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天线基础课后习题答案天线基础课后习题答案天线是无线通信系统中不可或缺的组成部分。
它通过接收和发射无线电波，实现了信息的传输。
天线基础课后习题是巩固对天线原理和应用的理解的重要环节。
在本文中，我将为大家提供一些天线基础课后习题的答案，帮助大家更好地理解和掌握天线技术。
1. 什么是天线的增益？如何计算天线的增益？答：天线的增益是指天线辐射功率与理想点源辐射功率之比。
天线的增益可以用以下公式计算：增益（dB）= 10 * log10(辐射功率 / 输入功率)2. 什么是天线的方向图？如何解读天线的方向图？答：天线的方向图是描述天线在不同方向上辐射或接收无线电波的图形。
它显示了天线在不同方向上的辐射或接收能力。
在方向图中，辐射或接收能力最强的方向被称为主瓣，其他方向上的能力较弱。
通过解读方向图，我们可以了解到天线的辐射或接收特性，选择合适的天线方向和位置。
3. 什么是天线的波束宽度？如何计算天线的波束宽度？答：天线的波束宽度是指天线主瓣的角度范围。
它表示了天线在水平或垂直方向上能够辐射或接收无线电波的范围。
波束宽度可以通过以下公式计算：波束宽度（度）= 2 * θ其中，θ为主瓣的半功率角，即主瓣辐射功率下降到峰值功率的一半时对应的角度。
4. 什么是天线的驻波比？如何计算天线的驻波比？答：天线的驻波比是指天线输入端的驻波电压或驻波电流的最大值与最小值之比。
它反映了天线系统的匹配性能。
驻波比越小，表示天线系统的匹配性能越好。
驻波比可以通过以下公式计算：驻波比 = (1 + |反射系数|) / (1 - |反射系数|)其中，反射系数是指反射波与入射波的比值，可以通过测量天线输入端的驻波电压或驻波电流得到。
5. 什么是天线的极化方式？有哪些常见的极化方式？答：天线的极化方式是指天线辐射或接收无线电波时电场的方向。
常见的极化方式有水平极化、垂直极化和圆极化。
水平极化指电场方向与地面平行；垂直极化指电场方向与地面垂直；圆极化指电场方向沿着圆周方向旋转。
绪论1、天线辐射的能量存在的形式是A:交变电磁场B:传导电流C:恒定磁场D:恒定电场正确答案：交变电磁场2、关于发射机与天线的阻抗问题的描述，错误的是A:匹配的好坏可以用阻抗的模值来衡量B:二者之间必须阻抗匹配C:匹配的好坏将影响功率的传输效率D:工作频带之外可以不管阻抗是否匹配正确答案：匹配的好坏可以用阻抗的模值来衡量3、下列关于天线的描述错误的是A:只要是空间电磁波均能被天线完全接收B:天线必须是一个电磁开放系统C:发射天线必须和源匹配D:天线对接收电磁波的频率是有选择的正确答案：只要是空间电磁波均能被天线完全接收4、接收天线与发射天线的作用是一个（①）的过程，同一副天线用作发射和用作接收的特性参数是（②）的。
接收天线特性参数的定义与发射天线是（③）的。
上述三处空白应依次填入A:①可逆、②相同、③不同B:①互易、②不同、③相同C:①互易、②相同、③相同D:①可逆、②不同、③不同正确答案：①可逆、②相同、③不同5、下列天线分类法不一致的是A:全向天线、螺旋天线、行波天线B:长波天线、短波天线、中波天线C:电视天线、广播天线、遥测天线D:半波振子、短振子、全波振子正确答案：全向天线、螺旋天线、行波天线第一章1、全向天线的固定底座上平面应与天线支架的顶端平行，允许误差（）A:±15cmB:±10cmC:±11cmD:±12cm正确答案：±12cm2、轴线为z轴的电基本振子，中心位于原点O；法矢量方向为z轴的小电流环，中心也位于原点O，则关于它们的E面和H面的叙述正确的是A:电基本振子E面为yoz，小电流环H面为xozB:电基本振子E面为yoz，小电流环H面为xoyC:电基本振子H面为xoy，小电流环E面为xozD:电基本振子H面为xoz，小电流环E面为xoy正确答案：电基本振子E面为yoz，小电流环H面为xoz3、电基本振子的辐射功率为PΣ=（①），辐射电阻RΣ=（②）。
第五章 天线阵(5-1) 写出均匀直线式相控阵天线的方向性函数表达式？若阵元间距d=0.5l ，不出现栅瓣的最大扫描角m q 等于多少度？当希望波束在±45°范围内扫描时，各阵元间最大的馈电相位差为多少度？阵元间最大的馈电相位差为多少度？ 解：解： (1) 方向图函数为方向图函数为sin(/2)()sin(/2)N f y y y =，cos d y b q a =-(2)由公式由公式 1|cos |md lq <+得|cos |1m q <，00180m q <<(3) 由cos d y b q a =-＝0 得 0cos /2()127.26d rad a b q p ===(5-2) 有一均匀直线阵，设其间距d=0.65l 。
要求：①当为侧射时的主瓣宽度为o425.0=j ，确定单元数N ；②当波束指向偏离侧射方向25o时，确定相邻单元的馈电相位差a ；③若最大扫描角为偏离侧射方向±30o ，确定该阵列是否出现栅瓣； ④写出该阵列的归一化方向图函数。
解：(1) 当N 很大时，由主瓣宽度公式很大时，由主瓣宽度公式0.5251Llf =式中，L Nd = , 0.65d l =， 00.524f =得 21N =(2) 相邻单元的馈电相位差：相邻单元的馈电相位差：002cos 0.65sin 25 1.3sin 25m d pa b q l p l=××=××=(3) 最大扫描角为偏离侧射方向±30o ，060=m q0.65d l= ，10.6671c o s mq =+ 满足条件满足条件11c o s mdlq <+，所以，不出现栅瓣所以，不出现栅瓣(4) 阵列的归一化方向图函数为阵列的归一化方向图函数为sin()2()sin()2N F N y q y =， cos d y b q a =- (5-3) 某雷达的天线为6层、8行的同相水平天线，已知天线阵元为全波振子，阵元间距d=1.5m ，最低层离地面高度为2m 。
天线原理与设计题库天线原理与设计复习⼀、填空题1. 天线的主要作⽤是________________, ___________________________。
2. 天线辐射⽅向图⼀般是⼀个空间三维的曲⾯图形，但⼯程上为了⽅便常采⽤通过_____________⽅向的两个正交平⾯上的剖⾯来描述天线的⽅向图。
对于线极化天线，这两个正交的平⾯通常取为________⾯和________⾯。
3. 天线⽅向图的E ⾯是指通过_______________⽅向且平⾏于_______________的平⾯。
4. 设某天线的远区辐射电场表⽰为0(,)j re E Ef rβθθ?-=，0E ?=，0r E =，则坡印亭⽮量表⽰为=w _________________________，其辐射功率表⽰为r P =_________________________。
5. 半功率波瓣宽度指⽅向图主瓣上之间的夹⾓，或场强下降到最⼤值的_______处或分贝值从最⼤值下降处对应两点之间的夹⾓。
6. 设某天线的辐射电场主瓣最⼤值为max E ，副瓣最⼤值为max S E ，则其副瓣电平定义式为 (dB)。
7. 天线⽅向性系数D 是⽤来表征天线辐射能量集中程度的⼀个参数。
若已知⾃由空间的⽅向图函数为),(?θf ，则最⼤指向(m m ?θ,)上的D =_______________,若已知对称振⼦天线的辐射电阻为r R ，则D =_________________，若已知天线的效率为a η，则增益G=____________。
8．半波对称振⼦的带宽决定于，⽽对数周期振⼦天线的带宽则是由决定。
9. 理想点源天线是指的假想点源天线，其辐射⽅向图在空间是⾯。
10. 在某⽅向(00,θ?)上，设理想点源天线的电场强度为0E ，某天线的电场强度为00(,)E θ?，则天线的⽅向性系数00(,)D θ?和增益00(,)G θ?的定义表达式均可写作22000(,)/E E θ?，它们的定义区别为前者是为条件，后者是为条件。
《微波技术与天线》习题答案章节 天线理路与线天线感谢所有参与习题答案录入工作的同学！特别感谢程少飞同学完成收集和整理工作！6．5 （赵健淳，于涛）设某天线的方向图如图所示, 试求主瓣零功率波瓣宽度、半功率波瓣宽度、第一旁瓣电平。
解：由图示得主瓣零功率点为和°80°100∴20θ=0002080100=−半功率：为0.707dB 点为008397和∴5.02θ=000148397=−第一旁瓣电平：10=L =23.0lg dB 8.12−8.5 （程少飞，刘虎）有二个平行于z 轴并沿x 轴方向排列的半波振子，若：①.2,4d πζλ== ②.2,43d πζλ== 试分别求其E 面和H 面的方向函数，并画出方向图。
解：由二元阵辐射场的电场强度模值公式：12r E E m =θ2cos ),(ψϕθF 得，（其中ζϕθψ+=cos sin kd ） 对于二个沿x 轴排列且平行于z 轴放置的半波振子有：2cos sin )cos 2cos(r E 2E 1mψθθπθ= （1） 当.2,4d πζλ==时代入上式可得：2cos sin )cos 2cos(r E 2E 1ψθθπθm= 令0=ϕ，得二元阵的E 面方向图函数为：)sin 1(4cos sin )cos 2cos()(F E θπθθπθ+= 令2πθ=，得二元阵的H 面方向图函数为：)cos 1(4cos )(F H ϕπϕ+=通过MATLAB 仿真得E 面和H 面方向图如下：（2） 当2,43πζλ==d 时，同理代入上式可得： E 面方向图函数为)sin 31(4cos sin )cos 2cos()(F E θπθθπθ+= H 面方向图函数为：)cos 31(4cos )(F H ϕπϕ+=由MATLAB 仿真得其E 面和H 面方向图如下：8.7 （于伟，陈修元）十二元均匀直线阵的各元间距为2λ，求：①天线阵相对于ϕ的归一化阵方向函数。
天线原理与设计习题集解答_第34章第三章接收天线(3-1) 已知半波对称振⼦天线的有效长度e l =λ/π，试求其有效⾯积。
解：半波振⼦的有效⾯积：（P56 已计算出）1.64D =，220.134D S λλπ== (3-2) 两微波站相距r ，收发天线的增益分别为G r 、G T ，有效⾯积分别为S r 、S T ，接收天线的最⼤输出功率为Pr ，发射天线的输⼊功率P T 。
试求证不考虑地⾯影响时的两天线间的传输系数为 222)4(rS S G G r P P T T r T r T r λπλ=== 并分析其物理意义。
解： 24r r G S λπ?= , 24T T G S λπ=r 24TT r P P G S r π∴=222444r T r T r TP G S G G T P r r λπππ??===? 22222444r T r T T r S S S S G G r r r λπππλλ??=?=?=费⾥斯传输⽅程是说明接收功率r P 与发射天线输⼊功率T P 之间的关系的⽅程，传输系数T 与空间衰减因⼦2()4rλπ和收发天线的增益r G 和T G 成正⽐；或与收发天线的有效⾯积r S 和T S 成正⽐，与距离和⼯作波长的平⽅2()r λ成反⽐。
(3-3) 如图中的两半波振⼦天线⼀发⼀收，均处于谐振匹配状态。
接收点在发射点的θ⾓⽅向，两天线相距r ，辐射功率为P T 。
试问：1）发射天线和接收天线平⾏放置时收到的功率是否最⼤？写出表⽰式。
当60=θ°，r=5km ，P T =10W 时，计算接收功率。
2）计算上述参数时的最⼤接收功率，此时接收天线应如何放置？解：(1) 平⾏放置时接收到的功率不是最⼤。
半波天线的⽅向图函数为：cos cos 2()sin f πθθθ?=所以，在θ=60o的⽅向上⽅向性系数为：o 260120()80| 1.094473.1f D Rr θθ==== 利⽤费利斯传输公式o 2222r 60120()()()|44T T r T r f P P G G P r r R θλλθππ=??=??=222.0034r λπ??=? ??? (2) 最⼤接收功率为：222120(60)120(90)Pr 4T r r f f P r R R λπ=??? ?让接收天线的轴向与来波⽅向垂直。
天线原理与设计习题集解答_第8_11章第八章 口径天线的理论基础(8-1) 简述分析口径天线辐射场的基本方法。
答：把求解口径天线在远区的电场问题分为两部分：①. 天线的内部问题； ②. 天线的外部问题；通过界面上的边界条件相互联系。
近似求解内部问题时，通常把条件理想化，然后把理想条件下得到的解直接地或加以修正后作为实际情况下的近似解。
这样它就变成了一个与外部问题无关的独立的问题了。
外部问题的求解主要有：辅助源法、矢量法，这两种是严格的求解方法；等效法、惠更斯原理法、几何光学法、几何绕射法，这些都是近似方法。
(8-2) 试述几何光学的基本内容及其在口径天线设计中的应用。
答：在均匀的媒质中，几何光学假设能量沿着射线传播，而且传播的波前（等相位面）处处垂直于射线，同时假设没有射线的区域就没有能量。
在均匀媒质中，射线为直线，当在两种媒质的分界面上或不均匀媒质传播时，便发生反射和折射，而且完全服从光的反射、折射定律。
BAl nds =⎰光程长度：在任何两个给定的波前之间，沿所有射线路径的光程长度必须相等，这就是光程定律。
''PdA P dA =应用：①. 可对一个完全聚焦的点源馈电的天线系统，求出它在给定馈源功率方向图为P(φ,ξ)时，天线口径面上的相对功率分布。
②. 对于完全聚焦的线源馈电抛物柱面天线系统，口径上的相对功率分布也可用同样类似的方法求解。
(8-3) 试利用惠更斯原理推证口径天线的远区场表达式。
解：惠更斯元产生的场：(1cos )2SP j r SSPjE dE e r βθλ-⋅=⋅+⋅⋅ 222)()(z y y x x r S S SP +-+-= r , r sp >>D (最大的一边)推广到球坐标系：sin cos sin sin cos x r y r z r θφθφθ=⋅⎧⎪=⋅⎨⎪=⎩r =,S S x y r <<SP r =sin cos sin sin S S r x y θφθφ≈-⋅-⋅sin (cos sin )(1cos )2j r j x y S SjE e E e dxdy r ββθφφθλ-⋅⋅+∴=+⋅⎰⎰(8-4) 试利用等效原理推证惠更斯面元的辐射场表达式。
