天线与电波传播课后答案(宋铮 张建华 著)

，
。
（ 1） 由
可得：
（ 2） 由
可得：
（ 3） 由
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14、 解 ： 接 收 天 线 的 有 效 接 收 面 积 为
将
，
代入，则可得
。
29、 解 ： 如 图 所 示 ， 这 是 一 个 4 元 均 匀 直 线 阵 ，
,,
,d=0.25λ。
4.5.2 第 2 题 简 述 对 数 周 期 天 线 宽 频 带 工 作 原 理 。 答 案 要 点 ：（ 1 ）对 数 周 期 天 线 由 排 列 在 集 合 线 上 的 若 干 根 对 称 振 子 天 线 组 成 ， 振 子 的 长 度 、 半 径 以 及 振 子 的 间 距 都 按 同 一 比 例 系 数 τ变 化 ， 且 τ接 近 与 1；（ 2）当 工 作 于 一 个 频 率 时 ，在 天 线 阵 面 上 有 一 个 有 效 辐 射 区 ，该 区 域后面的电流迅速减小，符合电流截断效应的要求，当工作频率发生变化 时，这个有效辐射区会前后移动，但辐射区的电尺寸基本保持不变，从而 使得电特性也维持基本不变，保证了对数周期天线的非频变特性。
cn 的 夹 角 。 由 此 可 知 ：
网 . ? →?
案 hp 取
，则
。
答 s （ 2） 磁 基 本 振 子 的 E 面 图 为 电 基 本 振 子 的 H 面 图 ， H 面 图 为 电 基 本 振 子
ck 的 E 面 图 。 所 以 ， 其
和
的计算过程于电基本振子的类似，从略。
课后 .ha 8、 解 ： 本 题 考 察 对 半 功 率 点 波 瓣 宽 度 的 理 解 。 因 为
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源。由惠更斯元的辐射长之和就可以得到口径面的辐射场。惠更斯元的辐 射场可以看作是由等效电流元和等效磁流元的辐射场构成的。其 E 面和 H 面的辐射场由相同的形式，即：
E 面和 H 面方向图具有相同的形状。 6.7.2 第 7 题 口 径 相 位 偏 差 主 要 有 哪 几 种 ？ 它 们 对 方 向 图 的 影 响 如 何 ？ 答 案 要 点 ：口 径 的 相 位 偏 差 主 要 有 三 种 类 型 ：（ 1）直 线 律 相 位 偏 差 ；（ 2） 平 方 律 相 位 偏 差 ； （ 3） 立 方 律 相 位 偏 差 。 直线律相位偏差相当于一个平面波倾斜投射到平面口径上，会带来最大辐 射方向的偏移。平方律相位偏移相当于一个球面波或柱面波投射到平面口 径上，会带来零点模糊、主瓣展宽、主瓣分裂以及方向系数下降，是天线 设计中应该极力避免的。立方律相位偏移会产生最大辐射方向的偏转，而 且还会导致方向图不对称，在主瓣一侧产生较大的副瓣。 6.7.3 第 18 题 对 旋 转 抛 物 面 天 线 的 馈 源 有 哪 些 基 本 要 求 答 案 要 点 ：（ 1） 源 应 该 具 有 确 定 的 相 位 中 心 ， 并 且 此 相 位 中 心 应 该 置 于 抛
3.3.1 第 1 题 说 明 行 波 天 线 与 驻 波 天 线 的 差 别 和 优 缺 点 。
答 案 要 点 ：（ 1 ） 行 波 天 线 上 电 流 的 分 布 呈 行 波 状 态 ； 驻 波 天 线 上 电 流 的 分
n 布 呈 驻 波 状 态 ；（ 2 ） 行 波 天 线 的 等 效 模 型 为 终 端 接 匹 配 负 载 的 传 输 线 ， 输 网 c 入 端 阻 抗 近 似 为 纯 阻 性 的 特 性 阻 抗 ， 且 不 随 频 率 而 变 ， 因 而 具 有 宽 频 带 特 . 性 ；（ 3 ） 驻 波 天 线 的 等 效 模 型 为 终 端 开 路 的 传 输 模 型 ， 输 出 阻 抗 与 电 长 度 案 p 有 关 ， 因 为 随 频 率 变 化 剧 烈 ， 属 于 窄 带 天 线 ；（ 4） 行 波 天 线 的 输 入 功 率 有 h 相 当 一 部 分 会 被 匹 配 负 载 吸 收 ， 因 而 比 驻 波 天 线 的 效 率 低 。 答 ks 4.5.2 第 1 题 简 述 等 角 螺 旋 天 线 的 非 频 变 原 理 。 c 答 案 要 点 ：（ 1 ） 等 角 螺 旋 天 线 由 两 个 螺 旋 臂 构 成 ， 每 个 螺 旋 臂 的 边 缘 线 都 后 a 是 等 角 螺 旋 线 ， 属 于 一 种 角 度 天 线 ， 它 的 结 构 仅 仅 由 角 度 决 定 ；（ 2） 当 工 h 作 于 一 个 频 率 时 ， 在 等 角 螺 旋 天 线 上 有 一 个 对 应 的 工 作 区 域 ， 起 主 要 辐 射 课 . 作 用 ， 是 该 频 率 点 的 有 效 辐 射 区 ， 在 它 后 面 的 区 域 电 流 迅 速 衰 减 到 20d B w 以 下 ， 当 工 作 频 率 发 生 改 变 时 ， 这 个 有 效 辐 射 区 会 向 前 或 向 后 移 动 ， 使 得 ww 它 的 辐 射 性 能 基 本 保 持 不 变 ， 从 而 保 证 了 非 频 变 特 性 。
n 物 面 天 线 的 焦 点 ， 以 使 口 径 上 得 到 等 相 位 分 布 ；（ 2 ） 馈 源 方 向 图 的 形 状 应
该尽量符合最佳照射，同时副瓣和后瓣尽量小，因为它们会使得天线的增
网 c 益 下 降 ， 副 瓣 电 平 抬 高 ；（ 3） 馈 源 应 该 具 有 较 小 的 体 积 ， 以 减 小 对 抛 物 面 . 口 径 的 遮 挡 ； （ 4 ） 馈 源 应 该 有 一 定 的 带 宽 ， 它 决 定 了 抛 物 面 天 线 的 带 宽 。 案 hp 9.5.1 第 1 题 为 什 么 地 面 波 传 播 会 出 现 波 前 倾 斜 现 象 ？ 波 前 倾 斜 的 程 度 答 s 与 那 些 因 素 有 关 ？ 为 什 么 ？ k 答 案 要 点 ： 波 前 倾 斜 现 象 是 指 由 于 地 面 损 耗 造 成 电 场 向 传 播 方 向 倾 斜 的 一 后 c 种 现 象 。 当 一 个 垂 直 极 化 的 电 磁 波 沿 着 地 面 向 前 传 播 时 ， 会 在 地 面 上 感 应 a 出 电 荷 ， 这 些 电 荷 随 着 电 波 向 前 移 动 时 形 成 感 应 电 流 ， 而 地 面 是 一 种 半 导 h 电 媒 质 ， 有 一 定 的 电 阻 ， 故 会 在 传 播 方 向 上 会 产 生 电 压 降 ， 也 即 在 传 播 方 课 . 向 上 产 生 新 的 电 场 分 量 ， 这 个 电 场 分 量 和 原 来 的 垂 直 分 量 合 成 以 后 ， 就 形 w 成 了 向 传 播 方 向 倾 斜 的 电 场 ， 即 波 前 倾 斜 。 通 常 ， 地 面 的 介 电 性 越 强 （ 电 ww 导 率 约 小 ） ， 波 前 倾 斜 现 象 约 严 重 ， 导 电 性 越 强 （ 电 导 率 越 大 ） ， 波 前 倾
6.7.1 第 1 题 何 谓 惠 更 斯 元 ？ 它 的 辐 射 场 及 辐 射 特 性 如 何 ？ 答 案 要 点 ：（ 1） 在 分 析 面 天 线 的 辐 射 场 时 ， 通 常 将 面 天 线 的 辐 射 问 题 转 化 为口径面的二次辐射。因为口径面上存在着电场和磁场分量，根据惠更斯 原理，将口径面分割成许多面元，这些面元就称为惠更斯元或者二次辐射
，所以
www ； 从 图 上 可 以 看 出
点是半功率点，其场强大小为：
，其中 为
的场强。
由于场强与 成正比，则
的场强是
点场强的
，即
。故有
。
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10、解 ：已 知 天 线 1 的
，
；天线 2 的
这里表示的是电基本振子的远区辐射场）
n （ 2） 电 基 本 振 子 辐 射 的 是 线 极 化 波 。 c （ 3 ） 过 M 点 的 等 相 位 面 是 一 个 球 面 ， 所 以 远 区 辐 射 场 是 球 面 波 ； 又 因 为
网 . 与
成正比，则球面波又是非均匀的。
案 shp （ 4） M 点 的 电 场 与 磁 场 之 间 有 如 下 关 系 ： 课w后ww答.hack （ 5） 从 电 基 本 振 子 的 远 区 辐 射 场 表 达 式 可 见 ：
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在通用直线阵阵因子图形中取下本题对应的图形如下：
答案c网 （1）先求 E 面(yoz)方向图,
,
后 ha 因 为 相 邻 阵 元 之 间 的 相 位 差 为
课www. 式 中 为 射 线 与 z 轴 夹 角 。
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带阻抗特性，满足电视信号发射的带宽要求。 2.5.2 第 8 题 怎 样 提 高 直 立 天 线 的 效 率 答 案 要 点 ： 有 三 种 办 法 ： （ 1 ） 加 顶 负 载 ， 如 在 鞭 状 天 线 的 顶 端 加 小 球 、圆 盘 和 辐 射 叶 ；（ 2）加 电 感 线 圈 ；（ 3）降 低 损 耗 电 阻 ，改 善 地 面 的 电 性 质 ， 常用的有埋地线、架设平衡器等。 2.5.3 第 14 题 天 线 与 馈 线 连 接 有 什 么 基 本 要 求 ？ 答 案 要 点 ：天 线 与 馈 线 之 间 连 接 时 要 考 虑 两 个 问 题 ：（ 1）阻 抗 匹 配 ，以 保 证 具 有 最 大 的 能 量 传 输 效 率 ；（ 2 ）平 衡 馈 电 ，以 保 证 天 线 方 向 图 的 对 称 性 。
课w后ww.hac H 面的方向图为：
2.5.1 第 7 题 简 述 蝙 蝠 翼 电 视 发 射 天 线 的 工 作 原 理 。 答 案 要 点 ：（ 1） 蝙 蝠 翼 天 线 由 水 平 对 称 振 子 天 线 排 列 组 成 ， 朝 空 间 辐 射 水 平 极 化 波 ，以 满 足 电 视 广 播 信 号 的 要 求 ；（ 2 ）两 幅 蝙 蝠 翼 在 空 间 正 交 布 置 ， 构 成 旋 转 场 天 线 ， 以 获 得 在 水 平 平 面 的 全 向 特 性 ；（ 3 ） 各 振 子 沿 传 输 线 两 侧水平放置，中间馈电处振子较短，而两侧短路端振子较长，以获得宽频