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张强 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118090734

商品编码：29754288889

包装：精装

出版时间：2014-01-01

图书基本信息
图书名称	天线罩理论与设计方法
作者	张强
定价	128.00元
出版社	国防工业出版社
ISBN	9787118090734
出版日期	2014-01-01
字数
页码
版次	1
装帧	精装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

《天线罩理论与设计方法(精)》主要阐述天线罩的基本原理、用途、分析技术、设计方法以及外天线罩的发展动态和*技术，旨在推广天线罩的新技术，提高自主创新能力。各章节对天线罩电信、结构、仿真设计、测试验证、材料、工艺制造等方面具有很强的指导性。 　　《天线罩理论与设计方法(精)》技术先进、叙述严谨、层次清晰、实用性强，适合从事天线罩研究与使用的技术人员及相关专业的大专院校师生阅读。

作者简介

目录

第l章引论 1.1 天线罩的基本概念 1.2 天线罩的分类 1.3 天线罩技术发展简史 1.4 天线罩的性能要求 1.4.1 基本要求 1.4.2 环境适应性要求 1.4.3 典型指标 1.5 天线罩技术的特点 1.6 天线罩技术简介 1.6.1 电信设计分析技术 1.6.2 电性能测试技术 1.6.3 结构设计分析技术 1.6.4 材料和制造方法 1.7 本书各章节内容简介 参考文献 第2章天线罩理论分析基础 2.1 天线罩电信分析技术概貌 2.2 电磁场和电磁波的基本规律 2.2.1 麦克斯韦方程组 2.2.2 波动方程和电磁波 2.2.3 亥姆霍兹方程和口径积分 2.2.4 斯特拉顿一朱兰成公式和表面积分 2.3 平面波在无限大多层介质中的传输和反射 2.3.1 平面波的反射与折射 2.3.2 单层介质平板的传输和反射 2.3.3 多层介质平板的传输和反射 2.4 几何光学方法 2.4.1 射线跟踪方法 2.4.2 计算过程 2.4.3 分析实例 2.5 物理光学方法 2.5.1 物理光学原理 2.5.2 口径积分一表面积分方法 2.5.3 虚拟源曲面口径积分方法 2.5.4 平面波谱一表面积分方法 2.5.5 光学方法的适用范围 2.6 矩量法 2.6.1 矩量法的基本原理 2.6.2 快速多极子技术 2.6.3 介质壳体的RCs的矩量法分析 2.7 感应电流率及其计算方法 2.7.1 感应电流率定义 2.7.2 感应电流率的矩量法分析 2.7.3 感应电流率的虚拟源法分析 2.8 复射线方法 参考文献 第3章地面雷达天线罩 3.1 概述 3.2 空间骨架天线罩对天线性能的影响 3.3 空间骨架天线罩设计技术 3.3.1 球面分块技术 3.3.2 板块连接技术 3.3.3 连接调谐技术 3.3.4 其他 3.4 设计举例 3.4.1 空间介质骨架天线罩设计 3.4.2 空间金属骨架天线罩设计 3.4.3 刚性壳体天线罩设计 参考文献 第4章机载火控雷达天线罩 4.1 概述 4.2 特点分析 4.2.1 雷达系统要求 4.2.2 雷达天线罩外形要求 4.2.3 雷达天线罩的空速管 4.3 罩壁设计 4.3.1 机载火控雷达天线罩设计中的特殊问题 4.3.2 罩壁结构选择 4.4 变厚度设计举例 4.5 空速管影响分析 4.5.1 概述 4.5.2 MoM和PO混合分析模型 4.5.3 带空速管的天线罩的MoM／PO分析 4.5.4 MoM／PO分析与PO分析的比较 4.6 雷电防护 4.6.1 雷电基本知识 4.6.2 雷电分流条 4.6.3 分流条的布置 4.6.4 分流条对天线罩电性能的影响分析 参考文献 第5章机载预警雷达天线罩 5.1 概述 5.2 天线罩对面阵天线影响分析 5.2.1 AI—SI方法的收敛性 5.2.2 仿真与实验结果的比较 5.2.3 反射瓣与直射瓣的矢量叠加 5.3 天线罩对线阵影响分析 5.3.1 偏平椭球雷达天线罩对罩内单元的影响 5.3.2 偏平椭球雷达天线罩对罩内SSR线阵的影响 5.3.3 天线极化改变后偏平椭球雷达天线罩对 罩内SSR线阵的影响 5.4 维修孔对低副瓣阵列影响分析 5.5 变厚度夹层设计 5.6 设计举例 5.6.1 口径天线偏平椭球雷达天线罩设计 5.6.2 全辐射口径偏平椭球雷达天线罩设计 参考文献 第6章宽带天线罩 6.1 概述 6.2 宽带夹层设计 6.3 宽带天线罩的仿真 6.3.1 AI-SI-AG分析方法 6.3.2 算法收敛性 6.3.3 仿真与试验结果的比较 参考文献 第7章采用频率选择表面的隐身天线罩 7.1 引言 7.1.1 隐身的意义 7.1.2 天线罩的隐身作用 7.2 FSS隐身天线罩的评估 7.2.1 雷达散射截面 7.2.2 金属天线罩的RCS 7.3 无限周期阵列FSS基本概念 7.3.1 F10quet定理和Floquet模 7.3.2 FSS的栅瓣和布喇格瓣 7.3.3 FSS的分析方法 7.4 模式匹配法 7.4.1 基于脉冲基函数的模式匹配法 7.4.2 基于波导模的模式匹配法 7.4.3 基于边界积分一谐振模展开法 7.5 广义散射矩阵 7.6 互导纳法 7.6.1 二维无限大周期结构单元上的散射场 7.6.2 二维无限大周期结构单元的自阻抗 7.6.3 二维无限大周期结构的传输系数和反射系数 7.6.4 Fss单元缝与振子单元的对偶关系 7.6.5 计算实例 7.6.6 几个重要的结论 7.7 谱域矩量法 7.8 等效电路法 7.8.1 单方环FSS等效电路法分析 7.8.2 双方环FSS等效电路法分析 7.9 FSS天线罩设计基础 7.9.1 不同单元FSS的性能 7.9.2 不同夹层FSS的性能 7.9.3 FSS天线罩电性能分析方法 7.1 0FSS天线罩的RCS 7.10.1 天线罩RCS概述 7.10.2 频选天线罩RCS的特性 7.10.3 天线罩内置天线时的RCS 7.10.4 天线罩与机身连接时的Rcs 参考文献 第8章吸收及可控频率选择表面 8.1 概述 8.2 电阻贴片型吸收体 8.2.1 Salisbury屏 8.2.2 贴片型FSS吸收表面 8.3 电控频率选择吸收表面 8.3.1 电控FSS吸收表面原理 8.3.2 由电阻加载的振子构成的电控频率吸收表面 8.3.3 由电阻加栽的方环构成的电控频率吸收表面 8.4 透过型电控频率选择表面 8.4.1 单层电控频率选择表面 8.4.2 双层电控频率选择表面 参考文献 第9章天线罩测试技术 9.1 等效平板测试 9.1.1 存在空间驻波时的真值求解方法 9.1.2 背景对消技术 9.2 材料介电参数测试 9.2.1 谐振腔法 9.2.2 波导法和自由空间法 9.2.3 开腔法 9.3 电厚度测试 9.3.1 基于布儒斯特角的双喇叭测试法 9.3.2 单喇叭反射法 9.4 天线罩厚度测试 9.5 感应电流率测试 9.6 天线罩性能测试 9.6.1 远场测试方法 9.6.2 近场测试方法 9.6.3 压缩场测试方法 9.7 天线罩测试专用转台和扫描架 9.7.1 转台 9.7.2 扫描架 9.8 天线罩性能测试误差分析 9.8.1 概述 9.8.2 近场测量误差 9.8.3 天线罩传输效率测试误差 9.8.4 天线罩瞄准误差的测试 参考文献 0章天线罩力学和材料工艺基础 10.1 天线罩力学性能 10.1.1 天线罩力学性能分析、设计和试验 10.1.2 材料力学基础 10.2 聚合物复合材料及工艺 10.2.1 复合材料的介电常数 10.2.2 增强纤维 10.2.3 树脂基体 lO.2.4 夹芯材料 10.2.5 成形工艺 10.3 陶瓷基复合材料及工艺 10.3.1 陶瓷基复合材料 10.3.2 陶瓷基增强材料 10.4 钢膜结构材料 10.5 表面防护涂层 10.5.1 防雨蚀涂层 10.5.2 抗静电涂层 参考文献 缩略语

编辑推荐

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文摘

序言

《天线罩理论与设计方法》：探索高性能结构与电磁波的和谐交融 在现代科技飞速发展的浪潮中，天线作为信息传输的“耳朵”和“嘴巴”，其性能的优化和稳定运行至关重要。而天线罩，作为保护天线免受外部环境影响的关键部件，其设计的好坏直接关系到天线的电磁辐射效率、信号接收灵敏度以及整体结构的可靠性。本书《天线罩理论与设计方法》正是这样一本深入剖析天线罩核心理论，并提供详实设计方法的权威著作。它并非仅仅罗列技术细节，而是致力于揭示天线罩设计背后深刻的物理原理，以及如何在复杂工程实践中实现电磁性能与结构强度的完美平衡。 一、 天线罩的定义与重要性：不仅仅是防护壳 首先，我们需要明确天线罩的本质。它并非简单意义上的保护壳，而是一个高度集成的功能性部件。其首要任务是为天线提供物理保护，抵御风、雨、雪、冰、沙尘、腐蚀性介质，甚至极端情况下的碰撞和撞击。这些外部因素，如果直接作用于天线本身，轻则影响天线的工作状态，重则导致天线损坏，进而中断通信。 然而，天线罩的功能远不止于此。在通信系统中，电磁波的传播是核心。天线罩的材料和结构设计，必须尽可能地降低对天线电磁性能的影响，甚至在某些情况下，还需要通过特殊设计来增强或调控电磁波的传播特性。这就要求天线罩的设计者必须同时具备结构力学和电磁场理论的深厚知识。 例如，在航空航天领域，天线罩需要在高速飞行中承受巨大的气动载荷和温度变化，同时要保证雷达、通信天线等关键设备的正常工作。在舰船领域，天线罩需要抵抗海水的腐蚀和盐雾的侵蚀，并能承受海洋环境的严酷考验。在地面通信基站，天线罩则需要考虑防雷击、防鸟击等问题。在这些应用场景下，天线罩的设计直接关系到通信系统的可靠性和工作寿命，其重要性不言而喻。 二、 核心理论基石：结构力学与电磁学深度融合 本书的精髓在于其对天线罩设计背后理论的系统性阐述。它从结构力学的角度出发，深入探讨了各种天线罩形状（如球形、锥形、钝锥形、异形等）在不同载荷作用下的应力分布、变形规律以及稳定性问题。书中详细介绍了有限元分析（FEA）等数值计算方法在结构设计中的应用，帮助读者理解如何通过数值模拟来预测和优化天线罩的结构性能，确保其在预期的工作环境下能够安全可靠地运行。 更具挑战性的是，天线罩的设计必须兼顾电磁性能。这意味着天线罩材料的选择和结构的设计，都必须考虑其对电磁波的透过性、反射性、散射性以及相控阵天线罩可能需要的电磁隐身能力。本书将系统介绍电磁波与介质相互作用的基本原理，包括波的反射、折射、吸收、衍射等现象。读者将了解到不同介电常数、损耗因子和磁导率的材料对电磁波的影响，以及如何根据天线的频段和工作要求来选择合适的罩体材料。 书中尤其强调了“电磁散射”在天线罩设计中的重要性。理想的天线罩应该像“隐形衣”一样，对天线的电磁辐射几乎没有影响。然而，任何材料和结构都会对电磁波产生一定的散射，这种散射会导致信号的衰减、方向图的畸变，甚至产生寄生旁瓣，严重影响天线的整体性能。因此，本书将深入分析天线罩的几何形状、表面粗糙度、材料界面以及内部结构等因素如何影响电磁散射，并提供抑制或控制散射的有效设计策略。 三、 设计方法与实践：从理论到工程的转化 理论知识的掌握是基础，而将其转化为实际可行的设计方案则是关键。本书在理论阐述的基础上，提供了丰富的设计方法和工程实践指导。 材料选择与分析： 书中会详细介绍各种适用于天线罩的先进复合材料，如玻璃纤维增强塑料（GFRP）、碳纤维增强塑料（CFRP）、芳纶纤维增强塑料（AFRP）等。同时，也会探讨金属材料、陶瓷材料以及新型智能材料在特定应用中的潜力。读者将学习如何评估这些材料的力学性能（强度、刚度、韧性、耐疲劳性）、耐候性（耐高温、低温、紫外线、化学腐蚀）以及电磁性能（介电常数、损耗角正切、透波系数）。 结构设计与优化： 本书将介绍不同结构形式的天线罩设计，包括单层壳体、双层壳体、夹层结构、蜂窝结构等。每种结构形式都有其独特的优势和适用场景。例如，夹层结构和蜂窝结构可以有效地提高结构的刚度和强度，同时减轻重量，这对于航空航天和高速移动平台尤为重要。书中还会探讨加强筋、骨架等结构元素的优化设计，以达到减重增强的目的。 电磁设计与仿真： 针对电磁性能的设计，本书将重点介绍如何利用电磁仿真软件（如HFSS、CST等）对天线罩进行电磁性能分析。读者将学习如何建立精确的天线罩模型，导入天线模型，并在不同频率和入射角度下进行仿真计算，评估天线罩对天线增益、方向图、阻抗匹配以及交叉极化等关键参数的影响。书中还将介绍一些特殊的电磁设计技术，如阻抗匹配层、吸波材料的应用、表面精密加工等，以进一步优化天线罩的电磁性能。 制造工艺与质量控制： 优秀的理论设计需要可靠的制造工艺来保证。本书将简要介绍天线罩常用的制造方法，如手糊成型、真空导入、缠绕成型、模压成型等。同时，也会强调制造过程中的质量控制环节，包括原材料检验、工艺参数控制、尺寸精度检测、无损检测（NDT）等，以确保最终产品能够达到设计要求。 四、 案例分析与前沿展望：理论指导下的实践探索 为了帮助读者更直观地理解抽象的理论和复杂的设计流程，本书会包含多个实际应用案例的分析。这些案例将涵盖不同领域的天线罩设计，例如： 航空航天领域： 高速飞行器雷达罩的设计，考虑气动加热、高过载以及宽频电磁透过性。 国防军事领域： 舰载雷达罩的抗腐蚀、抗冲击以及电磁隐身设计。 通信基站领域： 移动通信基站天线罩的低成本、高可靠性以及易于安装设计。 其他领域： 如卫星天线罩、车辆车载天线罩等，展示天线罩设计的多样性和通用性。 通过对这些案例的深入剖析，读者可以学习到实际设计中遇到的挑战，以及如何运用书中提供的理论和方法来解决这些问题。 此外，本书还会对天线罩设计的前沿技术进行展望，例如： 智能天线罩： 集成传感、自适应控制等功能的智能化天线罩，能够实时监测环境变化并调整自身性能。 新型材料应用： 如超材料、仿生材料在天线罩设计中的应用，以实现更优越的电磁和结构性能。 3D打印技术： 在复杂形状天线罩制造中的应用潜力，以及如何利用3D打印实现个性化定制和快速原型制造。 五、 结语：通往高性能天线系统的桥梁 《天线罩理论与设计方法》不仅仅是一本技术手册，更是一部引导读者深入理解天线罩设计奥秘的宝典。它系统地梳理了结构力学与电磁学两大理论体系在天线罩设计中的交汇点，并提供了从理论到实践的完整设计流程。阅读本书，将使读者深刻认识到，一个优秀的天线罩，是结构工程师与电磁工程师智慧的结晶，是材料科学与制造工艺的完美融合。它为天线系统的高性能、高可靠性运行奠定了坚实的基础，是所有致力于信息技术、通信工程、航空航天等领域专业人士不可或缺的参考。通过本书的学习，您将能够更加自信地应对天线罩设计的各种挑战，为构建更先进、更强大的通信系统贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和排版也值得称赞。作为一本技术专著，它采用了大开本印刷，这对于需要对照大量公式和结构图的读者来说简直是太友好了。很多专业书籍为了节省成本，把图表印得密密麻麻，看着就头疼，但这本科学出版社的版本，字里行间留有足够的呼吸空间，阅读体验非常舒适。内容上，这本书的深度和广度达到了一个令人敬佩的平衡点。它没有局限于传统的平面波入射模型，而是深入探讨了掠角入射和宽波束扫描时的性能衰减问题，这在现代多功能相控阵雷达设计中是绕不开的难点。特别是在“非线性效应与高功率环境下的材料选择”这一章节，我找到了很多其他文献中缺失的实测数据和经验教训。作者对材料的疲劳特性和老化过程的讨论，体现了其长期的工程实践积累。对于研究生或者刚入行的年轻工程师而言，这本书提供了从理论到工程实践的完整闭环视角，让你知道哪些设计权衡是必须付出的代价，哪些优化是可以追求的理想状态。

评分☆☆☆☆☆

我是一名高校教师，主要负责电磁场与微波技术课程的教学工作。在寻找合适的教材时，我总是希望找到一本既有扎实的理论基础，又紧跟行业最新发展的著作。这本书恰好满足了我的要求。它对数值计算方法的应用，如FDTD和MoM在天线罩分析中的具体实现细节，讲解得非常细致到位，甚至附带了部分算法伪代码，这极大地便利了我的课程设计，可以直接将这些内容融入到上机实践环节。不同于某些侧重于某一种特定材料（比如全介质或吸波材料）的专著，这本书对不同体制（透波、隐身、电磁兼容）天线罩的设计原则进行了全面的对比分析，使得学生能够建立起宏观的知识框架。此外，作者在讨论设计公差和制造误差对系统性能影响时，所采用的统计学方法非常专业和实用，这往往是理论教材容易忽略，但在实际工程中至关重要的一环。这本书无疑是未来几年内，相关专业研究生培养和工程人员进修的必备参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本《天线罩理论与设计方法》简直是为射频工程师量身定做的宝典！我最近在处理一个高精度雷达项目，对天线罩的电磁兼容性和隐身性能要求极高。市面上很多资料要么过于理论化，公式堆砌，要么就是工程经验的简单罗列，缺乏系统性。这本书的厉害之处在于，它完美地搭建了从基础电磁场理论到复杂结构优化设计的桥梁。开篇对介质材料的电磁特性分析得非常透彻，特别是对非均匀复合材料的建模，简直是细节控的福音。我尤其欣赏作者在描述阵列天线罩时，引入了大量的实际工程案例和对应的仿真结果对比，这对于我们实际工作中快速定位问题、调整设计参数至关重要。书中的插图清晰、图表详实，即便是初次接触复杂罩形设计的工程师，也能通过它循序渐进地掌握设计流程。更难得的是，它还涉及了最新的超材料和智能变迹天线罩的概念，显示出作者深厚的学术背景和对前沿技术的敏锐把握。阅读过程中，我时不时会停下来，对照我们正在使用的CAD和EMC仿真软件，那种豁然开朗的感觉，让人对接下来的工作充满了信心。这本书绝对是我工作台面上最常翻阅的工具书之一，它的价值远超其定价。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我买这本书本来是抱着试试看的心态，因为我对这种偏硬核的专业书籍通常都有点“畏高症”，生怕全是晦涩难懂的数学推导。没想到，这次的体验出乎意料的好。作者的叙事方式非常平易近人，他似乎很清楚读者在学习过程中的知识盲点在哪里。比如在讲解散射截面（RCS）的计算时，他没有直接跳到复杂的积分方程，而是先用类比的方式解释了物理意义，然后再逐步引入数学模型，这种“庖丁解牛”式的拆解，让原本抽象的概念变得具体可感。我发现，书中的一些章节，比如关于频散和温度对介质性能影响的分析，简直是为特定气候环境下工作的人员准备的“保命符”。它不仅仅告诉你“怎么做”，更重要的是告诉你“为什么这么做”以及“这样做会有什么后果”。我印象最深的是关于如何通过优化罩体厚度和层间距来控制特定波段的反射损耗，作者提供了一个非常实用的迭代设计流程图，这个图本身就值回票价了。读完这本书，我感觉自己对天线罩设计不再是“依葫芦画瓢”，而是真正掌握了背后的设计哲学。

评分☆☆☆☆☆

说句实在话，这本书的价值在于它打破了理论与实践之间的壁垒。我刚开始接触天线罩设计时，总感觉理论模型和实际测量结果之间存在一个巨大的“黑箱”。读完这本《天线罩理论与设计方法》之后，我才明白这个“黑箱”主要由非理想边界条件、复杂的环境耦合以及材料的微观不均匀性构成。作者在关于“极端天气条件对天线性能影响”的章节中，详细分析了雨滴、冰雪覆盖下的介质常数变化模型，以及如何通过优化罩体表面涂层来应对这些环境挑战。这部分内容非常贴合我们航空航天领域对可靠性的苛刻要求。书中的表格数据非常详尽，尤其是不同频率下常见材料的损耗因子变化曲线，我可以直接引用到我的项目文档中，省去了大量的重复查阅和计算工作。总而言之，这本书的贡献在于它提供了一套严谨、系统且高度实用的设计方法论，对于每一个希望在天线罩领域做出实质性贡献的工程师来说，它都是一本不可多得的指路明灯。