天線考試總結

簡答題1、寫出麥克斯韋方程組，并簡述其物理意義。答：麥克斯韋方程組的積分形式：麥克斯韋方程組的微分形式：每個方程的物理意義：(a)安培環(huán)路定理，其物理意義為分布電流和時變電場均為磁場的源。(b)法拉第電磁感應定律，表示時變磁場產生時變電場，即動磁生電。(c)磁場高斯定理，說明磁場的無散性和磁通連續(xù)性。(d)高斯定理，表示電荷為激發(fā)電場的源。2、簡述天線的功能。天線應有以下功能:①天線應能將導波能量盡可能多地轉變?yōu)殡姶挪芰俊＿@首先要求天線是一個良好的電磁開放系統(tǒng),其次要求天線與發(fā)射機或接收機匹配。②天線應使電磁波盡可能集中于確定的方向上,或對確定方向的來波最大限度的接受,即天線具有方向性。③天線應能發(fā)射或接收規(guī)定極化的電磁波,即天線有適當?shù)臉O化。④天線應有足夠的工作頻帶。3、天線的電參數(shù)有哪些？方向圖參數(shù)：主瓣寬度，旁瓣電平，前后比方向系數(shù)、天線效率、增益系數(shù)、極化和交叉極化電平、頻帶寬度、輸入阻抗與駐波比、有效長度。4、按極化方式劃分,天線有哪幾種？按天線所輻射的電場的極化形式可將天線分為線極化天線、圓極化天線和橢圓極化天線。5、什么是視距傳播？簡述視距傳播的特點。電波依靠發(fā)射天線與接收天線之間的直視的傳播方式稱為視距傳播。它可以分為地-地視距傳播和地-空視距傳播。視距傳播的工作頻段為超短涉及微波波段。此種工作方式要求天線具有強方向性并且有足夠高的架設高度。在幾千兆赫和更高的頻率上，還必須考慮雨和大氣成分的衰減及散射作用。在較高的頻率上，山、建筑物和樹木等對電磁波的散射和繞射作用變得更加顯著。信號在傳播中所受到的主要影響是視距傳播中的直射波和地面反射波之間的干預。①當工作波長和收、發(fā)天線間距不變時,接收點場強隨天線高度h1和h2的變化而在零值與最大值之間波動。②當工作波長λ和兩天線高度h1和h2都不變時,接收點場強隨兩天線間距的增大而呈波動變化,間距減小，波動范圍減小。③當兩天線高度h1和h2和間距d不變時,接收點場強隨工作波長λ呈波動變化。6、不均勻媒質傳播方式主要有哪些？簡述對流層散射傳播的原理。散射波傳播是指電波在低空對流層或高空電離層下緣遇到不均勻的“介質團〞時就會發(fā)生散射,散射波的一局部到達接收天線處,這種傳播方式稱為不均勻媒質的散射傳播。對流層散射傳播的原理：一般情況下,對流層的溫度、壓強、濕度不斷變化,在渦旋氣團內部及其周圍的介電常數(shù)有隨機的小尺度起伏,形成了不均勻的介質團。當超短波、短波投射到這些不均勻體時,就在其中產生感應電流,成為一個二次輻射源,將入射的電磁能量向四面八方再輻射。于是電波就到達不均勻介質團所能“看見〞但電波發(fā)射點卻不能“看見〞的超視距范圍。電磁波的這種無規(guī)那么、無方向的輻射,即為散射,相應的介質團稱為散射體。對于任一固定的接收點來說,其接收場強就是收發(fā)雙方都能“看見〞的那局部空間即收、發(fā)天線波束相交的公共體積中的所有散射體的總和。7、什么是波長縮短效應？試簡要解釋其原因。對稱振子導線半徑a越大,L1越小,相移常數(shù)和自由空間的波數(shù)k=2π/λ相差就越大,對稱振子上的相移常數(shù)β大于自由空間的波數(shù)k,亦即對稱振子上的波長短于自由空間波長,這是一種波長縮短現(xiàn)象，令n1=β/k，稱n1為波長縮短系數(shù)。波長縮短現(xiàn)象的主要原因有:①對稱振子輻射引起振子電流衰減,使振子電流相速減小,相移常數(shù)β大于自由空間的波數(shù)k,致使波長縮短;②由于振子導體有一定半徑,末端分布電容增大〔稱為末端效應〕,末端電流實際不為零,這等效于振子長度增加,因而造成波長縮短。振子導體越粗,末端效應越顯著,波長縮短越嚴重。8、什么是方向圖乘積定理？二元等幅陣輻射場的電場強度模值為：式中|F(θ,φ)|稱為元因子，稱為陣因子。元因子表示組成天線陣的單個輻射元的方向圖函數(shù),其值僅取決于天線元本身的類型和尺寸。它表達了天線元的方向性對天線陣方向性的影響。陣因子表示各向同性元所組成的天線陣的方向性,其值取決于天線陣的排列方式及其天線元上鼓勵電流的相對振幅和相位,與天線元本身的類型和尺寸無關。計算題9、一根75均勻無耗傳輸線，終端接有負載，欲使線上電壓駐波比為，那么負載的實部和虛部應滿足什么關系？解：由駐波比，可得終端反射系數(shù)的模值應為于是將代入上式，整理得負載的實部和虛部應滿足的關系式為即負載的實部和虛部應在圓心為、半徑為100的圓上，上半圓的對應負載為感抗，而下半圓的對應負載為容抗。設某矩形波導的尺寸為試求工作頻率在3GHZ時該波導能傳輸?shù)哪Ｊ?。解：由得可見，該波導在工作頻率為3GHZ時只能傳輸模。論述題1、天線的方向圖說明了天線的什么特性？3dB波束寬度及10dB波束寬度是如何定義？天線的方向圖說明了天線的方向性的特性3dB天線的方向性的特性。天線的方向圖說明了天線的方向性的特性。波束寬度是主瓣兩半功率點度的波瓣寬度，間的夾角為60度的波瓣寬度，10dB波束寬度是主瓣兩半功率點間的夾角為120度的波瓣寬度。度的波瓣寬度。2、天線的俯仰角的調整是為了解決天線覆蓋中的什么問題，通常用什么方法來調整天線的俯仰角？它們各有什么優(yōu)缺點？天線的俯仰角的調整是為了解決天線覆蓋范圍、減小交調等問題，天線的俯仰角的調整是為了解決天線覆蓋范圍、減小交調等問題，改變垂直方向來的干擾的耦合能力，改善電平，解決塔下黑現(xiàn)象。通常用電下傾、直方向來的干擾的耦合能力，改善電平，解決塔下黑現(xiàn)象。通常用電下傾、機械下傾。電下調能減小塔下黑現(xiàn)象，但覆蓋范圍減??；機械下調覆蓋范圍大，械下傾。電下調能減小塔下黑現(xiàn)象，但覆蓋范圍減?。粰C械下調覆蓋范圍大，但是容易造成范圍形態(tài)不確定。但是容易造成范圍形態(tài)不確定。3、什么是多徑效應？為解決移動通信中多徑效應引起的快衰落，我們在現(xiàn)有移動通信中采用哪幾種方法？多徑效應是指移動通信電磁波在傳播過程中通過多種途徑到達移動終端的多徑效應是指移動通信電磁波在傳播過程中通過多種途徑到達移動終端的現(xiàn)象，分地面反射波、建筑物反射波、直接輻射波等傳播方式?，F(xiàn)象，分地面反射波、建筑物反射波、直接輻射波等傳播方式。由于多徑效應會引起通信信號的快衰落，我們現(xiàn)在移動通信中常采用空間分集、會引起通信信號的快衰落，我們現(xiàn)在移動通信中常采用空間分集、極化分集等方法。方法。4、為了使天線輻射的方向性更強即波束的方向圖更窄，我們通常采用什么方法來改變天線輻射的方向性，它的物理原理是什么？一般說來，為了使天線輻射的方向性更強即波束的方向圖更窄，一般說來，為了使天線輻射的方向性更強即波束的方向圖更窄，我們通常采用提高天線的增益來改變天線輻射的方向性，采用提高天線的增益來改變天線輻射的方向性，它的物理原理是主瓣波束寬度越窄，天線增益越高?？蓪ΨQ振子組陣控制輻射能，或使用反射面等方法。越窄，天線增益越高?？蓪ΨQ振子組陣控制輻射能，或使用反射面等方法。使用的是改變磁場、光反射等物理原理。使用的是改變磁場、光反射等物理原理5、什么是天線的增益？天線的增益與天線的水平波束寬度及垂直波束寬度有什么關系？在移動通信應用中，天線的增益越高越好，這句話對嗎？天線的增益是指在輸入功率相等的條件下，天線的增益是指在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想天線的輻射單元在空間同一點處所產生的場強的平方之比及功率比。元在空間同一點處所產生的場強的平方之比及功率比。增益了垂直面上的覆蓋的邊界，影響著信號穿透建筑物時衰減的變化。增益一般與天線方向圖有關，方向圖主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高，既水平波束寬度越窄，方向圖主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高，既水平波束寬度越窄，增益越垂直波束寬度越寬，增益越高。增益越高越好的說法是不正確的，高，垂直波束寬度越寬，增益越高。增益越高越好的說法是不正確的，增益決定了覆蓋區(qū)內功率強度的分布，越高可能增加垂直方向上來的干擾的偶合能力。定了覆蓋區(qū)內功率強度的分布，越高可能增加垂直方向上來的干擾的偶合能力。2．均勻無耗傳輸線工作狀態(tài)分三種：〔1〕〔2〕〔3〕。填空題：1、靜止電荷所產生的電場，稱之為_靜電場_；電場強度的方向與正電荷在電場中受力的方向__相同_。2、電荷之間的相互作用力是通過電場發(fā)生的，電流與電流之間的相互作用力是通過磁場發(fā)生的。3、矢量場根本方程的微分形式是：和；說明矢量場的散度和旋度可以描述矢量場在空間中的分布和變化規(guī)律。4、矢量場根本方程的積分形式是：和；說明矢量場的環(huán)量和通量可以描述矢量場在空間中的分布和變化規(guī)律。5、矢量分析中的兩個重要定理分別是高斯定理和斯托克斯定理,它們的表達式分別是：和。6、靜電系統(tǒng)在真空中的根本方程的積分形式是：∮·d=q和·d=0。7、靜電系統(tǒng)在真空中的根本方程的微分形式是：和。8、鏡象法的理論依據(jù)是靜電場的唯一性定理。根本方法是在所求場域的外部放置鏡像電荷以等效的取代邊界外表的感應電荷或極化電荷。9、在兩種媒質分界面的兩側，電場的切向分量E1t－E2t＝_0__；而磁場的法向分量B1n－B2n＝__0__。10、法拉弟電磁感應定律的方程式為En=-，當dφ/dt>0時，其感應電流產生的磁場將阻止原磁場增加。11、在空間通信中，為了克服信號通過電離層后產生的法拉第旋轉效應，其發(fā)射和接收天線都采用圓極化天線。12、長度為2h=λ/2的半波振子發(fā)射天線，其電流分布為：I〔z〕=Imsink〔h-|z|〕。13、在介電常數(shù)為的均勻各向同性介質中，電位函數(shù)為,那么電場強度=。14、要提高天線效率，應盡可能提高其輻射電阻，降低損耗電阻。15、GPS接收機采用圓極化天線，以保證接收效果。判斷題：在靜電場中電力線不是閉合的曲線，所以在交變場中電力線也是非閉合的曲線。〔×〕根據(jù)，Φ>0處,E<0;Φ<0處,E>0;Φ=0處,E=0?！病痢澈愣妶鲋?，電源內部存在庫侖場E和非庫侖場E‘，兩者的作用方向總是相反?！病獭撤ɡ陔姶鸥袘煞从沉俗兓拇艌隹梢援a生變化的電場?！病獭硨τ陟o電場問題，僅滿足給定的泊松方程和邊界條件，而形式上不同的兩個解是不等價的?！病痢?、電介質在靜電場中發(fā)生極化后，在介質的外表必定會出現(xiàn)束縛電荷?！病獭?、均勻平面波的等相位面和等振幅面都是平面且相互重合?！病痢?、圓形載流線圈在遠處一點的磁場相當于一個磁偶極子的磁場。〔√〕9、電磁波的電場強度矢量必與波的傳播方向垂直。〔×〕10、在理想導體與理想介質的分界面上，電場強度的切向分量是不連續(xù)的?！病痢?1、均勻平面波是一種在空間各點處電場強度相等的電磁波?！病痢?2、靜電場是有源無旋場，恒定磁場是有旋無源場?！病獭?3、位移電流是一種假設，因此它不能象真實電流一樣產生磁效應?！病痢?4、均勻平面波在理想媒質中的傳播時不存在色散效應，在損耗媒質中傳播時在色散效應?！病獭?5、天線輻射電阻越高，其輻射能力就越弱?！病痢?、判斷1、傳輸線可分為長線和短線，傳輸線長度為3cm，當信號頻率為20GHz時，該傳輸線為短線。〔錯〕2、無耗傳輸線只有終端開路和終端短路兩種情況下才能形成純駐波狀態(tài)?！插e〕3、由于沿smith圓圖轉一圈對應，變換等效于在圖上旋轉180°，它也等效于通過圓圖的中心求給定阻抗〔或導納〕點的鏡像，從而得出對應的導納〔或阻抗〕?！矊Α?、當終端負載阻抗與所接傳輸線特性阻抗匹配時，那么負載能得到信源的最大功率。〔錯〕5、微帶線在任何頻率下都傳輸準TEM波?！插e〕6、導行波截止波數(shù)的平方即一定大于或等于零?！插e〕7、互易的微波網(wǎng)絡必具有網(wǎng)絡對稱性?！插e〕8、諧振頻率、品質因數(shù)和等效電導是微波諧振器的三個根本參量?！矊Α?、天線的輻射功率越大，其輻射能力越強?！插e〕10、二端口轉移參量都是有單位的參量，都可以表示明確的物理意義?！插e〕選擇題1、電荷只能在分子或原子范圍內作微小位移的物質稱為(D)。A.導體B.固體C.液體D.電介質2、相同的場源條件下，真空中的電場強度是電介質中的(D)倍。A.ε0εr B.1/ε0εrC.εr D.1/εr3、微分形式的環(huán)路定律表達式為，其中的〔A〕。A．是自由電流密度B．是束縛電流密度C．是自由電流和束縛電流密度D．假設在真空中那么是自由電流密度；在介質中那么為束縛電流密度4、兩個載流線圈之間存在互感，對互感沒有影響的是〔A〕。A．線圈上的電流B．兩個線圈的相對位置C．線圈的尺寸D．線圈所在空間的介質5、A．回路運動B．磁場隨時間變化C．磁場分布不均勻D．同時選擇A和B6、導體電容的大小(C)。A.與導體的電勢有關 B.與導體所帶電荷有關C.與導體的電勢無關 D.與導體間電位差有關7、在邊界形狀完全相同的兩個區(qū)域內的靜電場，滿足相同的邊界條件，那么兩個區(qū)域中的場分布〔C〕。A．一定相同B．一定不相同C．不能斷定相同或不相同8、兩相交并接地導體平板夾角為，那么兩板之間區(qū)域的靜電場〔C〕。A．總可用鏡象法求出。B．不能用鏡象法求出。C．當且n為正整數(shù)時，可以用鏡象法求出。D．當且n為正整數(shù)時，可以用鏡象法求出。9、z＞0半空間中為ε=2ε0的電介質，z＜0半空間中為空氣，在介質外表無自由電荷分布。假設空氣中的靜電場為，那么電介質中的靜電場為〔B〕。10、介電常數(shù)為ε的各向同性介質區(qū)域中，自由電荷的體密度為，這些電荷產生的電場為E=E〔x，y，z〕，下面表達式中始終成立的是〔C〕。11、關于均勻平面電磁場，下面的表達正確的選項是〔C〕。A．在任意時刻，各點處的電場相等B．在任意時刻，各點處的磁場相等C．在任意時刻，任意等相位面上電場相等、磁場相等D．同時選擇A和B12、用鏡像法電場邊值問題時，判斷鏡像電荷的選取是否正確的根據(jù)是〔D〕。A．鏡像電荷是否對稱B．電位所滿足的方程是否未改變C．邊界條件是否保持不變D．同時選擇B和C13、一沿+z傳播的平面波，電場的復數(shù)形式為，那么其極化方式是〔D〕。A．直線極化B．橢圓極化C．左旋圓極化D．右旋圓極化14、在兩種媒質的分界面上，假設分界面上存在傳導電流，那么邊界條件為(B)。A.Ht不連續(xù)，Bn不連續(xù)B.Ht不連續(xù)，Bn連續(xù)C.Ht連續(xù)，Bn不連續(xù) D.Ht連續(xù)，Bn連續(xù)15、磁感應強度在某磁媒質中比無界真空中小，稱這種磁媒質是(B)。A.順磁物質 B.逆磁物質C.永磁物質 D.軟磁物質16、沿z軸方向傳播的均勻平面波，Ex=cos(ωt－kz－90°)，Ey=cos(ωt－kz－180°)，問該平面波是(B)。A.直線極化 B.圓極化C.橢圓極化 D.水平極化17、靜電場邊值問題的求解，可歸結為在給定邊界條件下，對拉普拉斯方程的求解，假設邊界形狀為圓柱體，那么宜適用(B)。A.直角坐標中的別離變量法 B.圓柱坐標中的別離變量法C.球坐標中的別離變量法 D.有限差分法18、相同尺寸和匝數(shù)的空心線圈的電感系數(shù)(C)鐵心線圈的電感系數(shù)。A.大于 B.等于C.小于 D.不確定于19、真空中均勻平面波的波阻抗為(D)。A.237Ω B.277ΩC.327Ω D.377Ω20、波長為1米的場源，在自由空間中的頻率(B)。A.30MHz B.300MHzC.3000MHz D.3MHz1．(C)表示天饋線與基站〔收發(fā)信機〕匹配程度的指標.A.天線方向性B.天線增益C.天線駐波比D.天線集化2．對掛天線的抱桿要求,抱桿安裝應做到〔A〕A.90°B.45°C.180°D.360°4．基站室外地排應與室外走線架、鐵塔塔身和基站建筑物等保持(A).A.絕緣B.良好接觸C.連接D.掛靠8．全向天線安裝垂直，允許誤差(C).A.±1°B.±1.5°C.±0.5°D.±2°9．全向天線的固定底座上平面應與天線支架的頂端平行，允許誤差為(D)；A.±15cmB.±10cmC.±20cmD.±5cm10．定向天線方位角，符合施工圖設計要求，安裝精確度為(A);A.±5°B.±8°C.±10°D.±12°11．定向天線下傾角，符合施工圖設計要求，安裝精確度為(A);A.±1°B.±2°C.±3°D.±5°15．饋線長度在20～60m以內需三點接地，第一處接地應由1/2跳線與7/8饋線連接點前方0.5米處接至屋面接地扁鐵；第二處接地應由(C)，第三處接地直接與室外地排可靠連接。A.接地直接與室外地排可靠連接B.前方0.5米處接至屋面接地扁鐵C.由饋線中段饋線拐彎之前0.5m處接至屋面接地扁鐵D.具體位置應視現(xiàn)場情況而定17．對發(fā)射天線駐波比的測試結果要求是小于：〔B〕19．饋線最小彎曲半徑應不小于饋線直徑的倍?！睠〕A.10B.15C.20D.3026．天饋線系統(tǒng)的故障主要發(fā)生在〔B〕電纜和接頭上。A、饋線B、天線C、地線D、開關27．對天饋線進行測試主要是通過測量其駐波比〔VSWR〕或回損〔ReturnLoss〕的值和〔D〕來判斷天饋線的安裝質量和運行情況的好壞。A、具體情況B、高度C、溫度D、隔離度〔Isolation〕28．無線基站發(fā)射信號和接收由移動臺發(fā)射的信號都是通過〔C〕來完成的。A、天線B、天線系統(tǒng)C、天饋線系統(tǒng)D、基站29．當發(fā)射天饋線發(fā)生故障時，發(fā)射信號將會產生損耗，從而影響基站的〔B〕。A、運行B、覆蓋范圍C、工作D