微波技术与天线复习.doc

第6章1、简述天线的功能（概念+4个功能）在无线通信系统中，需要将来自发射机的导波能量转变为无线电波，或将无线电波转变为导波能量，原来辐射和接收无线电波的装装置称为天线.天线应能将导波能量尽可能多地转变为电磁波能量.这首先要求天线是一个良好的电磁开放系统, 其次要求天线与发射机或接收机匹配.天线应使电磁波尽可能集中于确定的方向上, 或对确定方向的来波最大限度的接受, 即天线具有方向性.天线应能发射或接收规定极化的电磁波, 即天线有适当的极化.天线应有足够的工作频带.2、名词解释:什么是天线？作用：在发射部分，将高频导行波转换为空间电波，在接收端，空间电波转换为导行波.性能：是能量转换器件、具有定向辐射能力、频率选择特性、极化特性.结构：开放.3、把天线和发射机或接收机连接起来的系统为馈线系统，天线和馈线系统统称天线馈线系统，简称天馈系统.4、点电基本振子近区场又为准静态场；离天线较远时，近似为0；电场磁场相位差90，为感应场.远区场中 电基本振子的的远区场是沿着径向外传的横电磁波，远区场又称辐射场.E/H=120pi，远区场具有与平面波相同的特性.随着距离增加，辐射场减小.4、电，磁基本振子具有相同的方向函数 ，空间相互正交，相位差905、天线的电参数有哪些？主瓣宽度:主瓣宽度是衡量天线的最大辐射区域的尖锐程度的物理量.在场强方向图中，等于最大场强 两点间的宽度，称为半功率波瓣宽度；或将头两个零点之间的角度作为主瓣宽度，即零功率波瓣宽度.旁瓣电平: 旁瓣电平是指离主瓣最近且电平最高的第一旁瓣电平, 一般以分贝表示.前后比: 前后比是指最大辐射方向（前向）电平与其相反方向（后向）电平之比, 通常以分贝为单位.方向系数:方向系数定义为: 在离天线某一距离处, 天线在最大辐射方向上的辐射功率流密度Smax与相同辐射功率的理想无方向性天线在同一距离处的辐射功率流密度S0之比,记为D, 即天线方向系数的一般表达式为6、要使天线方向系数大，不仅要求主瓣窄，还要全空间的旁瓣电平小.7、沿Z轴放置的电基本振子方向系数为|F(, )|=| sin|，方向系数D=1.5.辐射电阻为：8天线效率（5个公式）提高天线效率，应提高辐射电阻，减小损耗电阻.9、增益系数:天线与理想的无方向性天线在最大辐射方向上将输入功率放大的倍数.（4个）10、极化特性指天线在最大辐射方向上电厂矢量的方向随时间的变化规律.按天线所辐射的电场的极化形式可将天线分为线极化天线、圆极化天线和椭圆极化天线.11、有效接收面积：12、从接收角度讲,对天线的方向性有哪些要求? 主瓣宽度尽可能窄, 以抑制干扰.但如果信号与干扰来自同一方向, 即使主瓣很窄,也不能抑制干扰; 另一方面, 当来波方向易于变化时, 主瓣太窄则难以保证稳定的接收. 旁瓣电平尽可能低.如果干扰方向恰与旁瓣最大方向相同, 则接收噪声功率就会较高, 也就是干扰较大; 对雷达天线而言, 如果旁瓣较大, 则由主瓣所看到的目标与旁瓣所看到的目标会在显示器上相混淆, 造成目标的失落. 天线方向图中最好能有一个或多个可控制的零点, 以便将零点对准干扰方向,而且当干扰方向变化时, 零点方向也随之改变, 这也称为零点自动形成技术. 第8章1、对称振子天线由两根粗细和长度都相同的导线构成，按正弦驻波分布.2h/y=0.5半波对称挣子，=1是全波对称挣子，当电长度趋于2时，Q=90的平面内就没有辐射了.2、半波挣子可作为独立天线或天线阵的阵元.E面方向图函数为 ，辐射电阻73.1欧，D=1.64，3、振子天线的输入阻抗 ，h一定时，a越大， 越小.相移常数 = R,L为单位长度的电阻、抗，导线半径a越大，L越小，相移常数和自由空间波数k= / 相差就越大.波长缩短系数公式：4.对称振子上的相移常数 大于自由空间的波数k，对称振子上的波长短于自由空间的波长，为波长缩短现象.波长缩短现象的主要原因有: 对称振子辐射引起振子电流衰减, 使振子电流相速减小, 相移常数大于自由空间的波数k, 致使波长缩短; 由于振子导体有一定半径, 末端分布电容增大（称为末端效应）, 末端电流实际不为零, 这等效于振子长度增加, 因而造成波长缩短.振子导体越粗, 末端效应越显著, 波长缩短越严重. 有结论 5、阵列天线为加强天线的方向性，将若干辐射单元（天线元或振元）按某种方式排列所构成的系统称为天线阵.相思元指各阵元的形状与尺寸相同，以相同姿态排列.6、二元阵，天线元2的电流相位超前天线元1的角度为 ， 7、方向图乘积定理二元等幅阵辐射场的电场强度模值为：式中|F(, )|称为元因子，称为阵因子. 元因子表示组成天线阵的单个辐射元的方向图函数, 其值仅取决于天线元本身的类型和尺寸.它体现了天线元的方向性对天线阵方向性的影响. 阵因子表示各向同性元所组成的天线阵的方向性, 其值取决于天线阵的排列方式及其天线元上激励电流的相对振幅和相位, 与天线元本身的类型和尺寸无关. 在各天线元为相似元的条件下，天线阵的方向图函数是单元因子与阵因子之积.此特性为方向图乘积定理8、天线阵由两个沿X轴排列，平行于Z轴放置的半波振子，二元阵的电场强度模制： E面方向图函数： H面方向图函数： 9、均匀直线阵等间距、各阵元电流的幅度相等，相位依次den两递增后减的直线阵.有结论：a阵元因子越多，主瓣月窄，b C 的改变决定振因子最大辐射方向d副瓣电平最小为-13.2，e阵列的极化特性决定于辐射元的极化特性.10、什么是边射式天线阵？什么是端射式天线阵？ 试从物理概念上解释之.边射阵指最大辐射方向在垂直于阵轴方向上, 即m=/2,=0的天线阵.也就是说, 在垂直于阵轴方向上, 各元到观察点没有波程差, 如果各元电流元也没有相位差, 则构成边射式天线阵.b端射阵指最大辐射方向在阵轴方向上, 即m=0 或,=-kd(m=0)或 =kd (m=) 的天线阵.也就是说, 阵的各元电流沿阵轴方向依次滞后kd或超前kd, 阵的各元到达最大方向上同一点的空间波程差依次超前kd或滞后kd，而总的相位差为零，则构成端射式天线阵.第5章1、微波元器件按其变换性质可以分为线性互易元器件、线性非互易元器件、非线性元器件三大类.代表性的微波无源元器件有：连接匹配元件（a终端负载元件（短路，匹配，失配负载）b微博连接元件（波导接头，衰减元件和相移元件，转换接头）c阻抗匹配元件）、功率分配元件（定向耦合器，功率分配器，各种微波分支器）、微波谐振元件、微波铁氧体元件.5 / 5