量距離可按下面公式來計(jì)算：100兀rx=(km)i6入2C由數(shù)量距離來計(jì)算衰減因子|W|=415360080100冗X30=0.0009596x6402x42+0.3x2+x+0.6x2=0.9997(5)60Xc

30、60 x640 x0.01384可知，把海面換成濕土地面后的折合數(shù)量距離可按下式來計(jì)算,100兀r100兀X30 x=1(km)=16X2Q6x6402x0.0110r=0.3835(7)(6)由折合數(shù)量距離來計(jì)算海面的衰減因子IW1=2r12+0.3x2+x+0.6x2=0.8557(8)于是可知假想功率為W2E0.999720.85572X1=1.365(kW)(9)地面波傳播的路徑全部折合成濕土地面以后的數(shù)量距離和衰減因子分別為100kr+rj100冗X(30+60)x=“km)2(fan)=1.1506XC16x6402x0.01|W|=2(r1+r2)通過假想功率來計(jì)算港口上接收點(diǎn)的

31、場(chǎng)強(qiáng)2+0.3x2+x+0.6x2=0.595(10)(11)(12) Ec(有效)W2(r+尸2)245PD：S(kW)r+r1(km)2(km)2451.395x1.5,、x0.595=3.34(mV/m)30+60(2)已知輻射電阻Ry乙in從給出的方向性系數(shù)D數(shù)計(jì)算公式0,求該天線的有效高度和天線電流的有效值1.5看，該天線屬于電小天線。由垂直接地天線方向性系60(卩h)2D=-R-Sin60 x2.5=1.5(13)或輻射電阻計(jì)算公式兀h2R=160e=160 xhSinl640e丿2=2.5g)(14)均可解出其有效高度為h=80(m)e兀(15)通過輻射功率和輻射電阻可以求得天線

32、饋電點(diǎn)電流的有效值P=如=20(A)(16)8某圓環(huán)形天線的匝數(shù)為n18，有效長度為h。來波電場(chǎng)強(qiáng)度的有效值E”4兀厶mv/m；工作波長為九。試求：(1)環(huán)形天線的直徑d和輻射電阻RS及方向性系數(shù)；(2)該環(huán)形天線的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)振乙in幅值e；(3)向負(fù)載輸出的最佳功率P。maxopt解：(1)通過環(huán)形天線的有效長度求它的直徑2血S2血TOC o 1-5 h zh=-(m)兀eX廠 HYPERLINK l bookmark249 o Current Document 112x600 x0.062Od=e=18兀l通過有效長度求它的輻射電阻方向性系數(shù)=80兀x0.06、2600=80冗2x10

33、-8=7.89x10-6(0)(4)2兀30(O.)230(-0.06)2D=30(Bhe尸=碩丿=1.57.89x10-6RinD=60(卩he)2注：不能用D=R計(jì)算，因?yàn)檫@兒不是垂直接地天線。Sin(2)(3)天線的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)振幅值emax4兀=2E有效he=2x百x0.06=0.2133(mV)向負(fù)載輸出的最佳功率p=e2=0.21332x10-6opt=8RL=8x7.89x10-6=0.0007205(W)=0.7205(mW)emax(5)(6)E2l2=0.0007205(W)=0.7205(mW)opt1_X4x7.89x10_6x0.06丿第6章練習(xí)題答案3從電離層情報(bào)

34、中查得某電離層探測(cè)站夏季白天的探測(cè)數(shù)據(jù)：垂直探測(cè)頻率f4九2MHz，電0離層虛高度hv320km。該探測(cè)站恰好位于進(jìn)行定點(diǎn)通信的甲乙兩地的中點(diǎn)，兩地的直線距離為r640km。假設(shè)斜入射波與垂直探測(cè)波在同一自由電子濃度N處反射。試計(jì)算：探測(cè)波反射點(diǎn)處的自由電子濃度N；無線電波進(jìn)入電離層的入射角00；分別利用反射條件公式和正割定律公式計(jì)算斜入射波的工作頻率f；發(fā)、收天線的架設(shè)高度H。解：(1)探測(cè)波反射點(diǎn)處的自由電子濃度N=f=(4f6)2=3.951xIO】(m-3)81(1)(2)無線電波進(jìn)入電離層的入射角e0=arCtan2T=arCtaniX40=450(3)分別利用反射條件公式和正割定律

35、公式計(jì)算斜入射波的工作頻率八B1N_、81x3951x10】cos00cos45-800 x106(MHz)-8(MHz)f-fsec0-4、2sec45。-8(MHz)00(3)收、發(fā)電磁波仰角相同，故收發(fā)天線的架設(shè)高度也相同?？赏ㄟ^工作波長(4)入射頻率求)和電磁波的仰角來求九一c-3x108-375f8x10；A-900-0-9oo_450-450M10H=4sinAM137.54sm=1326(m)用斜(4)6-5f1高度為hv一(i)白天和夜間通信時(shí)電磁波射線進(jìn)入電離層的入射角erM125v3km；夜間通信的頻率為375進(jìn)行短波通信的甲乙兩地間距離為10Hf2k750zkm。已知白天

36、通信的頻率為電MHz，試e；0層虛電離層虛高度為計(jì)算：丨和01一(2)白天和夜間通信時(shí)分別需要的天線架設(shè)高度H和H；如果白天和夜間用同一副寬112頻帶天線工作，采用平均架設(shè)高度H2(H+H),從方向特性和阻抗特性兩方面看是212(1)(1) 否可行？解：(2)求a)入=“；fA=90o01九=”“2f6X106A=90o-0=90。一45。=45。2九0230H=；&=15(m)；4sinA4sin30。1H=2=17.68(m)24sinA4sin45。1(2)(3)白天和夜間通信時(shí)電磁波射線進(jìn)入電離層的750角TOC o 1-5 h z0=arctan=arctan=60。012h-2X125.3v17500=arctan=arctan_=45。022h2x375v2白天和夜間通信時(shí)分別需要的天線架設(shè)高度可通過工作波長和電磁波的仰角來3X10830(m),価時(shí)=30(m),10X106=90。60。=30。013X10850(m),討論白天和夜間是否可用同一副寬頻帶天線工作。從天線架設(shè)高度上看。取平均架設(shè)高度12H=22(H+H)=；(15+17.68)=16.34(m)(4)分別看白天和夜間地面因子函數(shù)值 (i) 廠2kHhrsinA1丿廠2x180ox16.3430 xsin30。丿=0.9902Fa2(A2)=血2kH2sinA2丿廠2x180ox