天線設(shè)計(jì)技術(shù)考核試卷

天線設(shè)計(jì)技術(shù)考核試卷考生姓名：答題日期：得分：判卷人：

本次考核旨在評(píng)估考生在天線設(shè)計(jì)技術(shù)方面的理論知識(shí)和實(shí)際操作能力，通過一系列問題，考察考生對(duì)天線基本原理、設(shè)計(jì)方法、性能指標(biāo)以及實(shí)際應(yīng)用的理解和掌握程度。

一、單項(xiàng)選擇題（本題共30小題，每小題0.5分，共15分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.天線的輻射電阻與以下哪個(gè)因素成正比？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的表面電流密度

D.天線的相對(duì)介電常數(shù)

2.耦合系數(shù)在0到1之間時(shí)，表示兩個(gè)天線之間的（）。

A.矢量耦合

B.頻率耦合

C.相位耦合

D.標(biāo)量耦合

3.長行天線中，天線長度與波長的比值大于（）時(shí)，天線呈現(xiàn)全波模式。

A.0.5

B.0.7

C.0.8

D.0.9

4.對(duì)于同軸傳輸線，其特性阻抗Z0的單位是（）。

A.歐姆

B.法拉

C.亨利

D.瓦特

5.在微帶天線設(shè)計(jì)中，介質(zhì)層的相對(duì)介電常數(shù)εr越高，天線的（）越低。

A.基本寬度

B.基本長度

C.工作頻率

D.增益

6.下列哪種天線可以實(shí)現(xiàn)全向輻射？（）

A.水平偶極天線

B.垂直偶極天線

C.折疊偶極天線

D.扇形天線

7.天線的方向性系數(shù)D與增益G之間的關(guān)系是（）。

A.D=G

B.D=G/10

C.D=G/100

D.D=G/1000

8.天線增益G與天線效率η之間的關(guān)系是（）。

A.G=η

B.G=η/10

C.G=η/100

D.G=η/1000

9.在天線設(shè)計(jì)中，為了減小旁瓣水平，通常采用（）技術(shù)。

A.層次結(jié)構(gòu)

B.網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

C.加權(quán)技術(shù)

D.增益補(bǔ)償

10.天線的駐波比S11與（）成反比。

A.輻射電阻

B.反射電阻

C.輸入阻抗

D.輸出阻抗

11.在天線設(shè)計(jì)中，為了提高天線的工作頻率，可以采用（）技術(shù)。

A.加長天線長度

B.減小天線直徑

C.增加介質(zhì)層厚度

D.減少介質(zhì)層厚度

12.下列哪種天線可以實(shí)現(xiàn)寬帶工作？（）

A.螺旋天線

B.長行天線

C.微帶天線

D.介質(zhì)天線

13.天線的極化方式有（）。

A.線極化

B.圓極化

C.隨機(jī)極化

D.以上都是

14.在天線設(shè)計(jì)中，為了減小天線尺寸，可以采用（）技術(shù)。

A.減小天線長度

B.減小天線直徑

C.減少介質(zhì)層厚度

D.以上都是

15.天線的效率η與（）成正比。

A.輻射功率

B.反射功率

C.輸入功率

D.輸出功率

16.天線的阻抗匹配可以通過（）來實(shí)現(xiàn)。

A.調(diào)節(jié)天線長度

B.調(diào)節(jié)天線直徑

C.調(diào)節(jié)介質(zhì)層厚度

D.以上都是

17.天線的帶寬B與（）成反比。

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的相對(duì)介電常數(shù)

D.天線的工作頻率

18.在微帶天線設(shè)計(jì)中，為了提高天線增益，可以采用（）技術(shù)。

A.增加介質(zhì)層厚度

B.增加天線長度

C.增加天線直徑

D.以上都是

19.天線的方向性系數(shù)D與（）成正比。

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的相對(duì)介電常數(shù)

D.天線的工作頻率

20.下列哪種天線可以實(shí)現(xiàn)低旁瓣設(shè)計(jì)？（）

A.螺旋天線

B.長行天線

C.微帶天線

D.介質(zhì)天線

21.天線的阻抗匹配可以通過（）來實(shí)現(xiàn)。

A.調(diào)節(jié)天線長度

B.調(diào)節(jié)天線直徑

C.調(diào)節(jié)介質(zhì)層厚度

D.以上都是

22.在天線設(shè)計(jì)中，為了提高天線的工作頻率，可以采用（）技術(shù)。

A.加長天線長度

B.減小天線直徑

C.增加介質(zhì)層厚度

D.減少介質(zhì)層厚度

23.天線的極化方式有（）。

A.線極化

B.圓極化

C.隨機(jī)極化

D.以上都是

24.在天線設(shè)計(jì)中，為了減小天線尺寸，可以采用（）技術(shù)。

A.減小天線長度

B.減小天線直徑

C.減少介質(zhì)層厚度

D.以上都是

25.天線的效率η與（）成正比。

A.輻射功率

B.反射功率

C.輸入功率

D.輸出功率

26.天線的阻抗匹配可以通過（）來實(shí)現(xiàn)。

A.調(diào)節(jié)天線長度

B.調(diào)節(jié)天線直徑

C.調(diào)節(jié)介質(zhì)層厚度

D.以上都是

27.天線的帶寬B與（）成反比。

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的相對(duì)介電常數(shù)

D.天線的工作頻率

28.在天線設(shè)計(jì)中，為了提高天線增益，可以采用（）技術(shù)。

A.增加介質(zhì)層厚度

B.增加天線長度

C.增加天線直徑

D.以上都是

29.天線的方向性系數(shù)D與（）成正比。

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的相對(duì)介電常數(shù)

D.天線的工作頻率

30.下列哪種天線可以實(shí)現(xiàn)低旁瓣設(shè)計(jì)？（）

A.螺旋天線

B.長行天線

C.微帶天線

D.介質(zhì)天線

二、多選題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.天線設(shè)計(jì)中，以下哪些因素會(huì)影響天線的輻射效率？（）

A.天線的結(jié)構(gòu)

B.介質(zhì)層的相對(duì)介電常數(shù)

C.天線的表面電流分布

D.環(huán)境溫度

2.在天線設(shè)計(jì)中，以下哪些技術(shù)可以提高天線的增益？（）

A.使用反射器

B.使用折射器

C.調(diào)整天線長度

D.增加天線直徑

3.天線阻抗匹配的目的是什么？（）

A.減少反射功率

B.提高天線效率

C.增加天線帶寬

D.降低天線尺寸

4.以下哪些是天線極化的類型？（）

A.線極化

B.圓極化

C.橢圓極化

D.隨機(jī)極化

5.在微帶天線設(shè)計(jì)中，以下哪些因素會(huì)影響天線的帶寬？（）

A.介質(zhì)層的厚度

B.天線結(jié)構(gòu)的尺寸

C.介質(zhì)層的相對(duì)介電常數(shù)

D.天線的饋電方式

6.天線設(shè)計(jì)中，以下哪些方法可以減小旁瓣？（）

A.使用多個(gè)天線陣列

B.調(diào)整天線尺寸

C.使用相位補(bǔ)償

D.優(yōu)化天線結(jié)構(gòu)

7.以下哪些是天線設(shè)計(jì)中常用的饋電方式？（）

A.同軸饋電

B.微帶饋電

C.螺旋饋電

D.線性饋電

8.天線設(shè)計(jì)中，以下哪些因素會(huì)影響天線的方向性？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.介質(zhì)層的厚度

D.天線的結(jié)構(gòu)形狀

9.在天線設(shè)計(jì)中，以下哪些技術(shù)可以提高天線的方向性？（）

A.使用反射器

B.使用折射器

C.調(diào)整天線長度

D.增加天線直徑

10.天線設(shè)計(jì)中，以下哪些因素會(huì)影響天線的帶寬？（）

A.介質(zhì)層的厚度

B.天線結(jié)構(gòu)的尺寸

C.介質(zhì)層的相對(duì)介電常數(shù)

D.天線的饋電方式

11.以下哪些是天線設(shè)計(jì)中常用的匹配網(wǎng)絡(luò)？（）

A.L型匹配網(wǎng)絡(luò)

B.T型匹配網(wǎng)絡(luò)

C.π型匹配網(wǎng)絡(luò)

D.串并聯(lián)匹配網(wǎng)絡(luò)

12.在天線設(shè)計(jì)中，以下哪些因素會(huì)影響天線的阻抗匹配？（）

A.天線的長度

B.介質(zhì)層的相對(duì)介電常數(shù)

C.天線的饋電點(diǎn)位置

D.環(huán)境溫度

13.天線設(shè)計(jì)中，以下哪些因素會(huì)影響天線的增益？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.介質(zhì)層的厚度

D.天線的結(jié)構(gòu)形狀

14.在天線設(shè)計(jì)中，以下哪些技術(shù)可以提高天線的效率？（）

A.使用匹配網(wǎng)絡(luò)

B.調(diào)整天線長度

C.優(yōu)化天線結(jié)構(gòu)

D.使用反射器

15.以下哪些是天線設(shè)計(jì)中常用的材料？（）

A.介質(zhì)材料

B.導(dǎo)電材料

C.聚合物材料

D.金屬材料

16.在天線設(shè)計(jì)中，以下哪些因素會(huì)影響天線的極化？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.介質(zhì)層的厚度

D.天線的饋電方式

17.天線設(shè)計(jì)中，以下哪些因素會(huì)影響天線的帶寬？（）

A.介質(zhì)層的厚度

B.天線結(jié)構(gòu)的尺寸

C.介質(zhì)層的相對(duì)介電常數(shù)

D.天線的饋電方式

18.以下哪些是天線設(shè)計(jì)中常用的優(yōu)化方法？（）

A.參數(shù)掃描

B.優(yōu)化算法

C.電磁仿真

D.實(shí)驗(yàn)測試

19.在天線設(shè)計(jì)中，以下哪些因素會(huì)影響天線的方向圖？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.介質(zhì)層的厚度

D.天線的結(jié)構(gòu)形狀

20.天線設(shè)計(jì)中，以下哪些因素會(huì)影響天線的阻抗匹配？（）

A.天線的長度

B.介質(zhì)層的相對(duì)介電常數(shù)

C.天線的饋電點(diǎn)位置

D.環(huán)境溫度

三、填空題（本題共25小題，每小題1分，共25分，請將正確答案填到題目空白處）

1.天線的輻射電阻通常以__________表示。

2.天線的方向性系數(shù)D定義為__________。

3.駐波比S11的測量通常使用__________。

4.天線的帶寬B是指天線在__________范圍內(nèi)工作的頻率范圍。

5.天線的增益G通常以__________表示。

6.天線的極化方式分為__________和__________。

7.天線設(shè)計(jì)中，常用的饋電方式包括__________和__________。

8.天線效率η是指天線__________與__________的比值。

9.天線設(shè)計(jì)中，為了減小旁瓣，常采用__________技術(shù)。

10.在微帶天線設(shè)計(jì)中，介質(zhì)層的厚度對(duì)天線的__________有重要影響。

11.天線的方向圖描述了天線__________的分布。

12.天線的阻抗匹配是通過調(diào)整__________來實(shí)現(xiàn)的。

13.天線設(shè)計(jì)中，為了提高天線的帶寬，可以采用__________技術(shù)。

14.天線的極化特性可以通過__________來控制。

15.天線的方向性系數(shù)D與__________成正比。

16.天線的增益G與__________成正比。

17.天線設(shè)計(jì)中，為了減小天線尺寸，可以采用__________技術(shù)。

18.天線的阻抗匹配可以通過__________來實(shí)現(xiàn)。

19.天線設(shè)計(jì)中，為了提高天線的效率，可以采用__________技術(shù)。

20.在天線設(shè)計(jì)中，為了減小旁瓣，可以采用__________技術(shù)。

21.天線的帶寬B與__________成反比。

22.天線設(shè)計(jì)中，為了提高天線的增益，可以采用__________技術(shù)。

23.天線設(shè)計(jì)中，為了減小天線尺寸，可以采用__________技術(shù)。

24.天線的效率η與__________成正比。

25.天線的阻抗匹配可以通過__________來實(shí)現(xiàn)。

一、單項(xiàng)選擇題（本題共30小題，每小題0.5分，共15分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.天線的輻射電阻與以下哪個(gè)因素成正比？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的表面電流密度

D.天線的相對(duì)介電常數(shù)

2.耦合系數(shù)在0到1之間時(shí)，表示兩個(gè)天線之間的（）。

A.矢量耦合

B.頻率耦合

C.相位耦合

D.標(biāo)量耦合

3.長行天線中，天線長度與波長的比值大于（）時(shí)，天線呈現(xiàn)全波模式。

A.0.5

B.0.7

C.0.8

D.0.9

4.對(duì)于同軸傳輸線，其特性阻抗Z0的單位是（）。

A.歐姆

B.法拉

C.亨利

D.瓦特

5.在微帶天線設(shè)計(jì)中，介質(zhì)層的相對(duì)介電常數(shù)εr越高，天線的（）越低。

A.基本寬度

B.基本長度

C.工作頻率

D.增益

6.下列哪種天線可以實(shí)現(xiàn)全向輻射？（）

A.水平偶極天線

B.垂直偶極天線

C.折疊偶極天線

D.扇形天線

7.天線的方向性系數(shù)D與增益G之間的關(guān)系是（）。

A.D=G

B.D=G/10

C.D=G/100

D.D=G/1000

8.下列哪種天線可以實(shí)現(xiàn)全向輻射？（）

A.水平偶極天線

B.垂直偶極天線

C.折疊偶極天線

D.扇形天線

9.在微帶天線中，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致天線阻抗不匹配？（）

A.天線長度與工作波長不匹配

B.天線寬度與工作波長不匹配

C.介質(zhì)層厚度與工作波長不匹配

D.以上都是

10.天線的增益與以下哪個(gè)因素成正比？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的表面電流密度

D.天線的相對(duì)介電常數(shù)

11.天線的效率與以下哪個(gè)因素成反比？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的表面電流密度

D.天線的相對(duì)介電常數(shù)

12.以下哪種天線可以實(shí)現(xiàn)垂直極化？（）

A.水平偶極天線

B.垂直偶極天線

C.折疊偶極天線

D.扇形天線

13.在微帶天線設(shè)計(jì)中，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致天線增益下降？（）

A.介質(zhì)層厚度減小

B.介質(zhì)層相對(duì)介電常數(shù)增加

C.天線長度增加

D.以上都是

14.天線的方向性系數(shù)與以下哪個(gè)因素成正比？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的表面電流密度

D.天線的相對(duì)介電常數(shù)

15.在微帶天線設(shè)計(jì)中，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致天線帶寬變窄？（）

A.介質(zhì)層厚度減小

B.介質(zhì)層相對(duì)介電常數(shù)增加

C.天線長度增加

D.以上都是

16.天線的駐波比與以下哪個(gè)因素成反比？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的表面電流密度

D.天線的相對(duì)介電常數(shù)

17.以下哪種天線可以實(shí)現(xiàn)圓極化？（）

A.水平偶極天線

B.垂直偶極天線

C.折疊偶極天線

D.扇形天線

18.在微帶天線設(shè)計(jì)中，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致天線帶寬變寬？（）

A.介質(zhì)層厚度減小

B.介質(zhì)層相對(duì)介電常數(shù)增加

C.天線長度增加

D.以上都是

19.天線的阻抗匹配與以下哪個(gè)因素有關(guān)？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的表面電流密度

D.天線的相對(duì)介電常數(shù)

20.在微帶天線設(shè)計(jì)中，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致天線效率下降？（）

A.介質(zhì)層厚度減小

B.介質(zhì)層相對(duì)介電常數(shù)增加

C.天線長度增加

D.以上都是

21.天線的增益與以下哪個(gè)因素成正比？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的表面電流密度

D.天線的相對(duì)介電常數(shù)

22.在微帶天線設(shè)計(jì)中，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致天線帶寬變窄？（）

A.介質(zhì)層厚度減小

B.介質(zhì)層相對(duì)介電常數(shù)增加

C.天線長度增加

D.以上都是

23.天線的效率與以下哪個(gè)因素成反比？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的表面電流密度

D.天線的相對(duì)介電常數(shù)

24.在微帶天線設(shè)計(jì)中，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致天線帶寬變寬？（）

A.介質(zhì)層厚度減小

B.介質(zhì)層相對(duì)介電常數(shù)增加

C.天線長度增加

D.以上都是

25.天線的駐波比與以下哪個(gè)因素成反比？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的表面電流密度

D.天線的相對(duì)介電常數(shù)

26.以下哪種天線可以實(shí)現(xiàn)圓極化？（）

A.水平偶極天線

B.垂直偶極天線

C.折疊偶極天線

D.扇形天線

27.在微帶天線設(shè)計(jì)中，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致天線帶寬變窄？（）

A.介質(zhì)層厚度減小

B.介質(zhì)層相對(duì)介電常數(shù)增加

C.天線長度增加

D.以上都是

28.天線的阻抗匹配與以下哪個(gè)因素有關(guān)？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的表面電流密度

D.天線的相對(duì)介電常數(shù)

29.在微帶天線設(shè)計(jì)中，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致天線效率下降？（）

A.介質(zhì)層厚度減小

B.介質(zhì)層相對(duì)介電常數(shù)增加

C.天線長度增加

D.以上都是

30.天線的方向性系數(shù)與以下哪個(gè)因素成正比？（）

A.天線的長度

B.天線的直徑

C.天線的表面電流密度

D.天線的相對(duì)介電常數(shù)

五、主觀題（本題共4小題，每題5分，共20分）

1.請簡述天線設(shè)計(jì)的基本原理，并說明在天線設(shè)計(jì)中如何考慮頻率、增益、方向性和阻抗匹配等因素。

2.設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的微帶天線，并說明其設(shè)計(jì)步驟。包括天線的類型、尺寸、介質(zhì)材料的選擇，以及如何進(jìn)行阻抗匹配和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.分析天線旁瓣的影響因素，并討論如何通過設(shè)計(jì)手段減小旁瓣，提高天線的方向性。

4.結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，討論不同類型天線（如偶極天線、微帶天線、螺旋天線等）的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用場景。

六、案例題（本題共2小題，每題5分，共10分）

1.案例題：某無線通信系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)一個(gè)工作在2.4GHz頻段的微帶天線，要求天線增益大于5dBi，帶寬至少為20%，且天線尺寸盡可能小。請根據(jù)以下信息設(shè)計(jì)該天線：

-介質(zhì)材料：FR4，相對(duì)介電常數(shù)εr為4.4

-介質(zhì)層厚度：1.6mm

-饋電點(diǎn)位置：天線長度的1/4處

請描述設(shè)計(jì)步驟，包括天線類型的選擇、尺寸計(jì)算、介質(zhì)層厚度調(diào)整、阻抗匹配方法和最終的設(shè)計(jì)參數(shù)。

2.案例題：設(shè)計(jì)一個(gè)用于Wi-Fi接入點(diǎn)的8dBi增益的全向天線，工作在2.4GHz頻段，要求天線尺寸適中，便于集成到設(shè)備中。請根據(jù)以下信息進(jìn)行設(shè)計(jì)：

-介質(zhì)材料：聚酰亞胺，相對(duì)介電常數(shù)εr為3.2

-介質(zhì)層厚度：0.8mm

-饋電方式：同軸饋電

請描述設(shè)計(jì)步驟，包括天線類型的選擇、尺寸計(jì)算、介質(zhì)層厚度調(diào)整、阻抗匹配方法和最終的設(shè)計(jì)參數(shù)。同時(shí)，討論如何優(yōu)化天線的方向圖和極化特性。

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.C

2.A

3.B

4.A

5.C

6.A

7.A

8.A

9.D

10.D

11.A

12.A

13.A

14.A

15.A

16.A

17.C

18.D

19.A

20.C

21.D

22.B

23.D

24.A

25.D

26.B

27.D

28.A

29.D

30.B

二、多選題

1.ABC

2.ABCD

3.ABC

4.ABCD

5.ABC

6.ABC

7.ABC

8.ABCD

9.ABC

10.ABC

11.ABCD

12.ABC

13.ABCD

14.ABC

15.ABCD

16.ABCD

17.ABC

18.ABCD

19.ABCD

20.ABCD

三、填空題

1.歐姆

2.天線的方向性

3.矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀

4.3dB帶寬