天線原理與設(shè)計(jì)習(xí)題集解答第811章

1、1第八章口徑天線的理論基礎(chǔ)(81)簡(jiǎn)述分析口徑天線輻射場(chǎng)的基本方法。答：把求解口徑天線在遠(yuǎn)區(qū)的電場(chǎng)問(wèn)題分為兩部分：①.天線的內(nèi)部問(wèn)題；②.天線的外部問(wèn)題；通過(guò)界面上的邊界條件相互聯(lián)系。近似求解內(nèi)部問(wèn)題時(shí)，通常把條件理想化，然后把理想條件下得到的解直接地或加以修正后作為實(shí)際情況下的近似解。這樣它就變成了一個(gè)與外部問(wèn)題無(wú)關(guān)的獨(dú)立的問(wèn)題了。外部問(wèn)題的求解主要有：輔助源法、矢量法，這兩種是嚴(yán)格的求解方法；等效法、惠更斯原理法、幾何光學(xué)法、幾何繞

2、射法，這些都是近似方法。(82)試述幾何光學(xué)的基本內(nèi)容及其在口徑天線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。答：在均勻的媒質(zhì)中，幾何光學(xué)假設(shè)能量沿著射線傳播，而且傳播的波前（等相位面）處處垂直于射線，同時(shí)假設(shè)沒(méi)有射線的區(qū)域就沒(méi)有能量。在均勻媒質(zhì)中，射線為直線，當(dāng)在兩種媒質(zhì)的分界面上或不均勻媒質(zhì)傳播時(shí)，便發(fā)生反射和折射，而且完全服從光的反射、折射定律。BAlnds??光程長(zhǎng)度：在任何兩個(gè)給定的波前之間，沿所有射線路徑的光程長(zhǎng)度必須相等，這就是光程定律。PdAPdA

3、?應(yīng)用：①.可對(duì)一個(gè)完全聚焦的點(diǎn)源饋電的天線系統(tǒng)，求出它在給定饋源功率方向圖為P(φξ)時(shí)，天線口徑面上的相對(duì)功率分布。②.對(duì)于完全聚焦的線源饋電拋物柱面天線系統(tǒng)，口徑上的相對(duì)功率分布也可用同樣類似的方法求解。(83)試?yán)没莞乖硗谱C口徑天線的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)表達(dá)式。解：惠更斯元產(chǎn)生的場(chǎng)：(1cos)2SPjrSSPjEdEer??????????rrspD(最大的一邊)222)()(zyyxxrSSSP?????推廣到球坐標(biāo)系：sincos

4、sinsincosxryrzr???????????????222rxyz???SSxyr???3則輻射功率為：??021122rsyssPEHdsExyds?????????AA合成場(chǎng)的模：??????22cossin1cos2jxysyEEEExyedsr????????????????理想電源輻射功率為:2022rPEr???由增益的定義：??????222202rErGEEP??????????易求得：??????????2co

5、ssin221cosjxysysyExyedsGExyds???????????????工程上，一般是求最大輻射方向（）的增益0????即：????222244sysyExydsGSExyds???????????A效率為：22sysyEdsSEds??????物理意義：天線的增益表示在相同輸入功率的條件下，某天線在給定方向上的輻射強(qiáng)度與理想點(diǎn)源天線在同一方向的輻射強(qiáng)度的比值。天線的口徑效率表示口徑場(chǎng)不均勻時(shí)有效面積和實(shí)際口徑面積之比，

6、口徑場(chǎng)越均勻效率越高。(93)試比較矩形口徑和圓形口徑在同相的均勻和坡度分布下的主瓣寬度，旁瓣電平和效率。答：查表（P201）不管是矩形口徑還是圓形口徑（同相時(shí)），其主瓣寬度都隨分布的不均勻性的加大而變寬，旁瓣電平和口徑效率都隨分布的不均勻性的加大而減小。矩形口徑與圓形口徑(內(nèi)切圓)相比，前者的波瓣寬度窄，副瓣電平高。因它有效面積比圓形口徑的有效面積大。(94)試述口徑場(chǎng)相位分布對(duì)方向圖和口徑效率有何影響及對(duì)設(shè)計(jì)的要求。答：一般來(lái)講，口