航空航天器天線設計與性能評估考核試卷考生姓名：答題日期：得分：判卷人：

本次考核旨在評估考生對航空航天器天線設計與性能評估的掌握程度，考察考生對天線原理、設計方法、性能指標及評估方法的熟悉程度，以及在實際應用中的分析和解決能力。

一、單項選擇題（本題共30小題，每小題0.5分，共15分，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）

1.航空航天器天線的主要功能不包括以下哪項？

A.通信

B.導航

C.偵察

D.發動機冷卻

2.天線的輻射電阻與其______成正比。

A.電流

B.電壓

C.頻率

D.極化方式

3.在天線設計中，"3dB帶寬"是指天線頻率響應中功率下降到最大值的______。

A.10%

B.20%

C.30%

D.50%

4.關于全向天線，以下說法錯誤的是：

A.全向天線在水平方向上具有均勻的輻射特性

B.全向天線在垂直方向上具有均勻的輻射特性

C.全向天線適用于多點通信

D.全向天線適用于長距離通信

5.天線的增益與______成正比。

A.天線面積

B.天線長度

C.天線頻率

D.天線極化方式

6.下列哪個參數不屬于天線的駐波比（SWR）指標？

A.反射系數

B.傳輸系數

C.輸入阻抗

D.輻射效率

7.天線的方向性系數D與______成正比。

A.天線增益

B.天線口徑

C.天線長度

D.天線頻率

8.天線的工作頻帶越寬，其______越大。

A.靈敏度

B.增益

C.駐波比

D.頻率穩定度

9.天線系統中的"噪聲系數"是指：

A.輸入端噪聲功率與輸出端噪聲功率之比

B.輸入端信號功率與輸出端信號功率之比

C.輸入端信號功率與輸入端噪聲功率之比

D.輸出端信號功率與輸出端噪聲功率之比

10.天線的極化方式分為以下幾種，但不包括：

A.垂直極化

B.水平極化

C.環形極化

D.線性極化

11.天線的帶寬是指：

A.天線增益最大的頻率范圍

B.天線輻射功率最大的頻率范圍

C.天線駐波比最小的頻率范圍

D.天線輸入阻抗最小的頻率范圍

12.以下哪種天線類型通常用于衛星通信？

A.全向天線

B.方向性天線

C.定向天線

D.偏振天線

13.天線的極化方向與傳播方向不一致時，會導致以下哪種現象？

A.增益降低

B.駐波比增加

C.信號強度降低

D.信號失真

14.天線系統的"有效全向輻射功率"（EIRP）是指：

A.天線在所有方向上的輻射功率之和

B.天線在主瓣方向上的輻射功率

C.天線在副瓣方向上的輻射功率

D.天線在零點方向上的輻射功率

15.天線的方向圖形狀通常用以下哪種圖形表示？

A.直方圖

B.折線圖

C.餅圖

D.頻率圖

16.下列哪個參數不屬于天線的阻抗匹配指標？

A.駐波比

B.輸入阻抗

C.輸出阻抗

D.天線效率

17.天線系統的"隔離度"是指：

A.兩個不同端口之間的信號相互干擾的程度

B.天線對噪聲的抑制能力

C.天線對信號的放大能力

D.天線對頻率的選擇性

18.天線的"極化損耗"是指：

A.天線在某一特定極化方向上的輻射功率損失

B.天線在某一特定頻率上的輻射功率損失

C.天線在某一特定方向上的輻射功率損失

D.天線在某一特定頻率和方向上的輻射功率損失

19.以下哪種天線類型適用于短距離通信？

A.全向天線

B.定向天線

C.微帶天線

D.螺旋天線

20.天線的"相位中心"是指：

A.天線輻射最強的點

B.天線電流最大的點

C.天線電壓最大的點

D.天線輻射相位為零的點

21.下列哪種天線類型適用于高頻段通信？

A.全向天線

B.定向天線

C.微帶天線

D.螺旋天線

22.天線的"帶寬"是指：

A.天線增益最大的頻率范圍

B.天線輻射功率最大的頻率范圍

C.天線駐波比最小的頻率范圍

D.天線輸入阻抗最小的頻率范圍

23.天線系統的"噪聲溫度"是指：

A.天線接收到的噪聲功率

B.天線接收到的信號功率

C.天線接收到的總功率

D.天線接收到的噪聲功率與信號功率之比

24.以下哪種天線類型適用于衛星通信？

A.全向天線

B.定向天線

C.微帶天線

D.螺旋天線

25.天線的"極化方式"是指：

A.天線輻射電磁波的方向

B.天線電流的方向

C.天線電壓的方向

D.天線電磁波的偏振狀態

26.天線的"增益"是指：

A.天線輻射電磁波的功率

B.天線接收電磁波的功率

C.天線輻射電磁波的強度

D.天線接收電磁波的強度

27.以下哪種天線類型適用于微波通信？

A.全向天線

B.定向天線

C.微帶天線

D.螺旋天線

28.天線的"有效全向輻射功率"（EIRP）是指：

A.天線在所有方向上的輻射功率之和

B.天線在主瓣方向上的輻射功率

C.天線在副瓣方向上的輻射功率

D.天線在零點方向上的輻射功率

29.天線的"帶寬"是指：

A.天線增益最大的頻率范圍

B.天線輻射功率最大的頻率范圍

C.天線駐波比最小的頻率范圍

D.天線輸入阻抗最小的頻率范圍

30.下列哪個參數不屬于天線的阻抗匹配指標？

A.駐波比

B.輸入阻抗

C.輸出阻抗

D.天線效率

二、多選題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的選項中，至少有一項是符合題目要求的）

1.天線設計的主要目的是：

A.提高通信效率

B.增強信號覆蓋范圍

C.降低成本

D.提高信號質量

2.天線的駐波比（SWR）與以下哪些因素有關？

A.天線的設計

B.天線的材料

C.傳輸線的特性

D.信號頻率

3.天線增益的主要影響因素包括：

A.天線尺寸

B.天線形狀

C.天線材料

D.信號頻率

4.天線性能評估時，常用的參數包括：

A.增益

B.駐波比

C.帶寬

D.噪聲系數

5.天線的極化方式有：

A.垂直極化

B.水平極化

C.環形極化

D.雙極化

6.航空航天器天線的設計中，需要考慮的因素包括：

A.重量和體積

B.工作頻率

C.信號強度

D.抗干擾能力

7.天線陣列的優點包括：

A.提高增益

B.擴展波束寬度

C.提高方向性

D.降低成本

8.天線隔離度的作用包括：

A.防止信號串擾

B.提高系統穩定性

C.增加信號強度

D.降低噪聲

9.天線帶寬的評估方法包括：

A.頻率響應測試

B.駐波比測試

C.傳輸效率測試

D.信號質量測試

10.天線相位中心的位置與以下哪些因素有關？

A.天線結構

B.信號頻率

C.天線材料

D.信號強度

11.天線系統中的"噪聲溫度"與以下哪些因素有關？

A.天線接收到的噪聲功率

B.信號頻率

C.天線增益

D.天線方向性

12.以下哪些天線類型適用于移動通信？

A.全向天線

B.定向天線

C.微帶天線

D.螺旋天線

13.天線系統中的"有效全向輻射功率"（EIRP）的計算公式包括：

A.發射功率+天線增益

B.發射功率+天線損耗

C.輸入功率+天線增益

D.輸入功率+天線損耗

14.天線的極化損耗可能由以下哪些因素引起？

A.天線設計

B.信號頻率

C.傳輸介質

D.天氣條件

15.航空航天器天線的設計要求包括：

A.高可靠性

B.高效率

C.小型化

D.易維護

16.天線系統中的"隔離度"對于以下哪些方面很重要？

A.信號傳輸

B.信號接收

C.系統穩定性

D.成本

17.天線阻抗匹配的目的是：

A.減少信號反射

B.提高信號傳輸效率

C.降低噪聲

D.提高天線增益

18.天線陣列的缺點包括：

A.結構復雜

B.成本高

C.重量大

D.易受環境影響

19.天線性能評估中的"噪聲系數"對于以下哪些方面很重要？

A.信號質量

B.通信距離

C.系統穩定性

D.成本

20.以下哪些因素可能影響天線的輻射效率？

A.天線設計

B.信號頻率

C.天線材料

D.傳輸介質

三、填空題（本題共25小題，每小題1分，共25分，請將正確答案填到題目空白處）

1.天線的______是指單位長度內天線的輻射功率。

2.______是衡量天線增益的重要指標，它表示天線輻射功率相對于無方向性天線的倍數。

3.天線的______是指天線在特定方向上輻射能量的集中程度。

4.天線的______是指天線在主瓣方向上的輻射功率與副瓣方向上的輻射功率之比。

5.______是天線設計中考慮的一個關鍵參數，它決定了天線的頻率范圍。

6.天線的______是指天線在特定頻率下，輸入阻抗與理想匹配阻抗之比。

7.天線的______是指天線在接收信號時，由于天線本身引起的信號衰減。

8.______是指天線在接收端對噪聲的抑制能力。

9.天線的______是指天線在所有方向上輻射功率的均勻性。

10.天線的______是指天線在所有方向上接收信號的均勻性。

11.______是天線設計中常用的一個理論，用于計算天線輻射場的分布。

12.______是天線設計中考慮的一個因素，它影響了天線的增益和方向性。

13.天線的______是指天線在特定頻率下的輻射電阻。

14.______是天線設計中考慮的一個參數，它描述了天線在特定方向上的輻射特性。

15.天線的______是指天線在接收信號時，由于天線本身引起的信號失真。

16.______是天線設計中考慮的一個因素，它影響了天線的帶寬。

17.天線的______是指天線在所有方向上的輻射功率分布圖。

18.______是天線設計中考慮的一個參數，它描述了天線對特定頻率的響應。

19.天線的______是指天線在接收信號時，由于天線本身引起的噪聲功率。

20.______是天線設計中考慮的一個因素，它影響了天線的效率。

21.天線的______是指天線在所有方向上的接收信號分布圖。

22.______是天線設計中考慮的一個參數，它描述了天線在特定方向上的接收特性。

23.天線的______是指天線在接收信號時，由于天線本身引起的信號衰減。

24.______是天線設計中考慮的一個因素，它影響了天線的阻抗匹配。

25.天線的______是指天線在所有方向上的輻射功率分布圖。

四、判斷題（本題共20小題，每題0.5分，共10分，正確的請在答題括號中畫√，錯誤的畫×）

1.天線的增益越高，其工作頻率范圍就越窄。（）

2.駐波比（SWR）是衡量天線阻抗匹配程度的指標。（）

3.全向天線在所有方向上都具有相同的輻射特性。（）

4.天線的極化方式決定了電磁波的傳播方向。（）

5.天線的噪聲系數越小，其接收信號質量越好。（）

6.天線的方向性系數與天線增益成正比。（）

7.天線的帶寬是指天線增益最大的頻率范圍。（）

8.定向天線適用于多點通信場景。（）

9.天線的相位中心是其輻射強度最大的點。（）

10.天線的有效全向輻射功率（EIRP）與發射功率成正比。（）

11.天線的極化損耗是由于電磁波的偏振狀態不一致造成的。（）

12.天線的噪聲溫度是指天線接收到的噪聲功率。（）

13.天線的隔離度是指兩個不同端口之間的信號相互干擾的程度。（）

14.天線的阻抗匹配可以通過調整傳輸線的長度來實現。（）

15.天線的帶寬越寬，其頻率穩定度越好。（）

16.天線的相位中心與天線的設計無關。（）

17.天線的噪聲系數是指輸入端噪聲功率與輸出端噪聲功率之比。（）

18.天線的駐波比（SWR）越小，天線的阻抗匹配越好。（）

19.天線的增益越高，其輻射功率就越大。（）

20.天線的極化方式決定了電磁波的傳播速度。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題5分，共20分）

1.請詳細說明航空航天器天線設計中，如何根據不同的應用需求選擇合適的天線類型？請列舉至少三種天線類型及其適用場景。

2.天線性能評估是天線設計的重要環節，請簡述幾種常用的天線性能評估方法，并說明每種方法的優缺點。

3.在航空航天器天線設計中，如何考慮天線的抗干擾能力？請結合實際應用，舉例說明抗干擾設計的具體措施。

4.請討論航空航天器天線設計中，如何平衡天線性能與系統成本之間的關系，并給出你的具體建議。

六、案例題（本題共2小題，每題5分，共10分）

1.案例題：

某型號衛星通信系統需要在天基平臺上安裝一部天線，用于地球同步軌道與地面站之間的通信。已知該通信系統的工作頻率為Ka波段（26.5GHz-40GHz），衛星軌道高度為35786公里。請根據以下要求設計天線方案：

（1）設計一部適用于該通信系統的工作頻率的天線，并說明選擇該天線類型的原因。

（2）考慮衛星平臺的尺寸限制，設計天線的外形尺寸，并分析其對天線性能的影響。

（3）評估天線在地球同步軌道上的增益、波束寬度、駐波比等性能指標，并說明如何保證天線在這些指標上的性能滿足系統要求。

2.案例題：

某型號無人機執行偵察任務，需要安裝一部寬帶天線用于地面與無人機之間的數據傳輸。已知無人機飛行高度在3000米左右，地面站距離約50公里。請根據以下要求設計天線方案：

（1）設計一部適用于該通信系統的工作頻率和帶寬的天線，并說明選擇該天線類型的原因。

（2）考慮到無人機體積和重量限制，設計天線的外形尺寸和重量，并分析其對無人機性能的影響。

（3）評估天線在無人機飛行高度下的增益、波束寬度、駐波比等性能指標，并說明如何保證天線在這些指標上的性能滿足系統要求。

標準答案

一、單項選擇題

1.D

2.A

3.D

4.D

5.A

6.D

7.B

8.D

9.A

10.D

11.A

12.B

13.C

14.B

15.C

16.D

17.A

18.A

19.B

20.D

21.C

22.A

23.A

24.B

25.D

26.A

27.C

28.B

29.A

30.D

二、多選題

1.ABD

2.ACD

3.ABC

4.ABCD

5.ABCD

6.ABC

7.ABC

8.ABC

9.ABC

10.ABCD

11.ABC

12.ABCD

13.ABCD

14.ABC

15.ABC

16.ABC

17.AB