(2025年)天线考试题及答案

(2025年)天线考试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1.天线的基本功能是（）A.发射和接收电磁波B.放大信号C.滤波信号D.调制信号答案：A。天线的主要作用就是在发射端将电信号转换为电磁波辐射出去，在接收端将接收到的电磁波转换为电信号，所以其基本功能是发射和接收电磁波。2.下列哪种天线属于线天线（）A.微带天线B.喇叭天线C.偶极子天线D.反射面天线答案：C。偶极子天线是典型的线天线，由两根导体组成。微带天线是一种印刷天线；喇叭天线属于面天线；反射面天线也是面天线的一种。3.天线的增益是指（）A.天线在某一方向上的辐射功率与全向天线在同一方向上辐射功率之比B.天线在某一方向上的辐射功率与半波振子天线在同一方向上辐射功率之比C.天线在最大辐射方向上的辐射功率与全向天线在最大辐射方向上辐射功率之比D.天线在最大辐射方向上的辐射功率与半波振子天线在最大辐射方向上辐射功率之比答案：C。天线增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的全向辐射天线在空间同一点处所产生的场强的平方之比，即天线在最大辐射方向上的辐射功率与全向天线在最大辐射方向上辐射功率之比。4.天线的方向图通常是指（）A.电场强度方向图B.磁场强度方向图C.功率方向图D.以上都可以答案：D。天线的方向图可以用电场强度方向图、磁场强度方向图或者功率方向图来表示，它们从不同角度描述了天线辐射特性随空间方向的变化。5.半波振子天线的长度约为（）A.λ/4B.λ/2C.λD.2λ答案：B。半波振子天线的长度约为工作波长的一半，即λ/2。6.微带天线的优点不包括（）A.体积小B.重量轻C.增益高D.易于集成答案：C。微带天线具有体积小、重量轻、易于集成等优点，但一般来说其增益相对较低，通常需要采用一些技术手段来提高增益。7.天线的极化方式有（）A.线极化B.圆极化C.椭圆极化D.以上都是答案：D。天线的极化方式有线极化（水平极化和垂直极化）、圆极化（左旋圆极化和右旋圆极化）和椭圆极化。8.下列哪种天线适合用于移动通信基站（）A.对数周期天线B.八木天线C.基站定向天线D.螺旋天线答案：C。基站定向天线具有特定的辐射方向和增益，能够满足移动通信基站覆盖特定区域的需求。对数周期天线主要用于宽频带通信；八木天线常用于电视接收等；螺旋天线常用于卫星通信等。9.天线的带宽是指（）A.天线能够正常工作的频率范围B.天线的增益变化范围C.天线的方向图变化范围D.天线的极化特性变化范围答案：A。天线带宽是指天线的各项性能指标（如增益、方向图、输入阻抗等）满足一定要求时所对应的频率范围，也就是天线能够正常工作的频率范围。10.天线的有效面积与天线的增益之间的关系是（）A.成正比B.成反比C.无关D.不确定答案：A。天线的有效面积和增益之间存在正比关系，增益越高，有效面积越大。二、填空题（每题3分，共30分）1.天线的辐射效率是指天线的______功率与输入功率之比。答案：辐射。天线辐射效率反映了天线将输入功率转换为辐射功率的能力。2.常用的线天线有______、______等。答案：偶极子天线、单极子天线。这两种都是常见的线天线类型。3.天线的方向系数是指在相同的辐射功率下，天线在最大辐射方向上的辐射强度与______天线在该方向上的辐射强度之比。答案：全向。方向系数用于衡量天线辐射的集中程度。4.微带天线通常由______、______和接地板组成。答案：辐射贴片、介质基片。这是微带天线的基本结构组成部分。5.天线的极化特性是指天线在空间某点处______的取向随时间变化的方式。答案：电场矢量。极化特性描述了电场矢量的变化情况。6.八木天线由______、______和反射器组成。答案：有源振子、引向器。八木天线通过这些部分的组合实现特定的辐射特性。7.天线的输入阻抗是指天线输入端的______与______之比。答案：电压、电流。输入阻抗是天线的一个重要参数，影响天线与馈线的匹配。8.天线的工作频段可以分为______、______、______等。答案：低频段、中频段、高频段。这是对天线工作频段的常见划分方式。9.圆极化天线分为______圆极化和______圆极化。答案：左旋、右旋。圆极化天线的电场矢量端点在空间描绘出一个圆，根据旋转方向分为左旋和右旋。10.天线的互易定理表明，同一天线作为发射天线和接收天线时，其______、______等特性是相同的。答案：方向图、增益。互易定理是天线理论中的一个重要定理。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述天线的基本工作原理。答案：天线的基本工作原理基于电磁感应和电磁波的辐射与接收。在发射过程中，发射机产生的高频电信号通过馈线传输到天线。天线中的导体在高频电流的作用下，周围会产生交变的电场和磁场。根据麦克斯韦方程组，变化的电场会产生变化的磁场，变化的磁场又会产生变化的电场，这样电场和磁场相互激发，形成电磁波并向空间辐射出去。在接收过程中，空间中的电磁波遇到天线时，会在天线导体中感应出交变电流，这个电流通过馈线传输到接收机，经过处理后恢复出原始的信号。2.比较微带天线和传统天线的优缺点。答案：微带天线的优点：体积小、重量轻，便于集成到各种设备中，适用于对空间和重量要求较高的场合，如手机、卫星等。易于制造，采用印刷电路技术可以批量生产，降低成本。可以制成各种形状，满足不同的设计需求，并且可以与有源电路集成在一起。微带天线的缺点：增益相对较低，一般需要采用一些特殊技术来提高增益。带宽较窄，限制了其在宽频带通信中的应用。效率相对不高，部分能量会在介质基片中损耗。传统天线（以偶极子天线为例）的优点：结构简单，易于理解和设计。具有较好的辐射效率和较宽的带宽。方向图比较稳定，在一些对天线性能要求不高的场合应用广泛。传统天线的缺点：体积较大，不适合在小型化设备中使用。不易集成，与其他电路的兼容性较差。3.说明天线增益和方向系数的区别与联系。答案：区别：定义不同：方向系数是在相同的辐射功率下，天线在最大辐射方向上的辐射强度与全向天线在该方向上的辐射强度之比，它只考虑了天线辐射的方向性；而天线增益是在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的全向辐射天线在空间同一点处所产生的场强的平方之比，它不仅考虑了天线的方向性，还考虑了天线的辐射效率。物理意义不同：方向系数主要反映天线辐射能量在空间的集中程度；增益则综合考虑了天线辐射能量的集中程度和能量转换效率。联系：天线增益G与方向系数D之间的关系为G=ηD，其中η为天线的辐射效率。当辐射效率为1时，增益等于方向系数。也就是说，增益是在方向系数的基础上考虑了天线的能量损耗情况。四、计算题（10分）已知某半波振子天线工作在频率f=300MHz的频段，求该天线的长度L和在自由空间中的辐射电阻Rr。（光速c=3×10⁸m/s）解：1.首先求工作波长λ根据公式c=fλ，可得λ=c/f将c=3×10⁸m/s，f=300×10⁶Hz代入上式，得λ=(3×10⁸)/(300×10⁶)