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目录1

第一章 天线的基本特性1

1.1 引言1

1.2 电磁场4

1.3 互易原理6

1.4 辐射源周围的场区划分7

1.5 方向图9

1.6 增益、方向性和效率12

1.7 极化特性16

1.8 阻抗19

1.9 带宽20

1.10 天线噪声温度21

1.11 场等效原理22

1.12 孔径辐射23

1.13 阵列辐射29

1.14 电流元辐射32

1.15 行波源的辐射34

1.16 频率无关天线35

1.17 天线的再辐射36

1.18 参考文献38

第二章 准光学天线分析方法39

2.1 引言39

2.2 反射器分析的基本散射理论39

2.2.1 曲面微分几何39

2.2.2　渐近解：波前与射线42

2.2.3　用于反射器的几何光学43

2.2.4　物理光学47

2.2.5　标量物理光学52

2.2.6　几何边缘绕射理论56

2.3 球面波原理63

2.3.1 基本特性63

2.3.2　球面波系数的计算75

2.4 参考文献80

3.1.2 不规则曲面误差的影响84

3.1.1 主要的辐射特性84

第三章 准光学天线设计与应用84

3.1 主焦馈抛物面反射器84

3.1.3 馈源散焦86

3.1.4 孔径遮挡92

3.1.5 伞状反射器104

3.2 卡塞格伦系统106

3.2.1 几何设计依据106

3.2.2 效率分析111

3.2.3 改进的设计方法122

3.2.4 等效抛物面122

3.2.5 极化扭转反射器122

3.2.6 频率选择副反射器123

3.3 偏置抛物面反射器天线123

3.3.1 引言123

3.3.2 单偏置反射器分析126

3.3.3 单偏置反射器天线的电性能132

3.3.4 多点波束天线设计过程147

3.3.5 双反射器偏置天线156

3.4 其它反射器类型164

3.4.1 成形波束光学反射器164

3.4.2 球形反射器168

3.4.3 非球形扫描反射器169

3.4.4 其它类型172

3.5 成形波束反射器173

3.5.1 成形波束反射器天线设计174

3.5.2 成形波束反射器技术的实例177

3.6 反射器结构与材料185

3.6.1 地面天线系统187

3.6.2 星载反射器系统189

3.6.3 开伞式宇宙飞船反射器196

3.6.4 未来开伞式天线197

3.7 透镜天线199

3.7.1 用于多波束天线的约束透镜199

3.7.2 约束透镜的计算机模拟211

3.8 低噪声天线215

3.8.1 引言215

3.8.2 热噪声分量215

3.8.3 空间通信地面站天线217

3.8.4 减小干扰的低副瓣219

3.8.5 噪声消除技术221

3.9 参考文献222

第四章 初级馈源天线234

4.1 一般原理234

4.2 极化的定义236

4.3 偶极子照射和孔径场237

4.4 实际偶极子型馈源240

4.5 主焦单喇叭和波导馈源242

4.6 多模喇叭馈源244

4.7 混合模喇叭馈源247

4.8 跟踪馈源255

4.9 多倍频程宽频带初级馈源257

4.10 初级馈源的数学模型259

4.11 偏置反射器天线的初级馈源271

4.12 参考文献279

第五章 混合天线283

5.1 引言283

5.2 混合天线系统的口径扫描基本原理283

5.2.1 引言283

5.2.2 平面口径：变换、正交波束和扫描极限284

5.2.4 口径后面有一种付里叶变换：多波束系统288

5.2.3 没有付里叶变换的扫描系统：横向馈源288

5.2.5 具有双变换的付里叶扫描系统：重叠子阵原理289

5.3 限定扇形区域扫描的混合反射面系统293

5.3.1 引言293

5.3.2 偏轴抛物面的扫描特性293

5.3.3 偏轴反射面的横向馈源294

5.3.4　偏轴抛物面的付里叶变换馈源298

5.3.5 抛物面截面的偏轴特性300

5.3.6 双反射面和反射面—透镜限定的扫描系统303

5.4 混合透镜／阵列扫描系统306

5.4.1 引言306

5.4.2 扫描透镜／阵列组合307

5.4.2.1　限定扇形区域扫描307

5.4.2.2　圆顶帽天线313

5.4.3 透镜馈源和反射阵列315

5.5 辐射方向图控制316

5.5.1 边瓣控制316

5.5.2 混合系统中有源方向图的控制319

5.6 参考文献320

第六章 多波束天线323

6.1 引言323

6.2 MBA的组成和性能特点323

6.2.1 MBA系统的组成323

6.2.2 MBA的结构325

6.2.3 方向图形成326

6.2.4 波束扫描329

6.2.5 主要的限制332

6.2.6 自由度（DOF）337

6.3 波束形成网路（BFN）338

6.3.1 具有环行器开关的BFN339

6.3.2 具有可变功率分配器的BFN341

6.3.3 转换系统343

6.3.4 具有VPD和可变移相器的BFN344

6.3.5 其它类型的波束形成网路345

6.4 方向图综合346

6.5 特性评价347

6.6 参考文献353

第七章 低和中等增益的微波天线354

7.1 引言354

7.2 螺旋天线和横向螺旋天线354

7.2.1 引言354

7.2.2 螺旋天线（单绕螺旋天线）354

7.2.3 多线、双线和四线绕制的螺旋天线358

7.2.4 多线绕制的圆锥螺旋天线360

7.2.5　平面螺旋天线362

7.3 缝隙天线365

7.3.1 基本概念365

7.3.2 背腔式缝隙天线366

7.3.3 宽波段缝隙天线：T型隔板馈电和单级缝隙天线367

7.4 微带天线369

7.4.1 引言369

7.4.2 微带传输线的基本特性369

7.4.3 微带谐振器的辐射机理371

7.4.4 矩形微带天线的辐射方向图372

7.4.5 方向系数和增益373

7.4.6 导纳和等效网络374

7.4.7 谐振器的Q值377

7.4.8 非矩形形状的谐振器377

7.4.9 微带天线阵378

7.5.1 短背射天线380

7.5 背射天线380

7.5.2 长背射天线381

7.5.3 设计方法383

7.6 介质天线385

7.6.1　长圆柱介质棒385

7.6.2　短圆柱介质棒393

7.6.3 非圆柱形的介质天线394

7.7.1　扇型喇叭396

7.7 简单喇叭天线396

7.7.2 角锥喇叭401

7.7.3　圆锥喇叭402

7.8 多模喇叭404

7.8.1 多模矩形喇叭404

7.8.2 多模圆锥喇叭406

7.9 波纹喇叭406

7.9.1 波纹面的传播性406

7.9.2 波纹圆柱波导407

7.9.3　波纹圆锥喇叭410

7.10 参考文献411

第八章 天线测量412

8.1 引言412

8.2 场地考虑412

8.2.1 一般概念412

8.2.2 距离准则413

8.3 阻抗测量415

8.4 电流分布测量416

8.5 近场扫描技术418

8.5.1 引言418

8.5.2 平面技术421

8.5.3 柱扫描429

8.5.4　球面技术432

8.5.5 扫描技术的比较438

8.5.6 近场扫描的测试场440

8.5.7 平面波合成技术441

8.6.1 紧缩测试场444

8.6 中距离技术444

8.6.2 散焦技术445

8.6.3 外推技术447

8.7 一般的远场测量451

8.7.1 方向性（ESG）451

8.7.2 增益（ESG）453

8.7.3 相位中心458

8.8 散射测量462

8.7.4 轴线测量462

8.9 室外测试场463

8.9.1 引言463

8.9.2 误差来源463

8.9.3 高架天线测试场465

8.9.4 倾斜测试场467

8.9.5 地面反射测试场467

8.10 室内测试场468

8.10.1 引言468

8.10.2 矩形室468

8.10.3 锥形暗室470

8.11 测试场评价471

8.11.1 引言471

8.11.2 基本考虑472

8.11.3 干涉曲线的分析473

8.11.4 自由空间USWR技术475

8.11.5 天线方向图比较技术477

8.11.6 外来反射的诊断479

8.11.7 反射电平与测试参数的关系481

8.12 参考文献483

第九章 线阵488

9.1 引言488

9.1 阵激励的设计488

9.1.1 窄波束低副瓣方向图490

9.1.2 方向图综合522

9.1.3 超方向性阵列531

9.1.4 稀疏阵列541

9.1.5 阵列的公差与限制546

9.2 阵馈源552

9.2.1 谐振阵列552

9.2.2 行波阵557

9.2.3 总线馈源和分配馈源565

9.2.4 移相器和子阵列波瓣569

9.3 阵元573

9.3.1 偶极子573

9.3.2 波导隙缝578

9.3.3 扫描补偿阵元581

9.3.4 印刷电路天线586

9.3.5　中等增益单元592

9.4 参考文献592

第十章 平面阵600

引言600

10.1 阵列激励600

10.1.1　阵列栅格600

10.1.2　波束宽度601

10.1.3 栅瓣604

10.1.4 量化瓣607

10.1.5　方向性607

10.1.6 平面阵的激励611

10.2．阵列馈源615

10.2.1 固定波束阵列615

10.2.2　在一个平面内的电扫描619

10.2.3 两平面内的电扫描619

10.3 互耦效应622

10.3.1 基础知识623

10.3.2 逐元法630

10.3.3 周期室法647

10.3.4 扫描补偿657

10.4 参考文献660

第十一章 共形阵666

11.1 引言666

11.2.1 通论667

11.2 共形阵的分析667

11.2.2 阵的形态特征668

11.2.3 内部互耦合和外部互耦合670

11.2.4 多模口径单元：广义散射系数671

11.2.5 互导纳和散射系数673

11.3 圆柱口径阵675

11.3.1 导体圆柱上磁流的场675

11.3.2 互导纳和自导纳的调和级数表达式676

11.3.3 用几何绕射理论（GTD）计算表面场677

11.3.4 互导纳的几何绕射理论（GTD）表达式679

11.3.5 辐射方向图的计算683

11.4 大单元数目的圆柱阵：周期结构法686

11.4.1 周期无限阵的模式686

11.4.2 本征激励和本征方向图及其在阵分析中的应用687

11.4.3 导纳矩阵本征值的计算689

11.4.4 任意激励阵的“RGP”，单一激励的单元“RGP”690

11.4.5　孔径匹配和单元方向图的设计692

11.4.6 数值举例及其讨论692

11.5 互导纳的几何绕射理论（GTD）计算：对一般凸形表面的推广694

11.6 圆锥阵697

11.6.1 自导纳和互导纳697

11.6.2 辐射方向图699

11.7 致谢704

11.8 附录704

11.8.1 矩形波导和圆形波导的模式导纳704

11.8.2 矩形波导和圆形波导辐射器矢量模函数的付立叶变换705

11.8.3　FOCK函数707

11.8.4 大导体圆柱上口径辐射方向图的计算708

11.8.5 周期圆柱阵的本征激励711

11.9 参考文献712

第十二章 圆形阵714

12.1 引言714

12.2 波束的同相激励714

12.2.1 宽带性能716

12.2.2 波束同相方向图的电子扫描716

12.3.1　连续圆形阵相模和幅模的概念718

12.3 圆形阵的幅模激励和相模激励718

12.3.2 有限数目无方向性单元圆形阵中的相模721

12.3.3 方向性单元圆形阵中的相模722

12.4 圆形阵中的相模激励网络725

12.5 圆形阵中的互耦合效应728

12.6 圆形阵的应用728

12.6.1 通信应用728

12.6.2 雷达应用729

12.6.3 测向技术中的圆形阵731

12.7 参考文献735

第十三章 阵信号处理天线737

13.1 引言737

13.1.1　ASP系统的应用737

13.2 雷达用的ASP接受系统738

13.2.1 多波束738

13.2.2 单元采样多波束740

13.2.3 多波束与奈奎斯特频率波束扫描的等效741

13.2.5　ASP与其它雷达处理系统的兼容744

13.2.4 泛光发射系统的付瓣电平744

13.3 组合发射和接收天线系统中的ASP技术745

13.3.1 发射时脉内扫描的角脉冲压缩745

13.3.2　使用ASP的发射和接收阵的稀布问题746

13.3.3 发射和接收阵的多波束工作748

13.3.4 发射阵的脉内时间采样748

13.3.5　脉内频率扫描748

13.3.6　定向去相关发射波束750

13.3.7 包括多站系统的其它可采用的结构752

13.3.8　信号处理技术752

13.4 乘法信号处理和后解调综合口径技术754

13.4.1 干涉仪754

13.4.2　带有乘法处理器的干涉仪755

13.4.3　相乘阵原理756

13.4.4　相乘阵的空间频率响应758

13.4.5　相乘阵的多源激励760

13.4.6　相乘阵的信、噪特性761

13.4.7 后解调综合口径天线762

13.5.1 原理764

13.5 相干综合口径天线764

13.5.2　未聚焦综合口径765

13.5.3　聚焦综合口径767

13.5.4 最小采样数769

13.5.5　信号处理硬件770

13.5.6 雷达的脉冲重复频率（PRF）770

13.5.7 多普勒频率解释770

13.5.9 对目标闪烁和运动的响应771

13.5.8 雷达性能771

13.5.10　应用772

13.6 零向调向772

13.6.1 引言772

13.6.2 多重零值点773

13.6.3 多元零向调向阵774

13.6.4 交波束形成网络776

13.6.6 付瓣对消器778

13.6.5　单零向调向的多元阵778

13.6.7　讨论780

13.7 自适应零向调向系统782

13.7.1 引言782

13.7.2　付瓣对消器783

13.7.3 自适应阵788

13.8 参考文献821

第十四章 天线罩825

14.1 引言825

14.1.1 定义825

14.1.1　历史与背景825

14.1.3 结构825

14.1.4 天线罩的缺点和优点826

14.2 天线罩的基本要求828

14.2.1　一般要求828

14.2.2 环境要求828

14.3.2　单层结构的传输829

14.3.1　传输参数829

14.3 介质天线罩结构的基本电特性829

14.3.3 A型夹层结构的传输830

14.3.4 B型夹层结构的传输832

14.3.5 C型夹层和更多层结构的传输833

14.4 成形天线罩的设计838

14.5 天线罩材料841

14.5.1　材料及其要求841

14.5.2　纤维加强树脂板843

14.5.3　树脂纤维板的芯层材料848

14.5.4　高温材料851

14.5.5　填充和人造介质858

14.5.6　抗雨侵蚀的材料859

14.6 天线罩的结构860

14.6.1 似球型刚性天线罩（通常在陆地和船上使用）860

14.6.2 非球型刚性天线罩（空用）862

14.7 空载天线罩864

14.7.1 宽带传输天线罩的设计865

14.7.2 多通带天线罩的设计872

14.7.3　象差及减小的方法873

14.7.4 天线罩引起的交叉极化及其减小877

14.7.5 减小天线罩反射的问题884

14.7.6　天线罩硬件的影响887

14.7.7 天线罩硬件引起性能变坏的予测及减小889

14.8 地面和船载天线罩889

14.8.1 对地面天线罩环境的考虑889

14.8.2　空气支撑天线罩892

14.8.3　刚性天线罩893

14.9 未来天线罩的发展898

14.10 致谢（从略）899

14.11 参考文献899

第十五章 甚低频、低频和中频天线901

15.1 引言901

15.2 分析901

15.2.1 垂直天线的特性901

15.2.2 表征特性所需要的参量903

15.2.3 计算天线参数的方法904

15.2.4 辐射电阻905

15.2.5 天线阻抗907

15.2.6 电高度和实际高度之间的关系908

15.2.7　单极天线之间的互阻抗909

15.2.8 地面导电性及地线系统对天线终端阻抗的影响912

15.2.9 大地的有限导电性对铅垂天线辐射方向图的影响916

15.3.1 馈电的形式和方法919

15.3 实用天线设计：加载天线919

15.2.10　导体和调谐线圈损耗919

15.3.2 T形天线920

15.3.3　传输线辐射器924

15.3.4 菱形天线927

15.3.5 大VLF天线927

15.3.6 伞形天线928

15.3.7 多重调谐的VLF天线932

15.4.2　？＜h＜？-λ的铅垂单极天线934

15.4 实用天线设计：无负载天线934

15.4.1 h＜？的铅垂单极天线934

15.4.3　h＞？-λ的铅垂单极天线937

15.4.4　折叠单极天线938

15.5 广播天线939

15.5.1 引言939

15.5.2 LF广播天线940

15.5.3　抗衰落天线940

15.5.4　定向天线阵942

15.5.5 再辐射引起的MF广播天线方向图的畸变945

15.6　便携式和移动式天线952

15.6.1 VLF/LF飞机导线天线952

15.6.2　地面上的对称振子天线953

15.6.3 移动式电小鞭状天线954

15.6.4 天线同它们的载体的相互影响955

15.6.5 电小天线的调谐和匹配957

15.7 长线天线、对称振子和环形天线958

15.7.1 行波天线958

15.7.2 倒V形对称振子天线960

15.7.3 半△环形天线960

15.8 接收天线961

15.9 实用天线的设计963

15.9.1 拉线式无线电天线杆963

15.9.2 拉线式天线杆的底座绝缘子963

15.9.3　拉线应力绝缘子966

15.9.4 顶负载设计969

15.9.5 天线调谐单元969

15.9.7 在两个MF频率上馈电的单塔辐射器972

15.9.6 天线调谐单元的构造972

15.9.8　独一无二的发射台974

15.10　参考文献976

第十六章 高频天线981

16.1 高频引言981

16.1.1 高频传播981

16.1.2　高频信号的特性984

16.2 高频下的地面987

16.2.1 地面反射987

16.2.2　地面的改善989

16.3 非谐振高频天线990

16.3.1 长线天线990

16.3.2 V形天线991

16.3.3 菱形天线992

16.3.4 贝弗莱日（Beverage）天线993

16.4 谐振高频天线994

16.4.1 单极天线994

16.4.2 偶极子和缝隙天线996

16.4.3　环形天线997

16.5 定向高频天线阵998

16.5.1 端射天线阵998

16.5.2　边射天线阵999

16.5.3 圆形天线阵1005

16.6 对数周期高频天线1006

16.6.1 早期的对数周期天线1006

16.6.2　对数偶极子天线1007

16.6.3　对数天线阵1010

16.7 非正统的高频天线1011

16.7.1 高频喇叭天线1011

17.4.10　在载体上测量的方法1012

16.7.2　高频线栅透镜天线1012

16.8 移动设备使用的高频天线1013

16.8.1 适用于陆地车辆的高频天线1013

16.8.2　机载高频天线1014

16.8.3　船用高频天线1016

16.9 高频天线设计1017

16.9.1 理论上的设计技术1017

16.9.2 按比例缩小造型技术1017

16.9.3 高频天线性能的测试1018

16.9.4 实用高频天线的设计1018

16.9.5　高频天线场地选择1020

16.10 参考文献1021

17.1.3　天线的分类1023

17.1.2 应用1023

第十七章 甚高频和超高频天线1023

17.1 引言1023

17.1.1　频段的定义1023

17.2 全向天线1024

17.2.1 单个阵元1024

17.2.2　叠层阵元1042

17.2.3　安装结构的影响1044

17.3 定向天线1044

17.3.1 非周期反射器1044

17.3.2　寄生单元1052

17.3.3　对数周期天线1056

17.3.4　螺旋天线1058

17.3.5　开槽圆柱体1060

17.3.6　单元的组合1060

17.3.7　重要设计参数1062

17.4　运载天线1063

17.4.1 天线定位方法1063

17.4.2 有限导电表面的影响1068

17.4.3　载体的约束1071

17.4.4　陆地载体1073

17.4.5　海上的载体1077

17.4.6 飞机1077

17.4.7　导弹和火箭1097

17.4.8　卫星1098

17.4.9 人和动物体上的天线1100

17.5 测位天线1105

17.5.1 归航系统1105

17.5.2 跟踪和测向系统1105

17.5.3 导航系统发射天线1111

17.6 介质加载天线1112

17.6.1 介质加载1112

17.6.2 介质置1115

17.7.1 定义1117

17.7 圆极化天线1117

17.7.2 阵元的组合1118

17.8 多元装置1120

17.8.1 一个天线对其它天线的影响1121

17.8.2 多波段天线1124

17.9 参考文献1125

第十八章 同轴传输线与同轴元件1129

18.1 引言1129

18.2 同轴传输线1129

18.2.1 频率极限1133

18.2.2 电压与热功率容量定额1134

18.2.3 屏蔽双线1135

18.3 明线传输线1137

18.4 各种平行传输线1143

18.4.1 各种形状的导体横截面1144

18.4.2 外壳式导体1145

18.4.3 带状或带状导体传输线1146

18.5 圆锥形的传输线1149

18.6 特性阻抗的计算1162

18.6.1 Z0表达式中的常量1162

18.6.2 Z0近似公式的有效范围1162

18.6.3 其它传输线的计算与估算Z0的方法1163

18.7 电缆最小干扰的布局1164

18.7.1 在同轴电缆之间的耦合1165

18.7.2 易受影响的屏蔽电路的互相屏蔽1169

18.8 同轴系统的连接1170

18.8.1 在连接处的不连续性1171

18.8.2 阻抗匹配段1171

18.9 平衡—不平衡的转换装置1173

18.10 功率分配器1176

18.10.1　环行圈1176

18.10.2　Bagley多边形1177

18.11．插头与插座或接触件1179

18.12 参考文献1180