天線原理課程知識點彙總及演示實驗問題 2019春,II

2022-06-14 06:12:04 字數 1631 閱讀 7829

天線原理課程知識點彙總【a——了解,b——理解,c——掌握(深刻理解,熟練應用)】

注意:帶有[, , ]的內容不做要求

附表1常見天線的方向性係數

(電基本振子,磁基本振子,短振子,半波振子,全波振子,半波折合振子)

附表2三種常見的均勻直線陣波瓣特性及方向性係數d(nd>>λ)

注意:僅要求會排列順序

附表3 口徑場分布及其輻射特性

附表4口徑場相差對輻射的影響

【例題1】 在給定了增益和工作波長的情況下,設計由理想導體製作的最佳喇叭天線的口徑尺寸的求解過程如下:

(1)首先確定喇叭波導的尺寸a和b,請寫出單模傳輸時a和b與波長滿足的關係:

a<<2a

>2b(2)確定了a和b以後,依次列寫最佳喇叭所滿足的兩個關係式(不要求):①②

(3)根據給定的增益g和工作波長,結合最佳喇叭的口麵利用係數ν就可以確定dx和dy的關係式,請寫出這個關係式:

(4)請寫出ν的值:

ν=0.51

【例題2】 某圓錐喇叭天線a口麵直徑為20cm,工作波長為3.0cm,h面主瓣內的方向性函式可以用公式表示,φ以度為單位,取值範圍|φ|≤5。若採用該喇叭a作為發射天線,測試另乙個口麵直徑為10cm的相同波段的圓錐喇叭b的方向圖,請計算:

[1]僅滿足相位條件(接收天線中心和邊緣處的最大相差不超過π/8)的最小測試距離;

[2]僅滿足幅度條件(接收天線中心和邊緣處的最大幅度比不超過0.25db)的最小測試距離;

[3]設發射天線a的發射功率為10mw,增益為23db,不計線纜損耗,若接收天線b的口麵利用係數為0.56,則b天線按照[1]、[2]確定的最小測試距離擺放所能獲得的最大接收功率是多少?

【解】[1]

[2],|φ|≤5,

實際上要求,得

[3]取rmin=687.5cm,

pt=10mw=10×10-3w,

gt=23db=200,

ν=0.56

∴pr=14.8 μw

附圖1 利用向量網路分析儀、自動測試轉台、輔助天線和計算機測試天線方向圖和增益的基本原理框圖

演示實驗問題彙總

1、微波暗室包括吸收層和遮蔽層兩部分組成,請回答這兩部分是用什麼材料實現的?

2、請分析一下微波暗室的吸收層的工作原理。

3、請簡述微波暗室遮蔽層所使用的關鍵技術。

4、簡述標準喇叭天線的結構,並說明它的增益與哪些因素有關。

5、我們所使用的微波暗室,收發天線之間的距離為5.4m,發射天線口徑為25cm×20cm,工作頻率為1-18ghz,接收天線口徑為30cm×25cm,工作頻率為0.5-5ghz,請問能否測試出接收天線上限工作頻率的方向圖,並說明理由。

6、採用向量網路分析儀測試接收天線所收到的訊號幅度,在不考慮饋線損耗的情況下,試推導收發天線的訊號幅度比值。(已知條件為,訊號頻率f、收發天線距離r、各自增益gt、gr以及測試得到的s21幅度值|s21|。)

7、向量網路分析儀測試所得到的天線的s11引數和電壓駐波比(vswr)的關係。

8、向量網路分析儀測試所得到的天線的s11引數和天線輸入阻抗zin的關係。

9、(電磁場與無線技術專業學生答)某天線的輻射電場為,請說明該電場的極化形式,並推導出它的平均玻印廷向量。

10、(電磁場與無線技術專業學生答)根據第9題,請回答出如何測試圓極化天線的增益。

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