超宽带（UWB）天线原理与设计PDF电子书下载

第1章 超宽带（UWB）天线简介 1

1.1历史介绍 2

1.1.1火花间隙的先驱们 3

1.1.2短波与电视时代 10

1.1.3更近期的进展 13

1.2天线是什么？ 19

1.2.1作为传感器的天线 19

1.2.2作为变换器的天线 20

1.2.3作为辐射器的天线 20

1.2.4作为换能器的天线 20

1.3超宽带天线 21

1.3.1如何辨别超宽带天线 21

1.3.2超宽带天线的分类 22

1.3.3超宽带设备和系统 23

1.4结论 23

参考文献 23

第2章 作为传感器的天线 27

2.1带宽 28

2.1.1带宽的计算 28

2.1.2天线带宽的确定 29

2.1.3辐射带宽 29

2.2色散 30

2.2.1色散天线的例子 30

2.2.2非色散天线的例子 31

2.2.3角度色散 32

2.3能量向何处传播 33

2.3.1天线方向图 34

2.3.2天线的方向性系数、增益和孔径 36

2.3.3方向图、增益和超宽带天线 39

2.4极化 42

2.5天线的匹配 43

2.6作为传感器的天线 44

参考文献 44

第3章 作为变换器的天线 46

3.1天线阻抗 46

3.1.1超宽带与窄带天线的阻抗 46

3.1.2天线阻抗的控制技术 47

3.2传输线 49

3.3从馈线过渡到自由空间 50

3.3.1双线过渡 50

3.3.2同轴线过渡 51

3.3.3平面传输线过渡 51

3.4阻抗变换和匹配 54

3.4.1匹配 55

3.4.2阻抗变换 56

3.5平衡线与不平衡线的连接 60

3.5.1扼流圈 61

3.5.2平衡一不平衡转换器 62

3.5.3兼容性 63

3.6作为变换器的天线 64

参考文献 64

第4章 作为辐射器的天线 66

4.1时域与频域 66

4.1.1脉冲与正弦波 66

4.1.2时域和频域的基本原理 67

4.1.3时域信号 68

4.1.4时域与频域 74

4.2麦克斯韦方程组 74

4.2.1全局坐标系与滞后形式 75

4.2.2毕奥——沙伐定律与库仑定律的杰费明各（Jefimenko）形式 75

4.2.3辐射的右手法则 76

4.3线天线 77

4.3.1线天线的行为 77

4.3.2实例 79

4.3.3小结 84

4.4偶极场 84

4.4.1电偶极场 85

4.4.2磁偶极场 86

4.4.3偶极子的行为 86

4.5作为辐射器的天线 91

参考文献 92

第5章 作为换能器的天线 94

5.1本章的动机 94

5.1.1模型与现实 94

5.1.2纽绞场线观点的谬误 95

5.2电磁能量的存在位置 96

5.2.1电磁能量简史 96

5.2.2关于电磁能量的困惑和悖论 98

5.2.3举例：加速电荷 100

5.2.4因果面 101

5.3偶极场的能量 102

5.3.1指数规律衰减的偶极子 103

5.3.2阻尼时谐偶极子 104

5.3.3时谐偶极子 107

5.3.4时域激励 110

5.4最佳天线单元的设计 114

5.4.1“粗胖者佳”原则 115

5.4.2最佳的偶极子形状 116

5.4.3最佳的环形状 116

5.5天线尺寸的基准极限 117

5.5.1朱——哈林登极限 117

5.5.2麦克林极限 118

5.5.3超宽带情况下还有Q值吗？ 118

5.5.4超宽带实践中基于Q值的天线极限 122

5.5.5基于能流的天线特性极限 125

5.6作为换能器的天线 129

参考文献 130

第6章 UWB天线的分类 133

6.1非频变天线 133

6.2电小天线 134

6.2.1锥形天线 134

6.2.2平面锥型天线 136

6.2.3球天线 139

6.2.4平面圆形天线 141

6.2.5小单元天线的一般设计原则 152

6.2.6小单元电型天线的总结 156

6.3小单元磁型天线 157

6.3.1大电流辐射器天线 157

6.3.2单环天线 158

6.3.3环形天线 160

6.3.4超宽带缝隙天线 162

6.3.5小单元磁型天线的小结 165

6.4电小天线 165

6.4.1天线的尺度缩放 165

6.4.2介质加载 166

6.4.3导体壳天线 166

6.4.4电——磁组合天线 167

6.4.5电小天线的总结 167

6.5喇叭天线 167

6.5.1锥板喇叭天线 168

6.5.2喇叭天线终端开口的处理 170

6.5.3平面喇叭天线 171

6.5.4其他喇叭天线 174

6.5.5喇叭天线的小结 175

6.6反射面天线 175

6.6.1平板反射器天线 175

6.6.2角反射器天线 179

6.6.3抛物柱面反射器 181

6.6.4脉冲辐射天线 183

6.6.5反射器天线的小结 183

6.7本章小结 184

参考文献 184

第7章 系统中的超宽带天线 190

7.1天线的频谱控制技术 190

7.1.1天线的尺度缩放 190

7.1.2天线滤波 191

7.1.3天线与频谱控制技术 198

7.2天线效率 198

7.2.1效率理论 199

7.2.2效率测量 199

7.3天线的方向性 206

7.3.1全向与定向 206

7.3.2通过幅度比较实现方位确定 207

7.3.3小孔径超宽带方位确定技术 208

7.3.4应用 209

7.3.5结论 211

7.4系统中的超宽带天线 211

参考文献 211

第8章 结论 214

8.1总结 214

8.2展望 215

参考文献 216

附录 时谐偶极子的能量分布 217