2025年微波電路天線設(shè)計(jì)評(píng)估試卷及答案考試時(shí)長(zhǎng)：120分鐘滿分：100分試卷名稱：2025年微波電路天線設(shè)計(jì)評(píng)估試卷考核對(duì)象：電子信息工程、通信工程等相關(guān)專業(yè)中等級(jí)別學(xué)生或行業(yè)從業(yè)者題型分值分布：-判斷題（10題，每題2分）總分20分-單選題（10題，每題2分）總分20分-多選題（10題，每題2分）總分20分-案例分析（3題，每題6分）總分18分-論述題（2題，每題11分）總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤。1.微波電路中的傳輸線阻抗匹配是指使信號(hào)源與負(fù)載的阻抗完全相等。2.天線輻射方向圖的主瓣寬度越小，其方向性越差。3.微波電路中的S參數(shù)主要用于描述網(wǎng)絡(luò)的散射特性，其中S11表示反射系數(shù)。4.天線增益的單位是分貝（dB），其值越大表示天線輻射效率越高。5.微波電路中的微帶線是一種傳輸線，其介質(zhì)基板下方通常有接地板。6.天線的極化方式包括線極化、圓極化和橢圓極化，其中圓極化適用于多徑干擾環(huán)境。7.微波電路中的阻抗圓圖用于分析傳輸線上的阻抗匹配問(wèn)題。8.天線輻射方向圖的旁瓣電平越低，其抗干擾能力越強(qiáng)。9.微波電路中的功率分配器是一種四端口網(wǎng)絡(luò)，可將輸入功率均分到多個(gè)輸出端口。10.天線的有效面積（EIRP）與其增益成正比，單位為平方米（m2）。二、單選題（每題2分，共20分）請(qǐng)選擇最符合題意的選項(xiàng)。1.以下哪種傳輸線結(jié)構(gòu)適用于高頻微波電路？A.同軸電纜B.波導(dǎo)C.雙絞線D.同軸電纜和波導(dǎo)均可2.微波電路中的S21參數(shù)表示什么？A.反射系數(shù)B.轉(zhuǎn)移系數(shù)C.插入損耗D.匹配效率3.天線方向圖的主瓣指向哪個(gè)方向？A.旁瓣最大值方向B.輻射強(qiáng)度最大值方向C.輻射強(qiáng)度最小值方向D.接地板方向4.微帶線的特性阻抗主要受哪些因素影響？A.介質(zhì)基板厚度和介電常數(shù)B.線寬和線距C.介質(zhì)基板厚度和線寬D.以上所有因素5.天線輻射效率的計(jì)算公式中，哪個(gè)參數(shù)表示天線有功損耗？A.天線增益B.天線輻射功率C.天線輸入功率D.天線回波損耗6.微波電路中的阻抗圓圖中，實(shí)軸表示什么？A.阻抗虛部B.阻抗實(shí)部C.導(dǎo)納實(shí)部D.導(dǎo)納虛部7.天線極化失配會(huì)導(dǎo)致什么現(xiàn)象？A.信號(hào)衰減增加B.信號(hào)相位延遲C.信號(hào)接收強(qiáng)度降低D.以上所有現(xiàn)象8.微波電路中的功率分配器常見(jiàn)的類型有哪些？A.Wilkinson功分器B.混合環(huán)功分器C.微帶線功分器D.以上所有類型9.天線方向圖的旁瓣電平通常用哪個(gè)參數(shù)表示？A.主瓣寬度B.旁瓣抑制比C.增益D.極化方式10.微波電路中的阻抗匹配通常采用什么方法？A.調(diào)整傳輸線長(zhǎng)度B.使用匹配網(wǎng)絡(luò)C.改變負(fù)載阻抗D.以上所有方法三、多選題（每題2分，共20分）請(qǐng)選擇所有符合題意的選項(xiàng)。1.微波電路中的S參數(shù)可以描述哪些網(wǎng)絡(luò)特性？A.反射系數(shù)B.轉(zhuǎn)移系數(shù)C.插入損耗D.功率分配比2.天線輻射方向圖的主要參數(shù)有哪些？A.主瓣寬度B.旁瓣電平C.增益D.極化方式3.微帶線的優(yōu)缺點(diǎn)包括哪些？A.體積小、重量輕B.成本高、帶寬窄C.易于集成D.適用于高頻段4.天線極化方式包括哪些？A.線極化B.圓極化C.橢圓極化D.垂直極化5.微波電路中的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)通常由哪些元件組成？A.電感B.電容C.開(kāi)路或短路傳輸線D.功率分配器6.天線輻射效率的影響因素包括哪些？A.天線材料損耗B.天線尺寸C.天線工作頻率D.天線饋電方式7.微波電路中的傳輸線類型包括哪些？A.同軸電纜B.波導(dǎo)C.微帶線D.超導(dǎo)傳輸線8.天線方向圖的旁瓣抑制比如何表示？A.主瓣最大值與旁瓣最大值之比B.主瓣最大值與旁瓣最小值之比C.以分貝（dB）表示D.以上所有表示方式9.微波電路中的阻抗圓圖中，等電阻圓和等電抗圓有何特點(diǎn)？A.等電阻圓同心分布B.等電抗圓同心分布C.等電阻圓間距相等D.等電抗圓間距相等10.天線輻射功率的計(jì)算公式中，哪些參數(shù)是已知量？A.天線增益B.天線輸入功率C.天線效率D.天線工作頻率四、案例分析（每題6分，共18分）1.案例背景：某微波電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目需要使用微帶線傳輸信號(hào)，已知介質(zhì)基板厚度為1.5mm，介電常數(shù)εr=4，線寬為2mm，工作頻率為2GHz。請(qǐng)計(jì)算該微帶線的特性阻抗，并說(shuō)明如何調(diào)整線寬實(shí)現(xiàn)50Ω阻抗匹配。2.案例背景：某通信系統(tǒng)使用單極化天線，其方向圖主瓣寬度為60°，旁瓣電平為-30dB。若需要將旁瓣電平降低至-40dB，請(qǐng)分析可能的影響因素及解決方案。3.案例背景：某雷達(dá)系統(tǒng)使用圓極化天線，其輻射效率為80%。若系統(tǒng)要求輻射效率達(dá)到90%，請(qǐng)?zhí)岢鲋辽賰煞N改進(jìn)方案，并說(shuō)明其原理。五、論述題（每題11分，共22分）1.論述題：請(qǐng)論述微波電路中阻抗匹配的重要性，并說(shuō)明常見(jiàn)的阻抗匹配方法及其適用場(chǎng)景。2.論述題：請(qǐng)論述天線極化方式對(duì)通信系統(tǒng)性能的影響，并舉例說(shuō)明不同極化方式的應(yīng)用場(chǎng)景。---標(biāo)準(zhǔn)答案及解析一、判斷題1.×（阻抗匹配是指使信號(hào)源與負(fù)載的阻抗共軛匹配，而非完全相等）2.×（主瓣寬度越小，方向性越強(qiáng)）3.√4.×（增益與輻射效率無(wú)直接正比關(guān)系）5.√6.√7.√8.√9.√10.×（EIRP單位為瓦特，與增益和輻射功率相關(guān)）二、單選題1.B2.B3.B4.D5.C6.B7.C8.D9.B10.D三、多選題1.A,B,C2.A,B,C3.A,C,D4.A,B,C5.A,B,C6.A,B,C,D7.A,B,C8.A,C,D9.A,C10.A,B,C,D四、案例分析1.解析：-微帶線特性阻抗計(jì)算公式：\(Z_0=\frac{60}{\sqrt{\epsilon_r}}\cdot\ln\left(\frac{8h}{w}+\frac{w}{4h}\right)\)代入?yún)?shù)：εr=4,h=1.5mm,w=2mm，計(jì)算得Z0≈50Ω。-阻抗匹配方法：可通過(guò)調(diào)整線寬w或介質(zhì)基板厚度h實(shí)現(xiàn)50Ω匹配。例如，若計(jì)算結(jié)果略大于50Ω，可適當(dāng)減小線寬w。2.解析：-旁瓣電平降低方法：-調(diào)整天線結(jié)構(gòu)，如增加反射體或?yàn)V波器；-使用多天線陣列實(shí)現(xiàn)旁瓣抑制。-影響因素：天線設(shè)計(jì)、工作頻率、環(huán)境干擾等。3.解析：-改進(jìn)方案：-增加天線輻射單元，提高輻射效率；-優(yōu)化饋電網(wǎng)絡(luò)，減少損耗。-原理：提高天線效率可通過(guò)減少損耗和優(yōu)化能量傳輸實(shí)現(xiàn)。五、論述題1.論述：-阻抗匹配重要性：-減少信號(hào)反射，提高傳輸效率；-避免信號(hào)過(guò)載或失真。-常見(jiàn)方法：-微帶線匹配網(wǎng)絡(luò)；