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第一章天线基本原理及电参数1

1.1概述1

目 录1

1.2电磁理论基础2

1.2.1 麦克斯韦方程2

1.2.2边界条件、里昂托维奇边界条件3

1.2.3 乌莫夫一坡印亭定理4

1.2.4麦克斯韦方程的解5

1.3基本振子的辐射7

1.3.1 电基本振子的辐射7

1.3.2磁基本振子的辐射8

1.4.2单导线的辐射场9

1.4 自由空间中单导线的辐射9

1.4.1单导线上的电流分布9

1.4.3单导线的辐射电阻12

1.5 自由空间中对称振子的辐射13

1.5.1对称振子上的电流分布13

1.5.2对称振子的辐射场14

1.5.3对称振子的辐射阻抗14

1.6天线阵的方向性16

1.6.1 二元天线阵16

1.6.2 n元等幅等间距直线阵18

1.6.3 方向图乘积定理的推广23

1.6.4连续源直线阵24

1.6.5产生最佳方向图的直线阵的电流分布25

1.7面天线的辐射26

1.7.1 同相激励矩形平面的辐射特性26

1.7.2激励振幅沿x轴按E=E0cos（πχ/α）的规律变化时，同相激励矩形平面的辐射特性27

1.7.3 同相均匀激励的圆形平面的辐射特性28

1.7.4 非均匀激励的圆形平面的辐射特性28

1.7.5 相位畸变对辐射面参数的影响29

1.8地面对天线电性能的影响29

1.8.1 天线与镜象电流的关系29

1.8.2地面对天线辐射图的影响30

1.9.1 二平行等长振子的互阻抗32

1.9感应电动势法32

1.9.2 二平行半波列称振子的互阻抗33

1.9.3 二齐平（H1=0）平行等长对称振子的互阻抗33

1.9.4两共线（d=0）半波对称振子的互阻抗34

1.9.5二耦合振子的辐射阻抗和电流的计算34

1.9.6地面对于振子辐射阻抗的影响35

1.10互易原理用互易原理分析接收天线36

1.10.1 线性无源四端网络中的互易原理36

1.10.2 用互易原理分析接收天线37

1.11天线的电参数38

1.11.1 辐射方向图38

1.11.2 方向系数、增益系数和效率38

1.11.3有效高度、有效面积和口径效率41

1.11.4极化、极化损失、极化去耦和轴比42

1.11.5辐射阻抗和输入阻抗45

1.11.6驻波比和行波系数46

1.11.7工作频带宽度46

1.11.8 G/T值46

参考文献46

附录47

第二章线形天线75

2.1 概述75

2.2长波及中波天线75

2.2.1 长波及中波天线的基本型式75

2.2.2 垂直天线的垂直面方向图和辐射场强77

2.2.3 辐射电阻和输入阻抗78

2.2.4 天线电容、特性阻抗、电抗和等效高度的计算81

2.2.5天线的损耗和辐射效率85

2.2.6长、中波天线的匹配89

2.2.7 伞形折合通地式中波天线93

2.2.8 中波T型天线结构图97

2.3近距离短波通信天线98

2.3.1水平对称振子98

2.3.2水平对称振子的设计109

2.3.3垂直对称振子118

2.3.4 几种常用的简式天线120

2.4同相水平天线129

2.4.1 窄带同相水平天线电参数的计算130

2.4.2 窄带同相水平天线的设计135

2.4.3 宽波段同相水平天线电参数的计算136

2.4.4 宽波段同相水平天线的设计148

2.4.5平面形振子宽波段同相水平天线157

2.5菱形天线162

2.5.1 菱形天线电参数的计算162

2.5.2 菱形天线的设计185

2.5.3 重菱形天线和交错叠菱形天线阵196

2.5.4双偏菱形天线213

2.6鱼骨形天线215

2.6.1 沿集合线上的传播相速对天线电参数的影响215

2.6.2 电阻耦合鱼骨形天线电参数的计算217

2.6.3 电阻耦合鱼骨形天线的设计225

2.7对数周期天线230

2.7.1 LPD天线的结构参数230

2.7.2 LPD天线的方向图函数231

2.7.3 LPD天线的设计239

2.7.4 轻便型对数周期偶极子天线253

2.7.5 固定电台用对数周期偶极子天线的设计图261

2.7.6 其它型式的对数周期天线265

2.8单导线行波天线和V形天线271

2.8.1单导线行波天线271

2.8.2 V形天线277

2.9.2 输入端最大工作电流IA的计算280

2.9.1设计指标要求280

2.9假天线和发射菱形天线的衰耗线设计280

2.9.3 导线安全工作电流IS的计算281

2.9.4导线最高工作温度282

2.9.5 导线线径的选择283

2.9.6衰减常数β的计算283

2.9.7 假天线和衰耗线的最小长度284

2.10有源环形天线285

2.10.1有源环单元285

2.10.2有源环直线阵286

2.10.3 有源环形天线的应用293

2.11.1 引向天线的方向图和增益295

2.11引向天线295

2.11.2 引向天线的设计297

2.12移动通信用天线304

2.12.1 常用的基地局天线304

2.12.2移动站天线314

2.13线形天线电参数的测量315

2.13.1天馈线系统参数的测量315

2.13.2天线的水平面方向图和前后比的测量319

2.13.3 天线的垂直面方向图的测量320

2.13.4 天线增益系数的测量320

2.13.5 测量无线参数用的仪器321

2.14.1 设计依据和设计任务323

2.14.2天线场地要求323

2.14短波无线电通信电台天线单项工程设计323

2.14.3天线选型328

2.14.4 天线场地布置336

2.14.5天线的结构设计339

参考文献351

附录Ⅰ 世界各大城市经纬度表（附北京、上海、乌鲁木齐为中心的方位352

角及大圆距离数据）352

附录Ⅱ 国内主要城市经纬度表（附北京、上海为中心的方位角及大圆距离数据）356

第三章面形天线360

3.1面形天线的一般要求360

3.1.1微波接力通信用的天线的特性360

3.1.2 卫星通信地球站用的天线的特性363

3.1.3 国际通信卫星组织对标准地球站天线系统的要求365

3.1.4 国际海事卫星（INMARSAT）对标准船舶地球站的要求368

3.2喇叭天线和反射镜天线的高效率馈源368

3.2.1喇叭天线368

3.2.2反射镜天线的高效率馈源374

3.3抛物面天线394

3.3.1旋转抛物面的主要几何特性394

3.3.2旋转抛物面表面上的电流395

3.3.3 旋转抛物面天线的方向性397

3.3.4旋转抛物面天线的增益398

3.3.5旋转抛物面天线的设计400

3.3.6 喇叭—抛物面天线402

3.4.1 双反射面天线的增益系数407

3.4双反射面天线407

3.4.2天线的噪声温度408

3.4.3 卡塞格伦天线几何参数的选择409

3.4.4接收系统等效噪声温度TE和G/T值414

3.4.5 改进型双反射面天线414

3.5抛物面天线和双反射面天线的应用433

3.5.1微波抛物面天线型谱系列433

3.5.2微波抛物面天线方向图436

3.5.3 国产微波接力通信系统用的天线445

3.5.4 国内地球站用的卡塞格伦天线449

3.6潜望镜天线系统458

3.6.1 潜望镜天线系统的增益458

3.7无源中继器和环形引向器462

3.7.1无源中继器462

3.6.2潜望镜天线系统的方向性462

3.6.3潜望镜天线系统的应用462

3.7.2环形引向器469

3.8螺旋天线473

3.8.1 轴向辐射型螺旋天线的方向图474

3.8.2 轴向辐射型螺旋天线的增益和输入阻抗475

3.8.3 轴向辐射型螺旋天线几何参数的选择475

3.8.4 螺旋天线的相位中心477

3.9背射天线477

3.9.1背射天线的设计478

3.9.2 几种长背射天线的结构尺寸及其电特性481

3.9.3短背射天线483

3.10国际通信卫星（IS）天线485

3.10.1一般特性要求485

3.10.2 IS-I～V卫星天线特性表486

3.11微波天线参数测量488

3.11.1 天线增益和方向图的测量488

3.11.2天馈线驻波比测量490

3.11.3极化去耦测量491

3.12地球站天线的测量492

3.12.1 天线接收增益GR的测量492

3.12.2 G/T值的测量493

3.12.4 天线发射增益GT的测量496

3.12.3 天线接收方向图的测量496

3.12.5 天线发射方向图的测量497

参考文献497

第四章架空明线馈电线路498

4.1馈电线的基本特性公式498

4.1.1 一次参数R、L、C、G的计算498

4.1.2 由一次参数计算二次参数β、α、W500

4.1.3从二次参数计算一次参数500

4.1.4 理想馈电线上电压电流的公式500

4.1.5馈电线基本公式一览表501

4.3反射系数、行波系数、驻波比及反射衰耗502

4.2输入阻抗及特性阻抗502

4.4衰耗、效率508

4.5最大电压、电位、电流、电场强度512

4.6最大传输功率513

4.7不平衡系数及波斜角513

4.8利用已知馈电线的参数计算天线的输入阻抗513

4.9馈电线的天线效应514

4.10常用馈电线的特性514

4.10.1最大允许功率514

4.10.2衰耗515

4.10.3特性阻抗517

4.11.1工艺要求519

4.11常用短波发信馈电线的结构及工艺要求519

4.11.2垂度521

4.11.3结构尺寸521

4.11.4起始、终端及配线区524

4.12常用短波收信馈电线的结构及工艺要求526

4.12.1 工艺要求526

4.12.2结构尺寸529

4.12.3起始及终端529

4.13常用中波馈电线的结构及工艺要求533

4.13.1工艺要求533

4.13.2 结构尺寸534

4.14.1 指数馈线变阻线的计算537

4.14阻抗匹配线段的计算537

4.14.2 多节阶梯变阻线的计算538

4.14.3插入线匹配法544

4.14.4短截线匹配法550

4.15几种常用的变阻线554

4.15.1指数馈线变阻线554

4.15.2多节阶梯馈线变阻线557

4.16阻抗圆图及使用举例560

4.17馈电线的多工制使用562

4.17.1 电路图562

4.17.2 多工制滤波器的计算562

4.18.2馈电线的测试566

4.18.1 馈电线的技术要求566

4.18馈电线的测试及施工要求566

4.18.3馈电线的施工要求567

4.19馈电线的常用材料及元器件568

4.19.1 馈线杆568

4.19.2 混凝土电杆配件及馈线构件图569

4.19.3绝缘子及瓷件图579

第五章同轴线及波导587

5.1微波传输线的一般概念587

5.1.1波型589

5.1.2 临界波长、相速及群速589

5.1.3波的衰减590

5.1.5电长度591

5.1.4 波导的选择及要求591

5.1.6波导中的波长λg592

5.1.7相位特性593

5.2同轴线593

5.2.1 同轴线在工作频率增高时的缺点593

5.2.2 同轴线中的场及临界波长593

5.2.3同轴线的主要计算公式594

5.2.4 同轴线的效率及最大传输功率597

5.2.5 常用国产射频电缆型号及性能597

5.2.6常用国产射频电缆新旧型号对照629

5.2.7高频插头座629

5.2.8 国外同轴电缆典型产品639

5.3.1矩形波导中的场641

5.3矩形波导及波导元件型号命名方法641

5.3.2矩形波导中的临界波长及波导尺寸的选取642

5.3.3矩形波导中的衰减系数646

5.3.4矩形波导中的功率通量648

5.3.5 波导元件型号命名方法及常用国内外矩形波导规格649

5.3.6 国产矩形与扁矩形波导法兰盘规格658

5.4圆形波导662

5.4.1 圆形波导中的场662

5.4.2 圆形波导中的临界波长662

5.4.3 圆形波导中的衰减665

5.4.4 圆形波导中的功率通量667

5.4.6 常用圆形波导的规格668

5.4.5 矩形及圆形开口波导的应用668

5.5.1椭圆软波导的优点669

5.5.2椭圆波导中的场和波型669

5.5椭圆软波导669

5.5.3椭圆波导中的临界波长和带宽670

5.5.4椭圆波导中的衰减670

5.5.5 椭圆波导中的功率通量671

5.5.6 椭圆软波导在实际应用中的考虑671

5.5.7三种波导的比较672

5.5.8 常用椭圆软波导的规格672

5.6π形和H形波导673

5.8开波导676

5.7茧形软波导676

5.9波导器件677

5.9.1转接元件677

5.9.2匹配元件678

5.9.3极化旋转器683

5.9.4极化分离器684

5.9.5杂模滤除器684

5.9.6 椭圆度补偿器（极化补偿器）686

5.9.7密封节686

5.9.8弯波导686

5.9.9波导分支接头687

5.9.10 常用波导器件的尺寸688

5.10常用微波馈线系统703

5.10.1 2吉赫馈线系统703

5.10.2 4吉赫馈线系统703

5.10.3 6吉赫馈线系统705

5.10.4 8吉赫馈线系统708

5.10.5 用于4、6、7吉赫的天馈线系统710

5.11微波馈线的设计安装要点711

5.11.1 同轴电缆的安装711

5.11.2 波导器件的设计安装原则711

5.11.3软波导的使用原则713

5.11.4 波导的加固原则及方法713

5.11.5 矩形密封节的安装原则714

5.11.6 E01模滤除器的安装原则716

5.11.7分路系统的安装要点716

5.11.8分路系统在机架上的安装步骤717

5.11.9极化分离器的安装要点717

5.12微波馈线系统的测试719

5.12.1 整条馈线的极化去耦测试719

5.12.2整条馈线的驻波比测试719

5.12.3 整条馈线的衰耗测试721

5.12.4整条馈线的密封程度测试722

参考文献723

6.1.1概述724

6.1概说724

第六章天线杆塔724

6.1.2设计天线杆塔的一般原则726

6.2设计天线杆塔的基础资料727

6.2.1 自然条件资料727

6.2.2 工艺设计应提供的资料728

6.3荷载728

6.3.1荷载分类728

6.3.2结构自重和设备重量729

6.3.3风荷载730

6.3.4 裹冰荷载与积雪荷载736

6.3.5温度荷载737

6.3.6地震荷载738

6.3.7活荷载739

6.3.8天线网荷载739

6.3.9作用于抛物面天线上的风荷载742

6.4桅杆744

6.4.1桅杆的选型和选材744

6.4.2拉线布置760

6.4.3天线桅杆计算原理760

6.4.4拉线计算762

6.4.5杆身计算764

6.4.6杆身内力及杆件计算771

6.4.7用计算机进行桅杆受力分析简介772

6.4.8计算例题780

6.4.9桅杆的抗扭计算792

6.4.10桅杆整体稳定性计算793

6.4.11 常用桅杆参考图796

6.5 自立塔803

6.5.1 自立塔的选型和材料803

6.5.2 自立塔的计算方法807

6.5.3平面桁架法807

6.5.4分层空间桁架法810

6.5.6 K型斜杆塔在侧向力作用下的杆件内力812

6.5.5简化空间桁架法812

6.5.7扭力作用下杆件内力813

6.5.8塔位移计算814

6.5.9 横膈的设置和计算816

6.5.10结构尺寸和构件的统一问题817

6.5.11微波塔通用设计的选用817

6.5.11微波塔通用设计的选用817

6.6构件与连接计算828

6.6.1构件计算828

6.6构件与连接计算828

6.6.1构件计算828

6.6.2构件连接计算831

6.6.2构件连接计算831

6.7.1木杆塔的组成与构造835

6.7木杆塔835

6.7.1木杆塔的组成与构造835

6.7木杆塔835

6.7.2木杆的计算844

6.7.2木杆的计算844

6.7.3木杆构件计算846

6.7.3木杆构件计算846

6.8.1 概说847

6.8钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土杆塔847

6.8.1 概说847

6.8钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土杆塔847

6.8.2钢筋混凝土构件计算及构造849

6.8.2钢筋混凝土构件计算及构造849

6.9.1 基础分类859

6.9基础与地锚859

6.9基础与地锚859

6.9.1 基础分类859

6.9.2基础构造要求861

6.9.2基础构造要求861

6.9.3基础计算863

6.9.3基础计算863

6.9.4地锚的种类与计算866

6.9.4地锚的种类与计算866

参考文献872

参考文献872