天线与电波传播

目录
前言
第0章 绪论 1
0.1 天线概述 1
0.1.1 天线在无线电系统中的作用 1
0.1.2 天线的特性 2
0.1.3 天线的分类与内容 3
0.2 电波传播概述 4
0.2.1 无线电波频段的划分 5
0.2.2 电波的传播方式 6
0.2.3 电波传播的研究方法及其发展 6
第1章 天线基础知识 8
1.1 基本振子的辐射 8
1.1.1 电基本振子的辐射 8
1.1.2 磁基本振子的辐射 12
1.1.3 对偶定理 15
1.2 发射天线的特性参数 21
1.2.1 天线场区的划分和远场计算的近似公式 22
1.2.2 天线的辐射强度和辐射功率 24
1.2.3 辐射阻抗和输入阻抗 25
1.2.4 方向函数和方向图 27
1.2.5 天线的效率 31
1.2.6 天线的方向系数 32
1.2.7 天线的增益系数 35
1.2.8 天线的有效长度 37
1.2.9 天线的极化 38
1.2.10 作频带宽度 41
1.2.11 功率容量 41
1.3 接收天线理论 42
1.3.1 天线接收无线电波的物理过程 42
1.3.2 用互易定理分析接收大线 43
1.3.3 接收天线的参数 46
1.4 自由空间的对称振子 55
1.4.1 对称振子的电流分布 55
1.4.2 对称振子的辐射场和辐射强度 57
1.4.3 对称振子的方向函数 58
1.4.4 对称振子的辐射功率、辐射阻抗 60
1.4.5 对称振子的方向性系数 63
1.4.6 对称振子的输入阻抗 64
1.4.7 匹配与平衡不平衡变换 67
习题 69
第2章 天线阵的分析与综合 72
2.1 天线阵的基础知识及应用 72
2.1.1 天线阵的方向性 72
2.1.2 天线阵的阻抗 80
2.1.3 折合振子 87
2.2 导电地面对附近天线性能的影响 89
2.2.1 无限大理想导电平面上天线性能的分析 89
2.2.2 理想导电地面上的垂直接地天线 94
2.2.3 有限电导率地面对天线性能的影响 96
2.2.4 有限尺寸金属面上的直立天线 98
2.3 一般直线阵 99
2.3.1 阵因子 99
2.3.2 波瓣立体角 100
2.3.3 方向性系数 100
2.4 线性相位渐变等间距线阵 101
2.4.1 阵因子 101
2.4.2 通用方向函数的特点 103
2.4.3 间距d的取值 103
2.5 均匀激励等间距线阵 104
2.5.1 阵因子 104
2.5.2 *大辐射方向 104
2.5.3 半功率波瓣宽度 105
2.5.4 零功率波瓣宽度 106
2.5.5 副瓣电平 106
2.5.6 通用方向函数的特性 107
2.6 典型常用均匀激励等间距线阵 109
2.6.1 边射阵 109
2.6.2 普通端射阵 111
2.6.3 汉森-伍德沃德端射阵 112
2.6.4 相控阵 115
2.7 非均匀激励等间距线阵 117
2.8 道尔夫-切比雪火线阵法 120
2.8.1 切比雪夫多项式 121
2.8.2 对称激励等间距边射阵的阵因子 122
2.8.3 阵因子的切比雪夫表达式 123
2.8.4 线阵的道尔夫切比雪夫线阵法设计 124
2.9 平面阵 126
习题 130
第3章 驻波天线 133
3.1 水平对称天线 133
3.1.1 水平对称振子 133
3.1.2 宽频带对称振子 134
3.1.3 V形对称振子 134
3.1.4 蝙蝠翼天线 136
3.1 水平全向天线 136
3.2 引向天线 140
3.2.1 无源振子，反射器与引向器 140
3.2.2 引向天线的电参数 142
3.2.3 引向天线的设计 143
3.2.4 背射天线 144
3.3 直立天线 145
3.3.1 直立接地天线 145
3.3.2 其他类型的直立天线 148
3.4 环天线 151
3.4.1 小环天线 151
3.4.2 电流为驻波分布的大环 152
习题 154
第4章 宽带天线 155
4.1 行波单导线及菱形天线 156
4.1.1 行波单导线的辐射 156
4.1.2 菱形天线 158
4.2 螺旋天线 160
4.2.1 螺旋天线的基本构成 160
4.2.2 法向模螺旋天线 161
4.2.3 轴向模螺旋天线 162
4.3 双锥天线 165
4.3.1 无限双锥天线 165
4.3.2 有限双锥天线 167
4.4 套筒天线 167
4.5 非频变天线 169
4.5.1 非频变天线的基本概念 169
4.5.2 平面螺旋天线 169
4.5.3 对数周期天线 172
习题 175
第5章 面状天线 176
5.1 等效原理和面元的辐射场 176
5.1.1 惠更斯原理 177
5.1.2 等效原理 178
5.1.3 面元的辐射场 179
5.2 口面场的一般表达式 182
5.3 口面场辐射特性的一般分析 183
5.3.1 口面场均匀分布的矩形口面 183
5.3.2 口面场振幅沿x轴余弦分布的矩形口面 185
5.3.3 口面场均匀分布的圆形口面 186
5.3.4 面状天线的方向系数和口面利用系数 187
5.3.5 同相口面场的特性 188
5.4 喇叭天线 188
5.4.1 喇叭天线的种类、结构和特点 188
5.4.2 喇叭天线口面上的振幅和相位分布 189
5.4.3 矩形喇叭的*佳尺寸配合 191
5.4.4 喇叭天线的方向性系数和口面利用系数 191
5.4 喇叭天线的设计 194
5.5 抛物而天线 196
5.5.1 抛物面的几何特性 197
5.5.2 口面场分布 198
5.5.3 抛物面天线的方向性系数和增益系数 200
5.5.4 馈源 201
5.6 卡塞格伦天线 202
5.6.1 工作原理 202
5. 6.2 卡塞格伦天线的辐射特性 205
5.6.3 卡塞格伦天线的主要优缺点 205
5.6.4 其他形式的反射面天线 206
习题 206
第6章其他类型天线及天线在各种系统中的应用 208
6.1 缝隙天线 208
6.1.1 理想缝隙天线 208
6.1.2 缝隙天线 210
6.2 微带天线 213
6.2.1 微带天线的结构和特点 213
6.2.2 矩形微带天线单元的主要特性 214
6.2.3 微带天线的应用 218
6.3 智能天线 220
6.3.1 智能天线的分类 220
6.3.2 智能天线的结构 221
6.3.3 智能天线的基本原理 222
6.3.4 智能天线对系统性能的改善 223
6.4 天线的应用 224
6.4.1 通信天线 224
6.4.2 电视天线 229
6.4.3 雷达天线 229
习题 231
第7章 电波传播的基础知识 232
7.1 自由空间电波传播 232
7.1.1 电波存自由空间中传播的场强 232
7.1.2 接收天线的输出功率 233
7.1.3 自由空间电波传输的损耗 233
7.2 媒质中的电波传播 234
7.2.1 传输媒质财电波传播的影响 234
7.2.2 接收天线的输出功率和接收点场强的计算 236
7.3 电波传播的菲涅尔区 237
7.3.1 菲涅尔带 238
7.3.2 菲涅尔区 240
7.3.3 传播主区 242
习题 243
第8章 空间波传播 244
8.1 平地面上空间波场强的计算 244
8.2 地形、地质对空间波传播的影响 248
8.2.1 地形的影响 248
8.2.2 地质的影响 252
8.3 地球曲率对空间波传播的影响 253
8.3.1 视线距离 253
8.3.2 地球凸起高度 254
8.3.3 天线的等效高度 254
8.3.4 球形地面有效反射区的估算 255
8.3 j 球面反射对电波传播的影响 256
8.3.6 传播余隙 257
8.4 低空大气层对空间波的影响 258
8.4.1 对流层 258
8.4.2 对流层对空间波的折射 258
8.4.3 等效地球半径 259
8.4.4 折射的分类 261
8.5 地面移动通信中的电波传播 262
8.5.1 地面移动通信中的电波传播特点 262
8.5.2 地面移动通信中的场强预测 264
习题 268
第9章 地面波传播 270
9.1 地球表而的电特性 270
9.2 地波的传播特性 273
9.2.1 她波传播的场结构 273
9.2.2 地表面波的传播特性 275
9.3 地表而波场强的计算 276
9.3.1 半导电平面地面上地波场强的计算 276
9.3.2 考虑其他影响因素时地波场强的计算 278
9.4 天线地场的性质对电波传播的影响 282
习题 283
第10章 天波传播 284
10.1 电离层 284
10.1.1 电离层的形成 284
10.1.2 电离层的结构 285
10.1.3 电离层的变化规律 285
10.2 电离层的介电特性 287
10.2.1 均匀电离气体的介电特性 287
10.2.2 电离层的色散性 289
10.2.3 电离层的导电特性 290
10.2.4 电离层的各向异性 290
10.3 电波在电离层中的传播 291
10.3.1 反射条件 291
10.3.2 电离层的临界频率与*大反射频率 293
10.4 电波在电离层中的传播吸收 294
10.4.1 电离层对电波的吸收 294
10.4.2 天波传播中的*低可用频率 296
10.5 短波天波传播 296
10.5.1 短波天波的传输模式 296
10.5.2 短波天波的传输特性 297
10.5.3 接收点场强的计算 303
10.5.4 短波天波传播工作频率的选择 303
10.6 中波传播 304
习题 305
第11章 外层空间传播 306
11.1 外层空间电波的传播特性 306
11.1.1 频率选择 306
11.1.2 大气、降雨的吸收损耗 306
11.1.3 射线在大气中的弯曲和仰角偏移 310
11.1.4 极化平面的法拉第旋转 311
11.2 卫星通信系统传播损耗的计算 312
习题 314
习题答案 315
参考文献 318