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第一章天线基本原理及电参数 1

1.1概述 1

目 录 1

1.2电磁理论基础 2

1.2.1 麦克斯韦方程 2

1.2.2边界条件、里昂托维奇边界条件 3

1.2.3 乌莫夫一坡印亭定理 4

1.2.4麦克斯韦方程的解 5

1.3基本振子的辐射 7

1.3.1 电基本振子的辐射 7

1.3.2磁基本振子的辐射 8

1.4.2单导线的辐射场 9

1.4 自由空间中单导线的辐射 9

1.4.1单导线上的电流分布 9

1.4.3单导线的辐射电阻 12

1.5 自由空间中对称振子的辐射 13

1.5.1对称振子上的电流分布 13

1.5.2对称振子的辐射场 14

1.5.3对称振子的辐射阻抗 14

1.6天线阵的方向性 16

1.6.1 二元天线阵 16

1.6.2 n元等幅等间距直线阵 18

1.6.3 方向图乘积定理的推广 23

1.6.4连续源直线阵 24

1.6.5产生最佳方向图的直线阵的电流分布 25

1.7面天线的辐射 26

1.7.1 同相激励矩形平面的辐射特性 26

1.7.2激励振幅沿x轴按E=E0cos（πχ/α）的规律变化时，同相激励矩形平面的辐射特性 27

1.7.3 同相均匀激励的圆形平面的辐射特性 28

1.7.4 非均匀激励的圆形平面的辐射特性 28

1.7.5 相位畸变对辐射面参数的影响 29

1.8地面对天线电性能的影响 29

1.8.1 天线与镜象电流的关系 29

1.8.2地面对天线辐射图的影响 30

1.9.1 二平行等长振子的互阻抗 32

1.9感应电动势法 32

1.9.2 二平行半波列称振子的互阻抗 33

1.9.3 二齐平（H1=0）平行等长对称振子的互阻抗 33

1.9.4两共线（d=0）半波对称振子的互阻抗 34

1.9.5二耦合振子的辐射阻抗和电流的计算 34

1.9.6地面对于振子辐射阻抗的影响 35

1.10互易原理用互易原理分析接收天线 36

1.10.1 线性无源四端网络中的互易原理 36

1.10.2 用互易原理分析接收天线 37

1.11天线的电参数 38

1.11.1 辐射方向图 38

1.11.2 方向系数、增益系数和效率 38

1.11.3有效高度、有效面积和口径效率 41

1.11.4极化、极化损失、极化去耦和轴比 42

1.11.5辐射阻抗和输入阻抗 45

1.11.6驻波比和行波系数 46

1.11.7工作频带宽度 46

1.11.8 G/T值 46

参考文献 46

附录 47

第二章线形天线 75

2.1 概述 75

2.2长波及中波天线 75

2.2.1 长波及中波天线的基本型式 75

2.2.2 垂直天线的垂直面方向图和辐射场强 77

2.2.3 辐射电阻和输入阻抗 78

2.2.4 天线电容、特性阻抗、电抗和等效高度的计算 81

2.2.5天线的损耗和辐射效率 85

2.2.6长、中波天线的匹配 89

2.2.7 伞形折合通地式中波天线 93

2.2.8 中波T型天线结构图 97

2.3近距离短波通信天线 98

2.3.1水平对称振子 98

2.3.2水平对称振子的设计 109

2.3.3垂直对称振子 118

2.3.4 几种常用的简式天线 120

2.4同相水平天线 129

2.4.1 窄带同相水平天线电参数的计算 130

2.4.2 窄带同相水平天线的设计 135

2.4.3 宽波段同相水平天线电参数的计算 136

2.4.4 宽波段同相水平天线的设计 148

2.4.5平面形振子宽波段同相水平天线 157

2.5菱形天线 162

2.5.1 菱形天线电参数的计算 162

2.5.2 菱形天线的设计 185

2.5.3 重菱形天线和交错叠菱形天线阵 196

2.5.4双偏菱形天线 213

2.6鱼骨形天线 215

2.6.1 沿集合线上的传播相速对天线电参数的影响 215

2.6.2 电阻耦合鱼骨形天线电参数的计算 217

2.6.3 电阻耦合鱼骨形天线的设计 225

2.7对数周期天线 230

2.7.1 LPD天线的结构参数 230

2.7.2 LPD天线的方向图函数 231

2.7.3 LPD天线的设计 239

2.7.4 轻便型对数周期偶极子天线 253

2.7.5 固定电台用对数周期偶极子天线的设计图 261

2.7.6 其它型式的对数周期天线 265

2.8单导线行波天线和V形天线 271

2.8.1单导线行波天线 271

2.8.2 V形天线 277

2.9.2 输入端最大工作电流IA的计算 280

2.9.1设计指标要求 280

2.9假天线和发射菱形天线的衰耗线设计 280

2.9.3 导线安全工作电流IS的计算 281

2.9.4导线最高工作温度 282

2.9.5 导线线径的选择 283

2.9.6衰减常数β的计算 283

2.9.7 假天线和衰耗线的最小长度 284

2.10有源环形天线 285

2.10.1有源环单元 285

2.10.2有源环直线阵 286

2.10.3 有源环形天线的应用 293

2.11.1 引向天线的方向图和增益 295

2.11引向天线 295

2.11.2 引向天线的设计 297

2.12移动通信用天线 304

2.12.1 常用的基地局天线 304

2.12.2移动站天线 314

2.13线形天线电参数的测量 315

2.13.1天馈线系统参数的测量 315

2.13.2天线的水平面方向图和前后比的测量 319

2.13.3 天线的垂直面方向图的测量 320

2.13.4 天线增益系数的测量 320

2.13.5 测量无线参数用的仪器 321

2.14.1 设计依据和设计任务 323

2.14.2天线场地要求 323

2.14短波无线电通信电台天线单项工程设计 323

2.14.3天线选型 328

2.14.4 天线场地布置 336

2.14.5天线的结构设计 339

参考文献 351

附录Ⅰ 世界各大城市经纬度表（附北京、上海、乌鲁木齐为中心的方位 352

角及大圆距离数据） 352

附录Ⅱ 国内主要城市经纬度表（附北京、上海为中心的方位角及大圆距离数据） 356

第三章面形天线 360

3.1面形天线的一般要求 360

3.1.1微波接力通信用的天线的特性 360

3.1.2 卫星通信地球站用的天线的特性 363

3.1.3 国际通信卫星组织对标准地球站天线系统的要求 365

3.1.4 国际海事卫星（INMARSAT）对标准船舶地球站的要求 368

3.2喇叭天线和反射镜天线的高效率馈源 368

3.2.1喇叭天线 368

3.2.2反射镜天线的高效率馈源 374

3.3抛物面天线 394

3.3.1旋转抛物面的主要几何特性 394

3.3.2旋转抛物面表面上的电流 395

3.3.3 旋转抛物面天线的方向性 397

3.3.4旋转抛物面天线的增益 398

3.3.5旋转抛物面天线的设计 400

3.3.6 喇叭—抛物面天线 402

3.4.1 双反射面天线的增益系数 407

3.4双反射面天线 407

3.4.2天线的噪声温度 408

3.4.3 卡塞格伦天线几何参数的选择 409

3.4.4接收系统等效噪声温度TE和G/T值 414

3.4.5 改进型双反射面天线 414

3.5抛物面天线和双反射面天线的应用 433

3.5.1微波抛物面天线型谱系列 433

3.5.2微波抛物面天线方向图 436

3.5.3 国产微波接力通信系统用的天线 445

3.5.4 国内地球站用的卡塞格伦天线 449

3.6潜望镜天线系统 458

3.6.1 潜望镜天线系统的增益 458

3.7无源中继器和环形引向器 462

3.7.1无源中继器 462

3.6.2潜望镜天线系统的方向性 462

3.6.3潜望镜天线系统的应用 462

3.7.2环形引向器 469

3.8螺旋天线 473

3.8.1 轴向辐射型螺旋天线的方向图 474

3.8.2 轴向辐射型螺旋天线的增益和输入阻抗 475

3.8.3 轴向辐射型螺旋天线几何参数的选择 475

3.8.4 螺旋天线的相位中心 477

3.9背射天线 477

3.9.1背射天线的设计 478

3.9.2 几种长背射天线的结构尺寸及其电特性 481

3.9.3短背射天线 483

3.10国际通信卫星（IS）天线 485

3.10.1一般特性要求 485

3.10.2 IS-I～V卫星天线特性表 486

3.11微波天线参数测量 488

3.11.1 天线增益和方向图的测量 488

3.11.2天馈线驻波比测量 490

3.11.3极化去耦测量 491

3.12地球站天线的测量 492

3.12.1 天线接收增益GR的测量 492

3.12.2 G/T值的测量 493

3.12.4 天线发射增益GT的测量 496

3.12.3 天线接收方向图的测量 496

3.12.5 天线发射方向图的测量 497

参考文献 497

第四章架空明线馈电线路 498

4.1馈电线的基本特性公式 498

4.1.1 一次参数R、L、C、G的计算 498

4.1.2 由一次参数计算二次参数β、α、W 500

4.1.3从二次参数计算一次参数 500

4.1.4 理想馈电线上电压电流的公式 500

4.1.5馈电线基本公式一览表 501

4.3反射系数、行波系数、驻波比及反射衰耗 502

4.2输入阻抗及特性阻抗 502

4.4衰耗、效率 508

4.5最大电压、电位、电流、电场强度 512

4.6最大传输功率 513

4.7不平衡系数及波斜角 513

4.8利用已知馈电线的参数计算天线的输入阻抗 513

4.9馈电线的天线效应 514

4.10常用馈电线的特性 514

4.10.1最大允许功率 514

4.10.2衰耗 515

4.10.3特性阻抗 517

4.11.1工艺要求 519

4.11常用短波发信馈电线的结构及工艺要求 519

4.11.2垂度 521

4.11.3结构尺寸 521

4.11.4起始、终端及配线区 524

4.12常用短波收信馈电线的结构及工艺要求 526

4.12.1 工艺要求 526

4.12.2结构尺寸 529

4.12.3起始及终端 529

4.13常用中波馈电线的结构及工艺要求 533

4.13.1工艺要求 533

4.13.2 结构尺寸 534

4.14.1 指数馈线变阻线的计算 537

4.14阻抗匹配线段的计算 537

4.14.2 多节阶梯变阻线的计算 538

4.14.3插入线匹配法 544

4.14.4短截线匹配法 550

4.15几种常用的变阻线 554

4.15.1指数馈线变阻线 554

4.15.2多节阶梯馈线变阻线 557

4.16阻抗圆图及使用举例 560

4.17馈电线的多工制使用 562

4.17.1 电路图 562

4.17.2 多工制滤波器的计算 562

4.18.2馈电线的测试 566

4.18.1 馈电线的技术要求 566

4.18馈电线的测试及施工要求 566

4.18.3馈电线的施工要求 567

4.19馈电线的常用材料及元器件 568

4.19.1 馈线杆 568

4.19.2 混凝土电杆配件及馈线构件图 569

4.19.3绝缘子及瓷件图 579

第五章同轴线及波导 587

5.1微波传输线的一般概念 587

5.1.1波型 589

5.1.2 临界波长、相速及群速 589

5.1.3波的衰减 590

5.1.5电长度 591

5.1.4 波导的选择及要求 591

5.1.6波导中的波长λg 592

5.1.7相位特性 593

5.2同轴线 593

5.2.1 同轴线在工作频率增高时的缺点 593

5.2.2 同轴线中的场及临界波长 593

5.2.3同轴线的主要计算公式 594

5.2.4 同轴线的效率及最大传输功率 597

5.2.5 常用国产射频电缆型号及性能 597

5.2.6常用国产射频电缆新旧型号对照 629

5.2.7高频插头座 629

5.2.8 国外同轴电缆典型产品 639

5.3.1矩形波导中的场 641

5.3矩形波导及波导元件型号命名方法 641

5.3.2矩形波导中的临界波长及波导尺寸的选取 642

5.3.3矩形波导中的衰减系数 646

5.3.4矩形波导中的功率通量 648

5.3.5 波导元件型号命名方法及常用国内外矩形波导规格 649

5.3.6 国产矩形与扁矩形波导法兰盘规格 658

5.4圆形波导 662

5.4.1 圆形波导中的场 662

5.4.2 圆形波导中的临界波长 662

5.4.3 圆形波导中的衰减 665

5.4.4 圆形波导中的功率通量 667

5.4.6 常用圆形波导的规格 668

5.4.5 矩形及圆形开口波导的应用 668

5.5.1椭圆软波导的优点 669

5.5.2椭圆波导中的场和波型 669

5.5椭圆软波导 669

5.5.3椭圆波导中的临界波长和带宽 670

5.5.4椭圆波导中的衰减 670

5.5.5 椭圆波导中的功率通量 671

5.5.6 椭圆软波导在实际应用中的考虑 671

5.5.7三种波导的比较 672

5.5.8 常用椭圆软波导的规格 672

5.6π形和H形波导 673

5.8开波导 676

5.7茧形软波导 676

5.9波导器件 677

5.9.1转接元件 677

5.9.2匹配元件 678

5.9.3极化旋转器 683

5.9.4极化分离器 684

5.9.5杂模滤除器 684

5.9.6 椭圆度补偿器（极化补偿器） 686

5.9.7密封节 686

5.9.8弯波导 686

5.9.9波导分支接头 687

5.9.10 常用波导器件的尺寸 688

5.10常用微波馈线系统 703

5.10.1 2吉赫馈线系统 703

5.10.2 4吉赫馈线系统 703

5.10.3 6吉赫馈线系统 705

5.10.4 8吉赫馈线系统 708

5.10.5 用于4、6、7吉赫的天馈线系统 710

5.11微波馈线的设计安装要点 711

5.11.1 同轴电缆的安装 711

5.11.2 波导器件的设计安装原则 711

5.11.3软波导的使用原则 713

5.11.4 波导的加固原则及方法 713

5.11.5 矩形密封节的安装原则 714

5.11.6 E01模滤除器的安装原则 716

5.11.7分路系统的安装要点 716

5.11.8分路系统在机架上的安装步骤 717

5.11.9极化分离器的安装要点 717

5.12微波馈线系统的测试 719

5.12.1 整条馈线的极化去耦测试 719

5.12.2整条馈线的驻波比测试 719

5.12.3 整条馈线的衰耗测试 721

5.12.4整条馈线的密封程度测试 722

参考文献 723

6.1.1概述 724

6.1概说 724

第六章天线杆塔 724

6.1.2设计天线杆塔的一般原则 726

6.2设计天线杆塔的基础资料 727

6.2.1 自然条件资料 727

6.2.2 工艺设计应提供的资料 728

6.3荷载 728

6.3.1荷载分类 728

6.3.2结构自重和设备重量 729

6.3.3风荷载 730

6.3.4 裹冰荷载与积雪荷载 736

6.3.5温度荷载 737

6.3.6地震荷载 738

6.3.7活荷载 739

6.3.8天线网荷载 739

6.3.9作用于抛物面天线上的风荷载 742

6.4桅杆 744

6.4.1桅杆的选型和选材 744

6.4.2拉线布置 760

6.4.3天线桅杆计算原理 760

6.4.4拉线计算 762

6.4.5杆身计算 764

6.4.6杆身内力及杆件计算 771

6.4.7用计算机进行桅杆受力分析简介 772

6.4.8计算例题 780

6.4.9桅杆的抗扭计算 792

6.4.10桅杆整体稳定性计算 793

6.4.11 常用桅杆参考图 796

6.5 自立塔 803

6.5.1 自立塔的选型和材料 803

6.5.2 自立塔的计算方法 807

6.5.3平面桁架法 807

6.5.4分层空间桁架法 810

6.5.6 K型斜杆塔在侧向力作用下的杆件内力 812

6.5.5简化空间桁架法 812

6.5.7扭力作用下杆件内力 813

6.5.8塔位移计算 814

6.5.9 横膈的设置和计算 816

6.5.10结构尺寸和构件的统一问题 817

6.5.11微波塔通用设计的选用 817

6.5.11微波塔通用设计的选用 817

6.6构件与连接计算 828

6.6.1构件计算 828

6.6构件与连接计算 828

6.6.1构件计算 828

6.6.2构件连接计算 831

6.6.2构件连接计算 831

6.7.1木杆塔的组成与构造 835

6.7木杆塔 835

6.7.1木杆塔的组成与构造 835

6.7木杆塔 835

6.7.2木杆的计算 844

6.7.2木杆的计算 844

6.7.3木杆构件计算 846

6.7.3木杆构件计算 846

6.8.1 概说 847

6.8钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土杆塔 847

6.8.1 概说 847

6.8钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土杆塔 847

6.8.2钢筋混凝土构件计算及构造 849

6.8.2钢筋混凝土构件计算及构造 849

6.9.1 基础分类 859

6.9基础与地锚 859

6.9基础与地锚 859

6.9.1 基础分类 859

6.9.2基础构造要求 861

6.9.2基础构造要求 861

6.9.3基础计算 863

6.9.3基础计算 863

6.9.4地锚的种类与计算 866

6.9.4地锚的种类与计算 866

参考文献 872

参考文献 872