37. 简述双分支定向耦合器的工作原理，并写出3dB双分支定向耦合器的[S]矩
阵。
答：假设输入电压信号从端口“①”经A点输入，则到的D点的信号有两路，一路由分支线直达，其波行程为λg/4，另一路由A→B→C→D，波行程为3λg/4,；故两条路径到达的波行程差为λg/2，相应的相位差为π，即相位相反。因此若选择合适的特性阻抗，使到达的两路信号的振幅相等，则端口“④”处的两路信号相互抵消，从而实现隔离。
同样由A→C的两路信号为同相信号，故在端口“③”有耦合输出信号，即端口“③”为耦合端。耦合端输出信号的大小同样取决于各线的特性阻抗。
?0j10???1?j001? [S]????100j2??01j0??38. 简述天线的定义和功能
答：用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。
基本功能：1）天线应能将导波能量尽可能多地转变成电磁波能量；2）天线具有方向性；3）天线有适当的极化。4）天线应有足够的工作频带。
39. 简述天线近场区和远场区的特点 答：近区场：Er??jIl2Il2Il?cos?，E??j?sin?，H?sin? ??2324?r??04?r??04?r① 在近区, 电场E?和Er与静电场问题中的电偶极子的电场相似, 磁场H?和恒定电流场问题中的电流元的磁场相似, 所以近区场称为准静态场。
② 由于场强与1/r的高次方成正比, 所以近区场随距离的增大而迅速减小, 即
离天线较远时, 可认为近区场近似为零。
③ 电场与磁场相位相差90°，说明玻印廷矢量为虚数, 也就是说, 电磁能量在场源和场之间来回振荡, 没有能量向外辐射, 所以近区场又称为感应场。 远区场：E??j60?IlIlsin?e?jkr，H??jsin?e?jkr r?2r?①在远场，电基本振子的场只有E?和H?两个分量，它们在空间上相互垂直，在
1E?H*是实数，且指向r方向。这说明电2基本振子的远区场是一个沿着径向向外传播的横电磁波，故远区场又称辐射场。
时间上同相位，所以其玻印亭矢量S?②??E??H??0?120????是一个常数，即等于媒质的本征阻抗，因而远场区具?0有与平行波相同的特性。
③辐射场的强度与距离成反比，随着距离的增大，辐射场减小。这是因为辐射场是以球面波的形式向外扩散的，当距离增大时，辐射能量分布到更大的球面面积上。
④在不同的方向上，辐射强度不相等。这说明电基本振子的辐射是有方向性的。
40. 天线的电参数有哪些？
答：天线的电参数有：主瓣宽度、旁瓣电平、前后比、方向系数。
41.电基本振子的归一化方向函数F??,??=sin?，方向系数D=1.5，辐射电阻
02l2R?=80?（），3dB波瓣宽度2?0.5=90.
?
42. 解释天线的方向图，以及E面和H面？
答：如果将作为空间角度q 和f 函数的天线方向性函数以图形的形式表示出来，则称为方向图或方向性图。
E面：含最大辐射方向，电场矢量所在的平面（由电场强度方向和最大辐射方向构成的平面）
H面：含最大辐射方向，磁场矢量所在的平面（由磁场方向和最大辐射方向构成的平面）。
43. 简述什么是天线的极化，极化的分类？
答：天线的极化是天线在最大辐射方向上辐射场的极化，一般是指辐射电场的空间取向。
辐射场的极化是指在空间某一固定位置上电场矢量端点随时间运动的轨迹。根据轨迹形状不同，可分为线极化、圆极化和椭圆极化。
线极化：电场矢量沿着一条线做往复运动。线极化分为水平极化和垂直极化。 圆极化：电场矢量的大小不变，其末端做圆周运动。分为左旋圆极化和右旋圆极化。
椭圆极化：电场矢量大小随时间变化，其末端运动的轨迹是椭圆。分为左旋椭圆极化和右旋椭圆极化。
44. 解释天线方向图参数中的主瓣宽度、旁瓣电平、前后比、方向系数
答：主瓣宽度：是衡量天线的最大辐射区域的尖锐程度的物理量。通常取天线方向图主瓣两个半功率点之间的宽度。
旁瓣电平：是指离主瓣最近且电平最高的第一旁瓣的电平，一般以分贝表示。 前后比：是指最大辐射方向（前向）电平与其相反方向（后向）电平之比，通常以分贝为单位。
方向系数：在离天线某一距离处，天线在最大辐射方向上的辐射功率流密度与相同辐射功率的理想无方向性天线在同一距离处的辐射功率流密度之比。
45. 从接收角度讲, 对天线的方向性有哪些要求？
答：1）主瓣宽度尽可能窄，以抑制干扰，但如果干扰与有用信号来自同一方向，即使主瓣宽度很窄，也不能抑制干扰，另一方面当来波方向易于变化时，主瓣太窄难以保证稳定的接收，如何选择主瓣宽度，应根据具体情况而定。 2）旁瓣电平尽可能低，在任何情况下，都希望电平尽可能地低。
3）要求天线方向图中，最好有一个或多个可控制的零点，以便将零点对准干扰方向，而且当干扰方向变化时，零点方向也随之改变，以抑制干扰，这也称为零点自动形成技术
46. 什么是衰落？简述引起衰落的原因。
答：所谓衰落，一般是指信号电平随时间的随机起伏。引起衰落的原因大致分为两大类：吸收性衰落和干涉型衰落。 吸收性衰落：由于传输媒质电参数的变化，使得信号在媒质中的衰减发生相应的变化，如大气中的云雾等都对电波有吸收作用，由于气象的随机性，因而这种吸收的强弱也有起伏，形成信号的衰落。 干涉型衰落：由随机多径干涉现象引起的信号幅度和相位的随机起伏称为干涉型衰落。
47. 什么是波长缩短效应？试简要解释其原因。
答：对称振子上的相移常数β大于自由空间的波数k，亦即对称振子上的波长短于自由空间波长，这是一种波长缩短现象。
① 对称振子辐射引起振子电流衰减, 使振子电流相速减小, 相移常数β大于自
由空间的波数k, 致使波长缩短;
② 由于振子导体有一定半径, 末端分布电容增大（称为末端效应）, 末端电流实际不为零, 这等效于振子长度增加, 因而造成波长缩短。振子导体越粗, 末端效应越显著, 波长缩短越严重。
48. 对称振子天线在臂长等于多少时方向性最好？ 答:h?0.5?时，方向性最好。
49. 半波对称振子的方向系数： 1.64 。
50. 半波振子的2?0.5? 78o 。
51. 天线的有效面积
答：有效接收面积是衡量一个天线接收无线电波能力的重要指标。它的定义为: 当天线以最大接收方向对准来波方向进行接收时, 接收天线传送到匹配负载的平均功率为PLmax, 并假定此功率是由一块与来波方向相垂直的面积所截获, 则这个面积就称为接收天线的有效接收面积, 记为Ae, 即有
Ae?pLmaxsav
式中, Sav为入射到天线上电磁波的时间平均功率流密度，其值为
1Ei2sav??2?
52. 简述天线增益的定义。
答：天线增益是这样定义的。即输入功率相同时，某天线在某一方向上的远区产生的功率流密度S1与理想点源（无方向性）天线在同一方向同一距离处产生的功率流密度S0的比值，称为该天线在该方向上的增益系数，简称增益，常用G表示。
SG?maxS0G?
Pin＝Pin02Emax?2E0Pin＝Pin0Pin0PinEmax＝E0
53. 写出阵列天线的方向图乘积定理，并作说明。
答： E??2Em?F(?,?)cos r12由上式可得到如下结论：在各天线元为相似元的条件下，天线阵的方向图函
数是单元因子与阵因子之积。这个特性称为方向图乘积定理。
式中，F(?,?)称为元因子；cos?2称为阵因子。
元因子表示组成天线阵的单个辐射元的方向图函数，其值仅取决于天线元本身的类型和尺寸。它体现了天线元的方向性对天线阵方向性的影响。
阵因子表示各向同性元所组成的天线阵的方向性，其值取决于天线阵的排列方式及其天线元上激励电流的相对振幅和相位，与天线元本身的类型和尺寸无关。
54. 采用天线阵可增强方向性，其主要原理是什么？
答：为了加强天线的方向性，将若干辐射单元按某种方式排列所构成的系统称为天线阵。构成天线阵的辐射单元称为天线元或阵元。天线阵的辐射场是各天线元所产生场的矢量叠加，只要各天线元上的电流振幅和相位分布满足适当的关系，就可以得到需要的辐射特性。
考试题型：
一、填空题（10分） 二、名词解释（16分） 三、简答题（30分） 四、计算题（44分）
二、课后习题
1.4； 1.6； 1.9 ； 1.10； 1.12； 1.13； 2.3； 2.7 2.10； 4.2； 4.4； 4.5； 4.6； 4.8； 5.6 ； 5.11 ； 6.5； 6.6； 8.5