天線與電波傳播

付雲起，國防科技大學教授、博導，主要從事量子微波探測、微波與天線技術、電磁功能材料與器件等方向的研究工作。 劉燚，國防科技大學副教授、碩導，主要從事新型天線、量子微波測量技術等方向的教學與科研工作。 鄭月軍，國防科技大學教授、博導，主要從事電磁功能材料與器件的研究和電磁場與微波技術方面的教學工作。 楊凱，國防科技大學博士後，主要從事裏徳堡原子微波測量方向的教學與科研工作。

 

目錄

 

 

 

 

配套資源

 

 

 

第0章緒論

 

0.1天線的功能

 

0.2天線的工作原理

 

0.3天線的特點

 

0.4電波傳播

 

第1章天線基礎知識

 

1.1電磁輻射基礎

 

1.1.1電磁理論基礎

 

1.1.2輻射問題的解

 

1.2基本輻射元

 

1.2.1基本電振子

 

1.2.2基本磁振子

 

1.2.3基本單元的組合

 

1.3發射天線特性參數

 

1.3.1天線的輻射功率

 

1.3.2輻射阻抗

 

1.3.3天線的輻射效率

 

1.3.4輸入阻抗

 

1.3.5天線的總效率

 

1.3.6方向性函數和方向圖

 

1.3.7天線的方向性系數

 

1.3.8天線的增益系數

 

1.3.9天線的極化

 

1.3.10有效長度

 

1.3.11工作頻帶寬度

 

1.3.12功率容量

 

1.4接收天線的特性參數

 

1.4.1天線接收電磁波的物理過程

 

1.4.2用互易定理分析接收天線

 

1.4.3接收天線的參數

 

 

1.5對稱振子

 

1.5.1對稱振子的電流分布

 

1.5.2對稱振子的輻射場

 

1.5.3對稱振子的方向性函數

 

1.5.4對稱振子的輻射功率、輻射阻抗

 

1.5.5對稱振子的輸入阻抗

 

1.5.6對稱振子的方向性系數

 

1.5.7匹配與平衡不平衡變換

 

第2章天線陣分析與綜合

 

2.1天線陣的方向性

 

2.1.1方向圖乘積定理

 

2.1.2二元陣

 

2.1.3無限大理想導電平面上的天線

 

2.1.4有限電導率地面對天線性能的影響

 

2.1.5一般直線陣的方向性

 

2.2均勻直線陣

 

2.2.1陣因子

 

2.2.2可見區與非可見區

 

2.2.3最大輻射方向

 

2.2.4半功率波瓣寬度

 

2.2.5零功率波瓣寬度

 

2.2.6副瓣電平

 

2.3均勻直線陣的特性

 

2.3.1邊射陣

 

2.3.2普通端射陣

 

2.3.3漢森伍德沃德端射陣

 

2.3.4斜射陣

 

2.4非均勻激勵線性相位等間距線陣

 

2.4.1謝昆諾夫單位圓

 

2.4.2道爾夫切比雪夫天線陣

 

2.5其他陣型

 

2.5.1平面陣

 

2.5.2立體陣

 

2.5.3圓陣

 

2.5.4球面陣

 

2.6天線陣的互耦與阻抗

 

2.6.1互耦產生的因素

 

2.6.2天線陣的阻抗

 

2.6.3天線互阻抗的求解

 

2.6.4耦合系數的計算

 

2.6.5包含互耦的陣列方向圖

 

2.6.6相控陣天線的掃描盲區

 

2.7天線方向性最優化

 

2.7.1天線陣的最優化

 

2.7.2超方向性

 

第3章典型線天線

 

3.1概述

 

3.2寬帶振子天線

 

3.2.1天線寬帶化方法

 

3.2.2籠形天線

 

3.2.3套筒天線

 

3.2.4行波天線

 

3.2.5對數周期天線

 

3.3高方向性振子天線

 

3.3.1平面反射器天線

 

3.3.2角反射器天線

 

3.3.3八木天線

 

3.4直立振子天線

 

3.4.1單極子天線

 

3.4.2頂部容性加載

 

3.4.3感性加載

 

3.4.4曲折線結構加載

 

第4章面天線

 

4.1等效原理和面元的等效場

 

4.1.1惠更斯原理

 

4.1.2等效原理

 

4.1.3面元的輻射

 

4.2平面口徑的輻射

 

4.2.1一般計算公式

 

4.2.2同相平面口徑的輻射

 

4.3喇叭天線

 

4.4旋轉拋物面天線

 

4.4.1幾何特性與工作原理

 

4.4.2拋物面天線的口徑場

 

4.4.3拋物面天線的輻射場

 

4.4.4拋物面天線的方向性系數和增益系數

 

4.4.5拋物面天線的饋源

 

4.4.6影響拋物面天線輻射的因素

 

4.4.7拋物面反射場對饋源的影響

 

4.5卡塞格林天線

 

第5章微帶天線與非頻變天線

 

5.1微帶天線

 

5.1.1概述

 

5.1.2分析方法

 

5.1.3微帶天線帶寬技術

 

5.1.4微帶天線圓極化技術

 

5.2非頻變天線

 

5.2.1非頻變天線基本原理

 

5.2.2非頻變的數學基礎

 

5.2.3螺旋天線

 

5.2.4螺旋模式

 

5.2.5平面螺旋天線的饋電

 

5.2.6平面螺旋天線的支撐技術

 

5.2.7螺旋臂終端的處理

 

5.2.8波束形成

 

第6章天線新技術

 

6.1裏德堡原子天線

 

6.1.1基本原理

 

6.1.2系統構成

 

6.1.3優勢與不足

 

6.2機械天線

 

6.2.1基本原理

 

6.2.2系統構成

 

6.2.3優勢與不足

 

6.3壓電式天線

 

6.3.1基本原理

 

6.3.2系統構成

 

6.3.3優勢與不足

 

6.4光懸浮納米微粒天線

 

6.4.1基本原理

 

6.4.2系統構成

 

6.4.3優勢與不足

 

6.5總結

 

第7章電波傳播

 

7.1電波傳播基礎

 

7.1.1概述

 

7.1.2自由空間電波傳播

 

7.1.3媒質中電波傳播

 

7.1.4電波傳播的菲涅耳區

 

7.2視距傳播

 

7.2.1視線距離與亮區場的計算

 

7.2.2低空大氣層對視距傳播的影響

 

7.2.3地面移動通信中的電波傳播

 

7.3地面波傳播

 

7.3.1地球表面特性

 

7.3.2地波的傳播特性

 

7.3.3地下和水下傳播

 

7.4天波傳播

 

7.4.1電離層特性

 

7.4.2電波在電離層中的傳播

 

7.4.3短波天波傳播

 

參考文獻