天线与电波论文

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：（1）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。（2）

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：（1）原因：由于振子间的相互影响，引向天线的输入阻抗往往比半波振子的降低较多，很难于同轴线直接匹配。加之同轴线是非对称馈线，给对称

振子馈电时需要增加平衡变换器，而平衡变换器又具有阻抗变换作用，

进一步将天线输入阻抗变小，这样就更难实现阻抗匹配。实验证明，有

源振子的结构与类型对引向天线的方向图影响较小，因此可以主要从阻

抗特性上来选择合适的有源振子的尺寸与结构，工程上常常采用折合振

子，因为它的输入阻抗可以变为普通半波振子的K倍（k>1）。其中反射

器稍长于有源振子，引向器稍短于有源振子。

（2）引向天线的引向器和反射器的区分：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。即当振子“2”的电流相位领先与振子“1”90

度时，即I2 = I1e j90时，振子“2”的作用好像把振子“1”朝它方

向辐射的能量“反射”回去，故振子“2”称为反射振子（或反射器）。

如果振子“2”的馈电电流可以调节，使其相位滞后于振子“1”90度时

即I2 = I1e j90 ，则其结果与上面相反，此时振子“2”的作用好像把

振子“1”向空间辐射的能量引导过来，则振子“2”称为引向振子（或

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：（1）驻波天线上的电流按驻波分布，或称谐振天线，其输入阻抗具有明显的谐振特性，因此天线的工作频带较窄，但增益较高。（2）行波天线上的

电流按行波分布，由于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，因此频带较宽。但是行波

天线的宽频带特性是用牺牲增益来换取的。

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：（1）缝隙天线：在波导或空腔谐振器上开出一个或数个缝隙以辐射或接收电

磁波的电线城为缝隙天线。（2）基本缝隙天线的场辐射特点：最基本的

缝隙天线是由开在矩形波导壁上的半波谐振缝隙构成的。由电磁场理论，

对TE10波而言，在波导宽壁上有纵向和横向两个电流分量，横向分量

的大小沿宽边呈余弦分布，中心处为零，纵向电流沿宽边呈正弦分布，

中心处最大；而波导窄壁上只有横向电流，且沿窄边均匀分布。如果波

导壁上所开的缝隙能切割电流线，则中断的电流线将以位移电流的形式

延续，缝隙因此得到激励，波导内传输功率通过缝隙向外辐射，当缝隙

与电流线平行时不能在缝隙区内建立激励磁场，不能产生激励而得到辐

射。

5.简述电波传播研究内容及对象和几种主要的电波传播的特点。（分

数：5）

答：（1）研究内容：电波传播研究是为了开拓利用电磁波频谱。它研究的是３０Ｈｚ－３０００ＧＨｚ．研究对象：它是对无线电波传播媒质特性的研

究，研究媒质电特性对电波传播的影响。（2）a.地面波传播：传播的信

号质量好，但是频率越高，地面对电波的吸收越严重。b.天波传播：传

播损耗小，从而能以较小的功率进行可达数千千米的远距离传播。c.视

距传播：要求天线具有强方向性并且有足够高的架设高度，传播中所受

到的主要影响是视距传播中的直射波和地面反射波之间的干涉。d.散射

传播：距离远，抗毁性好，保密性强。

6.当发射天线为辐射垂直极化的鞭状天线，在地面上和地面下接收

时，各自应采用何种天线比较合适，解释其原因？（分数：5）

答：当采用垂直极化的鞭状天线作为发射天线时，根据波前倾斜现象的原理，在地面上和地面下均可以接收信号。在地面上接收时，

由于电场的垂直分量于水平分量，所以宜采用直立天线来接收；

在地面下接收时，则电场的水平分量远大于垂直分量，所以宜采

用水平埋地天线接收。

7.简述天波传播中的反射条件和电离层吸收特点。（分数：5）

答：（1）天波传播中的反射条件：电离层反射点播的能力与电波频率有关，在入射角。一定时，电波频率越低，越易反射。在电波频率一定时，入射角

越大，越易反射。（2）电离层吸收特点：电离层的碰撞速率越大或者电

子密度越大，电离层对电波的吸收就越大。电波频率越低，吸收越大。8.为什么存在地面有效反射区？在其他条件都相同的情况下，有效反射区的大小和频率关系如何？（分数：5）

答：a.反射波射线有天线的镜像点发出，根据电波传播的菲涅尔区概念，反射波的主要空间通道是第一菲涅尔椭球体，而这个椭球体与地面相交的区域为

一个椭圆，这就是有效反射区。反射面上只有有效反射区内的电流元对反

射波起主要的贡献。b.频率越大，反射区越小。

9.简述地面移动通信中电波传播特点及其研究方法？（分数：5）

答：（1）地面移动通信中电波传播特点： a.主要传播方式为视距传播； b.基站较高，移动台较低，且收发天线的空间相对位置一般是事变的； c.存

在快、中等速度、慢衰落现象。

（2）研究方法： a.建立在实验基础上的方法：Okumura方法、Lee方法； b.

实验和理论相结合的方法：GB/T14617.1-93