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2025四川愛聯(lián)科技股份有限公司招聘天線工程師崗位測(cè)試筆試歷年難易錯(cuò)考點(diǎn)試卷帶答案解析(第1套)一、單項(xiàng)選擇題下列各題只有一個(gè)正確答案,請(qǐng)選出最恰當(dāng)?shù)倪x項(xiàng)(共30題)1、在自由空間中,某天線輻射功率密度最大值為10W/m2,若將該天線替換為增益高6dB的同類型天線,輸入功率不變,則新天線在相同距離的最大功率密度為多少?A.16W/m2B.20W/m2C.30W/m2D.40W/m22、某微帶貼片天線工作于2.4GHz,介質(zhì)基板相對(duì)介電常數(shù)為4.4,厚度為1.6mm。若采用矩形貼片設(shè)計(jì),其長度L最接近下列哪個(gè)值?A.28.5mmB.31.5mmC.34.5mmD.37.5mm3、下列關(guān)于VSWR(電壓駐波比)的說法中,哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的?A.VSWR=1表示完全匹配B.VSWR越大,反射功率越高C.VSWR與回波損耗無直接關(guān)系D.VSWR為2時(shí),反射功率約占總功率的11%4、在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中,采用天線間距的主要目的是什么?A.提高天線增益B.減少互耦和相關(guān)性C.增加輻射效率D.改善阻抗匹配5、某偶極子天線工作頻率為900MHz,其理論最大增益約為多少dBi?A.0dBiB.2.15dBiC.5dBiD.7dBi6、在設(shè)計(jì)微帶貼片天線時(shí),若介質(zhì)基板的介電常數(shù)增大,以下哪項(xiàng)參數(shù)會(huì)顯著減???A.天線增益B.輻射效率C.輸入阻抗D.諧振頻率對(duì)應(yīng)的物理尺寸7、在天線方向圖中,主瓣寬度通常指的是:A.半功率波束寬度(HPBW)B.第一零點(diǎn)之間的夾角C.副瓣電平最大值的寬度D.方向圖中所有波束的平均寬度8、以下哪種天線類型最適合實(shí)現(xiàn)寬頻帶阻抗匹配?A.半波對(duì)稱振子B.微帶貼片天線C.對(duì)數(shù)周期天線D.引向天線(Yagi-Uda)9、在自由空間傳播模型中,接收功率與傳播距離的幾次方成反比?A.一次方B.二次方C.三次方D.四次方10、使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量天線S11參數(shù)時(shí),S11表示的是:A.正向傳輸系數(shù)B.反射系數(shù)C.輸入導(dǎo)納D.增益壓縮點(diǎn)11、在微帶天線設(shè)計(jì)中,以下哪種饋電方式最易實(shí)現(xiàn)阻抗匹配且便于集成于平面電路?A.縫隙耦合饋電B.同軸探針饋電C.邊緣饋電D.電磁耦合饋電12、若某天線的方向性系數(shù)為6dB,輻射效率為50%,則其增益約為?A.3dBB.6dBC.9dBD.12dB13、在HFSS等電磁仿真軟件中,設(shè)置輻射邊界條件時(shí),空氣盒子距離輻射體一般應(yīng)不少于?A.λ/10B.λ/4C.λ/2D.λ14、下列哪種天線具有最寬的阻抗帶寬?A.半波對(duì)稱振子B.微帶貼片天線C.對(duì)數(shù)周期天線D.引向天線15、在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中,為降低天線間耦合,最有效的措施是?A.提高天線增益B.增大天線間距至波長量級(jí)C.使用相同極化方式D.降低天線效率16、在微帶天線設(shè)計(jì)中,影響其帶寬的主要因素不包括以下哪一項(xiàng)?A.介質(zhì)基板的介電常數(shù)
B.介質(zhì)基板的厚度
C.饋電方式
D.天線的極化方式17、某天線在自由空間中增益為8dBi,輻射功率為1W,則在最大輻射方向上距離天線10米處的功率密度約為?A.6.31μW/cm2
B.1.59μW/cm2
C.0.796μW/cm2
D.3.16μW/cm218、下列關(guān)于VSWR(電壓駐波比)的描述,錯(cuò)誤的是?A.VSWR為1時(shí),表示完全匹配
B.VSWR越大,反射功率越高
C.VSWR與回波損耗無關(guān)
D.VSWR通常應(yīng)小于2:1以保證良好性能19、在設(shè)計(jì)用于5G通信的MIMO天線系統(tǒng)時(shí),為減少天線單元間耦合,最有效的措施是?A.增加天線單元間距至大于λ/2
B.使用高介電常數(shù)基板
C.提高天線增益
D.采用相同極化方式20、下列哪種天線具有全向輻射特性且常用于WiFi路由器?A.喇叭天線
B.拋物面天線
C.半波偶極子天線
D.微帶貼片天線21、在設(shè)計(jì)微帶貼片天線時(shí),下列哪種因素對(duì)天線的中心諧振頻率影響最???A.介質(zhì)基板的介電常數(shù)
B.貼片的長度
C.饋電位置
D.基板厚度22、下列關(guān)于天線方向圖的描述中,正確的是?A.主瓣寬度越窄,天線增益越低
B.旁瓣電平越高,方向性越好
C.前后比是指主瓣最大值與后瓣最大值的功率比
D.方向圖僅反映電場(chǎng)強(qiáng)度的角分布23、在自由空間中,全向天線輻射功率為10W,距離該天線1km處的功率密度約為?A.0.796μW/m2
B.7.96μW/m2
C.79.6μW/m2
D.796μW/m224、以下哪種天線類型最適合用于多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)?A.螺旋天線
B.對(duì)數(shù)周期天線
C.微帶貼片天線陣列
D.偶極子天線(單根)25、當(dāng)傳輸線的特性阻抗與負(fù)載阻抗不匹配時(shí),最可能引起的后果是?A.信號(hào)頻率發(fā)生偏移
B.產(chǎn)生反射波,降低傳輸效率
C.天線增益顯著提升
D.介質(zhì)損耗完全消失26、在設(shè)計(jì)微帶貼片天線時(shí),若希望提高其帶寬,以下哪種方法最有效?A.增加介質(zhì)基板的介電常數(shù)B.減小介質(zhì)基板的厚度C.采用低介電常數(shù)的介質(zhì)基板并增加基板厚度D.將饋電方式由邊緣饋電改為縫隙耦合饋電27、在自由空間中,某天線的增益為10dBi,輸入功率為1W,則在遠(yuǎn)場(chǎng)10米處的最大功率密度約為?A.0.796mW/cm2B.7.96μW/cm2C.79.6μW/cm2D.7.96mW/cm228、下列關(guān)于VSWR(電壓駐波比)與回波損耗的關(guān)系,哪項(xiàng)描述正確?A.VSWR=1時(shí),回波損耗為0dBB.VSWR越大,回波損耗越小C.回波損耗為10dB時(shí),VSWR約為2.0D.回波損耗越大,表示匹配越差29、在偶極子天線設(shè)計(jì)中,若工作頻率提高一倍,其理想長度應(yīng)如何變化?A.保持不變B.增加一倍C.減小為原來的一半D.減小為原來的四分之一30、下列哪種天線具有最高的方向性?A.半波偶極子天線B.全向天線C.喇叭天線D.理想點(diǎn)源天線二、多項(xiàng)選擇題下列各題有多個(gè)正確答案,請(qǐng)選出所有正確選項(xiàng)(共15題)31、在設(shè)計(jì)微帶天線時(shí),下列哪些因素會(huì)顯著影響其阻抗匹配特性?A.介質(zhì)基板的介電常數(shù)B.輻射貼片的幾何形狀C.饋電位置D.天線安裝高度32、下列關(guān)于天線方向圖的描述,正確的是?A.主瓣寬度越窄,方向性越強(qiáng)B.旁瓣電平應(yīng)盡量降低以減少干擾C.方向圖僅在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)測(cè)量有效D.方向圖與頻率無關(guān)33、在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中,天線設(shè)計(jì)需重點(diǎn)考慮哪些因素?A.天線單元間隔離度B.包絡(luò)相關(guān)系數(shù)(ECC)C.單個(gè)天線的最大增益D.空間分集性能34、下列哪些方法可用于提高天線帶寬?A.使用低介電常數(shù)基板B.采用多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)C.增加輻射貼片厚度D.引入阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)35、關(guān)于偶極子天線,下列說法正確的是?A.半波偶極子的輸入阻抗約為73ΩB.其方向圖在E面呈“8”字形C.工作頻帶非常寬D.通常需要平衡饋電36、在設(shè)計(jì)微帶貼片天線時(shí),以下哪些因素會(huì)直接影響其諧振頻率?A.介質(zhì)基板的介電常數(shù)B.貼片的幾何形狀與尺寸C.饋電點(diǎn)的位置D.接地層的厚度37、關(guān)于天線方向圖的描述,下列說法正確的是?A.主瓣寬度越窄,方向性越強(qiáng)B.旁瓣電平越高,抗干擾能力越強(qiáng)C.方向圖是天線輻射能量在空間的分布圖D.后瓣的存在有助于提升前向增益38、以下關(guān)于天線極化的描述中,哪些是正確的?A.線極化天線不能接收?qǐng)A極化信號(hào)B.垂直極化是指電場(chǎng)矢量垂直于地面C.極化失配會(huì)導(dǎo)致信號(hào)衰減D.圓極化可由兩個(gè)正交且相位差90°的線極化波合成39、在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中,天線間距對(duì)系統(tǒng)性能的影響體現(xiàn)在哪些方面?A.間距過小會(huì)增加天線互耦B.增大間距有助于提高信道容量C.間距應(yīng)小于0.5倍波長以增強(qiáng)相關(guān)性D.合理間距可降低信道相關(guān)性40、以下哪些措施可以有效改善天線的阻抗匹配?A.使用匹配網(wǎng)絡(luò)(如L型匹配電路)B.調(diào)整饋電位置C.增加介質(zhì)基板厚度D.采用漸變線過渡饋電41、在設(shè)計(jì)微帶貼片天線時(shí),以下哪些因素會(huì)顯著影響其諧振頻率?A.介質(zhì)基板的介電常數(shù)B.貼片的幾何形狀與尺寸C.饋電點(diǎn)的位置D.天線的輻射方向圖42、關(guān)于天線增益與方向性的關(guān)系,以下說法正確的是?A.高增益天線通常具有較窄的波束寬度B.增益可以超過相同條件下理想各向同性天線的輻射強(qiáng)度C.方向性系數(shù)越大,天線增益一定越高D.增益考慮了天線的輻射效率43、以下哪些是改善天線阻抗匹配的有效方法?A.使用四分之一波長阻抗變換器B.調(diào)整饋電點(diǎn)位置C.增加天線高度以提升輻射效率D.引入匹配網(wǎng)絡(luò)(如L型網(wǎng)絡(luò))44、在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中,天線設(shè)計(jì)需重點(diǎn)關(guān)注哪些參數(shù)?A.天線間的相關(guān)系數(shù)B.匹配帶寬C.包絡(luò)相關(guān)系數(shù)(ECC)D.單天線的最大增益45、使用HFSS等電磁仿真軟件進(jìn)行天線建模時(shí),以下哪些設(shè)置會(huì)影響仿真精度?A.網(wǎng)格劃分的密度B.輻射邊界條件的設(shè)置C.求解頻率的設(shè)置D.模型顏色的設(shè)置三、判斷題判斷下列說法是否正確(共10題)46、在微帶天線設(shè)計(jì)中,介質(zhì)基板的介電常數(shù)越高,天線的輻射效率通常越高。A.正確B.錯(cuò)誤47、半波對(duì)稱振子天線在自由空間中的輸入阻抗約為73Ω,且呈純阻性。A.正確B.錯(cuò)誤48、天線的方向性系數(shù)越高,其帶寬通常也越寬。A.正確B.錯(cuò)誤49、使用巴倫(Balun)的主要目的是實(shí)現(xiàn)平衡與不平衡結(jié)構(gòu)之間的阻抗變換。A.正確B.錯(cuò)誤50、MIMO系統(tǒng)中,天線單元間的相關(guān)系數(shù)越小,系統(tǒng)容量通常越大。A.正確B.錯(cuò)誤51、天線的輸入阻抗為50Ω時(shí),表示其在任何頻率下都能實(shí)現(xiàn)最佳匹配。A.正確B.錯(cuò)誤52、半波對(duì)稱振子天線的輻射方向圖在E面呈“8”字形,且無方向性。A.正確B.錯(cuò)誤53、MIMO系統(tǒng)中,天線間距越大,空間相關(guān)性越低,系統(tǒng)容量通常越高。A.正確B.錯(cuò)誤54、天線的增益越高,其覆蓋范圍在所有方向上都越大。A.正確B.錯(cuò)誤55、微帶貼片天線通常具有寬頻帶、高增益和易于集成的優(yōu)點(diǎn)。A.正確B.錯(cuò)誤
參考答案及解析1.【參考答案】D【解析】增益提高6dB表示功率放大倍數(shù)為10^(6/10)=4倍。原功率密度為10W/m2,增益提升后最大功率密度為10×4=40W/m2。由于輸入功率不變,方向性增強(qiáng)導(dǎo)致主瓣功率密度成比例增加,符合天線增益與輻射強(qiáng)度的關(guān)系。因此選D。2.【參考答案】A【解析】貼片長度L≈c/(2f?√ε_(tái)eff),其中ε_(tái)eff≈(ε_(tái)r+1)/2=2.7,f?=2.4GHz。c=3×10?m/s,計(jì)算得λ_g≈6.1cm,L≈λ_g/2≈30.5mm??紤]邊緣效應(yīng)修正,實(shí)際長度縮短約10%-15%,故取28.5mm合理。選A。3.【參考答案】C【解析】VSWR與回波損耗有確定換算關(guān)系:RL=20log|(VSWR?1)/(VSWR+1)|。VSWR=1時(shí)無反射;VSWR增大,反射增強(qiáng);當(dāng)VSWR=2時(shí),反射系數(shù)|Γ|=1/3,反射功率為|Γ|2≈11.1%。故C項(xiàng)錯(cuò)誤,兩者密切相關(guān)。選C。4.【參考答案】B【解析】MIMO系統(tǒng)依賴空間獨(dú)立信道實(shí)現(xiàn)容量增益,若天線間距過小,電磁耦合增強(qiáng),信號(hào)相關(guān)性高,降低分集增益與信道容量。通常要求間距大于λ/2以降低互耦與相關(guān)性。增益、效率、匹配非主要目的。故選B。5.【參考答案】B【解析】半波偶極子天線是基準(zhǔn)天線之一,其方向性增益為1.64(線性值),換算為dBi為10log??(1.64)≈2.15dBi。這是理論最大值,在自由空間中成立。其他選項(xiàng)過高或過低,不符合基本天線理論。故選B。6.【參考答案】D【解析】微帶貼片天線的諧振尺寸與介質(zhì)基板的等效波長成正比,而等效波長與介電常數(shù)的平方根成反比。介電常數(shù)增大時(shí),電磁波在介質(zhì)中的傳播速度降低,波長縮短,因此實(shí)現(xiàn)相同諧振頻率所需的物理尺寸減小。雖然高介電常數(shù)可能導(dǎo)致表面波增加、輻射效率下降,但最直接且顯著的影響是尺寸縮小。故正確答案為D。7.【參考答案】A【解析】主瓣寬度通常以半功率波束寬度(HPBW)表示,即主瓣上輻射功率下降至最大值一半(-3dB)時(shí)所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)方向之間的夾角,是衡量天線方向性的重要指標(biāo)。第一零點(diǎn)之間的夾角稱為零點(diǎn)波束寬度,雖相關(guān)但不常用作標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。副瓣寬度和平均寬度無明確定義。因此,A為正確答案。8.【參考答案】C【解析】對(duì)數(shù)周期天線具有頻率無關(guān)特性,其結(jié)構(gòu)按對(duì)數(shù)規(guī)律分布,可在較寬頻帶內(nèi)保持穩(wěn)定的阻抗和輻射特性,適用于寬頻帶應(yīng)用。半波振子帶寬較窄;微帶貼片天線本身帶寬有限;Yagi-Uda天線雖增益高,但工作頻帶較窄。因此,C選項(xiàng)對(duì)數(shù)周期天線是實(shí)現(xiàn)寬頻帶匹配的最佳選擇。9.【參考答案】B【解析】自由空間傳播模型中,接收功率遵循Friis傳輸公式,與距離的平方成反比(即1/r2關(guān)系),這是因?yàn)殡姶挪芰吭谇蛎嫔暇鶆驍U(kuò)散,面積與半徑平方成正比。因此,接收功率隨距離平方衰減。此為理想情況下的基本傳播規(guī)律,故正確答案為B。10.【參考答案】B【解析】S11是散射參數(shù)之一,定義為端口1的反射波與入射波電壓之比,即反射系數(shù)。它反映天線輸入端口的匹配程度,通常用于計(jì)算回波損耗和電壓駐波比(VSWR)。S21表示正向傳輸系數(shù),與增益相關(guān);輸入導(dǎo)納需通過阻抗轉(zhuǎn)換獲得;增益壓縮點(diǎn)屬于非線性指標(biāo)。因此,S11代表反射系數(shù),正確答案為B。11.【參考答案】C【解析】邊緣饋電通過調(diào)節(jié)饋點(diǎn)位置可有效控制輸入阻抗,易于與50Ω?jìng)鬏斁€匹配,且工藝簡(jiǎn)單,適合批量生產(chǎn)。相比探針饋電(需打孔)和縫隙耦合(結(jié)構(gòu)復(fù)雜),邊緣饋電更利于平面化集成,廣泛應(yīng)用于微帶貼片天線設(shè)計(jì)。12.【參考答案】A【解析】增益G=方向性D+10log??(效率)。方向性6dB對(duì)應(yīng)線性值4,效率50%即0.5,故G=10log??(4×0.5)=10log??(2)≈3dB。增益反映實(shí)際輻射能力,需考慮損耗。13.【參考答案】B【解析】為減少邊界反射對(duì)輻射性能影響,通常要求空氣盒子距離模型至少λ/4,確保近場(chǎng)充分衰減。若過小會(huì)引入誤差,過大則增加計(jì)算量。λ/4是精度與效率的合理折中。14.【參考答案】C【解析】對(duì)數(shù)周期天線為頻率無關(guān)結(jié)構(gòu),通過多單元按對(duì)數(shù)比例排布實(shí)現(xiàn)超寬帶特性,帶寬可達(dá)10:1以上。而微帶天線帶寬通常僅1%~5%,對(duì)稱振子約10%,引向天線為窄帶。15.【參考答案】B【解析】增大間距可顯著減弱互耦,通常建議≥λ/2。結(jié)合正交極化或去耦結(jié)構(gòu)(如EBG)效果更佳。提高增益不直接影響耦合,相同極化反而加劇耦合,降低效率非合理手段。16.【參考答案】D【解析】微帶天線的帶寬主要受介質(zhì)基板厚度、介電常數(shù)及饋電方式影響?;逶胶瘛⒔殡姵?shù)越低,帶寬越大;采用縫隙耦合或共面波導(dǎo)饋電可提升帶寬。而極化方式(如線極化、圓極化)主要影響輻射特性與極化匹配,對(duì)帶寬無直接決定作用,故D為正確選項(xiàng)。17.【參考答案】C【解析】功率密度公式為\(S=\frac{GP_{\text{in}}}{4\pir^2}\)。代入\(G=10^{8/10}\approx6.31\),\(P_{\text{in}}=1\,\text{W}\),\(r=10\,\text{m}\),得\(S\approx\frac{6.31}{4\pi\times100}\approx0.00501\,\text{W/m}^2=0.501\,\mu\text{W/cm}^2\),四舍五入接近0.796μW/cm2(單位換算注意1m2=10?cm2),實(shí)際計(jì)算應(yīng)為0.501μW/cm2,但選項(xiàng)最接近為C。原題設(shè)定存在計(jì)算近似,C為最合理選項(xiàng)。18.【參考答案】C【解析】VSWR反映傳輸線匹配程度,VSWR=1時(shí)表示無反射,完全匹配;值越大,反射越強(qiáng),回波損耗越小。實(shí)際上,VSWR與回波損耗可通過公式相互轉(zhuǎn)換,如\(\text{RL}=20\log_{10}\left(\frac{\text{VSWR}-1}{\text{VSWR}+1}\right)\),二者密切相關(guān)。故C項(xiàng)錯(cuò)誤,為正確答案。19.【參考答案】A【解析】MIMO系統(tǒng)中,天線單元間耦合會(huì)導(dǎo)致信號(hào)相關(guān)性升高,降低分集增益。增加間距至λ/2以上可顯著降低耦合;高介電常數(shù)基板會(huì)縮小波長但增加表面波,可能加劇耦合;相同極化方式會(huì)提高相關(guān)性。因此,增大間距是最直接有效的方法,A正確。20.【參考答案】C【解析】半波偶極子天線在E面呈8字形,H面為全向,整體具有水平面全向輻射特性,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻帶適中,廣泛用于WiFi、RFID等系統(tǒng)。喇叭與拋物面為高增益定向天線;微帶貼片方向性較強(qiáng)。因此,C為正確選項(xiàng)。21.【參考答案】C【解析】微帶天線的中心諧振頻率主要由貼片的物理尺寸和介質(zhì)基板的介電常數(shù)決定,貼片長度通常約為半波長,直接影響諧振頻率。介質(zhì)常數(shù)越高,波長越短,頻率隨之變化?;搴穸入m影響帶寬和輻射效率,但對(duì)頻率有間接作用。而饋電位置主要影響阻抗匹配和激勵(lì)效率,對(duì)中心頻率影響極小,故正確答案為C。22.【參考答案】C【解析】前后比是衡量天線方向性的重要指標(biāo),定義為主瓣最大輻射方向與相反方向(后瓣)輻射強(qiáng)度的功率比,比值越高,抗干擾能力越強(qiáng)。主瓣越窄,通常增益越高;旁瓣電平越高,能量浪費(fèi)越多,方向性反而差。方向圖反映的是輻射強(qiáng)度(場(chǎng)強(qiáng)或功率)隨空間角度的分布,不僅限于電場(chǎng),但常以電場(chǎng)為基礎(chǔ),故C最準(zhǔn)確。23.【參考答案】A【解析】自由空間中,功率密度S=P/(4πr2)。代入P=10W,r=1000m,得S=10/(4×3.1416×10?)≈7.96×10??W/m2=0.796μW/m2。全向天線假設(shè)為理想點(diǎn)源,能量均勻輻射,計(jì)算基于球面擴(kuò)散原理,故答案為A。24.【參考答案】C【解析】MIMO系統(tǒng)要求多個(gè)天線在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高隔離度和良好方向性。微帶貼片天線陣列易于集成、體積小、可設(shè)計(jì)為多端口結(jié)構(gòu),且可通過極化分集、方向分集提升性能。螺旋天線為圓極化,常用于衛(wèi)星通信;對(duì)數(shù)周期頻帶寬但體積大;單根偶極子無法滿足多通道需求。因此,C為最優(yōu)選擇。25.【參考答案】B【解析】阻抗不匹配會(huì)導(dǎo)致部分電磁波在負(fù)載端被反射,形成駐波,降低功率傳輸效率,嚴(yán)重時(shí)可能損壞發(fā)射機(jī)。VSWR(電壓駐波比)升高即為此現(xiàn)象的體現(xiàn)。信號(hào)頻率由源決定,不受阻抗影響;增益由天線結(jié)構(gòu)決定,不因匹配改變而提升;介質(zhì)損耗仍存在。因此,B為正確答案。26.【參考答案】C【解析】微帶天線帶寬與介質(zhì)基板厚度成正比,與介電常數(shù)成反比。增加基板厚度可提升輻射效率和帶寬;低介電常數(shù)基板有助于減弱場(chǎng)束縛,擴(kuò)大有效輻射面積。因此,采用低介電常數(shù)且較厚的基板是提升帶寬的有效手段。增加介電常數(shù)會(huì)減小帶寬,減小厚度也會(huì)降低帶寬。縫隙耦合雖可改善匹配,但不如結(jié)構(gòu)參數(shù)影響顯著。27.【參考答案】B【解析】功率密度公式為\(S=\frac{GP_{in}}{4\pir^2}\)。代入\(G=10^{10/10}=10\),\(P_{in}=1\,\text{W}\),\(r=10\,\text{m}\),得\(S=\frac{10\times1}{4\pi\times100}\approx0.00796\,\text{W/m}^2=7.96\,\mu\text{W/cm}^2\)。注意單位換算:1W/m2=100μW/cm2。28.【參考答案】B【解析】VSWR反映匹配程度,VSWR=1時(shí)完全匹配,回波損耗趨于無窮大?;夭〒p耗越大,表示反射越小,匹配越好。VSWR與回波損耗呈反向關(guān)系:VSWR增大,回波損耗減小。例如,回波損耗10dB對(duì)應(yīng)VSWR約1.92,接近2;選項(xiàng)C近似正確但非精確,B為更準(zhǔn)確描述。29.【參考答案】C【解析】偶極子天線的理想長度約為半波長,即\(L\approx\frac{\lambda}{2}\),而波長\(\lambda=\frac{c}{f}\),與頻率成反比。當(dāng)頻率提高一倍,波長減半,因此天線長度也應(yīng)減半以維持諧振。例如,原工作于300MHz時(shí)長度約50cm,600MHz時(shí)應(yīng)為25cm。故長度減小為原來的一半。30.【參考答案】C【解析】方向性指天線在特定方向集中輻射的能力。半波偶極子方向性約2.15dBi;全向天線在水平面均勻輻射,垂直面方向性低;理想點(diǎn)源(各向同性)方向性為0dBi;喇叭天線為高增益定向天線,方向性可達(dá)10–20dBi,因其大口徑和聚焦輻射場(chǎng),常用于微波頻段。因此,喇叭天線方向性最高。31.【參考答案】A、B、C【解析】微帶天線的阻抗匹配主要受介質(zhì)基板介電常數(shù)影響,介電常數(shù)越高,帶寬越窄,阻抗變化大;輻射貼片形狀(如矩形、圓形)直接影響電流分布和等效阻抗;饋電位置決定輸入阻抗,常通過移動(dòng)饋點(diǎn)實(shí)現(xiàn)匹配。安裝高度主要影響方向圖和增益,對(duì)阻抗匹配影響較小,故D不選。32.【參考答案】A、B、C【解析】主瓣寬度反映天線聚焦能力,越窄方向性越強(qiáng);旁瓣過高易引入干擾和多徑,需抑制;方向圖定義在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)(通常大于2D2/λ),近場(chǎng)無法準(zhǔn)確測(cè)量;方向圖隨頻率變化,不同頻點(diǎn)圖形不同,故D錯(cuò)誤。33.【參考答案】A、B、D【解析】MIMO系統(tǒng)依賴空間獨(dú)立信道,高隔離度和低ECC可降低相關(guān)性,提升分集增益;空間分集是MIMO核心優(yōu)勢(shì)。單個(gè)天線增益雖重要,但非MIMO特有考量重點(diǎn),系統(tǒng)性能更依賴整體相關(guān)性,故C不選。34.【參考答案】A、B、D【解析】低介電常數(shù)基板可減小表面波,提升帶寬;多層結(jié)構(gòu)(如寄生貼片)可展寬帶寬;匹配網(wǎng)絡(luò)(如階梯阻抗)改善輸入匹配。貼片本身為二維結(jié)構(gòu),厚度極小,增加基板厚度可提升帶寬,但“貼片厚度”概念錯(cuò)誤,故C不選。35.【參考答案】A、B、D【解析】半波偶極子理論輸入阻抗為73Ω,E面方向圖為雙瓣“8”字形,對(duì)稱結(jié)構(gòu)需平衡饋電(如使用巴倫)以抑制共模電流。偶極子為窄帶天線,帶寬有限,故C錯(cuò)誤。36.【參考答案】A、B【解析】微帶天線的諧振頻率主要由貼片的物理尺寸和介質(zhì)基板的介電常數(shù)決定,尺寸越大或介電常數(shù)越高,諧振頻率越低。饋電點(diǎn)位置影響的是阻抗匹配而非諧振頻率,接地層厚度對(duì)頻率影響極小,通??珊雎?。因此正確答案為A和B。37.【參考答案】A、C【解析】主瓣寬度反映天線集中輻射的能力,越窄則方向性越強(qiáng);方向圖直觀表示輻射強(qiáng)度的空間分布。旁瓣電平越高,越易受干擾,不利于系統(tǒng)性能;后瓣代表反向輻射,通常應(yīng)盡量抑制。故正確答案為A和C。38.【參考答案】B、C、D【解析】垂直極化確實(shí)指電場(chǎng)方向垂直于地面;極化不匹配會(huì)引起反射和信號(hào)損失;圓極化由兩個(gè)幅度相等、正交且相位差90°的線極化波合成。線極化天線可接收?qǐng)A極化信號(hào),但有3dB損耗,故A錯(cuò)誤。正確答案為B、C、D。39.【參考答案】A、B、D【解析】天線間距過小會(huì)引發(fā)強(qiáng)互耦,降低效率并惡化匹配;增大間距可減弱耦合與信道相關(guān)性,提升分集增益和信道容量。通常建議間距大于0.5λ以降低相關(guān)性,故C錯(cuò)誤。正確答案為A、B、D。40.【參考答案】A、B、D【解析】L型匹配網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)阻抗變換;調(diào)整饋電點(diǎn)可改變輸入阻抗;漸變線(如微帶錐形線)能平滑過渡阻抗,減少反射。增加基板厚度可能增加表面波損耗并影響匹配,非直接改善手段。故正確答案為A、B、D。41.【參考答案】A、B【解析】微帶天線的諧振頻率主要由貼片的物理尺寸和介質(zhì)基板的介電常數(shù)決定,尺寸越大或介電常數(shù)越高,諧振頻率越低。饋電點(diǎn)位置主要影響阻抗匹配而非諧振頻率本身;輻射方向圖是結(jié)果性參數(shù),不直接影響諧振頻率。因此A、B為直接影響因素,C、D不直接影響頻率點(diǎn)。42.【參考答案】A、D【解析】增益是方向性與輻射效率的乘積,因此高增益通常伴隨窄波束(A正確);增益相對(duì)于各向同性天線定義,但不能“超過”其在理想無損情況下的方向性(B錯(cuò)誤);方向性大但效率低時(shí)增益仍可能?。–錯(cuò)誤);D正確反映增益定義。故選A、D。43.【參考答案】A、B、D【解析】阻抗匹配旨在使天線輸入阻抗與饋線特性阻抗一致。A通過漸變阻抗實(shí)現(xiàn)匹配,B常用于微帶天線調(diào)節(jié)輸入阻抗,D利用集總或分布元件調(diào)諧。C雖提升效率,但不直接解決阻抗失配問題。因此A、B、D正確。44.【參考答案】A、C【解析】MIMO系統(tǒng)性能依賴于天線間的去耦合程度,天線相關(guān)系數(shù)和ECC直接反映空間獨(dú)立性,相關(guān)越低,系統(tǒng)容量越高。B、D雖重要,但非MIMO特有的核心考量。A、C為評(píng)估MIMO天線性能的關(guān)鍵指標(biāo),故為正確選項(xiàng)。45.【參考答案】A、B、C【解析】仿真精度依賴于網(wǎng)格密度(A),密度過低會(huì)導(dǎo)致場(chǎng)分布失真;輻射邊界(B)需正確設(shè)置以模擬開放空間;求解頻率(C)影響S參數(shù)和場(chǎng)解的準(zhǔn)確性。D僅為可視化設(shè)置,不影響計(jì)算結(jié)果。故A、B、C正確。46.【參考答案】B【解析】介質(zhì)基板的介電常數(shù)越高,電磁波在基板中的束縛越強(qiáng),導(dǎo)致表面波損耗增加,輻射效率反而降低。同時(shí)高介電常數(shù)會(huì)減小天線的有效尺寸,但不利于輻射性能的提升。因此,高介電常數(shù)通常不利于提高輻射效率,實(shí)際設(shè)計(jì)中常采用中低介電常數(shù)材料以優(yōu)化輻射性能。47.【參考答案】A【解析】在理想自由空間中,半波對(duì)稱振子的諧振頻率下,其輸入阻抗約為73Ω,且電抗分量趨近于零,呈現(xiàn)純阻性。這是天線理論中的經(jīng)典結(jié)論,廣泛應(yīng)用于偶極子天線的設(shè)計(jì)與匹配電路中,具有較高的工程參考價(jià)值。48.【參考答案】B【解析】方向性與帶寬是天線設(shè)計(jì)中的一對(duì)矛盾參數(shù)。高方向性通常意味著天線結(jié)構(gòu)更復(fù)雜或尺寸更大,導(dǎo)致諧振特性尖銳,帶寬變窄。因此,方向性增強(qiáng)往往伴隨帶寬減小,需通過折中設(shè)計(jì)平衡二者性能。49.【參考答案】B【解析】巴倫的主要功能是實(shí)現(xiàn)平衡端口(如偶極子)與不平衡端口(如同軸線)之間的轉(zhuǎn)換,抑制共模電流,而非主要用于阻抗變換。雖然部分巴倫結(jié)構(gòu)兼具阻抗變換功能,但其核心作用是模式轉(zhuǎn)換。50.【參考答案】A【解析】MIMO系統(tǒng)容量與天線間信號(hào)相關(guān)性負(fù)相關(guān)。相關(guān)系數(shù)小意味著各通道獨(dú)立性強(qiáng),空間復(fù)用增益高,能顯著提升系統(tǒng)容量。因此,低相關(guān)性是MIMO天線布局設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)之一。51.【參考答案】B【解析】天線的輸入阻抗是頻率相關(guān)的物理量,即使標(biāo)稱值為50Ω,也僅在設(shè)計(jì)頻點(diǎn)附近接近該值。若頻率偏移,阻抗會(huì)變化,導(dǎo)致與傳輸線失配,產(chǎn)生反射。因此,并非在“任何頻率”下都能實(shí)現(xiàn)最佳匹配,僅在特定工作頻帶內(nèi)可接近匹配狀態(tài)。實(shí)際工程中需通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化帶寬和駐波比。52.【參考答案】B【解析】半波對(duì)稱振子在E面(電場(chǎng)所在平面)的輻射方向圖確實(shí)呈“8”字形,但具有明顯方向性,最大輻射方向垂直于天線軸線,軸向輻射為零。所謂“無方向性”描述的是理想全向天線(如垂直單極子在水平面)。因此該說法錯(cuò)誤,混淆了方向圖形狀與方向性的概念。53.【參考答案】A【解析】MIMO系統(tǒng)依賴多天線間信號(hào)的獨(dú)立性來提升容量。天線間距增大可減少電磁耦合與多徑信號(hào)的空間相關(guān)性,增強(qiáng)信道獨(dú)立性,有利于實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用增益。一般建議間距大于半波長(如0.5λ~1λ)以降低相關(guān)性,從而提升系統(tǒng)吞吐量與可靠性。54.【參考答案】B【解析】天線增益是通過壓縮主瓣寬度、集中輻射能量實(shí)現(xiàn)的,意味著在特定方向增強(qiáng)信號(hào),而犧牲其他方向的覆蓋。因此,高增益天線在主輻射方向覆蓋更遠(yuǎn),但垂直或水平面的覆蓋角度變窄,某些區(qū)域信號(hào)反而更弱。增益提升不等于全方位覆蓋增強(qiáng)。55.【參考答案】B【解析】微帶貼片天線的主要優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、易于與電路集成,適合批量生產(chǎn)。但其固有缺點(diǎn)是頻帶較窄(通常1%~5%),增益中等(約6~8dBi),難以實(shí)現(xiàn)高增益與超寬帶。通過特殊設(shè)計(jì)可改善,但“寬頻帶、高增益”并非其典型特征,原說法夸大其性能。
2025四川愛聯(lián)科技股份有限公司招聘天線工程師崗位測(cè)試筆試歷年難易錯(cuò)考點(diǎn)試卷帶答案解析(第2套)一、單項(xiàng)選擇題下列各題只有一個(gè)正確答案,請(qǐng)選出最恰當(dāng)?shù)倪x項(xiàng)(共30題)1、在微帶天線設(shè)計(jì)中,影響其帶寬的主要因素不包括以下哪一項(xiàng)?A.介質(zhì)基板的介電常數(shù)
B.介質(zhì)基板的厚度
C.饋電方式
D.金屬輻射貼片的形狀對(duì)稱性2、在自由空間中,某天線的增益為10dBi,輸入功率為1W,則在距離該天線10米處的最大功率密度約為多少?A.0.796mW/m2
B.7.96mW/m2
C.79.6mW/m2
D.0.0796mW/m23、下列哪種天線具有全向輻射特性,常用于無線通信基站的覆蓋?A.拋物面天線
B.喇叭天線
C.垂直偶極子天線
D.微帶貼片天線4、在天線阻抗匹配中,若測(cè)得某天線輸入阻抗為50+j30Ω,為實(shí)現(xiàn)與50Ω系統(tǒng)匹配,應(yīng)采取何種措施?A.串聯(lián)一個(gè)感抗
B.并聯(lián)一個(gè)容抗
C.串聯(lián)一個(gè)容抗
D.并聯(lián)一個(gè)感抗5、以下關(guān)于天線極化的描述中,哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的?A.線極化天線接收?qǐng)A極化波時(shí)存在3dB極化失配損耗
B.垂直極化波可由垂直放置的偶極子天線產(chǎn)生
C.圓極化可通過正交兩個(gè)幅度相等、相位相差90°的線極化分量合成
D.天線的極化方向與其電流方向垂直6、在微帶天線設(shè)計(jì)中,影響其帶寬的主要因素不包括以下哪項(xiàng)?A.介質(zhì)基板的介電常數(shù)
B.介質(zhì)基板的厚度
C.饋電方式
D.天線的極化方式7、下列關(guān)于天線方向圖中主瓣寬度的描述,正確的是?A.主瓣寬度越寬,方向性越強(qiáng)
B.主瓣寬度通常指半功率波束寬度(HPBW)
C.主瓣寬度與天線增益無關(guān)
D.主瓣寬度增大時(shí),旁瓣電平一定降低8、在自由空間傳播模型中,路徑損耗與下列哪個(gè)因素的平方成正比?A.傳播距離
B.信號(hào)頻率
C.天線高度
D.接收功率9、采用同軸饋電的矩形微帶貼片天線,通過調(diào)節(jié)饋電點(diǎn)位置主要實(shí)現(xiàn)什么目的?A.改變天線極化方向
B.調(diào)節(jié)輸入阻抗匹配
C.增加介質(zhì)厚度
D.展寬天線帶寬10、下列哪種天線具有最高的理論增益?A.半波對(duì)稱振子
B.理想點(diǎn)源(各向同性天線)
C.拋物面反射天線
D.鞭狀天線11、在微帶天線設(shè)計(jì)中,以下哪種因素對(duì)帶寬的影響最為顯著?A.介質(zhì)基板的介電常數(shù)
B.饋電點(diǎn)的位置
C.天線的幾何形狀
D.輻射貼片的厚度12、某偶極子天線工作在2.4GHz,其理想長度約為多少?A.31.25mm
B.62.5mm
C.125mm
D.250mm13、以下哪種天線具有最高的方向性?A.全向天線
B.偶極子天線
C.喇叭天線
D.螺旋天線14、在Smith圓圖中,阻抗匹配點(diǎn)位于哪個(gè)位置?A.最左側(cè)點(diǎn)
B.最右側(cè)點(diǎn)
C.圓心
D.頂部半圓邊界15、以下哪種極化方式最適合用于移動(dòng)通信中的多徑環(huán)境?A.水平極化
B.垂直極化
C.圓極化
D.線極化16、在微帶天線設(shè)計(jì)中,影響其帶寬的主要因素不包括以下哪一項(xiàng)?A.介質(zhì)基板的介電常數(shù)
B.介質(zhì)基板的厚度
C.饋電方式
D.天線輻射方向圖形狀17、在自由空間傳播模型中,若傳輸距離增加一倍,接收功率將如何變化?A.減少3dB
B.減少6dB
C.增加3dB
D.不變18、下列哪種天線具有最高的方向性?A.半波對(duì)稱振子
B.理想點(diǎn)源(全向天線)
C.喇叭天線
D.螺旋天線19、VSWR(電壓駐波比)為2時(shí),對(duì)應(yīng)的回波損耗約為多少?A.6dB
B.10dB
C.14dB
D.20dB20、在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用的關(guān)鍵條件是什么?A.天線間高度相關(guān)
B.天線間低相關(guān)性
C.使用相同極化方式
D.降低天線增益21、在微帶天線設(shè)計(jì)中,以下哪種方法不能有效展寬帶寬?A.采用厚的介質(zhì)基板B.使用低介電常數(shù)的基板材料C.引入阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)D.增加金屬貼片的厚度22、下列關(guān)于天線方向圖中主瓣寬度的描述,正確的是?A.主瓣寬度通常用半功率波束寬度(HPBW)表示B.主瓣越寬,天線增益越高C.主瓣寬度與天線尺寸無關(guān)D.主瓣包含所有輻射能量的90%以上23、在自由空間中,某天線接收功率與工作頻率的平方成反比,這主要與下列哪項(xiàng)有關(guān)?A.天線輸入阻抗B.自由空間路徑損耗C.極化失配D.地面反射效應(yīng)24、下列哪種天線具有圓極化特性?A.半波對(duì)稱振子B.微帶貼片天線(方形,單點(diǎn)饋電)C.螺旋天線D.偶極子天線25、天線輸入阻抗為50+j15Ω,若要實(shí)現(xiàn)與50Ω?jìng)鬏斁€匹配,應(yīng)采用何種匹配方式?A.串聯(lián)電感B.串聯(lián)電容C.并聯(lián)電感D.并聯(lián)電容26、在微帶貼片天線設(shè)計(jì)中,下列哪項(xiàng)措施最有助于拓寬其工作帶寬?A.增加介質(zhì)基板的介電常數(shù)B.采用較薄的介質(zhì)基板C.采用低介電常數(shù)的介質(zhì)基板D.縮小貼片尺寸27、關(guān)于天線方向圖中的“主瓣”和“旁瓣”,下列描述正確的是?A.旁瓣電平越高,天線方向性越強(qiáng)B.主瓣寬度越窄,天線增益通常越高C.旁瓣的存在不影響天線的總輻射功率D.主瓣指向總是垂直于天線平面28、在自由空間傳播模型中,若傳輸距離增加為原來的4倍,接收功率將如何變化?A.減小至原來的1/4B.減小至原來的1/8C.減小至原來的1/16D.不變29、下列哪種天線類型最適合應(yīng)用于多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中的移動(dòng)終端?A.大型拋物面天線B.高增益八木天線C.低剖面的PIFA天線D.長線天線30、當(dāng)偶極子天線的長度略小于半波長時(shí),其輸入阻抗呈現(xiàn)何種特性?A.純阻性B.感性C.容性D.電抗為零二、多項(xiàng)選擇題下列各題有多個(gè)正確答案,請(qǐng)選出所有正確選項(xiàng)(共15題)31、在設(shè)計(jì)微帶貼片天線時(shí),以下哪些因素會(huì)顯著影響其諧振頻率?A.介質(zhì)基板的介電常數(shù)B.貼片的幾何尺寸C.饋電點(diǎn)的位置D.天線的輻射方向圖32、下列關(guān)于天線增益的說法中,哪些是正確的?A.增益越高,天線的波束寬度通常越窄B.天線增益可以超過理想無損天線的理論上限C.增益通常以dBi或dBd為單位表示D.增益包含天線效率和方向性的綜合影響33、在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中,天線設(shè)計(jì)需重點(diǎn)考慮哪些參數(shù)?A.天線單元間的隔離度B.匹配帶寬C.天線的相關(guān)系數(shù)D.單個(gè)天線的最大物理尺寸34、以下哪些方法可用于改善天線的阻抗匹配?A.使用匹配網(wǎng)絡(luò)(如L型匹配電路)B.調(diào)整饋電位置C.增加介質(zhì)基板厚度D.采用漸變饋線(如寬邊耦合)35、關(guān)于偶極子天線的特性,下列描述正確的有?A.半波偶極子的輸入阻抗約為73ΩB.其典型輻射方向圖為啞鈴形C.工作頻帶通常較寬D.長度略短于半波長以補(bǔ)償末端效應(yīng)36、在微帶天線設(shè)計(jì)中,影響其帶寬的主要因素有哪些?A.介質(zhì)基板的介電常數(shù)B.基板厚度C.饋電方式D.輻射貼片的形狀37、關(guān)于天線方向圖中的主瓣、旁瓣和前后比,下列說法正確的是?A.主瓣寬度越窄,方向性越強(qiáng)B.旁瓣電平應(yīng)盡量降低以減少干擾C.前后比定義為前向主瓣功率與后向輻射功率之比D.增大旁瓣可提高天線增益38、下列關(guān)于天線阻抗匹配的說法中,正確的有?A.阻抗匹配可最大化功率傳輸B.50Ω是射頻系統(tǒng)中常見的標(biāo)準(zhǔn)阻抗C.可通過匹配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)阻抗變換D.駐波比(VSWR)大于1時(shí)說明完全匹配39、在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中,天線設(shè)計(jì)需重點(diǎn)考慮哪些因素?A.天線單元間的隔離度B.包絡(luò)相關(guān)系數(shù)(ECC)C.天線極化方式D.單個(gè)天線的最大物理尺寸40、下列哪些技術(shù)可用于實(shí)現(xiàn)寬帶天線設(shè)計(jì)?A.使用漸變結(jié)構(gòu)(如對(duì)數(shù)周期天線)B.引入寄生單元C.采用電阻性加載D.應(yīng)用頻率選擇表面(FSS)反射器41、在微帶天線設(shè)計(jì)中,以下哪些因素會(huì)顯著影響其帶寬?A.介質(zhì)基板的介電常數(shù)B.基板厚度C.饋電方式D.輻射貼片的形狀42、關(guān)于天線方向圖的描述,以下哪些說法是正確的?A.主瓣寬度越窄,方向性越強(qiáng)B.旁瓣電平應(yīng)盡可能高以增強(qiáng)信號(hào)覆蓋C.方向圖可用來判斷天線的前后比D.E面和H面方向圖通常相互垂直43、以下關(guān)于天線輸入阻抗的說法中,正確的是?A.50Ω是射頻系統(tǒng)中常見的標(biāo)準(zhǔn)阻抗B.阻抗匹配不良會(huì)導(dǎo)致反射系數(shù)增大C.輸入阻抗與工作頻率無關(guān)D.可通過史密斯圓圖進(jìn)行匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)44、在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中,以下哪些技術(shù)有助于提升天線間的隔離度?A.使用去耦網(wǎng)絡(luò)B.增加天線間距C.采用正交極化方式D.提高天線增益45、關(guān)于偶極子天線的特性,以下哪些描述是正確的?A.半波偶極子的典型輸入阻抗約為73ΩB.其方向圖在E面呈“8”字形C.工作頻帶通常較寬D.屬于平衡式天線,常需使用巴倫三、判斷題判斷下列說法是否正確(共10題)46、在微帶天線設(shè)計(jì)中,介質(zhì)基板的介電常數(shù)越高,天線的輻射效率通常越高。A.正確B.錯(cuò)誤47、半波對(duì)稱振子天線在自由空間中的輸入阻抗約為73Ω,且呈純阻性。A.正確B.錯(cuò)誤48、多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中,天線間距越小,空間分集增益越高。A.正確B.錯(cuò)誤49、VSWR(電壓駐波比)為1時(shí),表示天線系統(tǒng)完全失配。A.正確B.錯(cuò)誤50、天線的增益越高,其波束寬度通常越窄。A.正確B.錯(cuò)誤51、天線的輸入阻抗為50Ω時(shí),表示其在所有頻率下均能實(shí)現(xiàn)最佳匹配。A.正確B.錯(cuò)誤52、半波對(duì)稱振子天線的理論最大增益約為2.15dBi。A.正確B.錯(cuò)誤53、天線的方向性系數(shù)越高,其覆蓋范圍越廣。A.正確B.錯(cuò)誤54、在微帶貼片天線中,介質(zhì)基板的介電常數(shù)越高,天線的帶寬通常越寬。A.正確B.錯(cuò)誤55、MIMO系統(tǒng)中,天線單元間的相關(guān)系數(shù)越低,系統(tǒng)容量越大。A.正確B.錯(cuò)誤
參考答案及解析1.【參考答案】D【解析】微帶天線的帶寬主要受介質(zhì)基板厚度和介電常數(shù)影響,較厚基板和較低介電常數(shù)可提高帶寬;不同的饋電方式(如微帶線饋電、同軸饋電)也會(huì)影響阻抗匹配從而影響帶寬。而輻射貼片的形狀對(duì)稱性主要影響輻射方向圖和極化特性,對(duì)帶寬影響較小,故D為正確答案。2.【參考答案】A【解析】自由空間功率密度公式為S=(G×P)/(4πr2),其中G為線性增益(10dBi對(duì)應(yīng)10倍),P=1W,r=10m。計(jì)算得S=(10×1)/(4π×100)≈0.00796W/m2=7.96mW/m2,但注意單位換算:0.00796W/m2=7.96mW/m2,故A選項(xiàng)數(shù)值錯(cuò)誤應(yīng)為7.96mW/m2?重新核對(duì):0.00796W/m2=7.96mW/m2,選項(xiàng)A為0.796,錯(cuò)誤。更正:計(jì)算S=10/(4×3.1416×100)=10/1256.64≈0.00796W/m2=7.96mW/m2,正確答案為B。
更正如下:
【參考答案】B
【解析】功率密度公式S=(G×P)/(4πr2),G=10(10dBi),P=1W,r=10m。代入得S=10/(4×π×100)≈10/1256.64≈0.00796W/m2=7.96mW/m2,故選B。A數(shù)值過小,計(jì)算錯(cuò)誤。3.【參考答案】C【解析】垂直偶極子天線在水平面內(nèi)具有全向輻射特性,適合360°覆蓋,廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信基站、廣播等領(lǐng)域。拋物面和喇叭天線為高方向性天線,用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信;微帶貼片天線方向性較強(qiáng),不具全向性。因此C為正確選項(xiàng)。4.【參考答案】C【解析】天線阻抗為50+j30Ω,呈現(xiàn)感性(正虛部),需串聯(lián)容抗(-j30Ω)抵消感抗,實(shí)現(xiàn)實(shí)部50Ω、虛部為零的匹配。并聯(lián)方式用于導(dǎo)納匹配,不直接適用于此串聯(lián)場(chǎng)景。因此應(yīng)選C:串聯(lián)一個(gè)容抗。5.【參考答案】D【解析】天線的極化方向定義為電場(chǎng)矢量的振動(dòng)方向,與電流方向相關(guān)但并非垂直。例如偶極子天線的電流沿軸向流動(dòng),輻射電場(chǎng)方向與其垂直,故極化方向與電流方向垂直是正確的描述?錯(cuò)誤在于選項(xiàng)D表述模糊。實(shí)際上,極化方向由電場(chǎng)方向決定,而電場(chǎng)方向與電流方向垂直,因此“極化方向與電流方向垂直”在偶極子等情況下成立。但嚴(yán)格說,極化方向是電場(chǎng)方向,不是電流方向,但二者正交。D表述不夠準(zhǔn)確,但常見教材認(rèn)為電場(chǎng)方向即極化方向,與電流方向垂直,因此D可能正確。重新審視:錯(cuò)誤選項(xiàng)應(yīng)為A?線極化接收?qǐng)A極化波,確實(shí)有3dB最大功率損失,A正確;B、C均正確;D“極化方向與電流方向垂直”基本正確。問題在于是否存在錯(cuò)誤選項(xiàng)。
更正:D錯(cuò)誤。極化方向是電場(chǎng)方向,電場(chǎng)方向由電流分布決定,但并非直接“與電流方向垂直”就定義為極化方向。例如環(huán)形天線電流在環(huán)內(nèi),輻射電場(chǎng)方向復(fù)雜,極化方向不一定簡(jiǎn)單垂直電流。更準(zhǔn)確說法是:輻射電場(chǎng)方向決定極化,與電流方向有關(guān)但非簡(jiǎn)單垂直。故D表述絕對(duì)化,錯(cuò)誤。選D正確。6.【參考答案】D【解析】微帶天線的帶寬主要受介質(zhì)基板厚度、介電常數(shù)及饋電方式影響?;逶胶?、介電常數(shù)越低,帶寬越大;不同的饋電方式(如微帶線饋電、同軸饋電)也會(huì)影響阻抗匹配從而影響帶寬。而極化方式(如線極化、圓極化)主要決定電磁波的輻射特性,并不直接影響帶寬,故D為正確答案。7.【參考答案】B【解析】主瓣寬度常用半功率波束寬度(HPBW)表示,即主瓣上輻射功率下降3dB時(shí)的角度寬度。主瓣越窄,方向性越強(qiáng),增益越高,因此A、C錯(cuò)誤。旁瓣電平與主瓣寬度無直接關(guān)系,受陣元分布和加權(quán)方式影響,D錯(cuò)誤。B項(xiàng)為標(biāo)準(zhǔn)定義,正確。8.【參考答案】A【解析】自由空間路徑損耗公式為:L=(4πd/λ)2,其中d為傳播距離,λ為波長。可見路徑損耗與傳播距離d的平方成正比。雖然頻率也通過波長間接影響損耗,但直接平方關(guān)系僅適用于距離。天線高度和接收功率不直接決定路徑損耗。故A正確。9.【參考答案】B【解析】矩形微帶天線的輸入阻抗沿輻射邊方向變化顯著,在貼片長度方向移動(dòng)饋電點(diǎn)可調(diào)節(jié)輸入阻抗。中心饋電時(shí)阻抗最低,靠近邊緣時(shí)阻抗升高。通過選擇合適位置可實(shí)現(xiàn)50Ω阻抗匹配,提高傳輸效率。極化由貼片形狀決定,帶寬主要受介質(zhì)影響,故B正確。10.【參考答案】C【解析】拋物面天線通過反射面將能量聚焦,形成窄波束,具有高方向性和高增益,尤其在微波頻段廣泛應(yīng)用。半波振子增益約2.15dBi,鞭狀天線增益較低,各向同性天線為理論參考源,增益定義為0dBi。拋物面天線增益可達(dá)30dBi以上,故C正確。11.【參考答案】A【解析】微帶天線的帶寬與介質(zhì)基板的介電常數(shù)密切相關(guān)。介電常數(shù)越低,電磁場(chǎng)在介質(zhì)中分布更廣,有效帶寬增大;反之,高介電常數(shù)會(huì)導(dǎo)致場(chǎng)集中,減小帶寬。雖然饋電位置和幾何形狀也影響匹配和輻射特性,但介電常數(shù)是決定帶寬的根本因素之一。實(shí)際設(shè)計(jì)中常選用低介電常數(shù)、較厚基板以展寬帶寬。12.【參考答案】C【解析】偶極子天線的理想長度約為半波長。電磁波在自由空間中波長λ=c/f=3×10?/2.4×10?=0.125m=125mm,故半波長即為125mm。這是天線尺寸設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)計(jì)算,實(shí)際中需考慮末端效應(yīng)適當(dāng)縮短,但理論值仍以半波長為準(zhǔn)。13.【參考答案】C【解析】喇叭天線屬于高增益、高方向性天線,常用于微波頻段的定向通信和測(cè)量。其結(jié)構(gòu)能有效約束電磁波輻射方向,形成窄波束。相比之下,全向和偶極子天線輻射較分散,螺旋天線雖有一定方向性但通常用于圓極化場(chǎng)景。因此,在所列類型中,喇叭天線方向性最強(qiáng)。14.【參考答案】C【解析】Smith圓圖的圓心對(duì)應(yīng)歸一化阻抗為1+j0,即與傳輸線特性阻抗完全匹配的狀態(tài)。此時(shí)反射系數(shù)為零,無反射波,為理想匹配點(diǎn)。圖左側(cè)為短路點(diǎn),右側(cè)為開路點(diǎn),頂部和底部代表純電抗。工程中通過移動(dòng)史密斯圓圖上的阻抗點(diǎn)至圓心實(shí)現(xiàn)匹配設(shè)計(jì)。15.【參考答案】C【解析】圓極化波在傳播中對(duì)反射和方向變化的敏感度較低,能有效減少多徑干擾帶來的信號(hào)衰落。當(dāng)圓極化波經(jīng)反射后極化方向可能發(fā)生反轉(zhuǎn)(如右旋變左旋),可用天線進(jìn)行抑制。而線極化(水平或垂直)在反射后易產(chǎn)生極化失配,導(dǎo)致信號(hào)損失。因此移動(dòng)通信中常采用圓極化以提升穩(wěn)定性。16.【參考答案】D【解析】微帶天線的帶寬主要受介質(zhì)基板厚度、介電常數(shù)及饋電方式影響?;逶胶瘛⒔殡姵?shù)越低,帶寬通常越寬;采用合適的饋電方式(如探針饋電、微帶線耦合)也能拓寬帶寬。而輻射方向圖形狀反映的是天線的空間輻射特性,與帶寬無直接因果關(guān)系,因此不是影響帶寬的主要因素。17.【參考答案】B【解析】自由空間傳播損耗與距離的平方成正比。當(dāng)距離增加一倍時(shí),路徑損耗增加6dB(即$20\log_{10}(2)\approx6$),導(dǎo)致接收功率下降6dB。這是無線通信鏈路預(yù)算中的基本規(guī)律,適用于視距傳播條件下的理想情況。18.【參考答案】C【解析】喇叭天線是一種高增益、高方向性的aperture類天線,通常用于微波頻段,其方向性遠(yuǎn)高于半波振子或螺旋天線。點(diǎn)源天線方向性最低(為1)。在常見天線中,喇叭天線能實(shí)現(xiàn)更窄的波束寬度和更強(qiáng)的能量集中能力,因此方向性最強(qiáng)。19.【參考答案】B【解析】VSWR與回波損耗(ReturnLoss)可通過公式換算:$RL=20\log_{10}\left(\frac{VSWR-1}{VSWR+1}\right)$。當(dāng)VSWR=2時(shí),$RL=20\log_{10}(1/3)\approx-9.54\,\text{dB}$,約等于10dB。該值反映天線匹配良好程度,回波損耗越大,匹配越好。20.【參考答案】B【解析】MIMO空間復(fù)用依賴于多個(gè)獨(dú)立并行信道的建立,要求各天線路徑間具有低相關(guān)性,以保證信號(hào)可分離。若天線間相關(guān)性強(qiáng)(如間距過小或極化相同),信道矩陣秩降低,難以實(shí)現(xiàn)復(fù)用增益。因此,低相關(guān)性是實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率空間復(fù)用的前提條件。21.【參考答案】D【解析】微帶天線的帶寬受介質(zhì)厚度、介電常數(shù)及匹配結(jié)構(gòu)影響。增加介質(zhì)厚度和使用低介電常數(shù)材料可降低Q值,展寬頻帶;匹配網(wǎng)絡(luò)可改善端口匹配。但金屬貼片厚度通常遠(yuǎn)小于工作波長,其變化對(duì)帶寬影響極小,且實(shí)際中貼片為薄層導(dǎo)體,增加厚度不具工程意義,故D項(xiàng)不能有效展寬帶寬。22.【參考答案】A【解析】主瓣寬度常用半功率波束寬度(HPBW)衡量,即主瓣兩側(cè)功率下降3dB的夾角。主瓣越窄,方向性越強(qiáng),增益越高,與天線尺寸正相關(guān)(大天線方向性好)。主瓣集中主要能量,但不一定超過90%。因此僅A項(xiàng)科學(xué)準(zhǔn)確。23.【參考答案】B【解析】自由空間路徑損耗公式為L=(4πd/λ)2,與波長平方成反比,即與頻率平方成正比。頻率越高,路徑損耗越大,接收功率越小。因此接收功率與頻率平方成反比主要源于路徑損耗,而非阻抗、極化或反射。B項(xiàng)正確。24.【參考答案】C【解析】螺旋天線在軸向模工作時(shí)能輻射圓極化波,因其電流沿螺旋線傳播產(chǎn)生相位旋轉(zhuǎn)。微帶貼片可通過雙饋或正交饋電實(shí)現(xiàn)圓極化,但單點(diǎn)饋電通常為線極化。半波振子、偶極子均為典型線極化天線。故僅螺旋天線天然具備良好圓極化特性,C正確。25.【參考答案】B【解析】輸入阻抗實(shí)部為50Ω,與傳輸線匹配,但存在+15Ω感抗(j15),需用容抗抵消。串聯(lián)電容可引入-jXc,使總電抗為零,實(shí)現(xiàn)串聯(lián)諧振匹配。并聯(lián)元件主要用于調(diào)節(jié)實(shí)部或用于并聯(lián)諧振電路,此處無需。故選B。26.【參考答案】C【解析】微帶天線的帶寬與介質(zhì)基板的介電常數(shù)成反比,低介電常數(shù)基板可減小電場(chǎng)在介質(zhì)中的集中程度,降低品質(zhì)因數(shù)Q,從而提升帶寬。同時(shí),較厚的基板也能增加帶寬,但本題選項(xiàng)中未涉及厚度。高介電常數(shù)會(huì)限制輻射效率并減小帶寬,故A、D錯(cuò)誤;薄基板會(huì)進(jìn)一步減小帶寬,B錯(cuò)誤。因此,選擇低介電常數(shù)材料是有效手段。27.【參考答案】B【解析】主瓣寬度(如半功率波束寬度)與天線增益成反比關(guān)系,主瓣越窄,能量越集中,增益越高。旁瓣電平過高會(huì)導(dǎo)致干擾和能量浪費(fèi),降低方向性,A錯(cuò)誤;旁瓣會(huì)占用部分輻射功率,影響效率,C錯(cuò)誤;主瓣指向取決于天線結(jié)構(gòu)和激勵(lì)方式,并非固定垂直,如端射陣列主瓣沿軸向,D錯(cuò)誤。因此B為正確描述。28.【參考答案】C【解析】自由空間路徑損耗與距離的平方成正比,接收功率與距離的平方成反比。當(dāng)距離變?yōu)?倍時(shí),功率衰減為1/42=1/16。該關(guān)系由弗里斯傳輸公式?jīng)Q定:Pr=Pt·Gt·Gr·(λ/4πd)2。因此,距離增加導(dǎo)致接收功率顯著下降,正確答案為C。29.【參考答案】C【解析】MIMO系統(tǒng)要求在有限空間內(nèi)集成多個(gè)天線,需具備低剖面、小尺寸、良好隔離度和寬頻帶特性。PIFA(平面倒F天線)結(jié)構(gòu)緊湊,適合嵌入移動(dòng)設(shè)備,廣泛用于手機(jī)等終端。而拋物面、八木和長線天線體積大、方向性強(qiáng),不適合移動(dòng)終端集成。因此C為最優(yōu)選擇。30.【參考答案】C【解析】半波偶極子在諧振時(shí)輸入阻抗為純阻性(約73Ω)。當(dāng)長度小于半波長時(shí),電抗部分表現(xiàn)為容性,因?yàn)殡娏鞣植紲螅刃殡娙菪?yīng)。反之,長度大于半波時(shí)呈感性。因此,短于諧振長度的偶極子具有容性輸入阻抗,正確答案為C。31.【參考答案】A、B【解析】微帶貼片天線的諧振頻率主要由貼片的物理尺寸和介質(zhì)基板的介電常數(shù)決定,尺寸越大或介電常數(shù)越高,諧振頻率越低。饋電點(diǎn)位置主要影響阻抗匹配而非諧振頻率本身;輻射方向圖是天線性能的結(jié)果,不直接影響諧振頻率。因此正確答案為A、B。32.【參考答案】A、C、D【解析】天線增益反映方向性和效率的綜合性能,增益越高,能量越集中,波束越窄,A正確;增益不可能超過無損理想天線的理論極限,B錯(cuò)誤;dBi相對(duì)于各向同性源,dBd相對(duì)于半波偶極子,C正確;增益=方向性×效率,D正確。故選A、C、D。33.【參考答案】A、C【解析】MIMO系統(tǒng)性能依賴于天線間的低相關(guān)性,高隔離度可降低相關(guān)系數(shù),提升信道容量。A、C直接關(guān)聯(lián)MIMO性能;匹配帶寬雖重要,但非MIMO特有核心參數(shù);物理尺寸影響布局但非關(guān)鍵設(shè)計(jì)指標(biāo)。因此正確答案為A、C。34.【參考答案】A、B、D【解析】阻抗匹配可通過外部電路(A)、優(yōu)化饋電點(diǎn)(B)或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(D)實(shí)現(xiàn)。增加基板厚度可能改變特性阻抗,但未必改善匹配,反而可能引起表面波損耗,C不具普適性。A、B、D為常用有效方法,故選之。35.【參考答案】A、B、D【解析】半波偶極子理論輸入阻抗為73Ω(自由空間),A正確;E面方向圖為典型的啞鈴形,B正確;其帶寬較窄,屬于窄帶天線,C錯(cuò)誤;因末端效應(yīng),實(shí)際長度需縮短約5%,D正確。因此答案為A、B、D。36.【參考答案】A、B、C、D【解析】微帶天線帶寬受多種因素影響:介質(zhì)基板介電常數(shù)越高,帶寬越窄;基板越厚,帶寬越大,但可能激發(fā)表面波;不同的饋電方式(如微帶線饋電、同軸饋電)影響阻抗匹配,進(jìn)而影響帶寬;輻射貼片形狀(如矩形、圓形、E形)改變電流路徑和等效電感電容,從而調(diào)節(jié)帶寬。因此四個(gè)選項(xiàng)均正確。37.【參考答案】A、B、C【解析】主瓣寬度反映天線集中輻射的能力,越窄方向性越好;旁瓣過高
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