哈工大天線原理 馬漢炎習(xí)題答案

1、第一章第一章1-1嘗試對(duì)偶性原理，從電基本振子的場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式(嘗試對(duì)偶性原理，從電基本振子的場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式(1-5)和()和(1-7)寫(xiě)出磁基本振子的場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式。寫(xiě)出基本磁振子的場(chǎng)表達(dá)式。對(duì)偶原理的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：ee hmhe -emj JM3354m此外，由于，因此，還有kkk公式(1-5)JKR e JKR IDL JH h 11in 200公式(1-7)0 11 sin 2 1 cos 2 22 00 00 2 e rkjkr idlje e JKR IDL e e 公式(1-5)的對(duì)偶公式是JKR M R E JKR DLI JE E 11 Sin 200公式(1-7)0 11 1 Sin 2

2、 1 cos 2 22 00 00 2h E rkjkr d lih JKR M JKR M R M R與Imdl=j0IS相結(jié)合具有磁基振蕩器的場(chǎng)表達(dá)式是：JKR E JKR ris E E e11 Sin 2 000 0 0 11 Sin 2 1 cos 2 22 如果電基本振蕩器輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度是已知的，如果電基本振蕩器輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度是已知的， 天線的輻射功率可以通過(guò)輻射源發(fā)射，天線的輻射功率可以根據(jù)通過(guò)封閉球體的功率密度之和來(lái)計(jì)算，該封閉球體的中心在遠(yuǎn)區(qū)，即封閉球體的功率密度之和，該球體的中心在遠(yuǎn)區(qū)，即ssdrps，(面積元素)。 嘗試計(jì)算電子基本振蕩器的輻射功率和輻射電阻。它是一個(gè)面積

3、元素。嘗試計(jì)算電子基本振蕩器的輻射功率和輻射電阻。首先，計(jì)算輻射功率22 22 200 2 40 SiN 2 SiN 240 1 240 1 IL1 DDR R R IL1 DSEP S輻射電阻：222802l I p r .注：這個(gè)問(wèn)題適用于34 Sin 003 D1-5如果基本電振蕩器的輻射場(chǎng)公式是已知的，如果基本電振蕩器的輻射場(chǎng)公式是已知的，請(qǐng)嘗試使用方向性系數(shù)的定義找到它的方向，并嘗試使用性別系數(shù)。解決方案方向性系數(shù)定義為天線在某一輻射方向上的功率密度Smax(或場(chǎng)強(qiáng)Emax的平方)與無(wú)方向性天線在相同輻射功率和相同距離下的功率密度S0(或場(chǎng)強(qiáng)E0的平方)之比。首先，計(jì)算222200

4、2240 sin 24012401 il DDR r il DSE PS的輻射功率，使輻射功率為6042240 22020 re r e p，其中E0為非定向天線的輻射場(chǎng)強(qiáng)度。因此，我們可以得到22200 r . e，所以方向性系數(shù)是5.120 2最大e . D1-6。將低電流環(huán)電流設(shè)為I、環(huán)面積和環(huán)面積，得到低電流環(huán)天線的輻射功率和輻射電阻的表達(dá)式。如果。得到了小電流環(huán)形天線的輻射功率和輻射電阻的表達(dá)式。如果將1米長(zhǎng)的導(dǎo)線繞成一個(gè)小圓圈，波源的頻率為1兆赫，波源的頻率為1兆赫，計(jì)算其輻射電阻值。找到它的輻射電阻值。小電環(huán)輻射場(chǎng)的幅值為：sin2rsise首先獲得2242220022160 s

5、in sin 2401240 IS Ddr r IS DSep S輻射電阻為42423202s i p r當(dāng)環(huán)周長(zhǎng)為1m時(shí)，其面積為，當(dāng)波源頻率為1MHz時(shí)，其波長(zhǎng)為=300m。因此，輻射電阻為r=2.410-8。1-7試著證明電基本振蕩器的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射場(chǎng)的振幅試著證明電基本振蕩器的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射場(chǎng)的振幅e與輻射功率和輻射功率p之間的關(guān)系是r PE sin 49.9證明 根據(jù)主題1-3，電基本振蕩器的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射場(chǎng)的振幅為60/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20/20 因此有：r p si

6、n 49.91-9方向性的另一個(gè)定義：方向性的另一個(gè)定義是測(cè)試和驗(yàn)證在最大輻射方向上的遠(yuǎn)區(qū)中的相同點(diǎn)處的相同電場(chǎng)強(qiáng)度：在最大輻射方向上的遠(yuǎn)區(qū)中的相同點(diǎn)具有相同電場(chǎng)強(qiáng)度的條件下，定向天線的輻射功率是定向天線的輻射功率的倍數(shù)，其被記錄為定向天線的輻射功率的倍數(shù)。 方向性系數(shù)被定義為：方向性系數(shù)被定義為天線在某一輻射方向上的功率密度Smax(或場(chǎng)強(qiáng)Emax的平方)與無(wú)方向性天線在相同輻射功率和相同距離下的功率密度S0(或場(chǎng)強(qiáng)E0的平方)的比值。假設(shè)定向天線的輻射功率為p ，最大輻射方向上的輻射場(chǎng)為Emax，非定向天線的輻射功率為p 0，輻射場(chǎng)大小為E0，有如下關(guān)系：如果定向天線的方向性系數(shù)為d，則根

7、據(jù)定義，當(dāng)其輻射功率為p 時(shí)，有22個(gè)最大60 r dpe。因此，當(dāng)Emax=E0時(shí)，最大0 ee p P1-11。一個(gè)電基本振蕩器和一個(gè)小電流環(huán)同時(shí)放置在坐標(biāo)原點(diǎn)。如圖所示，如果一個(gè)電基本振蕩器和一個(gè)小電流環(huán)同時(shí)放置在坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖所示，如果如圖所示，嘗試sili212以證明遠(yuǎn)區(qū)中任何點(diǎn)的輻射場(chǎng)是圓偏振的。證明了遠(yuǎn)區(qū)任意點(diǎn)的輻射場(chǎng)都是圓偏振的。證明圖中所示的電基本振蕩器和小電流環(huán)的輻射場(chǎng)分別為：圖中所示的電基本振蕩器和小電流環(huán)的輻射場(chǎng)分別為：JKR E R Li Je Sin 201 JKR E R Si E Sin 02使遠(yuǎn)區(qū)任何一點(diǎn)的輻射場(chǎng)為ASILI 212:這是一個(gè)右旋圓極JKR E

8、 R R a Jae Sin 200電磁波。1-13設(shè)置發(fā)射和接收天線之間的距離，以設(shè)置發(fā)射和接收天線之間的距離R，該距離處于極化匹配和阻抗匹配的最佳狀態(tài)，并且最大方向?qū)R。如果工作，它處于極化匹配和阻抗匹配的最佳狀態(tài)，并且最大方向?qū)R。如果工作波長(zhǎng)為，發(fā)射天線的輸入功率，發(fā)射天線的輸入功率Ptin，發(fā)射天線和接收天線的增益系數(shù)分別為，發(fā)射天線和接收天線的增益系數(shù)分別為gt，Gr，試著證明這種聯(lián)系。在滿(mǎn)足問(wèn)題中提出的三個(gè)條件的條件下，嘗試證明接收功率是RTTI NR GGP r p2 max 4證明。根據(jù)天線增益的定義，可以得出發(fā)射天線在接收天線處產(chǎn)生的輻射場(chǎng)的最大功率密度為is t tin

9、g r p s 2 max4，接收天線的有效面積為re GS 42，因此接收天線獲得的最大接收功率為rt . r . g . r . ssp 2 max 4 1-1。如果干擾在空間上均勻分布并從各個(gè)方向發(fā)射到接收點(diǎn)，則使用定向接收天線可以增加有用信號(hào)。如果干擾在空間上均勻分布，并從所有方向發(fā)送到接收點(diǎn)，則可以通過(guò)使用定向接收天線來(lái)增加有用信號(hào)功率與外部干擾功率的比率。證明了該比值與天線的方向性系數(shù)成正比。信號(hào)功率與外部干擾功率之比被證明與天線的方向性成正比。證明如果對(duì)接收天線的方向性函數(shù)設(shè)置為F(，)并且方向性系數(shù)設(shè)置為D，則存在以下關(guān)系：2002 sin)，(4 DDF D將干擾Sn的平均功

10、率流密度設(shè)置為常數(shù)，并且以接收點(diǎn)為中心的半徑為R的球面圍繞接收點(diǎn)。那么天線在接收點(diǎn)接收的功率Pn是具有不同方向區(qū)域的微元件通過(guò)的接收干擾的積分：d RS DDF RS ddrfs dsfsp n nn 22 22 22 22 22 24 sin)，(sin)，(sin)，(假設(shè)天線接收的有用功率是Ps，有用功率與干擾功率之比是s=PS/pn d。在第2章第2-1章中，設(shè)置偶極臂長(zhǎng)度，偶極臂長(zhǎng)度L設(shè)置為/2，/d如果電流是正弦的，試著畫(huà)出偶極子上的電流。如果電流是正弦的，試著畫(huà)出偶極子上的電流分布。分銷(xiāo)。/2/2/4/4/8/822-2采用試驗(yàn)方法確定半波振蕩器，全波振蕩器采用試驗(yàn)方法確定半波振

11、蕩器和全波振蕩器的e面主瓣寬度。主耳垂寬度。半波振蕩器的方向性函數(shù)為sin cos 2 cos(F)可以看出，該函數(shù)關(guān)于=0和=/2對(duì)稱(chēng)，當(dāng)=/2時(shí)，F(xiàn)()的最大值為1，因此計(jì)算=/4/2就足夠了。經(jīng)過(guò)計(jì)算，當(dāng)=51時(shí)，F(xiàn)()=0.708，因此，HPBW=2(90-51)=78的全波振蕩器的方向性函數(shù)可以通過(guò)sin cos 2 cos(2f)來(lái)獲得(可以看出，該函數(shù)關(guān)于=0和=/2是對(duì)稱(chēng)的，當(dāng)=/2時(shí)，F(xiàn)()具有最大值1，因此足以計(jì)算=/4/2之間的值。經(jīng)過(guò)計(jì)算，當(dāng)=66.1，F(xiàn)()=0.707時(shí)，可以得到主瓣寬度HPBW=2(90-66.1)=47.82-3的試用公式(試用公式(1-51)，

12、可以計(jì)算出半波振蕩器和全波振蕩器的方向性系數(shù)。計(jì)算了半波振蕩器和全波振蕩器的方向性系數(shù)。解決方案公式(1-51)是R F2最大值120。對(duì)于偶極子，fmax=1-coskl，所以這個(gè)問(wèn)題可以用一個(gè)列表來(lái)回答：天線類(lèi)型KLF Mazrd半波偶極子/2173.11.64全波偶極子22002.4 2-4嘗試用公式(嘗試用公式(1-85)分別求解半波偶極子和全波偶極子的有效面積。分別求解了半波振蕩器和全波振蕩器的有效面積。解法有效面積公式為GSE 42。利用問(wèn)題2-3的結(jié)論，可以列出下表：天線類(lèi)型KlFMaxrDSe半波振蕩器/2173.11 . 640.132全波振蕩器22002 . 40.192-5。嘗試使用公式(嘗試使用公式(2-24)或()或(2-25)來(lái)找到半波振蕩器和全波振蕩器的有效長(zhǎng)度。計(jì)算了半波振蕩器和全波振蕩器的有效長(zhǎng)度。解決方案公式(2-24)將減小的電流作為輸入電流來(lái)計(jì)算有效長(zhǎng)度2 Tan KLLE。公式(2-25)將減小的電流作為波腹電流來(lái)計(jì)算有效長(zhǎng)度302 DR LE，因此可以在列表中回答該主題。天線類(lèi)型klfmaxrDle(2-24)l