《天线与电波传播理论》试卷及答案讲课教案
天线与电波试题答案解析
天线与电波试题答案解析一、选择题1. 天线的主要功能是什么？A. 放大信号B. 转换电能为磁能C. 接收和发射无线电波D. 滤波和调制答案：C解析：天线的主要功能是接收和发射无线电波。
它通过特定的结构将电能转换为电磁波或反之，从而实现远距离的无线通信。
2. 什么是偶极子天线？A. 由两个相同长度的导线组成的天线B. 由一个圆形环和垂直于环面的导线组成的天线C. 由一个长导线和一个短导线组成的天线D. 由两个相互垂直的导线组成的天线答案：A解析：偶极子天线是由两个相同长度的导线组成的，通常一个导线作为发射或接收无线电波的辐射元件，另一个导线作为反射元件。
3. 无线电波的传播方式有哪些？A. 地面波B. 天波C. 直线传播D. 所有以上方式答案：D解析：无线电波可以通过地面波、天波以及直线传播等多种方式传播。
地面波沿地球表面传播，天波通过电离层反射传播，而直线传播则是在视距条件下的传播方式。
4. 什么是天线的有效孔径（Ae）？A. 天线捕获电磁波能力的度量B. 天线的长度C. 天线的带宽D. 天线的增益答案：A解析：有效孔径（Ae）是天线捕获电磁波能力的度量，它与天线的指向性、效率和工作频率有关，是天线接收系统灵敏度的关键参数。
5. 以下哪种天线具有最高的方向性？A. 偶极子天线B. 单极天线C. 定向天线D. 全向天线答案：C解析：定向天线专门设计用于在特定方向上接收或发射信号，因此具有最高的方向性。
全向天线则在所有方向上接收信号，但每个方向上的增益较低。
二、填空题1. 天线增益是指天线在特定方向上的__________能力与其__________的比值。
答案：辐射；参考天线（如：各向同性天线）2. 调谐天线的目的是通过改变其__________或__________来优化其在特定频率上的性能。
答案：长度；频率3. 波导是一种用于传输__________的封闭管道，它通过__________来限制电磁波的传播路径。
天线与电波传播第3,4,5章习题详解
第三章
3.1、两半波对称振子分别沿 x 轴和 y 轴放置，其中的电流振幅相同，相位差为 90 。试求该
°
组合天线在 z 轴的辐射场，并说明在 z 轴上属于何种极化。 解： E = Eθ + Eϕ = j
在 z 轴上属于圆极化。
60 I1 − jkr e {[ − cos ϕ − j sin ϕ ] eθ + [sin ϕ − j cos ϕ ] eϕ } r
j 0°
a2 的方 4
的有源半波振子和一个无源半波振子
0 = I m1Z 21 + I m 2 Z 22
由上式可解得：
Im2 = me j β I m1
其中： m =
2 2 + X 12 R12 2 2 + X 22 R22
β = π + arctg
，
j 217
X 12 X − arctg 22 R12 R22
方向函数中 sin[ 即： θ m = arccos(1 −
λ
2l
) = 23.6
4.5 、一个可展开式螺旋线天线，其中心工作频率为 1.7GHz ，总长为 78.7cm ，直径为
4.84cm ，螺距角为 11.7° 。计算此螺旋天线的圈数、增益、半功率波瓣宽度以及轴比。
解：螺距角： α = tan (
F (θ , ϕ ) =
sin θ h ,θ h < θ < π − θ h sin θ
4π
代入方向性系数计算公式
D=
2π π −θ h
∫ θ∫
0
F (θ , ϕ ) sin θ dθ dϕ
2
h
可得
D=
1 sin θ h ln[cot(θ h / 2)]
天线与电波传播第2章习题详解
z
I
λ /239;
垂直架设
cos( cosθ ) cos( sin Δ) 0 2 2 元因子： θ = 90 − Δ ， F (θ ) = = sin θ cos Δ
π
π
I ' jkd cos α 阵因子：由 I = I ，则 f a (α ) = 1 + e = 1 + e jkd cos α I
归算于有源振子 1 波腹电流的二元阵的总辐射阻抗：
Z ∑ (1)
I = Z r1 + M 2 Z r 2 = 61.59 + j 76.19Ω IM1
2
归算于有源振子 2 波腹电流的二元阵的总辐射阻抗：
Z ∑ (2)
I = M 1 Z r1 + Z r 2 = −206 + j108Ω IM 2
2
（1）试画出当 h 分别为 0.25λ 、 0.3λ 时，垂直和水平架设天线的 E 面和 H 面的方向图， 并比较所得结果； （2）求出当 h 为 0.3λ 时，水平与垂直架设天线的输入阻抗。 解： （1）半波振子架设于理想地面上，其空间的场分布要受大地的影响。大地的影响可用其 镜像来代替。半波振子与其镜像构成一二元阵。空间的场即为此二元阵产生的。 二元阵的方向函数为元因子和阵因子的乘积。
π =1 2
f max = f max1 × 2 = 2
由式（1.210）可求得此二元半波振子阵的方向系数为
2 2 120 f max 120 f max 120 × 4 = = = 2.718 D= Rrm Rrm (1) 176.6
2.4、已知平行排列的两个半波振子，间距 d = 0.2λ ，其中一个为无源振子，设有源振子电 流为 I M 1 = 1e （A） ，则求无源振子的电流 I M 2 以及二元阵的总辐射阻抗。
传媒2017年7月《天线与电波基础》课程考试作业考核试题
传媒2017年7月《天线与电波基础》课程考试作业考核试题传媒2017年7月《天线与电波基础》课程考试作业考核试题试卷总分:100 得分:0一、单选题 (共 30 道试题,共 30 分)1. 求解天线阵问题实质上就是（）。
A. 求其方向函数B. 求其方向系数C. 求其阵因子D. 求其元因子满分：1 分2. 低耗线的损耗一般可以分为_______和________两部分，而平行双线等类型的馈线上还存在着_______。
（）A. 辐射损耗；介质损耗；导体损耗B. 导体损耗；辐射损耗；介质损耗C. 介质损耗；导体损耗；辐射损耗D. 导体损耗；介质损耗；辐射损耗满分：1 分3. 电离层分布在地面上方___km以上的区域之内，其上限距地面可以高达数万公里；其中能穿透电离层的电波有________。
（）A. 55；分米波、微波、长波B. 15；分米波、微波、长波C. 55；米波、分米波、微波D. 15；米波、分米波、微波满分：1 分4. 电磁波的极化表征在空间给定点上_____矢量的取向随_____变化的特性。
一般而言，特指为该天线在_____________的空间取向。
（）A. 磁场强度；时间；辐射方向上的磁场B. 磁场强度；频率；辐射方向上的磁场C. 电场强度；时间；最大辐射方向上的电场D. 电场强度；频率；最大辐射方向上的电场满分：1 分5. 传输线是否应该向外辐射和接收电磁波；长线通常指长度在________波长以上的均匀传输线，是______参数系统。
（）A. 是；十分之一，集中参数B. 是；五分之一，集中参数C. 否；十分之一，分布参数D. 否；五分之一，分布参数满分：1 分6. 通常架空双线的导线采用__________，常用架空双线的标准特性阻抗为_______。
（）A. 铜包钢线；500ΩB. 铝包铜线；500ΩC. 铝包铜线；600ΩD. 铜包钢线；600Ω满分：1 分7. 阻抗失配因子q的取值范围是_____，阻抗完全匹配时______。
《天线与电波传播理论》试卷及答案
.1、与可见光一样，红外线是一种波，人体辐射的红外线波长约为10μm，频率约为赫兹。
2、单位换算：(1) 103.8 KHZ= HZ= MHZ；(2) 0.725 MHZ= HZ= KHZ．。
3、半波振子的方向函数为，方向系数为。
4、Maxwell提出的电流的概念，使在任何状态下的电流都可保持连续，并且指明电流和电流是产生涡旋磁场的源。
5、坡印廷矢量的大小代表，其单位为，其方向代表，瞬时坡印廷矢量的表达式为。
6、任一线极化波都可分解为两个振幅、旋向的圆极化波，任一圆极化波都可分解为两个振幅、相互且相位的线极化波。
二、单项选择题：（每小题2分，共20分）1. 我国的卫星通信技术拥有自主知识产权，在世界处于领先地位.在北京发射的信号通过通信卫星会转到上海被接收.实现这种信号传递的是( )A.超声波B.次声波C.声波D.电磁波2. 关于电磁波的传播，以下说法正确的是（）A．只能在真空中传播 B．在水中不能传播C．可以在很多介质中传播 D．只能在空气中传播3．微波炉中不能使用金属容器，这主要是因为（）A．金属易生锈，弄脏炉体B．金属容易导电，造成漏电事故C．微波能在金属中产生强大的电流，损坏微波炉D．金属易传热，使炉体温度过高4．下列说法正确的有（）A．频率越低的电磁波的波长越短B．频率越高的电磁波传播速度越快C．频率越低的电磁波传播速度越快D．频率越高的电磁波的波长越短5. 在2003年4月的伊拉克战争中，美英联军在战争中使用电子干扰取得了很好的效果，争取到了战争的主动权，电子干扰具体地说就是（）A．对敌方发射电磁波B．对敌方发射很强的电磁波C．对敌方发射频率很高的电磁波D．对敌方发射与敌方电子设备工作频率相同的电磁波，施放反射电磁波的干扰波6. 对极化强度为的电介质，束缚体电荷密度为＿＿＿＿＿A. B. C. D.7.是A. 左旋圆极化B. 左旋椭圆极化C. 右旋圆极化D. 右旋椭圆极化8. 在两种不同介质（）的分界面上，电场强度的切向分量A. 总是连续的B. 总是不连续的C. 可能连续也可能不连续D. ，时连续9. 入射方向矢量为0 t /st 1 t 2 t 3 t 4qA. B. C.D.10. 在正弦电磁场中，位移电流与该处电场的方向一致，其相位 A. 与电场相同 B. 与电场相反 C. 超前电场90 D. 滞后电场90° 三、判断题（每小题2分，共20分）1、LC 回路中电容器极板上的电荷量随时间的变化关系如下图所示，下列说法是否正确。
《天线与电波传播》PPT课件
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5
8.1天线基本概念
➢ 二维方向图
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6
8.1天线基本概念
➢ 三维方向图
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7
8.1天线基本概念
➢ 波束宽度
✓ 方向图中通常都有两个瓣或多个瓣 ❖ 其中最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣
✓ 波束宽度：主瓣两半功率点间的夹角 ✓ 又称为半功率（角）波束宽度、3dB波束宽度 ✓ 主瓣波束宽度越窄，方向性越好，抗干扰能力越强 ✓ 经常考虑3dB、10dB波束宽度
✓ 参考天线为半波振子天线:增益用dBd表示 ✓ 同一个天线用dBd和dBi分别表示时的转换关系为：
0dBd=2.14dBi
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11
8.1天线基本概念
➢ 天线增益
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12
8.1天线基本概念
– 天线的极化
➢ 平面波按极化可分为线极化波、圆极化波（或椭 圆极化波）
➢ 极化是指在垂直于传播方向的波阵面上，电场强 度矢量端点随时间变化的轨迹
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24
8.1天线基本概念
✓ 基本电振子、半波振子、全波振子天线的增益
天线类型 基本电振子 半波振子 全波振子
增益(dBi) 1.76 2.14 3.80
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8.1天线基本概念
✓ 几个名词 ❖ 对称振子：两臂长度相等的振子，每臂长度为λ/4 ❖ 全波对称振子：全长与波长相等的振子 ❖ 折合振子：将振子折合起来
✓ 随着长度L的增加，方向图变得比较尖锐 ❖ L≥λ/2时，除了主瓣外还有副瓣 ❖ L=λ时，在垂直于振轴线的方向上没有辐射
✓ λ/2的对称振子在800MHz频段约200mm长；在400MHz 频段约400mm长
《天线与电波传播》第1章
BWFN)2θ0E或2θ0H(下标E、H表示E、H面，下同)
(2)
(Half Power Beam Width,
HPBW)2θ0.5E或2θ0.5H。如果天线的方向图只有一个强的主瓣， 其它副瓣均较弱，则它的定向辐射性能的强弱就可以从两个
图 1-2-5 天线方向图的一般形状
(3) 副瓣电平(Side Lobe Lever, SLL): 指副瓣最大值与主
SLL 10lg Sav,max 2 20lg Emax 2 dB
Sav ,max
Emax
(1-2-8)
(4) 前后比: 指主瓣最大值与后瓣最大值之比，通常也用
1.2.4
上述方向图参数虽能从方向系数的定义是： 在同一距
离及相同辐射功率的条件下, 某天线在最大辐射方向上的辐 射功率密度Smax(或场强|Emax|的平方)和无方向性天线(点源)的 辐射功率密度S0(或场强|E0|的平方)之比，记为D。用公式表 示如下:
πl
f(θ,φ)=f(θ)= |sinθ|
(1-2-3)
为了便于比较不同天线的方向性，常采用归一化方向函数，
用F(θ,φ)
F ( , ) f ( , ) | E( , ) |
f max
| Emax |
(1-2-4)
式中，fmax(θ,φ)为方向函数的最大值； Emax为最大辐射 方向上的电场强度; E (θ,φ)为同一距离(θ,φ)方向上的电场强度。
e jkr
H
j Iml
2r
0
sin
e jkr
0
(1-1-11)
图 1-1-5 (a) 小电流环； (b) 磁矩
磁基本振子的实际模型是小电流环，如图1-1-5所示，它 的周长远小于波长，而且环上的谐变电流I的振幅和相位处处
电波天线考试
电波传播与天线结课作业系别：xxxx工程学院专业：电子信息工程班级：xx级xx班学号：xxxxxxxxxx姓名：XXX电波传播与天线考试试题1.简述天线的功能及接收天线的接收物理过程。
（分数：5）答：天线的任务是将发射机输出的高频电流能量（导波）转换成电磁波辐射出去，或是将空间电磁波信号转换成高频电流能量送给接收机。
接收的物理过程为：接收天线工作的物理过程是，接收天线导体在空间电场的作用下产生感应电动势，并在导体表面激起感应电流，在天线的输入端产生电压，在接收机回路中产生电流。
所以接收天线是一个把空间电磁波能量转换成高频电流能量的转换装置，其工作过程就是发射天线的逆过程。
2.为什么引向天线的有源振子常用折合振子，引向天线的引向器和反射器怎么区分？（分数：10）答：引向天线是一个紧耦合的寄生振子端射阵，通常由一个（有时由两个）有源振子及若干个无源振子构成。
有源振子近似为半波振子，主要作用是提供辐射能量；无源振子的作用是使辐射能量集中到天线的端向，折合振子为半波振子，提供的能量能保证天线的辐射要求。
在该天线中，其反射能量作用的稍长于有源振子的无源振子称为反射器；其引导能量作用的较有源振子稍短的无源振子叫引向器。
3.简述行波天线和驻波天线的差别和优缺点。
（分数：5）答：用天线上的电流分布作为区分行波天线和驻波天线的依据：把天线上的电流按行波分布的天线叫行波天线，按驻波分布的天线叫驻波天线。
驻波天线又称为谐振天线，它的输入阻抗具有明显的谐振特性，天线的工作频带较宽，相对带宽约几分之几到百分之几；行波天线工作于行波状态，频率变化时输入阻抗近似不变，方向图随频率的变化也较缓慢，所以带宽较宽，绝对带宽可达（2~3）:1，是宽频带天线。
但是，行波天线得宽频带特性使用牺牲效益（或增益）来换取的，因为有部分能量被负载吸收，所以分行波天线效率低于驻波天线的效率。
4.什么是缝隙天线？基本缝隙天线的场辐射特点是什么？（分数：5）答：在波导或空腔谐振器开出一个或数个缝隙以辐射或接收电磁波的天线称为缝隙天线。
《天线与电波传播》课件
电波在自由空间中传播时，能量随距离的平 方成正比地衰减。
穿透损耗
电波在穿透建筑物、墙体等障碍物时，会受 到损耗。
地面吸收损耗
电波在传播过程中，会受到地面的吸收作用 ，导致能量衰减。
散射损耗
由于散射体的散射作用，导致电波传播过程 中的能量衰减。
03
天线设计与应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
Hale Waihona Puke 天线的定义与分类总结词
天线的定义是指能够将电磁波能量转换为导行波能量或将导行波能量转换为电磁波能量 的装置。天线根据不同的分类标准可以分为多种类型。
详细描述
天线是一种能够将电磁波能量转换为导行波能量或将导行波能量转换为电磁波能量的装 置。根据不同的分类标准，天线可以分为多种类型，如按工作性质可以分为发射天线和 接收天线，按方向性可以分为定向天线和全向天线，按频段可以分为超长波天线、长波
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
《天线与电波传播》ppt课
件
• 天线基础知识 • 电波传播基础 • 天线设计与应用 • 电波传播的干扰与防护 • 未来发展与展望
目录
CONTENTS
01
天线基础知识
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
设备干扰
影响设备的正常运行，可能导致设 备故障或性能下降。
04
干扰的防护与抑制
频率管理
通过合理规划和管理无线电频谱，减少不同无线电业务之间的干扰。
天线隔离
通过合理设置天线位置和方向，降低不同无线电设备之间的干扰。
滤波技术
采用滤波器对信号进行筛选和处理，减少干扰信号的影响。
天线习题答案(樊振宏)
θ 4 = −131.5
2θ 0.5 = 131.5o − 48.5o = 83o
1.14
G = 20dB = 100 Ae =
1.15
λ2 G = 7.96(m2 ) 4π
2 Emax1 r =10 km 2 2 E2 = Emax 2 r = 20 km Emax1 = 2 ⋅ Emax 2 2 A ⋅S A 4 1 P 1 = e1 av1 = e1 ⋅ = P2 Ae 2 ⋅ S av 2 Ae 2 1 2 E1 = G1 Ae1 1 = = G2 Ae 2 8
cos( sin δ ) cos( sin δ ) ψ 2 2 × 2 cos( ) = × 2 cos(π cos δ ) E 面 YOZ 面， f E (δ ) = cos δ 2 cos δ
H 面 XOZ 面， f H (δ ) = 1× 2 cos(π cos δ ) E 面：
π
π
z
120 150 180 210 240
z
y
210 330 210 330 210 330 240 270 300 240 270 300 240 270 300
d=λ,
H 面：
等幅反相平行二元半波振子阵 fE(δ)
为圆心
（b）略
(c)等幅反相激励共线阵： d = λ / 2 时，ψ = kd cos δ + ξ = π cos δ + π
θ =0
= /2
D=
1.10
∫
π /2
0
cos 4 (θ )sin θ dθ
=
∫θ π
cos 4 (θ )d cos θ
=
2
∫
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1、与可见光一样，红外线是一种波，人体辐射的红外线波长约为10μm，频率约为赫兹。
2、单位换算：
(1) 103.8 KHZ=HZ=MHZ；
(2) 0.725 MHZ=HZ=KHZ．。
3、半波振子的方向函数为，方向系数为。
4、Maxwell提出的电流的概念，使在任何状态下的电流都可保持连续，并且指明电流和电流是产生涡旋磁场的源。
5、坡印廷矢量的大小代表，其单位为，其方向代表，瞬时坡印廷矢量的表达式为。
6、任一线极化波都可分解为两个振幅、旋向的圆极化波，任一圆极化波都可分解为两个振幅、相互且相位的线极化波。
二、单项选择题：（每小题2分，共20分）
1. 我国的卫星通信技术拥有自主知识产权，在世界处于领先地位.在北京发射的信号通过通信卫星会转到上海被接收.实现这种信号传递的是()
A.超声波
B.次声波
C.声波
D.电磁波
2. 关于电磁波的传播，以下说法正确的是（）
A．只能在真空中传播B．在水中不能传播
C．可以在很多介质中传播D．只能在空气中传播3．微波炉中不能使用金属容器，这主要是因为（）A．金属易生锈，弄脏炉体
B．金属容易导电，造成漏电事故
C．微波能在金属中产生强大的电流，损坏微波炉
D．金属易传热，使炉体温度过高
4．下列说法正确的有（）
A．频率越低的电磁波的波长越短
B．频率越高的电磁波传播速度越快
C．频率越低的电磁波传播速度越快
D．频率越高的电磁波的波长越短
5. 在2003年4月的伊拉克战争中，美英联军在战争中使用电子干扰取得了很好的效果，争取到了战争的主动权，电子干扰具体地说就是（）
A．对敌方发射电磁波
B．对敌方发射很强的电磁波
C．对敌方发射频率很高的电磁波
D．对敌方发射与敌方电子设备工作频率相同的电磁波，施放反射电磁波的干扰波
6.对极化强度为的电介质，束缚体电荷密度为＿＿＿＿＿
A. B. C. D.
7.是
A.左旋圆极化
B.左旋椭圆极化
C.右旋圆极化
D.右旋椭圆极化
8.在两种不同介质（）的分界面上，电场强度的切向分量
A.总是连续的
B.总是不连续的
C.可能连续也可能不连续
D.，时连续
0 t /s
t 1 t 2 t 3 t 4
q
9. 入射方向矢量为 A. B. C.
D.
10. 在正弦电磁场中，位移电流与该处电场的方向一致，其相位 A. 与电场相同 B. 与电场相反 C. 超前电场90 D. 滞后电场90° 三、判断题（每小题2分，共20分）
1、LC 回路中电容器极板上的电荷量随时间的变化关系如下图所示，下列说法是否正确。
（1）在t1时刻，电路中的磁场能最小 （ ） （2）从t1时刻到t2时刻，电路中电流变小 （ ） （3）从t2时刻到t3时刻，电容器不断被充电 （ ） （4）在t4时刻，电容器的电场能最小 （ ）
2.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播 。
（ ） 3电磁波在任何介质中的传播速度均为
3.0×108 m/s 。
（ ） 4电磁波由真空进入介质传播时波长变短 。
（ ） 5.电磁波不能产生干涉、衍射现象。
（ ） 6．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象。
（ ） 7．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播。
（ ） 8．电磁波由真空进入介质传播时波长变短。
（ ）
四、简答题（每小题5分，共20分） 1、无线电波的传播途径？
无线电波从发射到接收的传播途径有三种，直线传播的叫直射波，沿地面传播的叫地波，射向天空后被子大气中的电离层反射回到地面的叫天波。
2、微波在地球表面的传播的距离只有几十千米，因此远距离输送微波，主要通过哪些方式来实现？
微波很容易被地面吸收，又能穿透电离层而不被反射，所以它不能靠地波和天波传播，只能沿直线传播。
由于地球表面不是平面，微波在地面上传播的距离不远，一般只有几十千米。
因此，要向远距离传送微波，就要设立中继站，像接力比赛那样，一站一站地把微波传送出去。
3、喇叭天线的主瓣宽度、方向系数的估算公式？
E 面（yoz 面）主瓣宽度
b
E λ
θ
5325.0=
H 面（xoz 面）主瓣宽度
1
5.0802a H λ
θ
=
方向系数（最佳尺寸的角锥喇叭）
2
1
1451
.0λ
πb a D =
五、计算题（每小题10分，共20分）
1.求空气同轴线（内导体外半径为，外导体内半径为）沿z方向单位长度的分布电容
设内外导体上单位长度带电分别为和，由高斯定理可得（取单位长度）：
内外导体间的电压：
由电容的定义，可得单位长度的电容为
2、已知某天线的方向系数为100，辐射功率，工作频率
，在距天线10km 处放一块足够厚的理想介质（介质表面与传播方向垂直），求介质中的波长和电场强度的幅值。
解：
垂直入射，，
透射系数为
介质中电场强度的幅值为
自由空间的工作波长为介质中的波长
一、填空题
1．电磁波、3×10132. (1) 1.038×105、1.038×10-1；（2）7.25×105、7.25×102 3. 1.64 4.位移传导位移
5. 单位面积上的功率密度电磁波行进的方向
6.相等相反相等垂直差900
1.D
2.C
3.B
4.D
5.D 6 C 7 D 8 A 9 B 10 C
1 对错对对
2对 3错 4对 5 错 6 对 7 对 8 对。