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第1章 引论1

1.1 引言1

1.2 量纲和单位2

1.3 基本单位和派生单位2

1.4 如何阅读符号和记号3

1.5 公式和习题的编号5

1.6 量纲分析5

1.7 电磁频谱与无线电频段6

参考文献7

第2章 天线基础8

2.1 引言8

2.2 基本天线参量8

2.3 波瓣图10

2.4 波束范围或波束立体角ΩA14

2.5 辐射强度16

2.6 波束效率16

2.7 定向性D和增益G17

2.8 定向性与分辨率20

2.9 天线口径21

2.10 有效高度23

2.11 无线电通信线路27

2.12 振荡偶极子产生的场29

2.13 天线的场区30

2.14 形状-阻抗的讨论31

2.15 线极化、椭圆极化和圆极化33

2.16 椭圆和圆极化波的坡印廷矢量36

2.17 极化椭圆和庞加莱球37

参考文献41

习题41

第3章 天线家族44

3.1 引言44

3.2 环形、偶极子和缝隙天线44

3.3 张开的同轴线天线46

3.4 张开的双导线天线46

3.5 张开的波导天线（口径类）47

3.6 平板反射器天线48

3.7 抛物面和介质透镜天线49

3.9 宽频带天线：圆锥螺蜷和对数周期50

3.8 端射天线50

3.10 贴片天线、贴片阵列和栅格阵列52

参考文献54

习题54

第4章 点源55

4.1 引言：点源的定义55

4.2 功率波瓣图56

4.3 功率定理及其应用于个别各向同性源57

4.4 辐射强度57

4.5 功率波瓣图举例58

4.6 场波瓣图62

4.7 相位波瓣图66

习题67

5.2 两个各向同性点源的阵69

第5章（上） 点源阵①69

5.1 引言69

5.3 非各向同性的相似点源和波瓣图乘法原理75

5.4 用图乘法综合波瓣图举例78

5.5 非各向同性的非相似点源81

5.6 n个各向同性点源的等幅等间距直线阵83

5.7 n个各向同性点源的等幅等间距阵的零方向89

习题92

第5章（下） 点源阵97

5.8 非均匀幅度分布的直线边射阵的一般性讨论97

5.9 非均匀幅度分布的直线阵与道尔夫-切比雪夫最优分布99

5.10 道尔夫-切比雪夫分布的八源阵举例105

5.11 八源阵幅度分布的比较107

5.12 连续阵108

5.13 惠更斯原理111

5.14 惠更斯原理应用于平面波投射到平板的绕射与物理光学113

5.15 矩形面积的边射阵116

5.16 缺源阵和随机阵118

5.17 边射-端射阵与环圈-偶极子的三维阵119

5.18 n个各向同性点源的等幅等间距阵的最（极）大方向123

参考文献125

习题126

第6章 电偶极子和细直天线128

6.1 短电偶极子128

6.2 短电偶极子的场129

6.3 短电偶极子的辐射电阻136

6.4 细直天线138

6.5 半波天线的辐射电阻141

6.6 非电流最大点的辐射电阻142

6.7 两个半波偶极子：边射和端射143

6.8 载有均匀行波的细直天线的场146

参考文献151

习题151

第7章 环天线154

7.1 电小环154

7.2 小环与短偶极子的远场比较155

7.3 环天线的一般情况156

7.4 载有均匀电流的圆环天线的远场波瓣图158

7.5 作为特例的电小环160

7.6 环的辐射电阻161

7.7 载有均匀电流的圆环天线的定向性163

7.8 环的公式列表166

7.9 方环166

7.10 辐射效率、品质因数、频带宽度和信噪比167

参考文献172

习题172

第8章（上） 端射天线：螺旋聚束天线和八木-宇田天线173

8.1 螺旋聚束天线的故事173

8.2 螺旋的几何表示178

8.3 单绕轴向模螺旋天线的实际设计考虑180

8.4 用环取代接地平面的螺旋聚束天线189

8.5 含有寄生单元的偶极子阵190

8.6 八木-宇田阵的故事193

习题195

第8章（下） 螺旋天线：轴向模和其他模196

8.7 引言196

8.8 轴向模波瓣图和波沿单绕螺旋的传播相速196

8.9 单绕轴向模单圈方螺旋的波瓣图202

8.10 单绕螺旋的完整轴向模波瓣图205

8.11 单绕轴向模螺旋天线的轴比和圆极化条件206

8.12 单绕螺旋天线轴向模辐射的宽频带特性210

8.13 波瓣图、频带宽度、增益、阻抗和轴比公式列表211

8.14 载有行波的线形周期性结构的辐射，将螺旋视为周期性结构天线212

8.15 单绕轴向模螺旋天线阵218

8.16 单绕轴向模螺旋用做寄生单元和极化器221

8.18 单绕轴向模螺旋天线形成线极化223

8.17 单绕轴向模螺旋天线用做移相器和移频器223

8.19 单绕轴向模螺旋天线用做馈源224

8.20 渐变及其他形式的轴向模螺旋天线226

8.21 多绕轴向模螺旋天线227

8.22 单绕和多绕法向模螺旋天线228

8.23 轴向模螺旋终端231

8.24 天线旋转实验232

8.25 双绕和四绕轴向模螺旋233

8.26 五直线段螺旋逼近圆螺旋的遗传算法233

参考文献234

螺旋天线的附加参考资料237

习题237

9.1 缝隙天线238

第9章 缝隙天线、贴片天线和喇叭天线238

9.2 平板缝隙天线的波瓣图和边缘绕射241

9.3 巴比涅原理和互补天线244

9.4 互补屏的阻抗246

9.5 缝隙天线的阻抗249

9.6 柱面缝隙天线252

9.7 贴片或微带天线253

9.8 喇叭天线259

9.9 矩形喇叭天线262

9.10 波束宽度的比较266

9.11 圆锥喇叭天线267

9.12 加脊喇叭267

9.13 隔膜喇叭268

9.14 皱纹喇叭269

9.15 口径匹配喇叭271

参考文献271

习题272

第10章 平板和夹角反射器、抛物面反射镜天线274

10.1 引言274

10.2 平板反射器275

10.3 夹角反射器279

10.4 无源（返回式）夹角反射器287

10.5 抛物线的一般性质289

10.6 抛物面反射镜与夹角反射器的比较290

10.7 旋转抛物面反射镜291

10.8 均匀照射大型圆口径的波瓣图294

参考文献297

习题297

第11章 宽频带和非频变天线300

11.1 宽频带基础300

11.2 无限长和有限长的双锥天线301

11.3 定向的双锥、圆锥、盘锥和领结天线304

11.4 非频变概念：拉姆塞原理307

11.5a 伊利诺依的故事308

11.5b 非频变平面对数螺蜷天线308

11.6 非频变圆锥螺蜷天线311

11.7 对数周期天线312

参考文献318

11.8 YUCOLP复合阵318

习题319

第12章 天线温度、遥感和雷达截面320

12.1 天线温度320

12.2 系统温度326

12.3 信噪比328

12.4 被动遥感330

12.5 雷达和雷达截面332

参考文献340

习题340

第13章 阻抗与互阻抗348

13.1 引言348

13.2 天线的互易性定理348

13.3 半波长天线的73Ω辐射电阻350

13.4 非电流最大点的辐射电阻353

13.5 细线天线的自阻抗354

13.6 两平行线天线的互阻抗356

13.7 边靠边平行天线的互阻抗358

13.8 平行共线天线的互阻抗361

13.9 梯式平行天线的互阻抗361

13.10 其他布置天线的互阻抗362

13.11 用定向性和辐射电阻表示的互阻抗363

参考文献365

习题365

14.1 引言366

14.2 积分方程法概述366

第14章 柱形天线和矩量法366

14.3 电流分布368

14.4 输入阻抗369

14.5 圆柱天线的波瓣图373

14.6 细圆柱天线373

14.7 带有圆锥形输入段的圆柱天线375

14.8 其他形状的天线，类球体天线375

14.9 长圆柱天线上的电流分布376

14.10 静电学的积分方程和矩量法379

14.11 矩量法及其应用于导线天线383

14.12 用矩量法求短偶极子的自阻抗、雷达截面和互阻抗389

参考文献397

习题397

15.1 连续口径分布398

第15章 口径分布与远场波瓣图之间的傅里叶变换关系398

15.2 远场波瓣图与口径分布之间的傅里叶变换关系400

15.3 空间频率响应和波瓣图平滑处理402

15.4 简单（加法）干涉仪404

15.5 口径合成和多口径阵412

15.6 栅瓣414

15.7 二维口径合成415

15.8 “干净”图形的相位闭合或自校准416

参考文献419

习题419

第16章 偶极子阵和口径阵422

16.1 引言422

16.2a 场波瓣图423

16.2 两根受激λ/2单元的边射阵423

16.2b 激励点阻抗425

16.2c 场强增益426

16.3 两根受激λ/2单元的端射阵430

16.3a 场波瓣图430

16.3b 激励点阻抗432

16.3c 场强增益433

16.4 两根受激λ/2单元的等幅任意相位阵434

16.5 密距单元的辐射效率和Q值，W8JK阵437

16.6 n根受激单元阵441

16.7 地平面上的水平天线443

16.7a 地面上方的水平λ/2天线443

16.7b 地面上方的W8JK天线448

16.7c 地面上方的层叠水平λ/2天线451

16.8 地平面上的铅垂天线453

16.9 八木-宇田天线的变种456

16.9a 借助八木-宇田天线的圆极化456

16.9b Landsdorfer赋形偶极子阵列456

16.10 相控阵457

16.10a 引言457

16.10b 相控阵设计458

16.10c 可旋转的螺旋相控阵460

16.11 频率扫描阵461

16.11a 端馈式频率扫描阵461

16.11b 频率扫描的背射栅格形阵和链式阵462

16.12 返回式阵和范阿塔阵465

16.11c 边射波束的栅格形阵465

16.13 自适应阵和智能阵466

16.14 微带阵468

16.15 低旁瓣阵469

16.16 长导线天线469

16.16a V形天线469

16.16b 菱形天线469

16.16c 贝弗瑞天线473

16.17 帘幕形阵474

16.18 天线的馈电位置和方式475

16.19 折合偶极子天线475

16.20 折合偶极子的变种478

16.21 百眼巨人型全空监视天线479

参考文献481

自适应阵的补充参考资料482

习题483

第17章 透镜天线487

17.1 引言487

17.2 非金属介质透镜天线，费马原理（射径等同性）489

17.3 人造介质透镜天线494

17.4 E-面金属板透镜天线496

17.5 透镜天线的容差501

17.6 H-面金属板透镜天线503

17.7 反射器-透镜天线504

17.8 介质杆504

17.9 多螺旋透镜506

17.10 龙伯透镜和爱因斯坦透镜507

参考文献508

习题509

第18章 频率选择表面和周期结构510

18.1 引言：频率选择表面的定义510

18.1a 基本的偶极子或缝隙频率选择表面511

18.2 半波长厚的介质天线罩511

18.3 开缝的金属天线罩513

18.4 简单的混合天线罩514

18.5 理想的隐形天线罩515

18.6 简单周期性导线表面的传输和反射特性516

18.8 斜入射角518

18.9 单元的形状及其演化518

18.7 互补表面与巴比涅原理518

18.10 控制入射角和极化的频带宽度522

18.11 其他应用523

18.11a 分频表面523

18.11b 电路模拟的吸波器525

18.11c 回折线极化器525

参考文献528

习题529

第19章 实用大型口径天线的设计考虑530

19.1 口径分布与口径效率530

19.2 表面不规则性和增益损失540

19.3 抛物面反射镜的偏轴工作544

19.4 卡塞格伦馈电、赋形反射镜、球面反射镜和偏馈546

19.5 低旁瓣的考虑549

参考文献551

深入阅读的补充参考资料552

习题553

第20章 大型或独特的天线实例555

参考文献566

第21章 特殊用途的天线567

21.1 引言567

21.2 电小天线567

21.2a 短桩形天线、小型遗传算法天线和小型串联调谐环天线569

21.3 物理上的小天线570

21.4 天线架设和典型（非理想）地面的影响571

21.5 带接地面的天线576

21.6 套筒天线577

21.7 旋转场天线578

21.8 超旋转场天线580

21.9 其他全向天线582

21.10 圆极化天线582

21.11 高增益全向天线584

21.12 埋地天线584

21.13 表面波和漏波天线588

21.14 设计卫星通信天线的考虑594

21.15 用做接收和用做发射的考虑597

21.15a 接收状态597

21.15b 发射状态598

21.16 频带的考虑598

21.17a 气象风标天线599

21.17 建筑上可接受的天线599

21.17b 旗杆天线600

21.17c 烟囱天线600

21.18 用于仪表着陆系统（ILS）的天线600

21.19 糖铲形天线和3K宇宙背景的故事605

21.20 用于近地轨道（LEO）卫星线路的天线608

21.21 检测小行星的天线616

21.22 泄漏传输线用做天线617

21.23 艺术性天线（分形）618

21.24 蜂窝-塔树618

21.25 用于陆上移动通信系统的天线621

21.25a 基台天线621

21.25b 移动台天线624

21.26 探地雷达（GPR）的天线：脉冲的频带宽度626

21.27 植入式天线628

21.28 数字式应用的特宽频带天线629

21.29 等离子态天线631

参考文献632

习题635

第22章 太赫频率的天线638

22.1 引言638

22.2a 带偶极子的棱锥喇叭腔639

22.2b 夹角反射器阵639

22.2c 领结形偶极子639

22.4 介质透镜的平面天线结构641

22.3 一种600 THz的天线641

22.5 太赫频率的波导结构642

参考文献643

第23章 平衡-非平衡转换器等644

23.1 引言644

23.2 Ⅰ型，Ⅱ型，Ⅲ型和扼流式巴仑644

23.3 频带宽度646

23.4a 套筒-偶极子式巴仑648

23.4b 变种结构648

23.5 支杆式巴仑650

23.6 印刷巴仑651

23.7 半波长旁路式巴仑652

23.8 平衡变换器654

23.9 截割式巴仑655

23.10 天然巴仑656

23.11 折合偶极子到J形匹配天线657

23.12 匹配短截线659

23.13 陷波器659

23.14 结论661

参考文献661

补充参考资料661

习题661

第24章 天线测量663

24.1 引言663

24.2 基本概念664

24.2a 天线测量中的互易性664

24.2b 近场和远场665

24.2c 坐标系668

24.3 天线测量的典型误差源669

24.3a 有限测试距离所致的相位误差和幅度锥削669

24.3b 反射670

24.3c 其他误差源671

24.4 测量场地671

24.4a 架高场地672

24.4b 地面反射的场地673

24.4c 吸波室与吸波材料674

24.4d 紧缩的天线测量场地676

24.4e 近场场地677

24.4f 场地的检测679

24.4g 仪器设备681

24.5 不同天线参量的测量684

24.5a 定向波瓣图684

24.5b 增益684

24.5c 相位688

24.5d 极化689

24.5e 阻抗691

24.5f 效率692

24.5g 电流分布697

24.6 各种特殊测量697

24.6a 大型毫米波和亚毫米波天线697

24.6b 电小天线698

24.6c 有效增益700

24.6d 比吸收率（SAR）和暴露标准702

参考文献705

习题706

附录A 参考表格708

附录B 参考书、录像带和文章715

附录C 计算机程序（代码）723

附录D 吸波材料727

附录E 测量误差731

附录F 带＊号习题的答案732

术语表738

符号、词头和缩写词759

常数和换算761

在矩形、圆柱、圆球坐标系中的梯度、散度和旋度762

后记763