微波技术与天线a卷答案

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1、专业班级：姓名：学号：…………………………密………………………………封………………………………线…………………………河南理工大学万方科技学院2008-2009学年第1学期专业班级：姓名：学号：…………………………密………………………………封………………………………线…………………………《微波技术与天线》试卷（A卷）考试方式：开卷本试卷考试分数占学生总评成绩的70%总分题号一二三四五六七八九十核分人得分复查总分总复查人得分（本题20分，每空2分）一、填空题（1）微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，其频率范

2、围为300MHZ-----3000MHZ。（2）微波传输线大致可以分为三种类型：双导体传输线、金属波导管和介质传输线。（3）阻抗圆图的正实半轴为电压波腹点的轨迹，负实半轴为电压波节点的轨迹。（4）对于无耗传输线，负载阻抗不同则波的反射也不同，从而导致传输线的工作状态不同，通常其工作状态可以分为行波状态、纯驻波状态和行驻波状态。（5）在无线通信系统中，天线的主要功能是实现导波能量和无线电波的转换。（6）由于天线和馈线系统的联系十分紧密，有时把天线和馈线系统看成是一个部件，统称为天馈系统。（7）对于各种天线而言，在离

3、天线相同距离不同方向上，天线辐射场的相对值与空间方向的关系称为天线的方向性。（8）天线的基本功能是能量转换和定向辐射，天线的电参数就是能定量表征其能量转换和定向辐射能力的量。得分（本题20分，每小题5分）二、简答题1．描述光纤传输特性的主要参数有哪些，它们分别会影响什么？描述光纤传输特性的主要参数有光波波长、光纤芯与包层的相对折射率差、折射率分布因子以及数值孔径等。①光波波长λg同描述电磁波传播一样,光纤传播因子为ej(ωt-βz)，其中ω是传导模的工作角频率，β为光纤的相移常数。对于传导模,应满足，式中，对应的

4、光波波长为。②相对折射率差Δ光纤芯与包层相对折射率差Δ定义为，它反映了包层与光纤芯折射率的接近程度。当Δ<<1时，称此光纤为弱传导光纤，此时β≈n2k，光纤近似工作在线极化状态。③折射率分布因子g光纤的折射率分布因子g是描述光纤折射率分布的参数。一般情况下，光纤折射率随径向变化如下式所示：式中，a为光纤芯半径。对阶跃型光纤而言g→∞。对于渐变型光纤g为某一常数。④数值孔径NA光纤的数值孔径NA是描述光纤收集光能力的一个参数。从几何光学的关系看，并不是所有的入射到光纤端面上的光都能进入光纤内部进行传播，都能从光纤

5、入射端进去从出射端出来，而只有角度小于某一个角度θ的光线，才能在光纤内部传播。将这一角度的正弦值定义为光纤数值孔径，即NA=sinθ。光纤的数值孔径NA还可以用相对折射率差Δ来描述：NA=n1(2Δ)1/2，该式说明为了取得较大的数值孔径，相对折射率差Δ应取大一些。2．什么是衰落？简述引起衰落的原因。所谓衰落，一般是指信号电平随时间的随机起伏。根据引起衰落的原因分类，大致可分为吸收型衰落和干涉型衰落。①吸收型衰落主要是由于传输媒质电参数的变化，使得信号在媒质中的衰减发生相应的变化而引起的。如大气中的氧、水汽以及

6、由后者凝聚而成的云、雾、雨、雪等都对电波有吸收作用。由于气象的随机性，这种吸收的强弱也有起伏，形成信号的衰落。由这种原因引起的信号电平的变化较慢，所以称为慢衰落。②干涉型衰落主要是由随机多径干涉现象引起的。在某些传输方式中，由于收、发两点间存在若干条传播路径，典型的如天波传播、不均匀媒质传播等，在这些传播方式中，传输媒质具有随机性，因此使到达接收点的各路径的时延随机变化，致使合成信号幅度和相位都发生随机起伏。这种起伏的周期很短，信号电平变化很快，故称为快衰落。《微波技术与天线》试卷第4页（共4页）3．什么是边射式

7、天线阵？什么是端射式天线阵？试从物理概念上解释之。最大辐射方向在垂直于阵轴方向的天线阵称为边射式直线阵。原理分析：这是由于在垂直于天线阵轴（即）方向，两个振子的电场正好同相相加，而在和方向上，由天线元的间距所引入的波程差为，相应的相位差为180°，致使两个振子的电场相互抵消，因而在和方向上辐射场为零。最大辐射方向在阵轴线方向的天线阵称为端射式直线阵。原理分析：与前者不同的是，其最大辐射方向和零辐射方向正好互相交换。这是因为在垂直于天线阵轴（即）方向，两个振子的电流反相，且不存在波程差，故它们的电场反相抵消，而在和

8、方向上，由天线元的间距所引入的波程差所产生的相位差正好被电流相位差所补偿，因而在和方向上两个振子的电场就同相相加了。4．什么是视距传播和天波传播，并分别简述二者的特点。①视距传播视距传播是指在发射天线和接收天线间能相互“看见”的距离内，电波直接从发射点到接收点（有时包括有地面反射波）的一种传播方式。又称为直接波或空间波传播。超短波和微波波段的无线电波，由于频率很高，电波沿