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本書主要講述天線工程設計的基本理論和設計方法。全書共分10章：第1章簡要介紹了天線的基本原理、概念和表征天線性能的技術參數；第2章重點對電磁仿真算法進行了分析，對基于矩量法、有限元法和有限積分法的幾種仿真軟件進行了介紹；第3章講述了無線通信系統中常用線天線的設計及仿真問題; 第4章介紹在天線工程設計中有著重要用途的寬頻帶天線，包括加載鞭天線、對數周期天線、錐削槽天線等；第5章簡要介紹微帶天線的理論及設計實例；第6章講述陣列天線問題，包括直線陣列天線、平面陣列天線、相控陣天線及設計實例；第7章對用于衛星通信系統的圓極化天線設計進行了分析；第8章討論了口徑天線的基本概念和相應的設計問題；第9章綜述天線測量的基本知識；第10章對天線的新技術發展進行了介紹。
本書內容偏重工程設計，可以為天線設計人員提供各種常用類型天線的設計思路和方法，也能夠為他們的科研實踐提供幫助。
本書適合作為電磁場和微波技術相關專業的教材，也可作為專業技術人員的參考資料。

第1章 天線基礎知識 1
1.1 天線的用途及發展歷史 1
1.2 天線輻射電磁波的機理 2
1.3 天線電磁學基礎及輻射問題求解 3
1.3.1 麥克斯韋方程 3
1.3.2 邊界條件 3
1.3.3 連續性方程和媒質特性方程 4
1.3.4 坡印廷定理 5
1.4 天線特性參數 7
1.4.1 方向圖 7
1.4.2 波瓣寬度和前后比 7
1.4.3 增益 8
1.4.4 輸入阻抗和駐波比 9
1.4.5 天線的極化 10
1.4.6 天線效率與等效各向同性輻射功率 10
1.4.7 噪聲溫度與增益噪聲比 10
1.4.8 端口隔離度與天線交調產物 10
1.5 天線的發展 11
第2章 天線仿真技術 12
2.1 天線仿真計算的主要步驟 12
2.2 主要的電磁計算算法以及對應的仿真軟件 14
2.2.1 矩量法以及基于矩量法的軟件 14
2.2.2 有限元和基于有限元的軟件 57
2.2.3 有限積分技術以及基于有限積分技術的軟件 65
2.3 小結 88
第3章 線天線 89
3.1 對稱振子天線 89
3.2 單極子天線 92
3.3 八木天線 93
3.4 環形天線 96
3.5 螺旋天線 98
3.6 角反射器天線及背射天線 100
第4章 寬頻帶天線 105
4.1 寬頻帶天線的概念及應用 105
4.2 寬頻帶天線的實現方法 106
4.3 寬頻帶加載鞭天線 109
4.3.1 寬頻帶加載鞭天線的結構特點和工作原理 109
4.3.2 天線的設計 110
4.4 套筒天線 112
4.4.1 套筒天線的結構特點和工作原理 112
4.4.2 天線的設計 113
4.5 印刷對稱振子天線 116
4.5.1 印刷對稱振子的結構特點和寬帶工作的實現 116
4.5.2 天線的設計 117
4.6 寬帶籠形天線設計 120
4.7 對數周期天線 124
4.7.1 對數周期天線的結構特點和工作原理 124
4.7.2 分析方法和電性能 126
4.7.3 對數周期天線的設計 127
4.7.4 天線的設計 127
4.8 錐削槽天線 131
4.8.1 錐削槽天線的結構特點和工作原理 131
4.8.2 天線的設計 132
第5章 微帶天線 135
5.1 微帶天線簡介和理論分析 135
5.1.1 微帶天線的起源、發展以及前景 135
5.1.2 微帶天線的定義和基本模型 135
5.1.3 微帶天線的簡單分類 135
5.1.4 微帶天線的優缺點比較 136
5.1.5 微帶天線的應用 136
5.2 微帶天線的輻射原理 137
5.3 微帶天線的分析方法 137
5.3.1 傳輸線模型理論 138
5.3.2 腔模理論 138
5.3.3 全波理論 139
5.4 微帶天線全波分析中的數值分析方法 139
5.4.1 矩量法 139
5.4.2 有限元法 140
5.4.3 時域有限差分法 140
5.5 微帶天線的饋電 141
5.5.1 微帶線饋電 141
5.5.2 同軸線饋電 141
5.5.3 電磁耦合型饋電 144
5.6 矩形和圓形微帶天線輻射特性 145
5.6.1 矩形微帶天線的輻射特性分析 145
5.6.2 圓形及環形貼片的腔模理論分析 150
5.7 微帶天線的寬頻帶技術 155
5.7.1 改變基板材料 155
5.7.2 改變基板結構 155
5.7.3 附加匹配網絡 156
5.7.4 采用非線性調整元件 156
5.7.5 多諧振點同時工作 156
5.7.6 在貼片或接地板上開槽或者開縫 157
5.8 微帶天線小型化技術 157
5.8.1 采用特殊材料的基板 157
5.8.2 加載微帶天線技術 158
5.8.3 曲流技術 158
5.9 微帶天線仿真實例 159
5.9.1 縫隙耦合微帶天線 159
5.9.2 雙頻微帶天線 160
5.9.3 圓極化微帶天線 160
5.9.4 寬帶微帶天線 162
第6章 陣列天線 164
6.1 陣列天線的基本概念及應用 164
6.2 陣列天線的參數及特性分析 165
6.2.1 天線的主要參數 165
6.2.2 天線陣的分析 165
6.3 直線陣列天線 170
6.3.1 增益 172
6.3.2 波束寬度 172
6.3.3 柵瓣 173
6.3.4 副瓣電平 173
6.4 平面陣列天線 174
6.5 相控陣天線 175
6.6 陣列天線方向圖綜合 177
6.6.1 線源的等副瓣理想空間因子 177
6.6.2 泰勒分布 178
6.6.3 矩陣法 179
6.6.4 PSO優化算法 180
6.7 陣列天線設計實例 183
6.7.1 低副瓣陣列天線的綜合設計 183
6.7.2 陣列天線賦形波束的綜合設計 187
第7章 圓極化天線 192
7.1 圓極化天線的基本概念及用途 192
7.2 圓極化天線的實現途徑及基本形式 193
7.2.1 十字交叉振子天線 194
7.2.2 螺旋天線 194
7.2.3 微帶圓極化天線 195
7.3 圓極化天線的參數及特性分析 198
7.3.1 圓極化波的旋向 198
7.3.2 橢圓極化波的傾角 198
7.3.3 橢圓極化波的軸比 198
7.3.4 極化損失系數 199
7.4 幾種實用的圓極化天線的設計 200
7.4.1 十字交叉振子天線的設計 200
7.4.2 平面螺旋天線的設計 202
7.4.3 微帶圓極化天線的設計 203
7.5 圓極化螺旋天線 205
7.5.1 圓柱螺旋天線 205
7.5.2 圓錐螺旋天線 207
7.5.3 平面螺旋天線 210
7.5.4 四臂螺旋天線 215
7.5.5 復合螺旋天線 222
7.5.6 微帶加載圓極化天線 223
第8章 口徑天線 226
8.1 喇叭天線 226
8.1.1 喇叭天線分類及應用 226
8.1.2 喇叭天線設計實例 234
8.2 反射面天線 241
8.2.1 反射面天線工作原理 242
8.2.2 反射面天線的電參數 245
8.2.3 反射面天線設計實例 248
第9章 天線測量基本知識 258
9.1 天線測量的基本概念及意義 258
9.1.1 天線的定義和功能 258
9.1.2 天線測量中的互易性 258
9.2 天線測試場的設計 262
9.2.1 天線測試場的最小測試距離 262
9.2.2 自由空間測試場 265
9.2.3 地面反射測試場 267
9.3 天線遠場測量的設備 269
9.3.1 接收轉臺子系統 269
9.3.2 發射端子系統 269
9.3.3 信號收發子系統矢量網絡分析儀 270
9.3.4 控制、伺服驅動子系統 270
9.3.5 計算機系統 271
9.3.6 控制機柜子系統 271
9.4 天線輻射特性測量 271
9.4.1 方向圖測量 271
9.4.2 增益測量 276
9.4.3 軸比測量 279
9.5 天線匹配特性測量 280
9.5.1 阻抗測量 280
9.5.2 駐波測量 282
9.5.3 隔離測量 282
9.6 天線特性測量舉例 283
9.6.1 天線測試步驟 283
9.6.2 測量實例 284
9.7 小結 288
第10章 新型天線 289
10.1 可重構天線 289
10.1.1 可重構天線的分類 289
10.1.2 幾種可重構天線介紹 290
10.2 等離子體天線 304
10.2.1 等離子體天線基本原理 304
10.2.2 等離子體天線工程進展 309
10.3 左手媒質天線簡介 310
10.4 其他新概念天線簡介 313
10.4.1 納米天線 313
10.4.2 超導天線 316
10.4.3 智能蒙皮天線 319
參考文獻 321