現(xiàn)代天線設(shè)計

前言

　　本書是首席工程師MILLIGAN先生的作品，他是從一個天線設(shè)計師的角度為設(shè)計者和使用者來編寫的。全書在內(nèi)容和編寫方式上與常見的理論性天線專著和天線手冊都不同，它避開了復(fù)雜的數(shù)學(xué)分析，而是通過理論提取獲得天線設(shè)計要點，側(cè)重于各類天線的基本原理、設(shè)計方法和設(shè)計步驟的闡述，書中還提供了大量的可供設(shè)計師查詢的工程圖表和設(shè)計實例?！　∽髡呤且幻麑I(yè)的天線設(shè)計師，曾在洛克希德馬丁航天系統(tǒng)公司專門從事微波天線的設(shè)計和分析，其設(shè)計的天線被用于美國航空航天局火星和金星探測任務(wù)。因此，作者在取材方面選取的是工程中經(jīng)常要用到的內(nèi)容，覆蓋了現(xiàn)代天線設(shè)計中的許多重要議題，同時也包含了一些天線設(shè)計的新方法。第二版中還增加了天線設(shè)計中所必須的數(shù)值計算方法，融合了作者天線教學(xué)課程中的內(nèi)容。全書首先討論天線的基本概念，然后以每個特定的主題展開，全書共十二章。第1章講述天線的一些基本概念和特性；第2章主要介紹天線工程中使用的各類數(shù)值方法，包含矩量法、物理光學(xué)、時域有限差分法等；第3章是天線陣列；第4章對各種口徑分布以及陣列綜合做了詳細的闡述；第5章：偶極子、槽天線和環(huán)天線，包括各種形式的巴倫；第6章：微帶天線；第7章：喇叭天線，包括高斯波束分析；第8章：反射面天線；第9章：透鏡天線，包括靴帶透鏡和倫伯透鏡；第10章：行波天線；第11章：頻率無關(guān)天線，主要介紹了工程中大量使用的各種形式的螺旋天線和對數(shù)周期天線；第12章是關(guān)于相控陣專題的論述?！　∮捎诒緯鴤?cè)重于實際天線的設(shè)計，作者還討論了工程設(shè)計中遇到的天線安裝和利用周圍物體增強天線性能等問題。通過閱讀本書，天線設(shè)計者和使用者可根據(jù)自己需求快速選定天線類型并給出大致的設(shè)計尺寸，進而利用現(xiàn)有的電磁仿真軟件完成具體設(shè)計，這是該書的一個顯著特點，因此非常適合從事天線工程設(shè)計人員和研究人員參考。　　全書各章節(jié)的翻譯安排如下：前言、第1章、第3章、第4章、第9章由郭玉春翻譯，第2章由華軍、陳美良、盧新祥和郭玉春翻譯，第5～8章由張光生翻譯，第10章由方加云翻譯，第11章、第12章由盧新祥翻譯。全書由詹毅和張建強校對，最后由郭玉春統(tǒng)一校閱。本書的翻譯出版得到了中國電子科技集團公司首席科學(xué)家楊小牛和通信系統(tǒng)信息控制技術(shù)國家級重點實驗室的大力支持，在此表示衷心的感謝?！　”緯跁鴮懮戏浅？谡Z化，翻譯過程中我們盡量保持了作者的寫作風(fēng)格，同時也修正了一些錯誤。由于譯者理論水平有限，盡管經(jīng)過仔細的校對，但還是難免存在錯漏和不妥之處，敬請讀者批評指正?！　∽g者

內(nèi)容概要

　　本書從天線工程設(shè)計師的角度介紹了現(xiàn)代各類型天線的基本原理、特點，回避了繁冗的數(shù)學(xué)分析，直接給出了多種天線的設(shè)計方法和步驟，同時還給出了大量的供設(shè)計人員查詢的設(shè)計圖表和許多領(lǐng)域的天線設(shè)計實例。天線設(shè)計師可根據(jù)設(shè)計要求和用途快速選定天線型式，快速算出天線的約略尺寸。主要內(nèi)容包括輻射結(jié)構(gòu)和數(shù)值方法，口徑分布和天線陣綜合，偶極子、槽天線、環(huán)天線和微帶天線，高斯波束分析和波導(dǎo)喇叭天線，反射面天線，透鏡天線，行波天線，頻率無關(guān)天線和相控陣等。

書籍目錄

目 錄
第1章 天線特性
1.1 天線的輻射
1.2 增益
1.3 有效面積
1.4 路徑損耗
1.5 雷達距離方程和散射截面
1.6 為何用天線
1.7 方向系數(shù)
1.8 方向系數(shù)估計
1.8.1 筆形波束
1.8.2 蝴蝶形或全向方向圖
1.9 波束效率
1.10 輸入阻抗失配損耗
1.11 極化
1.11.1 園極化分量
1.11.2 惠更斯源極化
1.11.3 各極化分量之間的關(guān)系
1.11.4 天線的極化響應(yīng)
1.11.5 天線旋轉(zhuǎn)時的相位響應(yīng)
1.11.6 部分增益
1.11.7 圓極化的幅度測量
1.12 矢量有效高度
1.13 天線因子
1.14 天線間的互耦
1.15 天線噪聲溫度
1.16 通信鏈路預(yù)算和雷達作用距離
1.17 多徑效應(yīng)
1.18 地面?zhèn)鞑?br />1.19 多徑衰落
參考文獻
第2章 輻射結(jié)構(gòu)和數(shù)值方法
2.1 輔助矢量勢
2.1.1 電流源輻射
2.1.2 磁流源輻射
2.2 口徑：惠更斯源近似
2.2.1 近場區(qū)和遠場區(qū)
2.2.2 惠更斯源
2.3 邊界條件
2.4 物理光學(xué)
2.4.1 給定電流的輻射場
2.4.2 物理光學(xué)應(yīng)用
2.4.3 等效電流
2.4.4 電抗理論和互耦
2.5 矩量法
2.5.1 電抗理論的使用
2.5.2 廣義矩量法
2.5.3 細線矩量法代碼
2.5.4 表面和體矩量法代碼
2.5.5 矩量法模型舉例
2.6 時域有限差分法
2.6.1 實現(xiàn)
2.6.2 中心差分求導(dǎo)
2.6.3 Maxwell方程組的有限差分
2.6.4 時間步的穩(wěn)定性
2.6.5 數(shù)值色散和穩(wěn)定性
2.6.6 計算存儲和時間
2.6.7 激勵
2.6.8 波導(dǎo)喇叭算例
2.7 物理光學(xué)和幾何繞射理論
2.7.1 費馬原理
2.7.2 偶極子的H面方向圖
2.7.3 矩形喇叭的E面方向圖
2.7.4 矩形喇叭的H面方向圖
2.7.5 射線的幅度變化
2.7.6 穿過焦散面的附加相移
2.7.7 斯涅耳定理和反射
2.7.8 反射對極化的影響
2.7.9 曲面反射
2.7.10 射線追蹤
2.7.11 邊緣繞射
2.7.12 劈繞射
2.7.13 尖角繞射
2.7.14 等效電流
2.7.15 曲面繞射
參考文獻
第3章 陣列
3.1 兩元陣
3.2 N元線陣
3.3 漢森-伍德亞德端射陣
3.4 相控陣
3.5 柵瓣
3.6 多波束
3.7 平面陣
3.8 平面陣的柵瓣
3.9 互阻抗
3.10 掃描盲區(qū)和陣元方向圖
3.11 互耦的陣列饋電補償
3.12 陣增益
3.13 陣元指向任意的陣列
參考文獻
第4章 口徑分布和陣列綜合
4.1 幅度漸削和相位誤差效率
4.1.1 可分離矩形口徑分布
4.1.2 圓對稱分布
4.2 簡單線源分布
4.3 泰勒單變量線源分布
4.4 泰勒 線源分布
4.5 邊緣為零的泰勒線源分布
4.6 修正泰勒分布和任意副瓣的埃利奧特法
4.7 貝利斯線源分布
4.8 伍德沃德線源綜合
4.9 謝昆諾夫單位圓法
4.10 道爾夫-切比雪夫線陣
4.11 維爾納夫陣綜合
4.12 連續(xù)分布的零點抽樣法
4.13 傅里葉級數(shù)的賦形波束陣綜合
4.14 ORCHARD陣列綜合法
4.15 串饋陣和行波陣綜合
4.16 圓口徑
4.17 圓形高斯分布
4.18 漢森單變量圓形分布
4.19 泰勒圓口徑分布
4.20 貝里斯圓口徑分布
4.21 平面陣
4.22 平面陣的卷積技術(shù)
4.23 口徑遮擋
4.24 平方相位誤差
4.25 對稱圓口徑分布的波束效率
參考文獻
第5章 偶極子，縫隙和環(huán)形天線
5.1 駐波電流
5.2 輻射電阻（電導(dǎo)）
5.3 巴比涅－博客原理
5.4 位于地平面上的偶極子
5.5 安裝在有限大地平面上的偶極子
5.6 交叉偶極子產(chǎn)生圓極化
5.7 超級旋轉(zhuǎn)場或蝙蝠翼天線
5.8 角形反射器
5.9 單極子
5.10 套筒天線
5.11 帶反射腔的偶極子天線
5.12 折合偶極子
5.13 并聯(lián)饋電
5.14 盤錐天線
5.15 巴侖
5.15.1 折疊式巴侖
5.15.2 套筒式或Bazooka巴侖
5.15.3 開槽同軸線巴侖
5.15.4 半波長巴侖
5.15.5 燭臺形巴侖
5.15.6 鐵氧體芯巴侖
5.15.7 鐵氧體燭臺形巴侖
5.15.8 變換器巴侖
5.15.9 同軸線漸變錐削式巴侖
5.15.10 天然巴侖
5.16 小環(huán)
5.17 ALFORD環(huán)
5.18 諧振環(huán)
5.19 四臂螺旋
5.20 帶背腔的縫隙
5.21 帶狀線串聯(lián)縫隙
5.22 淺腔體的十字縫隙天線
5.23 波導(dǎo)饋電的縫隙
5.24 矩形波導(dǎo)壁上的縫隙
5.25 圓形波導(dǎo)縫隙
5.26 波導(dǎo)縫隙陣列
5.26.1 非諧振陣列
5.26.2 諧振陣列
5.26.3 改進的設(shè)計方法
參考文獻
第6章 微帶天線
6.1 微帶天線方向圖
6.2 微帶貼片帶寬和表面波效率
6.3 矩形微帶貼片天線
6.4 四分之一波長貼片天線
6.5 圓形微帶貼片
6.6 圓極化貼片天線
6.7 緊縮型貼片
6.8 直接饋電的層疊型貼片
6.9 孔縫耦合層疊型貼片
6.10 貼片天線饋電網(wǎng)絡(luò)
6.11 串饋陣
6.12 微帶偶極子
6.13 微帶福蘭克林陣
6.14 微帶天線的機械特性
參考文獻
第7章 喇叭天線
7.1 矩形喇叭（錐形）
7.1.1 波束寬度
7.1.2 最佳矩形喇叭
7.1.3 按給定的波束寬度進行設(shè)計
7.1.4 相位中心
7.2 圓口徑喇叭
7.2.1 波束寬度
7.2.2 相位中心
7.3 圓形（圓錐）波紋喇叭
7.3.1 標(biāo)量喇叭
7.3.2 波紋的設(shè)計
7.3.3 塞形喇叭
7.3.4 矩形波紋喇叭
7.4 波紋地面
7.5 高斯波束
7.6 脊波導(dǎo)喇叭
7.7 盒形喇叭
7.8 T形棒饋電的縫隙天線
7.9 多模圓形喇叭
7.10 雙錐喇叭
參考文獻
第8章 反射面天線
8.1 拋物反射面的幾何
8.2 拋物反射面天線的口徑分布損失
8.3 溢漏的近似和幅度漸變的折中
8.4 相位誤差損耗和軸向散焦
8.5 像散
8.6 饋源掃描
8.7 隨機相位誤差
8.8 焦平面的場
8.9 反射面引起的饋源失配
8.10 前后比
8.11 偏饋反射面天線
8.12 圓錐曲面的反射
8.13 雙反射面天線
8.13.1 饋源遮擋
8.13.2 繞射損失
8.13.3 卡塞格倫天線的公差
8.14 饋源和副反射面支撐桿的輻射
8.15 雙反射面天線的G/T（增益/噪聲溫度）
8.16 偏軸雙反射面天線
8.17 偏饋雙反射面天線
8.18 喇叭反射面天線和Dragonian雙反射面天線
8.19 球形反射面天線
8.20 賦形反射面天線
8.20.1 柱形反射面天線的綜合
8.20.2 圓對稱反射面天線的綜合
8.20.3 形成賦形波束的雙曲反射面天線
8.20.4 雙賦形反射面天線
8.21 賦形和多波束反射面天線的優(yōu)化綜合
參考文獻
第9章 透鏡天線
9.1 單面透鏡
9.2 分區(qū)透鏡
9.3 兩個一般表面的透鏡
9.4 單面或隱形（相切）透鏡
9.5 金屬平板透鏡
9.6 表面失配和介質(zhì)損耗
9.7 雙曲透鏡的饋源掃描
9.8 雙表面透鏡
9.8.1 無彗

編輯推薦

　　《國防電子信息技術(shù)叢書：現(xiàn)代天線設(shè)計（第2版）》適用于通信、雷達及相關(guān)領(lǐng)域的各類天線設(shè)計師和研究人員使用，也可以用于高等院校相關(guān)專業(yè)的博士生和碩士生閱讀參考。

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