1、電波與天線習(xí)題答案(作業(yè))第1章練習(xí)題答案1-6試求長度為方向的方向性函數(shù)值210.75的對(duì)稱振子子午面的若干個(gè)(小數(shù)點(diǎn)后至少要保留3位有效數(shù)字),并按極坐標(biāo)描點(diǎn)的方法繪由其子午面方向性圖。解：113584對(duì)稱振子子午面的歸一化方向性函數(shù)為(1cos135)sin,2cos(135cos)1F()cos(135cos)cos(135)(21)sin1-6題表對(duì)稱振子子午面歸一化方向性函數(shù)值9018015165301504513558122601207510590?F(900.1340.2980.5070.7070.7370.9261(方向性圖的形狀為"”形，方向性圖略)1-10已知一

2、臂長度為1/3的對(duì)稱振子以饋電點(diǎn)電流Iin做參照的輻射電阻為Rin186.7,假設(shè)對(duì)稱振子上的電流I(z)呈純駐波正弦分布。試求：(1)指由對(duì)稱振子上是否存在電流波腹點(diǎn)？(2)如果存在波腹電流Im,求以它做參照的輻射電阻R1解：由于l,故存在電流波腹點(diǎn)。4(1)(2)電流波腹點(diǎn)的位置與饋電點(diǎn)之間的距離為z0l43412以波腹電流做參照的輻射電阻為R""(1)186.7sin2140()31-13對(duì)于1-10題中給由的對(duì)稱振子，試求：(1)以波腹電流IM做參照的有效長度leM；(2)以饋電點(diǎn)電流Iin做參照的有效長度lein；(3)分別通過fmax,leM和lein3個(gè)參數(shù)計(jì)

3、算這個(gè)對(duì)稱振子的方向性系數(shù)Do解：以波腹點(diǎn)電流Im做參照的有效長度為(1)leM1COS(l)d231cos-32三種方法計(jì)算方向性系數(shù)：fmax1cos(l)1cos1201.5,結(jié)果相同。leinleM120fR1MIin2max30(leM)2R30(lein)2Rin332sin(120)一1201.52140303214030(23)2187.61.93,1.93,1.93(2)第2章練習(xí)題答案2-1自由空間共軸線排列的半波對(duì)稱振子構(gòu)成了三元側(cè)射式天線陣，元間距d0.5,各單元天線電流等振幅。求:(1)寫由單元天線的歸一化方向性函數(shù)Fi(,(2)寫生歸一化陣因子Fa()的表達(dá)式；(3

4、)把天線陣子午面相應(yīng)的方向性函數(shù)值F()的表達(dá)式;)填寫在下面表格中(小數(shù)點(diǎn)后至少要保留3位有效數(shù)字)；(4)畫由子午面方向性圖并計(jì)算主瓣張角0和主瓣寬度20.5。解：單元半波對(duì)稱振子的歸一化方向性函數(shù)為(1)cos(90cos)Fi(,)sin間距為d0.5的同相天線陣的輻射場(chǎng)相位差函數(shù)為歸一化陣因子為匚/、sin3/2sin(270cos)Fa()(3)3sin/23sin(90cos)共軸線排列的3元同相天線陣總的方向性函數(shù)為/、cos(90cos)sin(270cos),八F(,)(4)sin3sin(90cos)2-1題中3元天線陣子午面歸一化方向性函數(shù)值表格901801516530

5、1504513548.18131.86012073.5106.590F1(900.2070.4180.6280.6710.8170.9411Fa(90.3330.330.2750.07500.3330.7521F(®00.0680.1150.04400.2720.7071cos2180cos(2)(方向性圖略)主瓣張角和主瓣寬度分別為2o131.8248.1883.6420.5106.573.533(5)2-8計(jì)算2-1題共軸線排列的三元側(cè)射式天線陣中的各單元天線輻射阻抗Zi,天線陣的總輻射阻抗Z和天線陣的方向性系數(shù)Do解：由互阻抗表可查得Z11Z22Z3373.1j42.5()II

6、2233Z12Z21Z23Z3226.4j20.2()(1)Z13Z314.1j0.7()三個(gè)單元半波對(duì)稱振子的輻射阻抗分別為Z1Z11Z12(73.1j42.5)95.4j62()Z2Z21Z22(73.1j42.5)Z13(26.4j20.2)(4.1j0.7)Z31Z32Z232(26.4Z33j20.5)125.9j82.9()95.4j62()天線陣的總輻射阻抗為j82.9)(3)ZZ1Z2Z32(95.4j62)(125.9316.7j206.9()方向性系數(shù)為22120fmax12032(4)DrnaL3.41R316.72-2自由空間共軸線排列的半波對(duì)稱振子構(gòu)成了三元側(cè)射式天線

7、陣，元間距d0.5,各單元天線電流振幅為121的分布。試求：(1)寫由單元天線的歸一化方向性函數(shù)F1(,)的表達(dá)式；(2)寫生歸一化陣因子Fa()的表達(dá)式；(3)把天線陣子午面相應(yīng)的方向性函數(shù)值F()填寫在下面表格中(小數(shù)點(diǎn)后至少要保留3位有效數(shù)字)；(4)畫由子午面方向性圖并計(jì)算主瓣張角20和主瓣寬度520.5。解：1：2：1的電流分布可看成是三角形分布，亦可看成是二項(xiàng)式分布，歸一化陣因子方向性函數(shù)為2 2Fa()cos2cos2(90cos)(1)2共軸線排列的同相天線陣總的方向性函數(shù)為3cos(90cos)F(,)(9)(2)sin2-2題中3元天線陣子午面方向性函數(shù)值表格0018015

8、16530150451356012071.215108.78590Fi(9)010.2070.4180.63010.817P0.9241Fa(0)00.0030.0440.1970.50.7651F(000.0010.0180.1240.4080.7071由計(jì)算數(shù)據(jù)可知，共軸線排列的3元天線陣子午面的主瓣張角和主瓣寬度分別為2o180018020.5108.78571.21537.572-9計(jì)算2-2題1：2：1電流分布的側(cè)射式天線陣中的各單元天線輻射阻抗Zi,以2天線電流12做參照的天線陣總輻射阻抗Z(2)和天線陣的方向性系數(shù)Do解：各振子的自輻射阻抗和相互間的互輻射阻抗同上題。三個(gè)單元振子

9、的輻射阻抗分別為Z1Z112Z12Z13(73.1j42.5)2(26.4j20.2)(4.1j0.7)121.8j82.2()(1)j20.2)天線陣的總輻射阻抗為Z20.5Z21Z220.5Z23(73.1j42.5)(26.499.5j62.7()Z3Z312Z32Z33121.8j82.2()以2天線電流I2做參照,130.25Z10.5(121.8以2天線電流I20.25Z30.5Z1Z2I2j82.2)(99.5j62.7)160.4j103.8()做參照，天線陣的方向性函數(shù)最大值為fmax0.510.52,故方向性系數(shù)為(3)c120fr2ax(2)12022D-2.99R(2)

10、160.42-5自由空間中用半波對(duì)稱陣子構(gòu)成的齊平排列的四元端射式均勻直線天線陣，間距d0.250試求：(1)分別寫生單元天線、陣因子和天線陣的歸一化方向性函數(shù)；(2)填寫子午面方向性函數(shù)值F()表格；(3)畫由子午面方向性圖并計(jì)算這個(gè)主平面的主瓣寬度20.5。解：設(shè)單元半波對(duì)稱振子的振子軸沿x軸排列,其歸化方向性函數(shù)為cos(90sincos)sin2cos(1)輻射場(chǎng)相位差函數(shù)為2d0.25(cos1)90(cos1)(2)歸一化陣因子方向性函數(shù)為Fa()sin(2sin180(1cos)4sin(/2)4sin45(1cos)(3)天線陣總的歸一化方向性函數(shù)為cos(90sincos)s

11、in180(1cos)1sin2cos24sm45(1cos)0平面是子午面，該平面總的歸一化方向性函數(shù)為(5)F(,)0F()cos(90sin)sin180(1cos)cos4sin45(1cos)2-5題中4元端射式均勻直線天線陣方向性函數(shù)值表格002035.86090135180F1(0)10.9140.7480.41800.628r1Fa(0)110.9940.9460.653010.20410F(0)10.9090.7070.27900.1280(子午面方向性圖略)。端射式天線陣子午面的主瓣寬度和主瓣張角分別為2029018020.5235.8371.66(6)2-12計(jì)算2-5題

12、給曲的齊平排列的四元端射式均勻直線天線陣中的各單元天線輻射阻抗Zi,天線陣的總輻射阻抗Z和天線陣的方向性系數(shù)D解：各單元天線的自阻抗和相互間的互阻抗分別為Z11Z12Z13Z14Z22Z21Z31Z41Z33Z23Z2422.5Z44Z32Z4273.1Z3412.5j6.6()j42.5()Z4340.8j28.3()43j29.9()在端射式天線陣中，相鄰單元天線的電流關(guān)系為1k1j1kZ1Z11,故各單元半波對(duì)稱振子的輻射阻抗分別為JZ12Z13(73.1j42.5)j(40.850.7j9.1()JZ14j28.3)(12.5j29.9)j(22.5j6.6)Z2(73.1Z3(73.

13、1jZ21Z22j42.5)(Z4(73.1120.5Z31jZ32j42.5)(jZ41Z42jZ2312.5Z3312.5Z24j29.9)jZ34j29.9)jZ43Z44Z11，85.6Z1185.6Z11Z13ij72.4(Z13ij72.4(jZ12Z13jZ14j42.5)j(40.8j28.3)j135.7()(12.5j29.9)j(22.5j6.6)(2)等幅的端射式均勻直線天線陣總的輻射阻抗為ZZ1Z2Z3Z44Z114Z134Z24Z34(85.6j72.4)342.4j289.6()4單元端射式均勻直線天線陣的方向性系數(shù)為120fmax12042342.45.61第3

14、章練習(xí)題答案3-2無線電波的工作波長是3m,位于自由空間的接收天線是半波對(duì)稱振子。已知其輸入電阻為Rin75，電磁波射線與振子軸的夾角為60,電場(chǎng)矢量與入射面的夾角為30,來波電場(chǎng)振幅值為E2mV/m。試求:(1)來波電場(chǎng)的極化匹配分量E;(2)接收天線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的振幅值e;(3)把天線調(diào)整為極化匹配，并從最大接收方向做接收時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)振幅值emax；(4)天線與負(fù)載實(shí)現(xiàn)共輾匹配時(shí)向負(fù)載輸由的最大功率Pmax。解：(1)來波的極化匹配分量EEcos2cos302-y3(mV/m)(1)(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)振幅值已知半波對(duì)稱振子的有效長度為Lneein方向性函數(shù)為F(所以cos(900cos)si

15、n10cos(90cos)eEleincosF(,)E:sin33cos(90cos6。)3J24.mV)sin60(3)天線能夠產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)振幅值3emaxE1einE26(mV)(3)(4)天線向負(fù)載輸由的最大功率Pmax226emax6108Rin8750.06106(W)0.06W)(4)或因?yàn)橐阎氩▽?duì)稱振子的RARRinD=1.64，而73.1750.975所以PmaxPoptAE22d9602A1.649600.9752103230.06(W)(5)注：從以上解題過程可見,半波對(duì)稱振子的各種參數(shù)值應(yīng)該另外，計(jì)算時(shí)一記住，通常這些值不再作為已知條件給由定要注意單位。3-3已

16、知自由空間中某接收天線的方向性系婺為D22/5,來波電場(chǎng)的振幅值為E3J2mV/m,來波的工作波長為2m。試求：(1)接收天線的最佳輸由功率Popt;(2)當(dāng)天線的效率a0.98時(shí)，能夠像負(fù)載輸生的最大功率Pmax；(3)如果來波電場(chǎng)E與入射面夾角1130,匹配系數(shù)0.8,接收天線向負(fù)載輸由的功率P解：(1)接收天線的最佳輸生功率2(1)E22d22321032960259600.03106(W)0.03(W)(2)最大輸生功率PmaxPoptA0.030.980.0294(W)(2)(3)實(shí)際輸生功率(此時(shí)可認(rèn)為F(,)1)PPoptA'COS2F2(,)Pmaxcos20.0294

17、0.8cos2300.176(W)(3)3-5自由空間某接收天線的工作頻率f15GHz，最大有效面積為Aemax=2/m2,來波電場(chǎng)極化匹配，電場(chǎng)強(qiáng)度有效值為E(有效)6mV/m。試求：(1)天線的增益系數(shù)G;(2)接收天線向負(fù)載輸由的最大功率Pmax；(3)如果來波電場(chǎng)矢量E與入射面夾角45o,該狀態(tài)下接收天線的有效面積Ae和向負(fù)載輸由的功率Po解：(1)由已知條件，先求生天線的工作波長c310890.02(m)2(cm)f15109(1)再求天線的增益系數(shù)-4“42GAemax-20000(2)0.02emax12(2)接收天線向負(fù)載輸由的最大功率PmaxE22G匚(有效)D4802322

18、000061030.02480(3)361106(W)520.0608(W)(3)不完全極化匹配狀態(tài)下的有效面積和輸生功率(此時(shí)可認(rèn)為1,F(,2AeD4)1)cos2F2(,)2Aemaxcos2cos2451(m2)(4)PPoptAPmaxcoscoS2F2(,)0.0608cos2450.0304(W)第4章練習(xí)題答案4-1理想導(dǎo)電地面上水平對(duì)稱振子的架設(shè)高度是H0.5。設(shè)振子軸沿直角坐標(biāo)系的y軸方向，z軸正方向向上。試求：(1)確定最大輻射方向仰角m;(2)計(jì)算垂直的赤道面內(nèi)的主瓣寬度20.5;(3)寫由水平面內(nèi)的歸一化方向性函數(shù)F()的表達(dá)式，指由最大輻射方向m；(4)填寫水平面方

19、向性函數(shù)值F()表格；(5)畫由水平面的方向性圖，并計(jì)算其主瓣寬度。解：(1)確定理想導(dǎo)電地面上水平半波對(duì)稱振子的最大13輻射方向M1arcsinM14Harcsin40.530(1)(2)由垂直面內(nèi)的主瓣寬度2H-sinsin0.5sin乙叵加0.5sin(180sin05)0.707得1,0.5arcsin0.2514.82,0.5arcsin0.7548.59于是有20.52,0.51,0.548.5914.4834.11(4)(3)水平面內(nèi)的歸一化方向性函數(shù)F(,)F()M1cos(90cosM1sin)F1(M1,)221cos2M1sin2令上式的值等于1,便可求得“水平”(5)面

20、內(nèi)的最大輻射方向：(6)M0(4)填寫“水平”面內(nèi)的歸一化方向性函數(shù)值如下表:cosycosM1sin144-1題方向性函數(shù)值表格0七0±150班由35乜6.66出33.34子0由20±90COSy00.4330.6120.630.750.866siny10.9010.7910.7770.6610.5F()10.8630.7240.7070.5790.418主瓣寬度為(5)“水平”面內(nèi)的方向性圖如圖所示,20.5246.6693.324-3理想導(dǎo)電地面上垂直接地不對(duì)稱振子的工作波長為500m,有效高度為hein75m,饋電點(diǎn)電流振幅值為Iin8J2A。試求:(1)天線的輻射

21、電阻Rin；(2)天線的方向性系數(shù)D;(3)(4)E(5)天線的輻射功率P;證明在理想導(dǎo)電地面上輻射場(chǎng)振幅值可用120PDr進(jìn)行計(jì)算;用饋電點(diǎn)電流Iin計(jì)算與天線距離為r24km處的場(chǎng)強(qiáng)振幅值E,并用(4)的方法驗(yàn)證結(jié)果是否相同解：(1)天線的輻射電阻15因?yàn)閔e兀=500所以輻射電阻Rin160e160(1)3.6(2)(2)天線的方向性系數(shù)2260(he)260275U-1.5Rin3.6500(3)(3)天線的輻射功率1212P-IinRin-823.6230.4(W(4)(4)證明由60(he)2Rinhe2RinU60得所以1in1I2R.2inin120Iinhe120PD(6)1

22、6500(5)計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)并驗(yàn)證通過饋電點(diǎn)電流Iin來計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)：L120Iinhe1208275ner500241000(7)0.00849(V/m)8.49(mV/m)通過輻射功率P來計(jì)算場(chǎng)強(qiáng):E120PD12023041.5r24000(8)0.00849(V/m)8.49(mV/m)兩種方法的結(jié)果相同。4-4垂直接地不對(duì)稱振子的有效高度為hein120m,天線的工作波長為800m,輸入功率為Pin7.5kW,以饋電點(diǎn)電流Iin做參照的損耗電阻為Rlin14.4,地面可近似看成是理想導(dǎo)電地面。試求：(1)天線的輻射電阻Rin和效率A；(2)天線的方向性系數(shù)D和增益系數(shù)G;(3)天線的輻射功率P

23、和饋電點(diǎn)電流有效值Iin(有效)。解：(1)天線的輻射電阻和效率。由he可知，這個(gè)垂直不對(duì)稱振子是電小天線，故輻射電阻為hein21202Rin160e1603.6(800(1)效率為17aTk-20%(2)天線的方向性系數(shù)和增益系數(shù)分別為D60(he)2inDA26021202_1.53.68001.50.20.3(2)(3)(3)天線的輻射功率、PPinAIin2P,R1nPinR.in饋電點(diǎn)電流振幅值和有效值7.50.21.5(kW)2150028.87(A)3.615003.620.41(A)(4)(4)通過輻射功率、輸入功率和饋電點(diǎn)電流三種方法計(jì)算接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的振幅值120PD1201

24、5001.5520009.99(mV/m)5-3120RnG120Iinher第12075000.3520009.99(mV/m)12028.87120800520005章練習(xí)題答案9.99(mV/m)發(fā)射天線有效高度為he48m,天線饋電點(diǎn)電流有效值為Iin(有效)50A,工作頻率為f1000kHz。利用舒來18依金范德波爾公式計(jì)算距發(fā)射天線r100km處的地面波場(chǎng)強(qiáng)的有效值E（有效）：（1）假設(shè)地面波傳播路徑為濕土;（2）假設(shè)地面波傳播路徑為干土。解：（1）地面為濕土,相對(duì)介電常數(shù)和電導(dǎo)率的平均值分別為r10和0.01(S/m)天線的工作波長為cf由310810001000300(m)(1

25、)(2)60603000.01180r10(3)可知，數(shù)量距離可按下面公式來計(jì)算:r1x一:(r)2(60)2100000300、1021802由數(shù)量距離來計(jì)算衰減因子：5.809(4)|W|20.3x22x0.6x20.133420.35.809225.8090.65.8092（5）根據(jù)舒來依金范德波爾公式計(jì)算濕土地面的地面波場(chǎng)強(qiáng)19120Iinhe1205048,E-e|W|0.1334(km)300100(6)30.160.13344.02(mV/m)(2)假設(shè)地面波傳播路徑為干土，相對(duì)介電常數(shù)和電導(dǎo)率的平均值分別為0.001(S/m)(7)60603000.00118r(8)可知，數(shù)量

26、距離可按下面公式來計(jì)算：(9)(10)x(r，(602)256.2(r)2(60)2由數(shù)量距離來計(jì)算衰減因子56.2251 1|W|0.008902x256.2根據(jù)舒來依金場(chǎng)強(qiáng)：德波爾公式計(jì)算濕土地面的地面波Ehe|W|r(km)12050480.008900.268(mV/m)300100(11)5-5一艘近海航運(yùn)的客船上的發(fā)射臺(tái)工作頻率為f468.75kHz,天線的輻射功率為P1kW,天線方向性20系數(shù)為D1.5。試求:(1)用假想功率法按第2種地面的土質(zhì)計(jì)算地面波經(jīng)過130km海面和260km濕土地面后的地面波場(chǎng)強(qiáng)的有Rin2.5,試計(jì)算具有in(有效)。效值E(有效)；(2)如果該天線

27、的輻射電阻為效高度he和天線電流的有效值I解：(1)用假想功率法計(jì)算地面波場(chǎng)強(qiáng)。天線的工作波長為8310一一一一3f46.87510640(m)(1)海水的相對(duì)介電常數(shù)和電導(dǎo)率的平均值分別為r804(S/m)(2)60606404153600r80(3)可知，數(shù)量距離可按下面公式來計(jì)算:100(km)X16由數(shù)量距離來計(jì)算衰減因子2100266400.3x300.00095940.9997(5)60606400.0138410(6)可知，把海面換成濕土地面后的折合數(shù)量距離可按下式來計(jì)2110010030x1622664020.010.3835(7)|W2n|于是可知假想功率為20.3x2x0.

28、6x20.8557(8)2WTPW2,120.999720.855711.365(kW)由折合數(shù)量距離來計(jì)算海面的衰減因子：1001(km)r2(皿100(3060)_2_2_6166400.011.150(10)(11)2451.3951.530600.5953.34(mV/m)(12)(9)地面波傳播的路徑全部折合成濕土地面以后的數(shù)量距離和衰減因子分別為0.3x|W2(qr2)20.5952 x0.6x通過假想功率來計(jì)算港口上接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)245g叫DEc有效-1W)r1(km)2(km)(2)該天線的有效高度和天線電流的有效值從給由的方向性系數(shù)D1.5看，該天線屬于電小天線22由垂直接地天

29、線方向性系數(shù)計(jì)算公式_2c60(he)60uRin2.5或輻射電阻計(jì)算公式2heRin160e160均可解由其有效高度為80he(m)22-he1.5640(13)2he6402.5()(14)(15)5-8he0.061in(有效)100020(A)2.5(16)某圓環(huán)形天線的匝數(shù)為n18,有效長度為mo已知來波電場(chǎng)強(qiáng)度的有效值為E(有效)4/5mV/m;工作波長為600m。試求：(1)環(huán)形天線的直徑d和輻射電阻Rin;(2)該環(huán)形天線的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)振幅值emax；(3)向負(fù)載輸由的最佳功率解：(1)通過環(huán)形天線的有效長度求它的直徑2,2nS2ndnz,.le-(d)42Popt。1260

30、00.062一18.(m)(3)23通過輻射功率和輻射電阻可以求得天線饋電點(diǎn)電流的有效值通過有效長度求它的輻射電阻Rin80-80210822on0.06806007.89106()(4)(2)天線的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)振幅值emaxemaxV2E有效le0.065(3)0.2133(mV)(5)向負(fù)載輸由的最佳功率Pe0.21332106opt8Rin87.891060.0007205(W)0.7205(mW)(6)Popt2-2E有效le4R.147.89106431050.060.0007205(W)0.7205(mW)第6章練習(xí)題答案6-3從電離層情報(bào)中查得某電離層探測(cè)站夏季白天的探測(cè)數(shù)據(jù)：

31、垂直探測(cè)頻率f04<2MHz,電離層虛高度hv320km。該探測(cè)站恰好位于進(jìn)行定點(diǎn)通信的甲乙兩地的中點(diǎn)，兩地的直線距離為r640km。假設(shè)斜入射波與垂直探測(cè)波在同一自由電子濃24度N處反射。試計(jì)算：(1)探測(cè)波反射點(diǎn)處的自由電子濃度N;(2)無線電波進(jìn)入電離層的入射角0;(3)分別利用反射條件公式和正割定律公式計(jì)算斜入射波的工作頻率f;(4)發(fā)、收天線的架設(shè)高度H解:(1)探測(cè)波反射點(diǎn)處的自由電子濃度(42106)23.9518111,3、10(m)(1)(2)無線電波進(jìn)入電離層的入射角,r,0arctanarctan2hv640232045(3)(2)分別利用反射條件公式和正割定律公式

32、計(jì)算斜入射波的工作頻率1:11cos45工81N813.95110fcos08.00106(MHz)8(MHz)ff°sec042sec458(MHz)(3)(4)發(fā)、收天線的架設(shè)高度可通過工作波長和電磁波的仰角來求25mi903108810637.5,(4)0904545H4sinmi37.513.26(m)4sin45(5)6-5進(jìn)行短波通信的甲乙兩地間距離為r750km。已知白天通信的頻率為f110MHz,電離層虛高度為hv12573km；夜間通信的頻率為f26MHz,電離層虛高度為hv2375km。試計(jì)算：(1)白天和夜間通信時(shí)電磁波射線進(jìn)入電離層的入射角01和02；(2)白

33、天和夜間通信時(shí)分別需要的天線架設(shè)高度Hi和H2；(3)如果白天和夜間用同一副寬頻帶天線工作，采用平均架、-1設(shè)局度H-(H1+H2),從方向特性和阻抗特性兩方面看是否可行？解：(1)白天和夜間通信時(shí)電磁波射線進(jìn)入電離層的入射角01arctanr2hv1,7502arctan602125302arctanr2hv2arctan7502375(1)45(2)白天和夜間通信時(shí)分別需要的天線架設(shè)高度可通過工作波長和電磁波的仰角來求2631081010630(m),9001cf2310908603090H1H2610602904sin14sin150(m),45304sin304515(m)50高方17

34、-68(m)(3)(3)討論白天和夜間是否可用同一副寬頻帶天線工作。a)從天線架設(shè)高度上看。取平均架設(shè)高度16.34(m)11H-(H1H2)-(1517.68)22(4)分別看白天和夜間地面因子函數(shù)值Fa1(1)sin組sinsin218016.3430sin300.9902Fa2(1)sin5nsin218016.34sin450.99295027采用平均架設(shè)高度，白天和夜間地面因子都非常接近1,可見選擇平均架設(shè)高度是可行的。b)如果選擇籠形對(duì)稱振子作短波通信天線，白天和夜間工作頻率雖然不同，但輸入阻抗變化不很劇烈，因而是可行的。c)白天使用的工作頻率比較高，工作波長較短；夜間使用的頻率比

35、較低，工作波長比較長。可選擇籠形對(duì)稱振子的長度介于白天的一個(gè)工作波長和半個(gè)工作波長之間：15(m)2130(m)(6)在這樣的范圍內(nèi)都能使最大輻射方向與振子軸垂直。第7章練習(xí)題答案7-1設(shè)電視發(fā)射天線的增益系數(shù)G10,天線架設(shè)高度hi150m,輸入功率為Pin10kW,工作頻率為f100MHz;電視接收天線的架設(shè)高度為h216m。試求：(1)不考慮大氣折射時(shí)的視線距離0;(2)考慮標(biāo)準(zhǔn)大氣折射狀態(tài)的視線距離0;(3)如果接收天線與發(fā)射天線之間的距離r為標(biāo)準(zhǔn)大氣折射視距的一半，計(jì)算接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的有效值E(有效)。28解：(1)不考慮大氣折射時(shí)的視線距離r。3.57(hih2)3.57(15016)

36、58.00(km)(1)(2)考慮標(biāo)準(zhǔn)大氣折射狀態(tài)的視線距離r。4.12(兒h2)4.12(15016)66.94(km)(2)(3)接收天線與發(fā)射天線之間的距離為rO.5ro0.566.9433.47(km)天線工作波長為cf83101001063(m)(3)(4)接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的有效值為Ei)346PD.2hhsinJr346ypin.w)G,2hhsin5)r(5)3461010.36015016sin33.47333470103.38sin8.6015.46(mV/m)由r333470hh15016240055781818可知，可以用維建斯基反射公式來計(jì)算空間波場(chǎng)強(qiáng)29E(有效)2.18P(kW)D2r(km)hh2.18Pin(kW)G2r(km)hh2.1810102150333.471615.57(mV/m)(6)7-2分米波發(fā)射天線的工作波長為功率為P1kW,方向性系數(shù)D0.2m,天線輻射6,天線架設(shè)高度為h150m；接收天線與發(fā)射天線之間的距離為r10km,接收天線的架設(shè)高度為h210m。試計(jì)算接收點(diǎn)處的空間波場(chǎng)強(qiáng)的有效值E(有效)。提示：如利用反射公式計(jì)算空