11微波技術(shù)復(fù)習(xí)(答案史密斯圓圖版)(已改無(wú)錯(cuò)字)
2023-07-20 06:58:27 本頁(yè)面
【正文】 定向耦合器、功率分配器以及各種微波分支器件。37. 簡(jiǎn)述雙分支定向耦合器的工作原理，并寫(xiě)出3dB雙分支定向耦合器的[S]矩陣。 答：假設(shè)輸入電壓信號(hào)從端口“①”經(jīng)A點(diǎn)輸入，則到的D點(diǎn)的信號(hào)有兩路，一路由分支線直達(dá)，其波行程為λg/4，另一路由A→B→C→D，波行程為3λg/4,；故兩條路徑到達(dá)的波行程差為λg/2，相應(yīng)的相位差為π，即相位相反。因此若選擇合適的特性阻抗，使到達(dá)的兩路信號(hào)的振幅相等，則端口“④”處的兩路信號(hào)相互抵消，從而實(shí)現(xiàn)隔離。同樣由A→C的兩路信號(hào)為同相信號(hào)，故在端口“③”有耦合輸出信號(hào)，即端口“③”為耦合端。耦合端輸出信號(hào)的大小同樣取決于各線的特性阻抗。38. 簡(jiǎn)述天線的定義和功能 答：用來(lái)輻射和接收無(wú)線電波的裝置稱(chēng)為天線?；竟δ埽?）天線應(yīng)能將導(dǎo)波能量盡可能多地轉(zhuǎn)變成電磁波能量；2）天線具有方向性；3）天線有適當(dāng)?shù)臉O化。4）天線應(yīng)有足夠的工作頻帶。39. 簡(jiǎn)述天線近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的特點(diǎn) 答：近區(qū)場(chǎng)：① 在近區(qū), 電場(chǎng)和與靜電場(chǎng)問(wèn)題中的電偶極子的電場(chǎng)相似, 磁場(chǎng)和恒定電流場(chǎng)問(wèn)題中的電流元的磁場(chǎng)相似, 所以近區(qū)場(chǎng)稱(chēng)為準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)。② 由于場(chǎng)強(qiáng)與的高次方成正比, 所以近區(qū)場(chǎng)隨距離的增大而迅速減小, 即離天線較遠(yuǎn)時(shí), 可認(rèn)為近區(qū)場(chǎng)近似為零。 ③ 電場(chǎng)與磁場(chǎng)相位相差90176。，說(shuō)明玻印廷矢量為虛數(shù), 也就是說(shuō), 電磁能量在場(chǎng)源和場(chǎng)之間來(lái)回振蕩, 沒(méi)有能量向外輻射, 所以近區(qū)場(chǎng)又稱(chēng)為感應(yīng)場(chǎng)。 遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)：①在遠(yuǎn)場(chǎng)，電基本振子的場(chǎng)只有和兩個(gè)分量，它們?cè)诳臻g上相互垂直，在時(shí)間上同相位，所以其玻印亭矢量是實(shí)數(shù)，且指向方向。這說(shuō)明電基本振子的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)是一個(gè)沿著徑向向外傳播的橫電磁波，故遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)又稱(chēng)輻射場(chǎng)。②是一個(gè)常數(shù)，即等于媒質(zhì)的本征阻抗，因而遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)具有與平行波相同的特性。③輻射場(chǎng)的強(qiáng)度與距離成反比，隨著距離的增大，輻射場(chǎng)減小。這是因?yàn)檩椛鋱?chǎng)是以球面波的形式向外擴(kuò)散的，當(dāng)距離增大時(shí)，輻射能量分布到更大的球面面積上。④在不同的方向上，輻射強(qiáng)度不相等。這說(shuō)明電基本振子的輻射是有方向性的。40. 天線的電參數(shù)有哪些？ 答：天線的電參數(shù)有：主瓣寬度、旁瓣電平、前后比、方向系數(shù)。41. 電基本振子的歸一化方向函數(shù)，方向系數(shù)D=，輻射電阻，3dB波瓣寬度900.42. 解釋天線的方向圖，以及E面和H面？ 答：如果將作為空間角度q 和f 函數(shù)的天線方向性函數(shù)以圖形的形式表示出來(lái)，則稱(chēng)為方向圖或方向性圖。E面：含最大輻射方向，電場(chǎng)矢量所在的平面（由電場(chǎng)強(qiáng)度方向和最大輻射方向構(gòu)成的平面）H面：含最大輻射方向，磁場(chǎng)矢量所在的平面（由磁場(chǎng)方向和最大輻射方向構(gòu)成的平面）。43. 簡(jiǎn)述什么是天線的極化，極化的分類(lèi)？ 答：天線的極化是天線在最大輻射方向上輻射場(chǎng)的極化，一般是指輻射電場(chǎng)的空間取向。輻射場(chǎng)的極化是指在空間某一固定位置上電場(chǎng)矢量端點(diǎn)隨時(shí)間運(yùn)動(dòng)的軌跡。根據(jù)軌跡形狀不同，可分為線極化、圓極化和橢圓極化。線極化：電場(chǎng)矢量沿著一條線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。線極化分為水平極化和垂直極化。圓極化：電場(chǎng)矢量的大小不變，其末端做圓周運(yùn)動(dòng)。分為左旋圓極化和右旋圓極化。橢圓極化：電場(chǎng)矢量大小隨時(shí)間變化，其末端運(yùn)動(dòng)的軌跡是橢圓。分為左旋橢圓極化和右旋橢圓極化。 44. 解釋天線方向圖參數(shù)中的主瓣寬度、旁瓣電平、前后比、方向系數(shù) 答：主瓣寬度：是衡量天線的最大輻射區(qū)域的尖銳程度的物理量。通常取天線方向圖主瓣兩個(gè)半功率點(diǎn)之間的寬度。旁瓣電平：是指離主瓣最近且電平最高的第一旁瓣的電平，一般以分貝表示。前后比：是指最大輻射方向（前向）電平與其相反方向（后向）電平之比，通常以分貝為單位。方向系數(shù)：在離天線某一距離處，天線在最大輻射方向上的輻射功率流密度與相同輻射功率的理想無(wú)方向性天線在同一距離處的輻射功率流密度之比。45. 從接收角度講, 對(duì)天線的方向性有哪些要求？ 答：1）主瓣寬度盡可能窄，以抑制干擾，但如果干擾與有用信號(hào)來(lái)自同一方向，即使主瓣寬度很窄，也不能抑制干擾，另一方面當(dāng)來(lái)波方向易于變化時(shí)，主瓣太窄難以保證穩(wěn)定的接收，如何選擇主瓣寬度，應(yīng)根據(jù)具體情況而定。2）旁瓣電平盡可能低，在任何情況下，都希望電平盡可能地低。3）要求天線方向圖中，最好有一個(gè)或多個(gè)可控制的零點(diǎn)，以便將零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)干擾方向，而且當(dāng)干擾方向變化時(shí)，零點(diǎn)方向也隨之改變，以抑制干擾，這也稱(chēng)為零點(diǎn)自動(dòng)形成技術(shù)46. 什么是衰落？簡(jiǎn)述引起衰落的原因。 答：所謂衰落，一般是指信號(hào)電平隨時(shí)間的隨機(jī)起伏。引起衰落的原因大致分為兩大類(lèi)：吸收性衰落和干涉型衰落。吸收性衰落：由于傳輸媒質(zhì)電參數(shù)的變化，使得信號(hào)在媒質(zhì)中的衰減發(fā)生相應(yīng)的變化，如大氣中的云霧等都對(duì)電波有吸收作用，由于氣象的隨機(jī)性，因而這種吸收的強(qiáng)弱也有起伏，形成信號(hào)的衰落。干涉型衰落：由隨機(jī)多徑干涉現(xiàn)象引起的信號(hào)幅度和相位的隨機(jī)起伏稱(chēng)為干涉型衰落。47. 什么是波長(zhǎng)縮短效應(yīng)？試簡(jiǎn)要解釋其原因。 答：對(duì)稱(chēng)振子上的相移常數(shù)β大于自由空
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