2.4G天线设计完整指南(原理、设计、布局、性能、调试).pdf
2.4G 天线设计完整指南（原理、设计、布
局、性能、调试）
2018-09-07 知明而行q...转自孤城夜影
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本文章使用简单的术语介绍了天线的设计情况，并推荐了两款经过测试的低成本PCB天线。这些PCB天线能够与PRoC?和PSoC?系列中的低功耗蓝牙(BLE)解决方案配合使用。为了使性能最佳，PRoC BLE和PSoC4 BLE2.4GHz射频必须与其天线正确匹配。本应用笔记中最后部
分介绍了如何在最终产品中调试天线。
1、简介
天线是无线系统中的关键组件，它负责发送和接收来自空中的电磁辐射。为低成本、消费广的
应用设计天线，并将其集成到手提产品中是大多数原装设备制造商(OEM)正在面对的挑战。终端客户从某个RF产品(如电量有限的硬币型电池)获得的无线射程主要取决于天线的设计、塑
料外壳以及良好的PCB布局。
对于芯片和电源相同但布局和天线设计实践不同的系统，它们的RF(射频)范围变化超过50%也是正常的。本应用笔记介绍了最佳实践、布局指南以及天线调试程序，并给出了使用给定电
量所获取的最宽波段。
图1.典型的近距离无线系统
设计优良的天线可以扩大无线产品的工作范围。从无线模块发送的能量越大，在已给的数据包错误率(PER)以及接收器灵敏度固定的条件下，传输的距离也越大。另外，天线还有其他不太
明显的优点，例如：在某个给定的范围内，设计优良的天线能够发射更多的能量，从而可以提
高错误容限化(由干扰或噪声引起的)。同样，接收端良好的调试天线和Balun(平衡器)可以在极小的辐射条件下工作。
最佳天线可以降低PER，并提高通信质量。PER越低，发生重新传输的次数也越少，从而可以节省电池电量。
2、天线原理
天线一般指的是裸露在空间内的导体。该导体的长度与信号波长成特定比例或整数倍时，它可作为天线使用。因为提供给天线的电能被发射到空间内，所以该条件被称为“谐振”。
图2. 偶极天线基础
如图2所示，导体的波长为λ/2，其中λ为电信号的波长。信号发生器通过一根传输线(也称为天线馈电)在天线的中心点为其供电。按照这个长度，将在整个导线上形成电压和电流驻波，
如图2所示。
输入到天线的电能被转换为电磁辐射，并以相应的频率辐射到空中。该天线由天线馈电供电，
馈电的特性阻抗为50Ω，并且辐射到特性阻抗为377Ω的空间中。
因此，对于天线的几何形状，有两个非常重要的事项需要注意：
1.天线长度
2.天线馈电
长度为λ/2的天线(如图2所示)被称为偶极天线。但在印刷电路板中，大多作为天线使用的导
体长度仅为λ/4，但仍具有相同的性能。请参见图3。
通过在导体下方一定距离的位置上放置接地层，可以创建与导体长度相同的镜像(λ/4)。被组合
天线。
在一起时，这些引脚作为偶极天线使用。这种天线被称为四分之一波长(λ/4)
PCB上几乎所有的天线都按铜制接地层上四分之一波长的尺寸实现。请注意，该信号现在是单端馈电，同时接地层作为返回路径使用。
图3. 四分之一波长天线
对于大多数PCB中使用的四分之一波长天线，需要特别注意：
1. 天线长度
2. 天线馈电
3. 接地层和回流路径的形状和尺寸
3、天线类型
如前部分所述，在自由空间中裸露的波长为λ/4的所有导体被放在一个接地层上，并为其提供
合适的电压，那么该导体可以作为一个天线使用。根据不同的波长，天线可能与汽车的FM天线一样长，也可能与信号浮标上的走线一样短。对于 2.4GHz的应用，大部分PCB天线都属于下面的类型：
1.导线天线：这是在PCB上延长到自由空间中的一段导线，它的长度为λ/4，并被放置在接地层上。这种天线是由50Ω阻抗的传输线供电的。通常，该导线天线提供的性能和辐射范围最好。该导线可以是直线、螺旋或是回路的。它是一个三维(3D)的结构，其中天线高出PCB4-5mm，并伸出到空间内。
图4.导线天线
2. PCB天线：它是PCB上的一根PCB走线，并且可以将其画成直线形走线、反转的F形走线、蛇形或圆形走线等。在一个PCB天线中，与导线天线不同的是，该天线没有被露到外部空间
内，而是在同一个PCB层上以二维(2D)结构形式存在;请参见图5。
当裸露到空间外的3D天线被放置到PCB层上作为2D的PCB走线时，必须遵循一定的指南。一般情况下，与导线天线相比，它需要的PCB空间更大，效率也低，但成本低，并且可以给BLE应用提供可接收的无线距离。
图5. PCB天线
3.芯片天线：这是一种带有导体的天线，天线和导体都被组装在小型的IC封装中。当天线被封装在很小的尺寸内时，它会变得很有优势。天线USB的纳米收发器等应用会使用这种天线，
当PCB上没有足够的空间来布局PCB天线时。
有关芯片天线的信息，请参见下图。想要了解各种天线的尺寸对比，请参见表4。
图6.芯片天线
4、天线选择
天线的选择取决于其应用、可用电路板的尺寸、成本、辐射范围以及方向性等因素。
蓝牙低功耗(BLE)应用(比如无线鼠标)只需要10英寸的辐射范围和几kbps的数据速率。然而，对于采用语音识别的遥控应用，则需要一个室内设置天线，该天线的辐射范围大概为10-15英寸，并且其数据速率为64kbps。
对于无线音频应用，需要分集天线。分集天线是指：将两根天线放置在同一个PCB上，这样可以保证最少有一根天线始终能够接收某些辐射，而另一根天线则可能会因反射和多路径衰弱
而被遮住。
在传输实时音频数据并需要较高的吞吐量而不会丢失数据包的情况下，需要用到分集天线。也可以将它用在信标应用中，进行室内定位。
5、天线参数
下面部分提供了天线性能的某些关键参数。
§回波损耗：天线的回波损耗表示天线如何与阻抗为50Ω的传输线(TL)实现匹配，将其显示为图7中的信号馈送。通常，这个TL的阻抗值为50Ω，但也可以是其他数值。对于工业标准，
商业天线和它的测试设备的电阻为50Ω，因此建议您最好使用该值。
回波损耗指出：由于不匹配，天线反射的入射功率大小(公式1)。一个理想的天线会发射全部功率，不会产生任何反射。
公式1 Return Loss（dB）= 10 log（Pincident/Preflect）
如果该回波损耗是无限的，则认为天线与TL完全匹配，如图7所示。S11是回波损耗的倒数，其单位为dB。根据经验估计，如果回波损耗≥10dB(既S11≤–
10dB)，便足够大。
表1显示了天线的回波损耗(dB)与反射功率(%)。回波损耗为10dB时，表示90%的入射功率被传给天线以进行发射。
图7.回波损耗
表1.天线的回波损耗及反射功率
§带宽：是指天线的频率响应。它表示在采用的整个频带上，即在BLE应用的2.40GHz至2.48GHz的范围内，该天线与50Ω的传输线如何相互匹配。
图8.带宽
如图8所示，在2.33GHz至2.55GHz的带宽上，回波损耗大于10dB。因此，采用的带宽为200MHz 左右。
§辐射效率：指的是非反射功耗中的一部分(请参见图7)被消耗为天线中的热量。产生热量是
由于FR4基板中的介电损耗以及铜线中的导体损耗造成的。该信息作为辐射效率。
辐射效率为100%时，全部非反射的功耗都被发射到空间内。对于小型的PCB外形因素，热耗最小。
§辐射图型：该图型表示辐射的方向性，即表示在哪个方向上的辐射更大，哪个方向上的辐射
更小。这有助于在应用中准确地确定天线的方向。
无方向性天线可以按与轴线相垂直的平面上所有方向进行等效发射。但大多数天线都达不到这个理想的性能。欲了解详细说明，请参看图9中所示的PCB天线的辐射图。
每个数据点都代表RF场强，可以通过接收器中用于接收信号强度的指示器(RSSI)进行测量。正如所料的情况，获得的轮廓图像并不是圆形的，因为该天线不是各向同性的。
图9.辐射方向图
§增益：增益提供了所采用方向的辐射与各向同性天线(即可从所有方向进行发射)进行对比的
信息。增益单位为dBi，即表示在与一个理想的无方向性天线进行对比时辐射的场强。
6、赛普拉斯PRoC/PSoCBLE的天线
设计BLE的一个受限因素便是需要在一个紧凑的空间中集成天线，并且最多只能使用两个外
部组件进行调整。调试过程需要确保在某个频带内进行传输时应尽可能保持传入天线的能量。
这便意味着，所需带段中的回波损耗要大于10dB。当天线的输入阻抗为50Ω，并且芯片输出阻抗为50Ω时，天线收到的能量最大。天线作为接收端时，也要满足上述条件。对于天线来说，它的调整过程能够确保天线的阻抗等于50Ω。对于芯片来说，Balun(平衡器)调整过程可保证电阻接近50Ω。
PRoC/PSoCBLE器件中集成平衡器的阻抗并不等于50Ω，所以可能需要通过两个组件对其进行调整。对于射频范围较小的低数据速率应用，赛普拉斯所推荐的PCB天线不需要通过任何组件来调整天线。
对于高数据速率的应用(如通过遥控器的声音识别应用)，建议至少需要使用四个组件进行匹配
网络。其中两个用于平衡器调整，其余两个用于天线调整。可使用其中两个进行调整过程，剩
下的两个保持待用状态。
此外，赛普拉斯PRoC/PSoC还提供了不同的应用，如室内定位、智能家居、智能电器以及传
感器集线器。这些应用可能不受空间的限制，因此，可以针对射频范围和射频方向图等因素为
这些应用设计更好的天线。导线天线非常适合非穿戴式但位置固定的应用。
很多应用直接在其主PCB中嵌入了赛普拉斯的该类模块，用以实现无线连接。这些应用要求
通过FCC的低成本小型模块。这时可以使用满足这些要求的芯片天线。
虽然使用2.4GHz频段的应用很多，但大多数BLE应用仅使用了下面介绍的双PCB天线。赛普拉斯推荐使用两种专有的PCB天线、蛇形倒F天线(MIFA)和倒F形天线(IFA)，它们是针对BLE应用而特性化和广泛模拟的天线。特别是MIFA，可将它用于几乎所有的BLE应用中。赛普拉斯专有的PCB天线
赛普拉斯推荐使用IFA和MIFA这两种PCB天线。BLE应用中的低速率和典型的辐射围范使这两种天线特别有用。这些天线既便宜又容易设计，这是因为它们是PCB的组成部分，并且能够在150至250MHz的频段范围内提供良好的性能。
建议将MIFA天线使用在仅需极小的PCB空间的应用中，如无线鼠标、键盘、演示机等等。
对于IFA天线，建议将其应用在要求天线一侧的尺寸远小于另一侧的尺寸的应用中，如心率监视器。大多数BLE应用中使用的是MIFA天线。下面各节将详细介绍每种天线的信息。
蛇形倒F天线(MIFA)
MIFA是一种普通的天线，被广泛地使用在各个人机接口设备(HID)中，因为它占用的PCB空间较小。因此赛普拉斯已设计出一种结实的MIFA天线，而它能在较小的波形系数中提供优越的性能。该天线的尺寸为7.2mm×11.1mm(相当于284密耳×437密耳)，因此它很适合于各种HID的应用，例如无线鼠标、键盘或演示机等。图10显示的是所推荐的MIFA天线的详细布局，其中包含了双层PCB的顶层和底层。这种天线的迹线宽度均为20密耳。“W”的值是可改变的主要参数，它取决于PCB堆栈间隔，它表示RF走线(传输线)的宽度。
7、天线馈电的考量
表2显示的是双层FR4PCB顶层和底层间厚度的“W”值(相应的介电常数为 4.3)。顶层包含了天线走线;而底层则是包含了固态RF接地层的下一层。底层的余下PCB空间可以作为信号接地层使用(针对PRoC/PSoC和其他电路)。图11显示的是典型的双层PCB厚度的“W”值。
表2.FR4PCB的“W”值：天线层与相邻射频的接地层间的厚度。
图11.PCB厚度说明
对于为天线馈电更短的PCB走线，这样的宽度要求是比较宽松的。要确保天线走线的宽度和
天线馈电接点的宽度相同。在图12展示的情况中，天线馈电的走线宽度不是表2中所规定的宽度。
图11.PCB厚度说明
对于为天线馈电更短的PCB走线，这样的宽度要求是比较宽松的。要确保天线走线的宽度和
天线馈电接点的宽度相同。在图12展示的情况中，天线馈电的走线宽度不是表2中所规定的宽度。
图13.MIFA的S11(回波损耗=–S11)
图14显示的是MIFA在2.44GHz频率时完整的3D辐射增益图。在给自定义应用设置MIFA 天线时，该信息非常有用，有助于在需要的方向上得到最大的辐射。在上面的图中：MIFA被放置在XY平面上，Z轴方向与它垂直。
图14.MIFA的3D辐射增益图
供该辐射图，可以知道：最大的辐射出现在与X轴成30°角度的圆锥空间内。这是因为MIFA 在XY平面上不能保持正横或正竖的方向。MIFA竖向部分和末梢和均参加了辐射，并形成一
个倾斜的辐射图。
8、天线长度的考量
根据PCB的不同厚度，需要调整MIFA天线的长度，这样才能调整天线辐射的阻抗和频率选择。根据不同的电路板厚度，赛普拉斯提供了下面各天线长度。
图15.MIFA的长度
表3.竖向部分和末梢的长度(L_Tip/L_leg)
图15显示的是两种适用于两个不同电路板厚度的MIFA天线。设计人员根据特定的电路板厚
度进行调整MIFA天线的长度时，请参考表3。
倒F天线(IFA)
对于天线的尺寸有一定限制条件的应用中(例如心率监视器)，推荐您选用这种IFA。图16显示所推荐的IFA的详细布局，其中包含了双层PCB中的顶层和底层。其走线宽度约为24mm。
807mils)。与
对于厚度为 1.6mm的FR4PCB，IFA的尺寸被设计为4mm×20.5mm(157.5mils×
MIFA相比，IFA的宽高比(宽度和高度的比例)更大。
图16.IFA布局
顶层(天线层)
底层(RF接地层)
馈电走线的宽度“W”受产品中PCB堆栈的影响。表4根据顶层(天线层)和底层(相邻射频接地层)间不同的PCB厚度给FR4基板提供了相应的“W”值(相应的介电常数为 4.3)。顶层包含天线迹线;而底层则为其紧挨的包含了固态RF接地层的下一层。底层上剩余的PCB空间可以作为信号接地平面使用(对于PRoC/PSoC和其他电路)。图17将典型的双层PCB的“PCB厚度”的概念
与“F”
值联系起来。
值：天线层与相邻射频的接地层间的厚度。
表4.FR4PCB的“F”
图17.PCB厚度说明
对于小于3mm的短走线，天线馈电厚度是可以调整的。天线馈电的厚度可以与天线走线厚度
相同，请参见图12。
IFA在220MHz的带宽上(S11≤–10dB)的频率约为 2.44GHz，如图18中所示。
图18.IFA的S11(回波损耗=-S11)
图19显示的是IFA在XY平面上的定性辐射图。在为客户应用设置IFA天线时，该信息非常有用，有助于在需要的方向上得到最大的辐射。为了便于观察，图中只显示了定性辐射的方向。有关所有XY、YZ、ZX平面上详细的辐射图，请联系赛普拉斯的技术支持。
图19.IFA的定性2D辐射增益图
芯片天线
对于PCB尺寸非常小的利基应用(例如蓝牙收发器)，芯片天线不失为一种很好的办法(图20)。它们是现成的天线，占用的PCB空间最小，并且能够提供较好的性能。但芯片天线增加了材
料清单(BOM)，并需要装配费用。因为它要求订购和装配外部组件。通常，芯片天线的价格约
为10-50美分，具体价格取决于尺寸和性能。
图20.芯片天线
使用芯片天线时，也应考虑另一个关键因素：它受辐射接地面积的影响。所以，必须遵循厂家
对接地面积的推荐。与PCB天线不同，芯片天线不能通过改变天线长度来调整。另外需要一
个匹配网络才能调整该天线，因此会增加更多的材料清单。
赛普拉斯只推荐将芯片天线使用在要求PCB空间极小的特定应用中，例如：Nano蓝牙收发器。对于这样的应用，赛普拉斯建议使用具有约翰森技术的2450AT18B100E芯片天线，其尺寸为63milx126mil。
而对于大部分应用，则建议使用PCB天线，如MIFA或IFA。这些小外形(占用空间小)天线不但廉价，而且提供的性能非常卓越。图21和图22显示的是具有约翰森技术的2450AT42B100E 芯片天线布局指南。其尺寸为118milx196mil。更多有关这些天线的详细指南，请参考它们相
关的网址。
图21.具有约翰森技术的2450AT42B100E芯片天线的布局指南
该布局也显示了50Ω的馈电传输线以及与其相匹配的组件。馈电传输线的宽度取决于电路板的厚度。表4中指定了准确的电路板厚度。
图22.与产品网页中相同的约翰森技术天线的布局指南。
芯片天线的性能是由接地层决定。一般来说，它们需要更多的接地面积和更大的空间。如上图
所示，对于2450AT42B100E的天线，最小的接地距离为0.8mm。该间距为2-3mm时，观察到的s11会更加明显。
芯片天线不一定是严格等向性的。辐射存在某些优先的方向。根据Gnd间距和塑料配件，辐射最大的方向也不一样。有关约翰森技术的芯片天线(2450AT42B100E)的常见辐射方向，请参见图23。
图23.芯片天线的辐射图
赛普拉斯只推荐将芯片天线使用在要求PCB空间极小的特定应用中，例如：Nano蓝牙收发器或超小的模块。对于这些应用，赛普拉斯也建议使用含有约翰森技术的2450AT42B100E芯片天线，因为与2450AT18B100E相比，它的尺寸更大，射频性能更好，并且需要较小的Gnd间距。介绍翰森技术天线的内容仅供参考。更多有关 2.4GHz芯片天线的信息，请向各供应商索取，如Murata、Vishay等。
对于大部分应用，建议使用PCB天线，如MIFA或IFA。这些外形小(占用空间小)的天线虽然
廉价，但提供的性能非常卓越。
导线天线
导线天线是传统的旧式天线，将一条铝线或一根四分之一波长的回形针固定在PCB上面便构成了这种天线，该铝线或回形针按螺旋形状安装在PCB上，然后在距离PCB5-6mm的位置与该层并行。
不用再做介绍，由于它们作为3D天线裸露在空气中，所以它们的射频性能非常好。这种天线
具有最好的信号范围和最等向的辐射方向图。导线天线的无线覆盖范围可超过100英尺。
对于要求小外形天线的BLE应用，不建议使用这种天线，因为它会占用较大空间和垂直高度。但如果有足够的空间，那么这种天线可实现最佳的射频范围、方向性以及辐射方向图等性能。
图24.导线天线布局
导线天线具有最佳的射频性能。与其他天线相比，导线天线的天线增益和辐射性能是最好的。
请参考图25，了解导线天线的定性辐射方向图。
图25.导线天线的定性辐射方向图
各种天线的比较
请参考表5，快速为您的应用选择合适的天线。
9、环境对天线性能的影响
通常消费类产品中所使用的天线对PCB射频接地层的大小和产品的塑料外壳非常敏感。可将
天线模拟为一个LC谐振器，当L(电感)或C(电容)增加时，该LC谐振器的谐振频率会下降。更大的射频接地层和塑料外壳会增大有效电容，从而降低谐振频率。
接地层的影响
赛普拉斯已经广泛地研究了射频接地层的大小和附近塑料外壳对天线谐振频率产生的影响。通过实验和测量证明，赛普拉斯可以确定天线的灵敏度并提供一个既简单强大，又有效的解决方法，以便调试天线。
要想评估天线对射频接地层大小的灵敏度，可以通过在各种可能尺寸的PCB上安装天线进行实验。图26显示的是MIFA被放置在接地层大小不同的PCB上的示例。PCB的尺寸范围为20mm×20mm至50mm×50mm。
通过该曲线可以了解到，射频接地层的面积越大，那么谐振频率越低，并且接地层也越好，因
此回波损耗也会越小。这便是好的PCB布局中的关键条件。
给四分之一波长的天线提供的接地层越好，它与理论性能的关系也会越好。这是进行天线设计中的关键概念，可以解决没有足够空间提供给接地小型模块天线的困难。
图26.PCB
10、塑料外壳的影响
同样，为确定产品的塑料外壳对天线的影响，要使用一个无线鼠标进行实验，如图27所示。将赛普拉斯MIFA放置在无线鼠标的塑料外壳中，然后测量该天线的谐振频率。
通过图26和图27，可了解以下主要内容：
§将天线放置在靠近塑料外壳的地方时，谐振频率会降低。
§谐振频率的变化范围为100MHz至200MHz。必须重新调试天线才能获得所需频带。
总之，加大接地层大小和塑料外壳是为了使天线的谐振频率降低到100MHz至200MHz的范围内。
产品外壳和接地层指南
§必须确保在天线末梢或天线长度范围附近不能有任何组件、固定螺钉或接地层。
§电池线或音频线不能穿过天线或PCB上天线布线的同一侧面。
§不能将金属外壳完全覆盖天线。如果产品外壳是金属的或是一个保护罩，请不要将外壳完全覆盖掉天线。
§天线的方向应该符合最终产品的方向，这样使天线在所需的方向上具有最大的辐射。
§应该具有足够的空间：接地层越大，MIFA、IFA、芯片天线和导线天线的S11参数值(回波损耗)会越高。
§天线正下方不应该存在任何接地层。请参考图14。这个设置适用于所有天线。
§从天线到接地层要有足够的空间(间隙)，该接地层的宽度应该最小。请参考图10、图15和图21。
天线调试
天线调试过程确保在所需频带中，天线的回波损耗(从芯片输出的方向来看)大于10dB。同样，对于芯片(Balun)，要执行相同的程序，用以确保在接受模式下，Balun的阻抗为50Ω。这时天线调试和Balun调试均被称为天线调试。
图28.调试和匹配网络的参考图
0Ω参考点被连接至具有一个端口网络的网络分析仪。进行天线调试期间，通过移除Balun匹配组件可以断开同芯片的连接。进行Balun调试期间，会断开同天线匹配组件的连接。
以下章节将详细说明如何使用网络分析仪来调试天线。虽然这里仅显示了一个Pioneer套件无线鼠标的调试程序，不过该程序适用于所有天线调试。
调试过程
如前面所述，外壳和接地层的影响使天线所需的频带失调，并且影响了回波损耗。因此，天线
调试过程包括两个步骤：首先，将PCB空板调试为所需频带;然后在确定ID后，通过塑料外壳和人体接触检查调试。
使用网络分析仪来检查天线调试。在第一个步骤中，先校准该网络分析仪，然后通过调整匹配
网络组件和验证Smith图表中的调试进行天线调试。
调试过程中会使用：
§安捷伦(Agilent)8714ES网络分析仪(已校准)
§ Pioneer套件鼠标(如DUT)
§电气延迟时间为350ps的半刚性电缆
§质量的射频组件目录(Johanson套件P/N:L402DC)
调试过程主要步骤为：
1.准备ID
2.设置并校准网络分析仪
3.PCB空板调试。如同图中所示，标志1、2和3的回波损耗大于15db。
4.使用塑料和人体接触来调整调试
准备ID
公共建筑设计原理考试的试题
1．如何理解“埏埴以为器，当其无，有器之用。凿户牖以为室，当其无，有室之用。故有之以为利，无之以为用。”。并说明建筑空间与实体之间的关系。 名词解释 层高是指该层地坪或楼地面到上层楼板面的距离。 造型表现 :利用建筑自身存在的某些规律，运用一定的物质、技术手段，满足建筑功能要求，结合反映建筑空间处理、环境布局而构成的完美的建筑形象。建筑设计方法论的研究:设计应该如何进行与建筑师应如何思考和工作。 1、公共建筑：供人们进行各种公共活动的建筑。 2、空间尺度：就是人们权衡空间的大小、粗细等视觉感受上的问题。 3、韵律：所谓韵律，常指建筑构图中的有组织的变化和有规律的重复，是变化与重复形成了有节奏的韵律感，从而可以给人美的感受。 4、建筑构图原理：形式美的规律，运用于建筑艺术形式的创作中，常称之为建筑构图原理。 5、功能分区：在功能关系与房间组成比较复杂的情况下，更需要把空间按不同的功能要求进行分类，并根据他们之间的密切程度按区段加以划分，做到功能分区明确和联系方便。使不同要求的空间，都能得到合理安排。 6、有效面积：建筑平面中可供使用的面积 使用面积:有效面积减去交通面积 建筑面积:有效面积加上结构面积 结构面积:建筑平面中结构所占的面积 7、有效面积系数:有效面积/建筑面积 使用面积系数:使用面积/建筑面积 结构面积系数:结构面积/建筑面积 填空 建筑结构的发展。一方面是新材料的发展，另一方面由于仿生学 建筑构图规律:1.统一与完整2.对比与微差3.均衡与稳定4.韵律与节奏5.比例与尺度6.主从与重点 2．室外空间环境的形成，一般考虑建筑群体．广场道路．绿化设施．雕塑壁画．建筑小品和灯光造型的艺术效果。 1．在公共建筑的空间组合中，作为垂直交通联系的手段，常用的有楼梯．电梯．自动扶梯及坡道等形式。 2.功能与流线分析是现代建筑设计最常用的手段。 3．民用建筑按照它们的使用性质，通常分为公共建筑和居住建筑两大类。 4．公共建筑通常以交通．使用．辅助三种空间组成。2 5.公共建筑交通枢纽的设计主要依据两方面的要求，一是功能要求，二是精神要求。 6.在医疗建筑中，基于防火疏散的需要至少设置2部楼梯。
公共建筑设计原理重点整理
公共建筑设计原理 卷首语 1、分析公共建筑设计中的共性问题，运用一般性原则，阐明公共建筑中带有普遍性和规律 性的问题。 2、学习公共建筑设计的基本原则、构思方法和必要的组合技巧。 3、公共建筑类型：医疗建筑、文教建筑、办公建筑、商业建筑、体育建筑、交通建筑、邮 电建筑、展览建筑、演出建筑、纪念建筑等。 4、公共建筑的设计工作涉及到总体规划布局、功能关系分析、建筑空间组合、结构形式选 择等技术问题。 5、公共建筑设计原理：分析题目、调查场地、总平设计、建筑设计、建筑成果表达。 6、` 7、建筑分类：按建筑风格、建筑组合方式、结构类型、使用功能（居住建筑、公共建筑、 工业建筑）或高度划分。 8、建筑设计原则：经济、安全、适用、美观。 9、公共建筑：面向社会、具备公共参与性或开放性特征的建筑类型。 第一章：公共建筑的总体环境布局 1总体环境布局的基本组成 1）、建筑是什么 ！ ——建筑是为了人类社会活动的需要，利用物质技术，按照科学法则和审美要求，通过对空间的塑造，组织与完善所形成的物质环境。 2）、创造室外空间环境时，应考虑内在因素和外在因素两方面的问题。 内在：公共建筑本身的功能、经济及美观的问题； 外在：城市规划、周围环境、地段状况等。 3）、室外环境的空间与场所： a、开敞的空间场所（集散广场） 在共公建筑中，因为人流比较集中而要求空阔的场所，形成一定规模的集散广场，需要各种流线的通行能力和空间构图的需要来确定其规模和布局形式。 因为这类广场对城市面貌影响较大，同时在艺术处理上要求较高，因此需要充分考虑广场的空间尺度和立体构成等构图的问题，为人们观赏建筑景观，提供良好的位置与角度。 ； 有些公共建筑，因为城市规划的要求，安排在道路的交叉路口。在这种情况下，为了避免主体建筑出路口与转角处人流的干扰，常将建筑后退，形成一段比较开阔的场所，这样处理有利于道路交叉口处的空间处理。 b、活动场地 与室内空间的联系密切，应靠近主题建筑主要部位 c、停车场所 停车场位置，一般要设置在方便易找的地方，如主体建筑物的一侧或后侧，但不应影响整体空间环境的完整性和艺术性为原则。
天线原理与设计习题集
天线原理与设计习题集 第一章 天线的方向图 1．如图1为一元天线，电流矩为Idz ，其矢量磁位表 示为A r j 0r 4Idz ?βπμ?=e z A ，试求解元天线的远区辐射电磁场。 ?θH E ,2．已知球面波函数r e r j /βψ?=，试证其满足波动方程： 022=+?ψβψ 3．如图2所示为两副长度为λ=A 2的对称线天线，其上的电流分别为均匀分布和三角形分布，试采用元天线辐射场的叠加原理，导出两天线的远区辐射场，方向图函数?θH E ,),(?θf 和归一化方向图函数),(?θF ，并分别画出它们在yoz 平面和xoy 平面内的方向图的示意图。 4．有一对称振子长度为，其上电流分布为：A 2|)|(sin )(z I z I m ?=A β试导出： (1) 远区辐射场; ?θH E ,(2) 方向图函数),(?θf ； (3) 半波天线(2/2λ=A )的归一化方向图函数),(?θF ，并分别画出其E 面 和H 面内的方向图示意图。 (4) 若对称振子沿y 轴放置，导出其远区场表达式和E 面、H 面方向图 函数。 H E , 5．有一长度为2/λ=A 的直导线，其上电流分布为，试求该天线的 方向图函数z j e I z I β?=0)(),(?θF ，并画出其极坐标图。 6．利用方向性系数的计算公式: ∫∫ = ππ ? θθ?θπ 20 2 sin ),(4d d F D 计算：(1) 元天线的方向性系数； (2) 归一化方向图函数为 ???≤≤≤≤=其它,0 0,2/,csc ),(0 0??πθθθ?θF 的天线方向性系数。
(3) 归一化方向图函数为： ?? ?≤≤≤≤=其它,0 20,2/0,cos ),(π ?πθθ?θn F n=1和2时的天线方向性系数。 7．如图3所示为二元半波振子阵，两单元的馈电电流关系为/212j I I e π=，要求导出二元阵的方向图函数),(?θT f ，并画出E 面(yz 平面)和H 面(xy 平面)方向图。 8．有三付对称半波振子平行排列在一直线上,相邻振子 间距为d ，如图4所示。 (1) 若各振子上的电流幅度相等，相位分别为 ββ,0,?时，求xy 面、yz 面和H 面方向图函数。 (2) 若4/λ=d ，各振子电流幅度关系为1:2:1，相位 关系为2/,0,2/ππ?时，试画出三元阵的E 面和H 面方向图。 9. 由四个元天线组成的方阵，其排列如图5所示。每个单元到阵中心的距离为8/3λ，各单元的馈电幅度相等，单元1和2同相，单元3和4同相但与1和2反相。试导出该四元阵的方向图函数及阵因子，并草绘该阵列xoy 平面内的方向图。 10. 设地面为无限大理想导电平面。图6所示为由等幅同相馈电的半波振子组成的水平和垂直二元阵，试求其 E 面方向图函数，要求： (1) 对图(a)求出xz 面和yz 面方向图函数，并画出xz 面的方向图； (2) 对图(b) 求出xz 面、yz 面 和xy 面方向图函数，并画出这三个面内的方向图；。 11．一半波对称振子水平架设在理想导电平面上，架设高度为。试分别画出h 0.25,0.5h λλ=两种情况下的E 面和H 面方向图，并比较所得结果。 12．由长为4/λ=A 的单极天线组成的八元天线阵如图7所示，各单元垂直于地
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公共建筑的设计原理 第一章公共建筑的总体环境布局 <1>公共建筑的总体环境布局。 <2>公共建筑的功能关系与空间组合。 <3>公共建筑的造型问题。 <4>公共建筑的技术经济问题分析。 <5>空间组合的综合分析。 公共建筑：是人们日常生活和进行社会活动不可缺少的场所。 公共建筑的类型：医疗建筑，文教建筑，办公建筑，商业建筑，体育建筑，交通建筑，邮电建筑，展览建筑，演出建筑，纪念建筑。 公共建筑与总体环境的关系：相互联系，相互延伸，相互惨途，相互补充。 建筑师环境观： 1.给人们创造美好的环境， 2.注意优美的环境，应该反映出国家，城市，乡镇最突出和鲜明的标志， 3.公共建筑与环境艺术是指“生活环境“与视觉艺术”完美结合。 室外环境空间的组成部分： 1.群体建筑 2.广场道路 3.绿化设施 4.雕塑壁画 5.建筑小品 6.灯光造型与夜间的光明艺术效果. 公共建筑总环境布局的基本组成： 1）环境中的空间与建筑. 2）环境中的空间与场所. 3）环境中的空间与绿化。 环境布局的最中目的：满足人们的生活要求，工作，学习方面的要求以及精神方面的要求环境中的空间与建筑： <1>通过设计组合所形成的空间环境应体现出一定的设计意图与艺术构思. <2>环境中应体现的主体建筑为中心，附属建筑的周围环境共同组成一个和谐的整体的设计思想。 <3>满足人们的生活，工作，学习方面的物质要求以及精神方面的要求. 场所：1）活动场所2）停车场所3）集散场所 作用： 1）主要给人们进行活动，游戏，缓冲，休闲等作用 2）主要包括汽车，自行车，停车作用三种类型； 3）场所环境满足功能要求的基础上，还应该综合室内空间构图要求，安排一定的绿化，雕
(整理)天线原理与设计习题集解答_第8_11章.
第八章 口径天线的理论基础(8-1) 简述分析口径天线辐射场的基本方 法。 答：把求解口径天线在远区的电场问题分为两部分： ①. 天线的内部问题； ②. 天线的外部问题； 通过界面上的边界条件相互联系。 近似求解内部问题时，通常把条件理想化，然后把理想条件下得到的解直接地或加以修正后作为实际情况下的近似解。这样它就变成了一个与外部问题无关的独立的问题了。 外部问题的求解主要有： 辅助源法、矢量法，这两种是严格的求解方法； 等效法、惠更斯原理法、几何光学法、几何绕射法，这些都是近似方法。 (8-2) 试述几何光学的基本内容及其在口径天线设计中的应用。 答：在均匀的媒质中，几何光学假设能量沿着射线传播，而且传播的波前（等相位面）处处垂直于射线，同时假设没有射线的区域就没有能量。 在均匀媒质中，射线为直线，当在两种媒质的分界面上或不均匀媒质传播时，便发生反射和折射，而且完全服从光的反射、折射定律。 B A l nds =? 光程长度： 在任何两个给定的波前之间，沿所有射线路径的光程长度必须相等，这就是光程定律。''PdA P dA = 应用： ①. 可对一个完全聚焦的点源馈电的天线系统，求出它在给定馈源功率方向图 为P(φ,ξ)时，天线口径面上的相对功率分布。 ②. 对于完全聚焦的线源馈电抛物柱面天线系统，口径上的相对功率分布也可 用同样类似的方法求解。 (8-3) 试利用惠更斯原理推证口径天线的远区场表达式。 解：惠更斯元产生的场： (1cos )2SP j r S SP jE dE e r βθλ-?= ?+?? 222)()(z y y x x r S S SP +-+-= r , r sp >>D (最大的一边)
《公共建筑设计原理》复习题(可编辑修改word版)
《公共建筑设计原理》复习题 选择题 1.民用建筑中最常见的剖面形式是（A ）。 A、矩形 B、圆形 C、三角形 D、梯形 2.建筑立面的重点处理常采用（D ）手法。 ①韵律②对比③统一④均衡 A、①② B、②③ C、①②③ D、①②③④ 3.（B ）是住宅建筑采用的组合方式。 A、单一体型 B、单元组合体型 C、复杂体型 D、对称体型 4.纪念性建筑常采用（B ）的尺度。 A、自然 B、夸张 C、亲切 D、相似 5.住宅建筑常采用（A ）的尺度。 A、自然 B、夸张 C、亲切 D、相似 6.庭院建筑常采用（C ）的尺度。 A、自然 B、夸张 C、亲切 D、相似 7 建筑立面常采用（C ）反映建筑物真实大小。 ①门窗②细部③轮廓④质感 A、①②④ B、②③ C、①② D、①②③ 8．建筑物的使用部分是指（B ）。 A、主要使用房间和交通联系部分 B、主要使用房间和辅助使用房间 C、使用房间和交通联系部分 D、房间和楼梯、电梯等 9. 一般公共建筑中楼梯的数量不少于（B ）个。 A、1 B、2 C、3 D、4 10.构成建筑的基本要素是（D ）。 A、建筑功能建筑技术建筑用途 B、建筑功能建筑形象建筑用途 C、建筑功能建筑规模建筑形象 D、建筑功能建筑技术建筑形象 11.建筑是指（C ）的总称。 A、建筑物 B、构筑物 C、建筑物，构筑物 D、建造物，构造物 12.民用建筑按照层数可分为（D ）。 ①单层建筑②低层建筑③高层建筑④多层建筑⑤超高层建筑 A、①②③ B、②③⑤ C、③④⑤ D、②③④ 13.建筑物按照使用性质可分为（C ）。 ①工业建筑②公共建筑③民用建筑④农业建筑 A、①②③ B、②③④ C、①③④d、①②④ 14.空间结构有（D ）。 A、悬索结构, 薄壳结构, 网架结构 B、网架结构, 预应力结构, 悬索结构 C、 预应力结构, 悬索结构, 梁板结构D、薄壳结构, 网架结构, 预应力结构15.建筑构 成三要素中，（B ）是建筑的目的，起着主导作用。 A、建筑技术条件 B、建筑功能 C、建筑形象 D、建筑经济 名词解释 1、公共建筑：供人们进行各种公共活动的建筑。
公共建筑设计原理复习纲要.
公共建筑设计原理复习纲要 第一章公共建筑的总体环境布局 满足人们的生活、工作、学习方面的要求以及精神方面的要求 6. 室外环境的空间与场所： ① 开敞的空间场所（集散广场） ②活动场地③停车场所④服务性院落 7. 总体环境布局的空间与环境的关系： 空间是主要的，环境应与与空间相结合，其最终目的通过考虑自然环境与人工环境的组合做到两 者相互依从，成为不可分割的整体，满足人们的生活，学习，工作及精神方面的需要。 8. 公共建筑出入口及区间道路设置举例并说明其处理手法： 一般公共建筑总平面的出入口应安排在所临的干道上，并与主体建筑出入口有比较方便的联系； 有些公共建筑所处的地段并不与干道相临，这时要考虑出入口与附近的干道有比较方便的联系， 给人流活动创造通畅的条件；还有一些公共建筑所处的地段，面临几个方面的干道，这就需要对 人流的主要来向进行分析，把地段的出入口放在人流较多的部位上，而其他方向应根据需要设置 次要的出入口。 9. 公共建筑空间环境设计包括： 利用环境，改造环境，创造环境. 10. 室外空间的构成，主要依赖于建筑和建筑群体组合 11. 室外空间环境组合的三个基本经验和看法： ① 从建筑群的使用性质出发，着重分析功能关系，并加以合理的分区，运用道路、广场等交通联 系手段加以组织，使总体空间环境的布局联系方便，紧凑合理。 ② 在群体建筑造型艺术处理上，需要从性格特征出发，结合周围环境及规划的特点，运用各种形 式美的规律，按照一定的设计意图，创造出完整而又优美的室外空间环境。 ③ 运用绿化、雕塑及各种小品等手段，丰富群体建筑空间环境的艺趣，以取得多样统一的室外空 间环境效果。 本章其他重点： ① 意大利威尼斯圣马可广场平面图及其各种对比效果分析 ② 塘沽火车站总体布局分析 ③ 和平宾馆总体布局分析 ④ 北京故宫总体布局图及其艺术处理上的三大高潮 ⑤ 加拿大多伦多市政厅的总体布局分析 ⑥ 巴西巴西利亚三权广场市政中心总体布局分析 1. 公共建筑的类型： 医疗建筑，文教建筑，办公建筑，商业建筑，体育建筑， 建筑，纪念建筑。 2. 公共建筑与总体环境的关系： 相互联系，相互延伸， 3. 创造室外空间环境考虑两方面问题： 内在因素：建筑本 身的功能、经济以及美观问题 外在因素：城市规划、周围 环境、地段状况等 4. 室外环境空间的组成部分： ①群体建筑②广场道路③绿化设施④雕塑壁画 5. 环境布局的最终目的： 交通建筑，邮电建筑，展览建筑，演出 相互惨途，相互补充。 ⑤建筑小品⑥灯光造型的艺术效果
公共建筑设计原理考试的试题
1．如何理解“埏埴以为器,当其无,有器之用。凿户牖以为室,当其无,有室之用。故有之以为利,无之以为用。”。并说明建筑空间与实体之间得关系。 名词解释 层高就是指该层地坪或楼地面到上层楼板面得距离。 造型表现 :利用建筑自身存在得某些规律,运用一定得物质、技术手段,满足建筑功能要求,结合反映建筑空间处理、环境布局而构成得完美得建筑形象。 建筑设计方法论得研究:设计应该如何进行与建筑师应如何思考与工作。 1、公共建筑:供人们进行各种公共活动得建筑。 2、空间尺度:就就是人们权衡空间得大小、粗细等视觉感受上得问题。 3、韵律:所谓韵律,常指建筑构图中得有组织得变化与有规律得重复,就是变化与重复形成了有节奏得韵律感,从而可以给人美得感受。 4、建筑构图原理:形式美得规律,运用于建筑艺术形式得创作中,常称之为建筑构图原理。 5、功能分区:在功能关系与房间组成比较复杂得情况下,更需要把空间按不同得功能要求进行分类,并根据她们之间得密切程度按区段加以划分,做到功能分区明确与联系方便。使不同要求得空间,都能得到合理安排。 6、有效面积:建筑平面中可供使用得面积 使用面积:有效面积减去交通面积 建筑面积:有效面积加上结构面积 结构面积:建筑平面中结构所占得面积 7、有效面积系数:有效面积/建筑面积 使用面积系数:使用面积/建筑面积 结构面积系数:结构面积/建筑面积 填空 建筑结构得发展。一方面就是新材料得发展,另一方面由于仿生学 建筑构图规律:1、统一与完整2、对比与微差3、均衡与稳定4、韵律与节奏5、比例与尺度6、主从与重点 2.室外空间环境得形成,一般考虑建筑群体. 广场道路 . 绿化设施 . 雕塑壁画 . 建筑小品与灯光造型得艺术效果。 1.在公共建筑得空间组合中,作为垂直交通联系得手段,常用得有楼梯.电梯.自动扶梯及坡道等形式。 2、功能与流线分析就是现代建筑设计最常用得手段。 3.民用建筑按照它们得使用性质,通常分为公共建筑与居住建筑两大类。 4.公共建筑通常以交通.使用.辅助三种空间组成。2 5、公共建筑交通枢纽得设计主要依据两方面得要求,一就是功能要求,二就是精神要求。 6、在医疗建筑中,基于防火疏散得需要至少设置2部楼梯。 7.在公共建筑中,人流组织有平面与立体组织两种。 8 建筑造型艺术得主要内容包括民族形式.地方风格.构图技巧与形式美得规律。 9一幢好得公共建筑室内外环境应具备:相互联系.相互延伸.相互渗透.相互补充得关系。
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公共建筑设计原理复习纲要 第一章公共建筑的总体环境布局 1. 公共建筑的类型：医疗建筑，文教建筑，办公建筑，商业建筑，体育建筑，交通建筑，邮电建筑，展览建筑，演出建筑，纪念建筑 2. 公共建筑与总体环境的关系：相互联系，相互延伸，相互惨途 相互补充 3. 创造室外空间环境考虑两方面问题：内在因素：建筑本身的功能、经济以及美观问题外在因素：城市规 4.室外环境空间的组成部分： 群体建筑广场道路绿化设施雕塑壁画建筑小品灯光造型的艺术效果 划、周围环境、地段状况等 5. 环境布局的最终目的：满足人们的生 活、工作、学习方面的要求以及精神方面的要求 6.室外环境的空间与场所： 集散广场活动场所停车场所 7. 总体环境布局的空间与环境的关系：空间是主要的，环境应与与空间相结合，其最终目的通过考虑自然环境与人工环境的组合做到两者相互依从，成为不可分割的整体，满足人们的生活，学习，工作及精神方面的需要 8. 公共建筑出入口及区间道路设置举例并说明其处理手法： 一般公共建筑总平面的出入口应安排在所临的干道上，并与主体建筑出入口有比较方便的联系；有些公共建筑所处的地段并不与干道相临，这时要考虑出入口与附近的干道有比较方便的联系，给人流活动创造通畅的条件；还有一些公共建筑所处的地段，面临几个方面的干道，这就需要对人流的主要来向进行分析，把地段的出入口放在人流较多的部位上，而其他方向应根据需要设置次要的出入口。 9. 公共建筑空间环境设计包括：利用环境改造环境创造环境. 10. 室外空间的构成，主要依赖于建筑和建筑群体组合 11. 室外空间环境组合的三个基本经验和看法： 1）从建筑的实用性质出发，着重分析功能关系，并加以合理的分区，运用道路，广场，交通联 系，手段加以组织，使总体空间环境的布局联系方便，紧凑合理 2）在群体建筑造型艺术处理上，需要从性格特征出发，结合周围环境及规划的特点，运用各种形式美的规律，按照一定的设计意图，创造出完整而又优美的室外环境 3）运用绿化，雕塑及各种小品等手段，丰富群体建筑的空间环境艺趣，一取得多样统一的室外空间环境效果本
天线原理与设计期中考试资料
西南交通大学2012－2013 学年第( 2 )学期期 中考试试卷 课程代码 3143373 课程名称 天线原理与设计 考试时间 90分钟 阅卷教师签字： 一． 判断题：（20分）（正确标√，错误标?，每题2分） 1． 元天线的方向性系数为1.5。（√） 2． 元天线的远区辐射场是平面波。（?） 3． 在功率方向图中，功率为主瓣最大值一半对应两点所张的 夹角就是主瓣宽度。（√ ） 4． 侧射式天线阵须满足各单元馈电幅度和相位均相等。（√ ） 5． 坡印亭矢量法可以求出天线的辐射阻抗。（? ） 6． 对称振子的平均特性阻抗愈小，其频率特性就愈好。（√ ） 7． 对称振子的谐振长度总是略大于0.25和0.5。（? ） 8． 右旋圆极化天线可以接收左旋圆极化天线发射的信号。 （? ） 9． 要使接收天线接收到的功率达到最大，需满足阻抗匹配和 班 级 学 号 姓 名 密封装订线 密封装订线 密封装订线
极化匹配。（√ ） 10．笼形天线设计增加了阻抗频带宽度。（√ ） 二． 填空题：（30分，每空2分） 1.在场强方向图中，主瓣宽度是指场强大小下降到最大值的（ 0.707 ）倍处对应的两点之间的夹角。 2. 在功率方向图中，主瓣宽度是指功率大小下降到最大值的（ 0.5 ）倍处对应的两点之间的夹角。 3. 在分贝方向图中，主瓣宽度是指场强的分贝值下降到（-3 ）dB 处对应的两点之间的夹角。 4.当2/(1.44)l λ≤时，对称阵子的最大辐射方向在0 90m θ=。 5.当2/ 1.44l λ≤时，对称阵子的最大辐射方向在 (90)m θ=。 6.半波天线的归一化方向图()cos cos 2( )sin F πθθθ ?? ???=， 方向性系数(1.64)D =，输入阻抗(73.142.5)Z j =+Ω。 7.间距为 d 的二元等幅同相(1,0)m α==阵因子 ()cos ,(2cos )a d f πθ θ?λ =。 8.间距为d 的二元等幅反相(1,)m απ==阵因子 ()cos ,(2sin )a d f πθ θ?λ =。 9. 间距为d 的均匀直线式N 元天线阵的阵因子
微波技术与天线—重修学习作业
微波技术与天线（重修学习作业） 教材：《微波技术与天线》（第三版），王新稳，李延平，李萍，电子工业出版社，2011 第一章传输线理论 1.1 长线理论 1）了解分布参数电路与传输线方程 2）传输线输入阻抗与反射系数 3）传输线工作状态分析，Smith圆图 4）传输线的阻抗匹配 1.2 波导与同轴线 1）导波系统一般分析，波导传输线 2）矩形波导，TE10模分析 学习重点： 1）传输线分析与计算，输入阻抗与驻波分析（习题1-7，1-8，1-10，1-45，1-46）2）阻抗匹配分析与设计；（习题1-21） 3）波导截止模式，矩形波导，TE10模分析；（习题1-25，1-30） 4）矩形波导传输模式与工作参数，矩形波导设计与分析；（习题1-49，1-50） 书本：26页，例1-2；28页，例1-4；40页，例1-10； 第二章微波网络 1）了解网络概念，微波元件等效网络； 2）散射矩阵S；双端口网络传输散射矩阵，工作特性参数 学习重点：1）无耗互易网络S参数， 2）S参数测量；（习题2-11，2-17，书本：105-107页） 第三章微波元件 1）阻抗匹配与变换元件 2）定向耦合元件，匹配双T 3）微波谐振器 学习重点：1）阻抗匹配；（习题3-2）；矩形谐振器；（习题3-28） 2）定向器（习题3-17）；匹配双T（习题3-21）； 书本：152页，例3-6； 第四章天线基本理论 1）了解基本振子的辐射场； 2）对称振子的辐射场 3）发射天线的电参数； 4）接收天线理论；自由空间电波传播 学习重点：1）对称振子方向图（习题4-9）； 2）天线电参数（习题4-20）；电波传播与接收天线理论（习题4-28） 书本：198页，例4-2；199页，例4-3；
公共建筑设计原理考试题库
名词解释 1、公共建筑：供人们进行各种公共活动的建筑。 2、空间尺度：就是人们权衡空间的大小、粗细等视觉感受上的问题。 3、韵律：所谓韵律，常指建筑构图中的有组织的变化和有规律的重复，是变化与重复形成了有节奏的韵律感，从而可以给人美的感受。 4、建筑构图原理：形式美的规律，运用于建筑艺术形式的创作中，常称之为建筑构图原理。 5、功能分区：在功能关系与房间组成比较复杂的情况下，更需要把空间按不同的功能要求进行分类，并根据他们之间的密切程度按区段加以划分，做到功能分区明确和联系方便。使不同要求的空间，都能得到合理安排。 6、有效面积：建筑平面中可供使用的面积 使用面积:有效面积减去交通面积 建筑面积:有效面积加上结构面积 结构面积:建筑平面中结构所占的面积 7、有效面积系数:有效面积/建筑面积 使用面积系数:使用面积/建筑面积 结构面积系数:结构面积/建筑面积 简答题 1、公共建筑群体空间组合一般包括哪两个方面？ 答：某些类型的公共建筑在特定的条件下采用比较分散的布局。以公共建筑群组成各种形式的组团或中心。 2、什么是功能分区及其功能分区的原则？ 答：在功能关系与房间组成比较复杂的情况下，更需要把空间按不同的功能要求进行分类，并根据他们之间的密切程度按区段加以划分，做到功能分区明确和联系方便。使不同要求的空间，都能得到合理安排。 3、简答适用、经济、美观三者之间的关系。 答：“适用”是首要的要求，因为归根到底，那是建造房屋最主要的目的。“经济”它是一个以最少的财力、物力、人力、时间为最大多人取得最大限度的“适用”的问题。三者互相制约、互相协调和互相联系。而且视建筑性质、建筑环境、地方特色、审美要求及投资标准而定，绝不能过分的强调某一方面，使三者关系失调。 4、简述公共建筑空间组合方式有哪几种类型及分别适用于哪些公共建筑？ 答：五种类型。分隔性的空间组合，适用于医院建筑、学校建筑和行政办公建筑等。连续性的空间组合，适用于展览馆、陈列馆、美术馆等观展类建筑。观演性的空间组合，适用于体
天线原理与设计 讲义
第八章 口径天线理论基础 在第七章以前我们讨论的是线状天线，其特点是天线呈直线、折线或曲线状，且天线的尺寸为波长的几分之一或数个波长。所构成的基本理论称之为线天线理论。既使是第七章的开槽缝隙天线，在分析时也是借助了缝隙天线的互补天线—金属线天线来分析。 在实际工作中，还将遇到金属导体构成的口径天线和反射面天线。有时我们统称为口面天线。它们包括：喇叭天线、透镜天线、抛物面天线、双反射面的卡塞格伦天线等。见P169图8-1。它们的尺寸可以是波长的十几到几十倍以上。 口面天线的分析模型如图8-1所示： 图8-1 口面天线的分析模型 S ′为天线金属导体面，为开口面，S S ′＋构成一个封闭面，封闭面内有一源。 S 对这样一个分析模型，要求解空间某点p 处的电磁场E P 、H P 。它们可描述为由两部分组成：一部分是源的直达波，一部分是由天线导体面上感应电流产生的散射场。这种分析方法我们称之为面电流法。面电流法对反射面天线有效，它是分析反射面天线的方法之一。但是，面电流法对喇叭天线、波导口天线一类的口径天线无效，或者说处理很难。我们可采用口径场法。 口径场法步骤： 1、解内问题，即由场源求得口面上的场分布； 2、解外问题，即由口面上场分布求解远区辐射场。 由此可见，反射面天线也可用口径场法分析。 喇叭天线一类：口径场法； 反射面天线一类：口经场法，面电流法。（近似方法） 有的反射面天线如抛物环面，由于口径场不易确定，还只得用面电流法。 口径场法和面电流法都是近似的方法，它们只能求出口径面前方半空间的辐射场，口面后方半空间的场无法求得。实际上口面天线的外表面及口径边缘L 上均有感应电流。这部分电流就是对口面天线后向辐射的主要贡献。但通常的做法是采用几何绕射理论，求由边缘L 产生的绕射。 值得说明的是，口面天线的边缘绕射场与前方半空间的场相比是微不足道的。 如果采用口径场法，那么，现在的问题是：能否用口径天线口面上的场分布来确定天线辐射场？回答是肯定的，这就须由惠更斯—菲涅尔原理来说明。
公共建筑设计原理考试的试题
1． 如何理解“埏埴以为器，当其无，有器之用。凿户牖以为室，当其无，有室之用。故有之以为利，无之以为用。”。并说明建筑空间与实体之间的关系。 名词解释 层高是指该层地坪或楼地面到上层楼板面的距离。 造型表现 :利用建筑自身存在的某些规律，运用一定的物质、技术手段，满足建筑功能要求，结合反映建筑空间处理、环境布局而构成的完美的建筑形象。建筑设计方法论的研究:设计应该如何进行与建筑师应如何思考和工作。 1、公共建筑：供人们进行各种公共活动的建筑。 2、空间尺度：就是人们权衡空间的大小、粗细等视觉感受上的问题。 3、韵律：所谓韵律，常指建筑构图中的有组织的变化和有规律的重复，是变化与重复形成了有节奏的韵律感，从而可以给人美的感受。 4、建筑构图原理：形式美的规律，运用于建筑艺术形式的创作中，常称之为建筑构图原理。 5、功能分区：在功能关系与房间组成比较复杂的情况下，更需要把空间按不同的功能要求进行分类，并根据他们之间的密切程度按区段加以划分，做到功能分区明确和联系方便。使不同要求的空间，都能得到合理安排。 6、有效面积：建筑平面中可供使用的面积 使用面积:有效面积减去交通面积 建筑面积:有效面积加上结构面积 结构面积:建筑平面中结构所占的面积 7、有效面积系数:有效面积/建筑面积 使用面积系数:使用面积/建筑面积 结构面积系数:结构面积/建筑面积 填空 建筑结构的发展。一方面是新材料的发展，另一方面由于仿生学 建筑构图规律:1.统一与完整2.对比与微差3.均衡与稳定4.韵律与节奏5.比例与尺度6.主从与重点 2．室外空间环境的形成，一般考虑建筑群体．广场道路．绿化设施．雕塑壁画．建筑小品和灯光造型的艺术效果。 1．在公共建筑的空间组合中，作为垂直交通联系的手段，常用的有楼梯．电梯．自动扶梯及坡道等形式。 2.功能与流线分析是现代建筑设计最常用的手段。 3．民用建筑按照它们的使用性质，通常分为公共建筑和居住建筑两大类。 4．公共建筑通常以交通．使用．辅助三种空间组成。2 5.公共建筑交通枢纽的设计主要依据两方面的要求，一是功能要求，二是精神要求。 6.在医疗建筑中，基于防火疏散的需要至少设置2部楼梯。
天线原理与设计习题集解答-第2章
第二章 天线的阻抗 (2-1) 由以波腹电流为参考的辐射电阻公式：220 30 (,)sin r R d f d d π π ?θ?θθ?π = ? ? 计算对称半波天线的辐射电阻。(提示：利用积分201cos ln(2)(2)x dx C Ci x πππ-=+-?，式中，0.577, 023.0)2(-=πCi ) 解：半波振子天线的辐射方向图函数为 cos(cos ) 2(,)sin f π θθ?θ =， 则 2222000cos (cos )301cos(cos )2sin 60(cos )sin 2(1cos ) r R d d d ππππθπθ?θθθπθθ+==--??? 011130()[1cos(cos )](cos )21cos 1cos d ππθθθθ=+++-? 01cos(cos )1cos(cos )15[](cos )1cos 1cos d ππθπθθθθ++=++-? 01cos[(1cos )]1cos[(1cos )]15(cos )1cos 1cos d ππθπθθθθ -+--=++-? 1cos[(1cos )] 15[(1cos )](1cos )d ππθπθπθ-+=++? 01cos[(1cos )]15[(1cos )](1cos )d ππθπθπθ--+--? 20 1cos 215x dx x π -=?? 30[ln(2)(2)]C Ci ππ=+- 73.1()=Ω (2-2) 利用下式求全波振子的方向性系数 r R f D ) ,(120),(2?θ?θ= ， θβθβ?θsin cos )cos cos(),( -=f 若全波振子的效率为5.0=a η，求其最大增益的分贝数和3/πθ=时的方向性系数。 解：(1) 求增益(即最大辐射方向上的方向性系数与效率的积) 全波振子半长度为/2l λ=，则 cos(cos )1()sin f πθθθ +=，max /2()|2f f θπθ===，199r R =Ω 2 max 1201204 2.41199 r f D R ?=== 0.5 2.41 1.205A G D η=?=?= (0.8)
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绪论 1.如何理解“埏埴以为器，当其无，有器之用。凿户牖以为室， 当其无，有室之用。故有之以为利，无之以为用。”。并说明建筑空间与实体之间的关系。 第一章 填空 1.被拿破仑誉为“欧洲最美丽的客厅”是意大利威尼斯圣马可广场。 2.室外空间环境的形成，一般考 虑 __________ . ____________ . ___________ . ________ . ___________ 和______________ 。 3.《园冶》的作者是计成。 选择 1.创造室外环境时，主要考虑两个方面的问题，即内在的因素和外在因素。下列哪项属于外在因素。（BCD ） A.公共建筑本身的功能 B.周围环境 C.地段状况D .城市规划 2.公共建筑前面往往后退一段距离，形成开敞的室外场地，其主要用途是（B ） A.供人们观赏主体建筑之用 B .用来疏散人流 C.供人们活动用 D .作停车场地 3.创造室外环境时，主要考虑两个方面的问题，即内在的因素和外在因素。下列哪项属于内在因素。（ABC ） A.公共建筑本身的功能 B.经济 C.美观 D.城市规划
4.作为优秀的建筑总体布局的例证和典范，被拿破仑誉为“欧洲最美丽的客厅”是（D ） 。 A.卢浮宫 B .圣彼得大教堂 C.罗马图拉真广场 D .意大利威尼斯圣马可广场 问答题 1.简述室外环境的空间与场所关系。 （一）开敞场地（集散广场）人流.车流流量大，交通组织复杂，如影剧院.体育场馆.铁路客运站等，艺术处理要求较高。 （二）活动场地如体育馆.学校.幼儿园等需要设置运动场.球场.游戏场等，位置应靠近主体建筑的主要空间及出入口。 （三）停车场地包括汽车停车场与自行车停车场。位置一般要求靠近出入口并防止影响建筑物的交通与景观，节约用地可以设置地下停车场。 （四）其他场地如杂务院.锅炉房.厨房等。单独设置出入口，位置尽量隐蔽。 2.在公共建筑室外空间环境的组合问题上，值得借鉴的经验有那些？或如何组织公共建筑室外空间环境。 1）从建筑群的使用性质出发，着重分析功能关系，并加以合理的分区，运用 道路.广场等交通联系手段加以组织，使总体空间环境的布局联系方便，紧凑 合理。 2）在建筑群体造型艺术处理上，需要从性格特征出发，结合周围环 境及规划的特点，运用各种形式美的规律，按照一定的设计意图，仓U 造出完
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绪论 1．如何理解“埏埴以为器，当其无，有器之用。凿户牖以为室，当其无，有室之用。故有之以为利，无之以为用。”。并说明建筑空间与实体之间的关系。 第一章 填空 1．被拿破仑誉为“欧洲最美丽的客厅”是意大利威尼斯圣马可广场。 2．室外空间环境的形成，一般考虑．．．．和。 3．《园冶》的作者是计成。 选择 1．创造室外环境时，主要考虑两个方面的问题，即内在的因素和外在因素。下列哪项属于外在因素。（BCD ） A．公共建筑本身的功能B．周围环境C．地段状况 D．城市规划 2．公共建筑前面往往后退一段距离，形成开敞的室外场地，其主要用途是（ B ） A．供人们观赏主体建筑之用 B．用来疏散人流 C．供人们活动用 D．作停车场地 3．创造室外环境时，主要考虑两个方面的问题，即内在的因素和外在因素。下列哪项属于内在因素。（ ABC ） A．公共建筑本身的功能B．经济C．美观D．城市规划
4.作为优秀的建筑总体布局的例证和典范，被拿破仑誉为“欧洲最美丽的客厅”是（D ） 。 A．卢浮宫 B．圣彼得大教堂 C．罗马图拉真广场 D．意大利威尼斯圣马可广场 问答题 1．简述室外环境的空间与场所关系。 （一）开敞场地(集散广场) 人流．车流流量大，交通组织复杂，如影剧院．体育场馆．铁路客运站等，艺术处理要求较高。 （二）活动场地如体育馆．学校．幼儿园等需要设置运动场．球场．游戏场等，位置应靠近主体建筑的主要空间及出入口。 （三）停车场地包括汽车停车场与自行车停车场。位置一般要求靠近出入口并防止影响建筑物的交通与景观，节约用地可以设置地下停车场。 （四）其他场地如杂务院．锅炉房．厨房等。单独设置出入口，位置尽量隐蔽。 2．在公共建筑室外空间环境的组合问题上，值得借鉴的经验有那些？或如何组织公共建筑室外空间环境。 1）从建筑群的使用性质出发，着重分析功能关系，并加以合理的分区，运用道路．广场等交通联系手段加以组织，使总体空间环境的布局联系方便，紧凑合理。
公共建筑设计原理重点整理讲课教案
公共建筑设计原理重 点整理
公共建筑设计原理 卷首语 1、分析公共建筑设计中的共性问题，运用一般性原则，阐明公共建筑中带有普遍性和规 律性的问题。 2、学习公共建筑设计的基本原则、构思方法和必要的组合技巧。 3、公共建筑类型：医疗建筑、文教建筑、办公建筑、商业建筑、体育建筑、交通建筑、 邮电建筑、展览建筑、演出建筑、纪念建筑等。 4、公共建筑的设计工作涉及到总体规划布局、功能关系分析、建筑空间组合、结构形式 选择等技术问题。 5、公共建筑设计原理：分析题目、调查场地、总平设计、建筑设计、建筑成果表达。 6、建筑分类：按建筑风格、建筑组合方式、结构类型、使用功能（居住建筑、公共建 筑、工业建筑）或高度划分。 7、建筑设计原则：经济、安全、适用、美观。 8、公共建筑：面向社会、具备公共参与性或开放性特征的建筑类型。 第一章：公共建筑的总体环境布局 1总体环境布局的基本组成 1）、建筑是什么？ ——建筑是为了人类社会活动的需要，利用物质技术，按照科学法则和审美要求，通过对空间的塑造，组织与完善所形成的物质环境。 2）、创造室外空间环境时，应考虑内在因素和外在因素两方面的问题。 内在：公共建筑本身的功能、经济及美观的问题； 外在：城市规划、周围环境、地段状况等。 3）、室外环境的空间与场所： a、开敞的空间场所（集散广场） 在共公建筑中，因为人流比较集中而要求空阔的场所，形成一定规模的集散广场，需要各种流线的通行能力和空间构图的需要来确定其规模和布局形式。
因为这类广场对城市面貌影响较大，同时在艺术处理上要求较高，因此需要充分考虑广场的空间尺度和立体构成等构图的问题，为人们观赏建筑景观，提供良好的位置与角度。 有些公共建筑，因为城市规划的要求，安排在道路的交叉路口。在这种情况下，为了避免主体建筑出路口与转角处人流的干扰，常将建筑后退，形成一段比较开阔的场所，这样处理有利于道路交叉口处的空间处理。 b、活动场地 与室内空间的联系密切，应靠近主题建筑主要部位 c、停车场所 停车场位置，一般要设置在方便易找的地方，如主体建筑物的一侧或后侧，但不应影响整体空间环境的完整性和艺术性为原则。 高层建筑或大型公共建筑在车辆较多的情况下，可以考虑利用地下停车场或立体停车场，以节约场所用地。 d、大多数公共建筑还需要设置服务性的院落，如锅炉房、厨房等。一般为了出入方便，常设置单独的出入口。 *利用道路边设停车位时，不应影响有效通行宽度 *车行道路改变方向是，应满足车辆最小转弯半径，消防车道按消防车最小转弯半径要求设置。 *单车道路宽不应小于4m，双车道宽度不应小于7m；人行道宽度不应小于 1.5m. 4）、怎样处理交叉路口？ ——将建筑后退，形成一段比较开阔的场所，这样与李玉干道转角处车辆转弯时的视线要求，也有利于道路交叉口处的空间处理。
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1.如何理解“埏埴以为器，当其无，有器之用。凿户牖以为室，当其无，有室之用。故有 之以为利，无之以为用。”。并说明建筑空间与实体之间的关系。 名词解释 层高是指该层地坪或楼地面到上层楼板面的距离。 造型表现：利用建筑自身存在的某些规律，运用一定的物质、技术手段，满足建筑功能要求，结合反映建筑空间处理、环境布局而构成的完美的建筑形象。 建筑设计方法论的研究：设计应该如何进行与建筑师应如何思考和工作。 1、公共建筑：供人们进行各种公共活动的建筑。 2、空间尺度：就是人们权衡空间的大小、粗细等视觉感受上的问题。 3、韵律：所谓韵律，常指建筑构图中的有组织的变化和有规律的重复，是变化与重复形成了有节奏的韵律感，从而可以给人美的感受。 4、建筑构图原理：形式美的规律，运用于建筑艺术形式的创作中，常称之为建筑构图原理。 5、功能分区：在功能关系与房间组成比较复杂的情况下，更需要把空间按不同的功能要求 进行分类，并根据他们之间的密切程度按区段加以划分，做到功能分区明确和联系方便。使不同要求的空间，都能得到合理安排。 6、有效面积：建筑平面中可供使用的面积 使用面积：有效面积减去交通面积 建筑面积：有效面积加上结构面积 结构面积:建筑平面中结构所占的面积 7、有效面积系数：有效面积/建筑面积 使用面积系数：使用面积/建筑面积结构面积系数：结构面积/建筑面积 填空 建筑结构的发展。一方面是新材料的发展，另一方面由于仿生学 建筑构图规律：1.统一与完整2.对比与微差3.均衡与稳定4.韵律与节奏5.比例 与尺度6.主从与重点 2?室外空间环境的形成，一般考虑建筑群体. 广场道路.绿化设施.雕塑壁画. 建筑小品和灯光造型的艺术效果。 1 ?在公共建筑的空间组合中，作为垂直交通联系的手段，常用的有楼梯?电梯?自动扶梯 及坡道等形式。 2.功能与流线分析是现代建筑设计最常用的手段。 3?民用建筑按照它们的使用性质，通常分为公共建筑和居住建筑两大类。 4 ?公共建筑通常以交通?使用?辅助三种空间组成。2 5.公共建筑交通枢纽的设计主要依据两方面的要求，一是功能要求，二是精神要求。 6.在医疗建筑中，基于防火疏散的需要至少设置2部楼梯。
公共建筑设计原理复习概要(doc 8页)
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公共建筑设计原理复习纲要 第一章公共建筑的总体环境布局 1.公共建筑的类型： 医疗建筑，文教建筑，办公建筑，商业建筑，体育建筑，交通建筑，邮电建筑，展览建筑，演出建筑，纪念建筑。 2.公共建筑与总体环境的关系： 相互联系，相互延伸，相互惨途，相互补充。 3.创造室外空间环境考虑两方面问题： 内在因素：建筑本身的功能、经济以及美观问题 外在因素：城市规划、周围环境、地段状况等 4.室外环境空间的组成部分： 群体建筑广场道路绿化设施雕塑壁画建筑小品灯光造型的艺术效果 5.环境布局的最终目的： 满足人们的生活、工作、学习方面的要求以及精神方面的要求 6.室外环境的空间与场所： 集散广场活动场所停车场所 7.总体环境布局的空间与环境的关系： 空间是主要的，环境应与与空间相结合，其最终目的通过考虑自然环境与人工环境的组合做到两者相互依从，成为不可分割的整体，满足人们的生活，学习，工作及精神方面的需要。 8.公共建筑出入口及区间道路设置举例并说明其处理手法： 一般公共建筑总平面的出入口应安排在所临的干道上，并与主体建筑出入口有比较方便的联系；有些公共建筑所处的地段并不与干道相临，这时要考虑出入口与附近的干道有比较方便的联系，给人流活动创造通畅的条件；还有一些公共建筑所处的地段，面临几个方面的干道，这就需要对人流的主要来向进行分析，把地段的出入口放在人流较多的部位上，而其他方向应根据需要设置次要的出入口。 9.公共建筑空间环境设计包括： 利用环境改造环境创造环境. 10.室外空间的构成，主要依赖于建筑和建筑群体组合 11.室外空间环境组合的三个基本经验和看法： 1）从建筑的实用性质出发，着重分析功能关系，并加以合理的分区，运用道路，广场，交通联系，手段加以组织，使总体空间环境的布局联系方便，紧凑合理。 2）在群体建筑造型艺术处理上，需要从性格特征出发，结合周围环境及规划的特点，运用各种形式美的规律，按照一定的设计意图，创造出完整而又优美的室外环境。 3）运用绿化，雕塑及各种小品等手段，丰富群体建筑的空间环境艺趣，一取得多样统一的室外空间环境效果。本章其他重点： 1）意大利威尼斯圣马可广场平面图及其各种对比效果分析 2）塘沽火车站总体布局分析 3）和平宾馆总体布局分析 4）北京故宫总体布局图及其艺术处理上的三大高潮 5）加拿大多伦多市政厅的总体布局分析 6）巴西巴西利亚三权广场总体布局分析 第二章公共建筑的功能关系与空间组合