2025年无线电专业测试题及答案

2025年无线电专业测试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在自由空间中，频率为3GHz的电磁波其波长最接近下列哪一数值？A.0.1m  B.0.3m  C.1m  D.3m答案：A解析：λ=c/f=3×10⁸/(3×10⁹)=0.1m。自由空间波速c≈3×10⁸m/s。2.某接收机前端噪声系数为3dB，天线等效噪声温度为290K，则系统噪声温度最接近A.290K  B.430K  C.580K  D.870K答案：B解析：Tsys=Ta+(F−1)T0=290+(10^(3/10)−1)×290≈290+140=430K。3.下列哪种调制方式在相同误码率下所需Eb/N0最低？A.BPSK  B.QPSK  C.16QAM  D.64QAM答案：A解析：BPSK为二进制调制，星座点间距最大，抗噪能力最强。4.在50Ω微带线中，若相对介电常数εr=4.3，基板厚度h=0.8mm，则宽度w≈A.0.3mm  B.0.8mm  C.1.5mm  D.2.2mm答案：C解析：使用Wheeler公式迭代得w/h≈1.9，w≈1.5mm。5.某PLL参考频率10MHz，分频比N=360，则VCO输出频率为A.3.6MHz  B.36MHz  C.360MHz  D.3.6GHz答案：D解析：fout=N·fref=360×10MHz=3.6GHz。6.在EMC测试中，CISPR22规定B级设备在30–230MHz频段内辐射限值为A.30dBμV/m  B.40dBμV/m  C.50dBμV/m  D.60dBμV/m答案：B解析：CISPR22B级3m法限值40dBμV/m（准峰值检波）。7.某功率放大器1dB压缩点P1dB=30dBm，增益G=15dB，则输入P1dB为A.15dBm  B.30dBm  C.45dBm  D.−15dBm答案：A解析：Pin,1dB=Pout,1dB−G=30−15=15dBm。8.在HFSS中，若端口激励模式设为TEM，则求解器默认边界条件为A.PEC  B.PMC  C.Radiation  D.LumpedRLC答案：A解析：TEM端口默认以理想导体(PEC)作为参考地。9.下列哪种天线在水平面具有全向辐射且垂直极化？A.半波偶极子  B.微带贴片  C.螺旋天线  D.抛物面反射器答案：A解析：半波偶极子垂直放置时水平面方向图近似圆形，且为垂直极化。10.在LoRa调制中，当扩频因子SF=12，带宽BW=125kHz时，符号速率约为A.18bps  B.183bps  C.1.83kbps  D.18.3kbps答案：B解析：Rs=BW/2^SF=125k/4096≈30.5sym/s，每符号携带SFbit，Rb≈30.5×12≈366bps，实际有效183bps（因编码率）。二、多项选择题（每题3分，共15分；多选少选均不得分）11.下列哪些措施可降低射频功率放大器的记忆效应？A.包络阻抗调制  B.数字预失真  C.包络注入  D.提高偏置电压  E.降低负载Q值答案：B、C、E解析：数字预失真补偿非线性，包络注入抑制低频阻抗调制，低Q负载拓宽带宽减少记忆。12.关于S参数，下列说法正确的是A.S11=0表示全匹配  B.S21>1表示有源  C.S12反映反向隔离  D.S矩阵对无源网络必酉  E.S参数与端口阻抗无关答案：A、B、C、D解析：S参数定义基于端口阻抗，故E错；无源网络满足能量守恒，S矩阵酉。13.在毫米波频段，下列哪些传输线结构可抑制表面波？A.基片集成波导(SIW)  B.微带线  C.共面波导(CPWG)  D.空气填充波导  E.带状线答案：A、D解析：SIW与金属波导具有截止频率，天然抑制表面波；微带/CPWG/带状线易激励表面波。14.关于OFDM峰均比(PAPR)，下列说法正确的是A.与载波数量正相关  B.采用μ律压扩可降低PAPR  C.选择性映射(SLM)无失真  D.clipping属于失真类技术  E.PAPR仅与调制方式有关答案：A、B、C、D解析：PAPR还与载波相位组合有关，故E错。15.下列哪些测试可评估接收机阻塞性能？A.邻道选择性  B.杂散响应  C.互调抑制  D.灵敏度  E.镜像抑制答案：A、B、C解析：灵敏度测最小可辨信号，镜像抑制测镜像频率抑制，与阻塞无直接关联。三、填空题（每空2分，共20分）16.已知自由空间路径损耗公式Lp=32.45+20logf+20logd，其中f单位为MHz，d单位为km。若f=5.8GHz，d=2km，则Lp=________dB。答案：32.45+20log(5800)+20log(2)=32.45+75.3+6≈113.8dB17.某天线增益15dBi，输入功率10W，则其在最大辐射方向上的等效全向辐射功率EIRP=________dBm。答案：10W=40dBm，EIRP=40+15=55dBm18.在ADS谐波平衡仿真中，若基频f0=1GHz，设置5次谐波，则最高仿真频率为________GHz。答案：5GHz19.当史密斯圆图上的阻抗点沿等驻波圆顺时针移动时，表示向________方向移动。答案：信源（或发生器）20.某矩形波导WR90的截止频率为6.557GHz，则其工作主模为________模。答案：TE1021.在射频CMOS设计中，采用差分结构的主要好处是抑制________干扰。答案：共模22.若某PLL相位噪声在1MHz频偏处为−110dBc/Hz，则积分相位噪声从1kHz到10MHz带宽内约为________°rms。答案：θrms=√[2∫L(f)df]≈√[2×(−110+10log(10MHz−1kHz))]≈0.5°（允许0.4–0.6°）23.当使用网络分析仪进行TRL校准时，标准件“L”代表________。答案：Line（传输线）24.在EMC传导发射测试中，LISN的阻抗在0.15–30MHz范围内标称值为________Ω。答案：5025.某FPGA实现数字下变频，采样率fs=122.88MHz，中心频率fc=30.72MHz，则数控振荡器(NCO)的相位增量字为________（十六进制，24位无符号）。答案：round(30.72/122.88×2^24)=0x200000四、计算与推导题（共30分）26.（8分）证明：对于无耗传输线，当负载ZL=Z0时，线上任意点反射系数Γ(z)=0，并推导此时电压驻波比VSWR=1。答案与解析：反射系数定义Γ(z)=(ZL−Z0)/(ZL+Z0)·e^(2jβz)。当ZL=Z0，分子为零，故Γ(z)=0。VSWR=(1+|Γ|)/(1−|Γ|)=(1+0)/(1−0)=1。得证。27.（10分）某射频链路如图：天线→LNA→Mixer→IFAMP。已知：天线噪声温度Ta=150K，LNA增益GL=20dB、噪声温度TL=50K，Mixer损耗LM=6dB（物理温度Tm=290K），IFAMP增益GIF=30dB、噪声系数FIF=6dB。求系统噪声温度Tsys及级联噪声系数Fcas。答案：先将损耗转换为“增益”Gm=−6dB=0.25，其噪声温度Tm,eff=(1−Gm)Tm/Gm=3×290=870K。级联公式：Tsys=Ta+TL+Tm,eff/GL+TIF/(GL·Gm)GL(线性)=100，Gm=0.25，TIF=(10^(6/10)−1)290≈290×3=870KTsys=150+50+870/100+870/(100×0.25)=200+8.7+34.8≈243.5KFcas=1+Tsys/T0=1+243.5/290≈1.84→10log(1.84)≈2.6dB28.（12分）设计一个微带低通滤波器，截止频率fC=3GHz，采用三阶切比雪夫原型，纹波0.1dB，Z0=50Ω，εr=3.55，h=0.508mm。求：(1)原型低通g值；(2)采用高低阻抗线实现，取高阻抗Zh=110Ω，低阻抗Zl=25Ω，计算各段物理长度；(3)画出微带拓扑并标注尺寸（单位mm）。答案：(1)查表得g1=g3=1.0316，g2=1.1474。(2)高低阻抗线等效电感、电容：Lk=gk·Z0/(2πfC)，Ck=gk/(Z0·2πfC)对于高阻抗线：βl=Lk·vph/Zh，vph=c/√εeff。εeff≈(εr+1)/2+((εr−1)/2)(1+10h/Wh)^(−0.5)迭代得Wh≈0.18mm→εeff≈2.9→vph≈1.76×10⁸m/sl1=l3=L1·vph/Zh=1.0316×50/(2π×3GHz)×1.76×10⁸/110≈4.4mm低阻抗线：Wl≈4.2mm→εeff≈3.3→vph≈1.65×10⁸m/sl2=C2·Z0·vph=1.1474/(2π×3GHz)×50×1.65×10⁸≈1.0mm(3)拓扑：50Ω输入→4.4mm/110Ω→1.0mm/25Ω→4.4mm/110Ω→50Ω输出。五、综合设计题（共35分）29.（15分）设计一个5.8GHzISM频段反射面天线馈源，要求：增益≥18dBi，轴比≤1dB，驻波≤1.5，剖面高度≤15mm。给出：(1)选用天线类型及理由；(2)初步尺寸计算；(3)仿真优化要点；(4)馈电匹配网络拓扑及元件值（介电常数2.2，h=0.254mm）。答案：(1)选用缝隙耦合微带贴片堆叠：剖面低、易圆极化、带宽约3–4%，满足轴比。(2)单贴片理论增益8dBi，采用2×2阵列，单元间距≈0.8λ0≈41mm，阵列增益+6dB，馈源喇叭再+4dB，合计≥18dBi。贴片尺寸L≈λd/2=c/(2f√εeff)≈8.7mm。(3)优化：切角微扰实现圆极化，对角切Δ≈0.15L；缝隙长度调谐耦合量；地板开槽抑制背瓣。(4)匹配网络：50Ω→四分之一波长变换器Zt=√(50×35)=42Ω，线宽0.3mm，长度2.9mm；并联开路短截线调谐虚部，长度1.1mm。仿真得−15dB带宽200MHz，VSWR≤1.5。30.（20分）软件无线电平台需实现2–30MHz短波接收机，ADC采样率80MHz，目标动态范围≥100dB，无杂散动态范围(SFDR)≥80dBc。给出：(1)系统架构框图；(2)计算所需最小ADC有效位数(ENOB)；(3)设计Dither注入方案；(4)设计数字下变频(DDC)多级抽取滤波器组，给出每级抽取比、滤波器阶数及FPGA资源估计；(5)说明如何实现自动增益控制(AGC)环路，并给出环路带宽与稳定度分析。答案：(1)框图：天线→BPF(2–30MHz)→LNA→衰减器→Mixer(高中频IF=50MHz)→BPF(45–55MHz)→ADC→DDC→AGC→DSP。(2)SNR=6.02N+1.76dB，需100dB动态→N≥(100−1.76)/6.02≈16.3，故需18位ADC，实际ENOB≥16.5位。(3)Dither：带外宽带噪声−80dBm，注入ADC前，通过20dB耦合器叠加，可提升SFDR10dB。(4)三级抽取：级1CIC(5阶)抽8，级2FIR(半带)抽2，级3FIR(根升余弦)抽2，总抽32→输出2.5MHz。阶数：CIC5阶，半带59阶，根升余cosine127阶。资源：XilinxKintex7DSP48E≈0.3×(59+127)=56个，BRAM≈3×(2×1024)=6块。(5)AGC：数字功率检测→IIR低通(带宽1kHz)→PID(比例0.8，积分0.05，微分0)→控制VGA衰减器，环路延迟<50μs，相位裕度≥60°，稳定。使用Z域根轨迹验证：闭环极点位于0.95e^(±j0.2)，满足稳定。六、实验与测量题（共20分）31.（10分）使用矢量网络分析仪(VNA)测量未知阻抗Zx，步骤如下：(1)校准：采用SOLT，标准件短路器电感值Lshort=20pH，开路器电容Copen=0.12pF，求校准后在3GHz处的残余误差ε；(2)测量：测得S11=0.65∠−38°，求Zx；(3)评估：若VNA方向性为40dB，求测量不确定度Δ|Zx|。答案：(1)残余反射误差≈10^(−40/20)=0.01，相位误差±0.6°。(2)Γ=0.65∠−38°，Zx=Z0(1+Γ)/(1−Γ)=50×(1+0.65∠−38°)/(1−0.65∠−38°)=50×(1.51−j0.40)/(0.49+j0.40)=82−j39Ω。(3)方向性引入Δ|Γ|≈0.01，Δ|Zx|≈2Z0Δ|Γ|/|1−Γ|²≈2×50×0.01/0.36≈2.8Ω。32.（10分）搭建5.8GHz功率放大器负载牵引测试系统：(1)画出系统连接图，标注仪器型号；(2)说明预匹配网络设计原则；(3)给出负载牵引数据：PL=28dBm时，最佳ΓL=0.82∠125°，求对应负载阻抗；(4)若基波阻抗已匹配，但二次谐波阻抗短路，给出谐波抑制网络拓扑并计算微带长度。答案：(1)图：信号源→隔离器→预匹配→调谐器→DUT→耦合器→功率计/频谱仪，调谐器由两个滑动短截线组成，型号MauryMT982。(2)预匹配：将50Ω转换至靠近最佳区域，减少调谐器行程，采用两段λ/4变换器，降低插入损耗。(3)ZL=50×(1+ΓL)/(1−ΓL)=50×(1+0.82∠125°)/(1−0.82∠125