天线原理与设计PDF电子书下载

目录 1

第一章　天线基础 1

1.1　电磁场原理 3

1.1.1　基本电磁场方程 3

1.1.2　边界条件 5

1.1.3　坡印廷定理 6

1.2　辐射问题麦克斯韦方程的解 8

1.3　基本电振子 10

第二章　天线的性能参数 15

2.1　辐射机理 15

2.2　场区的划分 17

2.2.1　远场区 17

2.2.2　辐射近场区 19

2.2.3　感应近场区 20

2.2.4　辐射场的求法 21

2.3　功率密度与辐射强度 21

2.3.1　孤度与立体孤度 21

2.3.2　功率密度 22

2.3.3　辐射强度 23

2.4　发射天线的性能参数 23

2.4.1　阻抗和辐射效率 23

2.4.2　辐射方向图 26

2.4.3　方向性系数与增益 29

2.4.4　极化 32

2.4.5　带宽 35

2.5.2　等效电路 36

2.5　接收天线 36

2.5.1　工作原理 36

2.6　接收天线的性能参数 37

2.6.1　方向图 37

2.6.2　阻抗 38

2.6.3　最大有效口径 38

2.6.4　极化失配因子 39

2.6.5　阻抗失配因子 41

2.6.6　天线温度 41

2.7　互易定理及应用 43

2.7.1　互易定理 43

2.7.2　同一付天线的收发方向图相同 45

2.7.3　最大有效口径与方向性系数的关系 47

2.8.2　雷达测距方程 49

2.8　付里斯传输方程与雷达测距方程 49

2.8.1　付里斯传输方程 49

第三章　简单线天线 51

3.1　短振子 51

3.2　对称振子 53

3.3　V形振子 62

3.4　折合振子 63

3.5　小环天线 68

3.5.1　二重性原理 68

3.5.2　基本磁振子 70

3.5.3　小环天线 71

3.6　一波长方环天线 76

第四章　天线阵的方向性 84

4.1　方向图乘积定理 85

4.2　二元阵 86

4.2.1 间距λ／2等幅同相二元阵 86

4.2.2　间距λ等幅同相二元阵 88

4.2.3　间距λ／2等幅反相二元阵 89

4.2.4　间距λ／4相差90°的等幅二元阵 90

4.2.5　间距λ／2同相不等幅二元阵 91

4.2.6　任意二元阵 92

4.2.7　间距λ／4相差90°的等幅二元半波振子阵 92

4.3　线性相位渐变等间距线阵 93

4.4　均匀激励等间距线阵 98

4.5　典型常用均匀激励等间距线阵 101

4.5.1边　射阵 102

4.5.2　普通端射阵 103

4.5.3　汉森-伍德沃德端射阵 105

4.5.4　相控阵 109

4.6　均匀激励等间距线阵的方向性系数 112

4.7　非均匀激励等间距线阵 115

4.8　二项式阵 121

4.9　道尔夫-切比雪夫线阵 123

4.10　平面阵 131

4.11 圆阵 138

4.12　单元间的互耦及影响 142

第五章　对称振子阵的阻抗 144

5.1　对称振子的近区场 145

5.2　对称振子的输入阻抗 147

5.3　对称振子间的互阻抗 152

5.4　有限直径振子的阻抗：矩量法（MM）简介 157

5.4.1　积分方程 157

5.4.2　矩量法解 159

5.4.3　基函数与权函数的选择 161

5.5　理想地面上的天线 166

5.5.1　镜像原理 166

5.5 2　垂直电振子 169

5.5.3　水平电振子 171

5.5.4　单极振子 174

5.6　实际地面上的天线 174

第六章　线源 178

6.1　均匀线源 179

6.2　渐削线源 186

第七章　行波天线 191

7.1　行波线天线 191

7.1.1　行波长线天线 191

7.1.2　行波V形天线 194

7.1.3　菱形天线 194

7.2　螺旋天线 196

7.2.1　法向模 197

7.2.2　轴向模 199

7.3　八木-宇田天线 207

7.4　背射天线 217

第八章　非频变天线 221

8.1　相似原理 222

8.2　拉姆西一般形状方程 223

8.3　平面等角螺旋天线 225

8.4　圆锥等角螺旋天线 227

8.5　阿基米德螺旋天线 229

8.6　对数周期振子阵 229

8.7　其它形式的对数周期天线 236

第九章　口径天线基本原理 239

9.1　惠更斯原理与等效原理 239

9.2　口径天线的辐射场 243

9.3　口径天线增益的计算 248

9.4　矩形口径 252

9.4.1　均匀矩形口径 252

9.4.2　渐削矩形口径 256

9.5.1　均匀圆口径 258

9.5　圆口径 258

9.5.2　渐削圆口径 260

9.6　口径场相位分布对方向性的影响 264

9.6.1　线性相位分布 264

9.6.2　平方律相位分布 266

9.6 3　立方律相位分布 267

9.7 几何绕射理论简介 268

9.7.1　几何光学基本原理 268

9.7.2　GTD基本原理 270

9.7.3　边缘绕射系数 272

9.7.4　有限尺寸接地面上的口径 278

9.7.5　斜入射边缘绕射 283

9.7.6　曲边缘绕射 285

第十章　缝隙天线与微带天线 287

10.1　巴俾涅原理 287

10.2　缝隙天线 290

10.2.1　理想缝隙天线 290

10.2.2　波导缝隙天线 293

10.3　波导缝隙天线阵 298

10.3.1　波导缝隙天线阵的型式 299

10.3.2　波导缝隙天线阵的设计 302

10.4　微带天线概述 304

10.5　矩形微带天线 307

10.5.1　单缝分析 308

10.5.2　矩形微带元分析 312

10.5.3　矩形微带元的设计 315

10.6　微带天线技术 316

10.6.1　宽频带技术 316

10.6.2　圆极化技术 316

10.6.3　多频段技术 317

10.7　微带阵和微带行波天线 318

10.7.1　微带阵 318

10.7.2　微带行波天线 318

第十一章　喇叭天线 321

11.1　H-面扇形喇叭 322

11.2　F-面扇形喇叭 330

11.7　多模喇叭 334

11.3　角锥喇叭 335

11.4　矩形喇叭天线的设计 336

11.5　圆锥喇叭 339

11.6　喇叭的相位中心 342

11.7.1　对角线喇叭 345

11.7.2　阶梯双模圆锥喇叭 347

11 7.3　介质加载双模圆锥喇叭 350

11.7.4　变张角双模圆锥喇叭 351

11.7.5　单脉冲多模馈源 352

11.8 波纹喇叭 354

第十二章 反射面天线 361

12.1　前馈抛物面天线 361

12.1.1　几何性质与工作原理 361

12.1.2　电性能分析 364

12.1.3　增益的计算 367

12.1.4　28GHz前馈抛物面天线 370

12.1.5　反射面对馈源的影响与消除方法 373

12.2　球形反射面 375

12.3　赋形反射面 378

12.3.1　赋形柱反射面 378

12.3.2　赋形双弯曲反射面 385

12.4　卡塞格伦天线 388

12.4.1　几何关系与工作原理 388

12.4.2　分析方法 391

12.4.3　优点与不足 395

12.5　其它的反射面天线 398

习题 404

A.2　电视频道频率 418

A.1　无线电频率 418

A．通用频率表 418

附录 418

A.3　雷达波段 419

B．矢量分析 420

B.1　单位矢量表达式 420

B.2　矢量恒等式 420

B.3　矢量微分算子 421

C．三角和双曲函数关系式 422

C.1　三角函数 422

C.2　双曲函数 424

D．一些有用的数学关系式 424

D.1　狄拉克δ函数 424

D.2　二项式定理 424

D.4　一些有用的积分 425

D.3　贝塞尔函数 425

E．函数f（x）＝sinx/x 427

F．函数fN（x）＝|sin（NE）／（Nsinx）|， 429

N＝1,3,5,10,20 429

G．正弦和余弦积分 431

H．夫累涅尔积分 435

I．计算机程序 441

I.1 DIRECT——方向性系数计算 441

I.2 LINE——线源方向图 447

I.3 DIPOLE——对称振子的电性能 455

I.4 YAGI——八木-宇田天线的设计 465

I.5 LPDA——对数周期振子阵的设计 480

I.6 HORN——扇形和角锥喇叭的分析与设计 483

参考书目 498