目录 1
第一章 天线的基本特性 1
1.1 引言 1
1.2 电磁场 4
1.3 互易原理 6
1.4 辐射源周围的场区划分 7
1.5 方向图 9
1.6 增益、方向性和效率 12
1.7 极化特性 16
1.8 阻抗 19
1.9 带宽 20
1.10 天线噪声温度 21
1.11 场等效原理 22
1.12 孔径辐射 23
1.13 阵列辐射 29
1.14 电流元辐射 32
1.15 行波源的辐射 34
1.16 频率无关天线 35
1.17 天线的再辐射 36
1.18 参考文献 38
第二章 准光学天线分析方法 39
2.1 引言 39
2.2 反射器分析的基本散射理论 39
2.2.1 曲面微分几何 39
2.2.2 渐近解：波前与射线 42
2.2.3 用于反射器的几何光学 43
2.2.4 物理光学 47
2.2.5 标量物理光学 52
2.2.6 几何边缘绕射理论 56
2.3 球面波原理 63
2.3.1 基本特性 63
2.3.2 球面波系数的计算 75
2.4 参考文献 80
3.1.2 不规则曲面误差的影响 84
3.1.1 主要的辐射特性 84
第三章 准光学天线设计与应用 84
3.1 主焦馈抛物面反射器 84
3.1.3 馈源散焦 86
3.1.4 孔径遮挡 92
3.1.5 伞状反射器 104
3.2 卡塞格伦系统 106
3.2.1 几何设计依据 106
3.2.2 效率分析 111
3.2.3 改进的设计方法 122
3.2.4 等效抛物面 122
3.2.5 极化扭转反射器 122
3.2.6 频率选择副反射器 123
3.3 偏置抛物面反射器天线 123
3.3.1 引言 123
3.3.2 单偏置反射器分析 126
3.3.3 单偏置反射器天线的电性能 132
3.3.4 多点波束天线设计过程 147
3.3.5 双反射器偏置天线 156
3.4 其它反射器类型 164
3.4.1 成形波束光学反射器 164
3.4.2 球形反射器 168
3.4.3 非球形扫描反射器 169
3.4.4 其它类型 172
3.5 成形波束反射器 173
3.5.1 成形波束反射器天线设计 174
3.5.2 成形波束反射器技术的实例 177
3.6 反射器结构与材料 185
3.6.1 地面天线系统 187
3.6.2 星载反射器系统 189
3.6.3 开伞式宇宙飞船反射器 196
3.6.4 未来开伞式天线 197
3.7 透镜天线 199
3.7.1 用于多波束天线的约束透镜 199
3.7.2 约束透镜的计算机模拟 211
3.8 低噪声天线 215
3.8.1 引言 215
3.8.2 热噪声分量 215
3.8.3 空间通信地面站天线 217
3.8.4 减小干扰的低副瓣 219
3.8.5 噪声消除技术 221
3.9 参考文献 222
第四章 初级馈源天线 234
4.1 一般原理 234
4.2 极化的定义 236
4.3 偶极子照射和孔径场 237
4.4 实际偶极子型馈源 240
4.5 主焦单喇叭和波导馈源 242
4.6 多模喇叭馈源 244
4.7 混合模喇叭馈源 247
4.8 跟踪馈源 255
4.9 多倍频程宽频带初级馈源 257
4.10 初级馈源的数学模型 259
4.11 偏置反射器天线的初级馈源 271
4.12 参考文献 279
第五章 混合天线 283
5.1 引言 283
5.2 混合天线系统的口径扫描基本原理 283
5.2.1 引言 283
5.2.2 平面口径：变换、正交波束和扫描极限 284
5.2.4 口径后面有一种付里叶变换：多波束系统 288
5.2.3 没有付里叶变换的扫描系统：横向馈源 288
5.2.5 具有双变换的付里叶扫描系统：重叠子阵原理 289
5.3 限定扇形区域扫描的混合反射面系统 293
5.3.1 引言 293
5.3.2 偏轴抛物面的扫描特性 293
5.3.3 偏轴反射面的横向馈源 294
5.3.4 偏轴抛物面的付里叶变换馈源 298
5.3.5 抛物面截面的偏轴特性 300
5.3.6 双反射面和反射面—透镜限定的扫描系统 303
5.4 混合透镜／阵列扫描系统 306
5.4.1 引言 306
5.4.2 扫描透镜／阵列组合 307
5.4.2.1 限定扇形区域扫描 307
5.4.2.2 圆顶帽天线 313
5.4.3 透镜馈源和反射阵列 315
5.5 辐射方向图控制 316
5.5.1 边瓣控制 316
5.5.2 混合系统中有源方向图的控制 319
5.6 参考文献 320
第六章 多波束天线 323
6.1 引言 323
6.2 MBA的组成和性能特点 323
6.2.1 MBA系统的组成 323
6.2.2 MBA的结构 325
6.2.3 方向图形成 326
6.2.4 波束扫描 329
6.2.5 主要的限制 332
6.2.6 自由度（DOF） 337
6.3 波束形成网路（BFN） 338
6.3.1 具有环行器开关的BFN 339
6.3.2 具有可变功率分配器的BFN 341
6.3.3 转换系统 343
6.3.4 具有VPD和可变移相器的BFN 344
6.3.5 其它类型的波束形成网路 345
6.4 方向图综合 346
6.5 特性评价 347
6.6 参考文献 353
第七章 低和中等增益的微波天线 354
7.1 引言 354
7.2 螺旋天线和横向螺旋天线 354
7.2.1 引言 354
7.2.2 螺旋天线（单绕螺旋天线） 354
7.2.3 多线、双线和四线绕制的螺旋天线 358
7.2.4 多线绕制的圆锥螺旋天线 360
7.2.5 平面螺旋天线 362
7.3 缝隙天线 365
7.3.1 基本概念 365
7.3.2 背腔式缝隙天线 366
7.3.3 宽波段缝隙天线：T型隔板馈电和单级缝隙天线 367
7.4 微带天线 369
7.4.1 引言 369
7.4.2 微带传输线的基本特性 369
7.4.3 微带谐振器的辐射机理 371
7.4.4 矩形微带天线的辐射方向图 372
7.4.5 方向系数和增益 373
7.4.6 导纳和等效网络 374
7.4.7 谐振器的Q值 377
7.4.8 非矩形形状的谐振器 377
7.4.9 微带天线阵 378
7.5.1 短背射天线 380
7.5 背射天线 380
7.5.2 长背射天线 381
7.5.3 设计方法 383
7.6 介质天线 385
7.6.1 长圆柱介质棒 385
7.6.2 短圆柱介质棒 393
7.6.3 非圆柱形的介质天线 394
7.7.1 扇型喇叭 396
7.7 简单喇叭天线 396
7.7.2 角锥喇叭 401
7.7.3 圆锥喇叭 402
7.8 多模喇叭 404
7.8.1 多模矩形喇叭 404
7.8.2 多模圆锥喇叭 406
7.9 波纹喇叭 406
7.9.1 波纹面的传播性 406
7.9.2 波纹圆柱波导 407
7.9.3 波纹圆锥喇叭 410
7.10 参考文献 411
第八章 天线测量 412
8.1 引言 412
8.2 场地考虑 412
8.2.1 一般概念 412
8.2.2 距离准则 413
8.3 阻抗测量 415
8.4 电流分布测量 416
8.5 近场扫描技术 418
8.5.1 引言 418
8.5.2 平面技术 421
8.5.3 柱扫描 429
8.5.4 球面技术 432
8.5.5 扫描技术的比较 438
8.5.6 近场扫描的测试场 440
8.5.7 平面波合成技术 441
8.6.1 紧缩测试场 444
8.6 中距离技术 444
8.6.2 散焦技术 445
8.6.3 外推技术 447
8.7 一般的远场测量 451
8.7.1 方向性（ESG） 451
8.7.2 增益（ESG） 453
8.7.3 相位中心 458
8.8 散射测量 462
8.7.4 轴线测量 462
8.9 室外测试场 463
8.9.1 引言 463
8.9.2 误差来源 463
8.9.3 高架天线测试场 465
8.9.4 倾斜测试场 467
8.9.5 地面反射测试场 467
8.10 室内测试场 468
8.10.1 引言 468
8.10.2 矩形室 468
8.10.3 锥形暗室 470
8.11 测试场评价 471
8.11.1 引言 471
8.11.2 基本考虑 472
8.11.3 干涉曲线的分析 473
8.11.4 自由空间USWR技术 475
8.11.5 天线方向图比较技术 477
8.11.6 外来反射的诊断 479
8.11.7 反射电平与测试参数的关系 481
8.12 参考文献 483
第九章 线阵 488
9.1 引言 488
9.1 阵激励的设计 488
9.1.1 窄波束低副瓣方向图 490
9.1.2 方向图综合 522
9.1.3 超方向性阵列 531
9.1.4 稀疏阵列 541
9.1.5 阵列的公差与限制 546
9.2 阵馈源 552
9.2.1 谐振阵列 552
9.2.2 行波阵 557
9.2.3 总线馈源和分配馈源 565
9.2.4 移相器和子阵列波瓣 569
9.3 阵元 573
9.3.1 偶极子 573
9.3.2 波导隙缝 578
9.3.3 扫描补偿阵元 581
9.3.4 印刷电路天线 586
9.3.5 中等增益单元 592
9.4 参考文献 592
第十章 平面阵 600
引言 600
10.1 阵列激励 600
10.1.1 阵列栅格 600
10.1.2 波束宽度 601
10.1.3 栅瓣 604
10.1.4 量化瓣 607
10.1.5 方向性 607
10.1.6 平面阵的激励 611
10.2．阵列馈源 615
10.2.1 固定波束阵列 615
10.2.2 在一个平面内的电扫描 619
10.2.3 两平面内的电扫描 619
10.3 互耦效应 622
10.3.1 基础知识 623
10.3.2 逐元法 630
10.3.3 周期室法 647
10.3.4 扫描补偿 657
10.4 参考文献 660
第十一章 共形阵 666
11.1 引言 666
11.2.1 通论 667
11.2 共形阵的分析 667
11.2.2 阵的形态特征 668
11.2.3 内部互耦合和外部互耦合 670
11.2.4 多模口径单元：广义散射系数 671
11.2.5 互导纳和散射系数 673
11.3 圆柱口径阵 675
11.3.1 导体圆柱上磁流的场 675
11.3.2 互导纳和自导纳的调和级数表达式 676
11.3.3 用几何绕射理论（GTD）计算表面场 677
11.3.4 互导纳的几何绕射理论（GTD）表达式 679
11.3.5 辐射方向图的计算 683
11.4 大单元数目的圆柱阵：周期结构法 686
11.4.1 周期无限阵的模式 686
11.4.2 本征激励和本征方向图及其在阵分析中的应用 687
11.4.3 导纳矩阵本征值的计算 689
11.4.4 任意激励阵的“RGP”，单一激励的单元“RGP” 690
11.4.5 孔径匹配和单元方向图的设计 692
11.4.6 数值举例及其讨论 692
11.5 互导纳的几何绕射理论（GTD）计算：对一般凸形表面的推广 694
11.6 圆锥阵 697
11.6.1 自导纳和互导纳 697
11.6.2 辐射方向图 699
11.7 致谢 704
11.8 附录 704
11.8.1 矩形波导和圆形波导的模式导纳 704
11.8.2 矩形波导和圆形波导辐射器矢量模函数的付立叶变换 705
11.8.3 FOCK函数 707
11.8.4 大导体圆柱上口径辐射方向图的计算 708
11.8.5 周期圆柱阵的本征激励 711
11.9 参考文献 712
第十二章 圆形阵 714
12.1 引言 714
12.2 波束的同相激励 714
12.2.1 宽带性能 716
12.2.2 波束同相方向图的电子扫描 716
12.3.1 连续圆形阵相模和幅模的概念 718
12.3 圆形阵的幅模激励和相模激励 718
12.3.2 有限数目无方向性单元圆形阵中的相模 721
12.3.3 方向性单元圆形阵中的相模 722
12.4 圆形阵中的相模激励网络 725
12.5 圆形阵中的互耦合效应 728
12.6 圆形阵的应用 728
12.6.1 通信应用 728
12.6.2 雷达应用 729
12.6.3 测向技术中的圆形阵 731
12.7 参考文献 735
第十三章 阵信号处理天线 737
13.1 引言 737
13.1.1 ASP系统的应用 737
13.2 雷达用的ASP接受系统 738
13.2.1 多波束 738
13.2.2 单元采样多波束 740
13.2.3 多波束与奈奎斯特频率波束扫描的等效 741
13.2.5 ASP与其它雷达处理系统的兼容 744
13.2.4 泛光发射系统的付瓣电平 744
13.3 组合发射和接收天线系统中的ASP技术 745
13.3.1 发射时脉内扫描的角脉冲压缩 745
13.3.2 使用ASP的发射和接收阵的稀布问题 746
13.3.3 发射和接收阵的多波束工作 748
13.3.4 发射阵的脉内时间采样 748
13.3.5 脉内频率扫描 748
13.3.6 定向去相关发射波束 750
13.3.7 包括多站系统的其它可采用的结构 752
13.3.8 信号处理技术 752
13.4 乘法信号处理和后解调综合口径技术 754
13.4.1 干涉仪 754
13.4.2 带有乘法处理器的干涉仪 755
13.4.3 相乘阵原理 756
13.4.4 相乘阵的空间频率响应 758
13.4.5 相乘阵的多源激励 760
13.4.6 相乘阵的信、噪特性 761
13.4.7 后解调综合口径天线 762
13.5.1 原理 764
13.5 相干综合口径天线 764
13.5.2 未聚焦综合口径 765
13.5.3 聚焦综合口径 767
13.5.4 最小采样数 769
13.5.5 信号处理硬件 770
13.5.6 雷达的脉冲重复频率（PRF） 770
13.5.7 多普勒频率解释 770
13.5.9 对目标闪烁和运动的响应 771
13.5.8 雷达性能 771
13.5.10 应用 772
13.6 零向调向 772
13.6.1 引言 772
13.6.2 多重零值点 773
13.6.3 多元零向调向阵 774
13.6.4 交波束形成网络 776
13.6.6 付瓣对消器 778
13.6.5 单零向调向的多元阵 778
13.6.7 讨论 780
13.7 自适应零向调向系统 782
13.7.1 引言 782
13.7.2 付瓣对消器 783
13.7.3 自适应阵 788
13.8 参考文献 821
第十四章 天线罩 825
14.1 引言 825
14.1.1 定义 825
14.1.1 历史与背景 825
14.1.3 结构 825
14.1.4 天线罩的缺点和优点 826
14.2 天线罩的基本要求 828
14.2.1 一般要求 828
14.2.2 环境要求 828
14.3.2 单层结构的传输 829
14.3.1 传输参数 829
14.3 介质天线罩结构的基本电特性 829
14.3.3 A型夹层结构的传输 830
14.3.4 B型夹层结构的传输 832
14.3.5 C型夹层和更多层结构的传输 833
14.4 成形天线罩的设计 838
14.5 天线罩材料 841
14.5.1 材料及其要求 841
14.5.2 纤维加强树脂板 843
14.5.3 树脂纤维板的芯层材料 848
14.5.4 高温材料 851
14.5.5 填充和人造介质 858
14.5.6 抗雨侵蚀的材料 859
14.6 天线罩的结构 860
14.6.1 似球型刚性天线罩（通常在陆地和船上使用） 860
14.6.2 非球型刚性天线罩（空用） 862
14.7 空载天线罩 864
14.7.1 宽带传输天线罩的设计 865
14.7.2 多通带天线罩的设计 872
14.7.3 象差及减小的方法 873
14.7.4 天线罩引起的交叉极化及其减小 877
14.7.5 减小天线罩反射的问题 884
14.7.6 天线罩硬件的影响 887
14.7.7 天线罩硬件引起性能变坏的予测及减小 889
14.8 地面和船载天线罩 889
14.8.1 对地面天线罩环境的考虑 889
14.8.2 空气支撑天线罩 892
14.8.3 刚性天线罩 893
14.9 未来天线罩的发展 898
14.10 致谢（从略） 899
14.11 参考文献 899
第十五章 甚低频、低频和中频天线 901
15.1 引言 901
15.2 分析 901
15.2.1 垂直天线的特性 901
15.2.2 表征特性所需要的参量 903
15.2.3 计算天线参数的方法 904
15.2.4 辐射电阻 905
15.2.5 天线阻抗 907
15.2.6 电高度和实际高度之间的关系 908
15.2.7 单极天线之间的互阻抗 909
15.2.8 地面导电性及地线系统对天线终端阻抗的影响 912
15.2.9 大地的有限导电性对铅垂天线辐射方向图的影响 916
15.3.1 馈电的形式和方法 919
15.3 实用天线设计：加载天线 919
15.2.10 导体和调谐线圈损耗 919
15.3.2 T形天线 920
15.3.3 传输线辐射器 924
15.3.4 菱形天线 927
15.3.5 大VLF天线 927
15.3.6 伞形天线 928
15.3.7 多重调谐的VLF天线 932
15.4.2 ？＜h＜？-λ的铅垂单极天线 934
15.4 实用天线设计：无负载天线 934
15.4.1 h＜？的铅垂单极天线 934
15.4.3 h＞？-λ的铅垂单极天线 937
15.4.4 折叠单极天线 938
15.5 广播天线 939
15.5.1 引言 939
15.5.2 LF广播天线 940
15.5.3 抗衰落天线 940
15.5.4 定向天线阵 942
15.5.5 再辐射引起的MF广播天线方向图的畸变 945
15.6 便携式和移动式天线 952
15.6.1 VLF/LF飞机导线天线 952
15.6.2 地面上的对称振子天线 953
15.6.3 移动式电小鞭状天线 954
15.6.4 天线同它们的载体的相互影响 955
15.6.5 电小天线的调谐和匹配 957
15.7 长线天线、对称振子和环形天线 958
15.7.1 行波天线 958
15.7.2 倒V形对称振子天线 960
15.7.3 半△环形天线 960
15.8 接收天线 961
15.9 实用天线的设计 963
15.9.1 拉线式无线电天线杆 963
15.9.2 拉线式天线杆的底座绝缘子 963
15.9.3 拉线应力绝缘子 966
15.9.4 顶负载设计 969
15.9.5 天线调谐单元 969
15.9.7 在两个MF频率上馈电的单塔辐射器 972
15.9.6 天线调谐单元的构造 972
15.9.8 独一无二的发射台 974
15.10 参考文献 976
第十六章 高频天线 981
16.1 高频引言 981
16.1.1 高频传播 981
16.1.2 高频信号的特性 984
16.2 高频下的地面 987
16.2.1 地面反射 987
16.2.2 地面的改善 989
16.3 非谐振高频天线 990
16.3.1 长线天线 990
16.3.2 V形天线 991
16.3.3 菱形天线 992
16.3.4 贝弗莱日（Beverage）天线 993
16.4 谐振高频天线 994
16.4.1 单极天线 994
16.4.2 偶极子和缝隙天线 996
16.4.3 环形天线 997
16.5 定向高频天线阵 998
16.5.1 端射天线阵 998
16.5.2 边射天线阵 999
16.5.3 圆形天线阵 1005
16.6 对数周期高频天线 1006
16.6.1 早期的对数周期天线 1006
16.6.2 对数偶极子天线 1007
16.6.3 对数天线阵 1010
16.7 非正统的高频天线 1011
16.7.1 高频喇叭天线 1011
17.4.10 在载体上测量的方法 1012
16.7.2 高频线栅透镜天线 1012
16.8 移动设备使用的高频天线 1013
16.8.1 适用于陆地车辆的高频天线 1013
16.8.2 机载高频天线 1014
16.8.3 船用高频天线 1016
16.9 高频天线设计 1017
16.9.1 理论上的设计技术 1017
16.9.2 按比例缩小造型技术 1017
16.9.3 高频天线性能的测试 1018
16.9.4 实用高频天线的设计 1018
16.9.5 高频天线场地选择 1020
16.10 参考文献 1021
17.1.3 天线的分类 1023
17.1.2 应用 1023
第十七章 甚高频和超高频天线 1023
17.1 引言 1023
17.1.1 频段的定义 1023
17.2 全向天线 1024
17.2.1 单个阵元 1024
17.2.2 叠层阵元 1042
17.2.3 安装结构的影响 1044
17.3 定向天线 1044
17.3.1 非周期反射器 1044
17.3.2 寄生单元 1052
17.3.3 对数周期天线 1056
17.3.4 螺旋天线 1058
17.3.5 开槽圆柱体 1060
17.3.6 单元的组合 1060
17.3.7 重要设计参数 1062
17.4 运载天线 1063
17.4.1 天线定位方法 1063
17.4.2 有限导电表面的影响 1068
17.4.3 载体的约束 1071
17.4.4 陆地载体 1073
17.4.5 海上的载体 1077
17.4.6 飞机 1077
17.4.7 导弹和火箭 1097
17.4.8 卫星 1098
17.4.9 人和动物体上的天线 1100
17.5 测位天线 1105
17.5.1 归航系统 1105
17.5.2 跟踪和测向系统 1105
17.5.3 导航系统发射天线 1111
17.6 介质加载天线 1112
17.6.1 介质加载 1112
17.6.2 介质置 1115
17.7.1 定义 1117
17.7 圆极化天线 1117
17.7.2 阵元的组合 1118
17.8 多元装置 1120
17.8.1 一个天线对其它天线的影响 1121
17.8.2 多波段天线 1124
17.9 参考文献 1125
第十八章 同轴传输线与同轴元件 1129
18.1 引言 1129
18.2 同轴传输线 1129
18.2.1 频率极限 1133
18.2.2 电压与热功率容量定额 1134
18.2.3 屏蔽双线 1135
18.3 明线传输线 1137
18.4 各种平行传输线 1143
18.4.1 各种形状的导体横截面 1144
18.4.2 外壳式导体 1145
18.4.3 带状或带状导体传输线 1146
18.5 圆锥形的传输线 1149
18.6 特性阻抗的计算 1162
18.6.1 Z0表达式中的常量 1162
18.6.2 Z0近似公式的有效范围 1162
18.6.3 其它传输线的计算与估算Z0的方法 1163
18.7 电缆最小干扰的布局 1164
18.7.1 在同轴电缆之间的耦合 1165
18.7.2 易受影响的屏蔽电路的互相屏蔽 1169
18.8 同轴系统的连接 1170
18.8.1 在连接处的不连续性 1171
18.8.2 阻抗匹配段 1171
18.9 平衡—不平衡的转换装置 1173
18.10 功率分配器 1176
18.10.1 环行圈 1176
18.10.2 Bagley多边形 1177
18.11．插头与插座或接触件 1179
18.12 参考文献 1180