天线工程手册 聂在平 9787564721664 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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聂在平 著

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• 电磁场
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• 天线设计
• 聂在平
• 高等教育

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出版社： 电子科技大学出版社

ISBN：9787564721664

商品编码：29346296589

包装：精装

出版时间：2014-07-01

图书基本信息
图书名称	天线工程手册
作者	聂在平
定价	680.00元
出版社	电子科技大学出版社
ISBN	9787564721664
出版日期	2014-07-01
字数
页码	1534
版次	1
装帧	精装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

《天线工程手册》既包含了天线理论和技术基础的各个主要方面，如基本概念、电磁场基本理论、电磁辐射原理及相关分析方法等：也按照工程分类方法对各大天线门类，包括线天线、口径天线、阵列天线等进行了全面、深入的归纳；同时，结合实际应用需求，整理了若干类不同用途的天线，包括通信、雷达、测向等各类应用的天线形式及相关设计方法；另外，还单独开列了天线散射、天线测量等方面的专题。为使《天线工程手册》在生产、科研活动中能体现出较高的应用效率，《天线工程手册》淡化了过程推导，重点对各类天线的基本原理、设计方法、电性能、相关参数影响等进行归纳总结，并力求以公式、图表、曲线等方式展现出来，让读者更容易借鉴和使用。同时，也给出了大量的实例供读者在设计时参考。

作者简介

目录

编辑推荐

文摘

序言

《天线工程手册》 引言 在现代通信技术飞速发展的今天，天线作为连接无线电波传输与接收的关键节点，其重要性不言而喻。从卫星通信、移动通信到无线局域网、雷达系统，再到日益增长的物联网应用，天线无处不在，是实现信息高效、可靠传输的基石。随着通信系统复杂度和性能要求的不断提升，对天线的设计、分析、制造和测试也提出了越来越高的要求。传统的经验设计方法已难以满足现代工程的需求，精细化的理论分析、先进的仿真工具以及创新的设计理念成为了天线工程领域不可或缺的部分。 《天线工程手册》是一部系统、详尽地阐述天线工程理论与实践的著作。本书旨在为从事天线设计、开发、研究和应用的相关工程技术人员、科研人员以及高等院校相关专业学生提供一本权威、实用的参考资料。本书内容全面，涵盖了天线工程的各个关键方面，从基本概念到前沿技术，从理论推导到实际应用，力求为读者构建一个清晰、完整的知识体系。 第一部分：天线基础理论 本部分将深入探讨天线的基本原理和核心概念，为理解后续更复杂的天线设计打下坚实的基础。 1. 电磁波与辐射场： 介绍电磁波的产生、传播机制，以及天线作为电磁波辐射源的工作原理。详细阐述近区场、远区场特性，以及瞬时辐射强度、平均功率密度等关键概念。 2. 天线的参数与性能指标： 系统介绍评价天线性能的各项关键参数，包括： 方向图（Radiation Pattern）： 详细阐述全向、定向、宽带、窄带方向图的形态及其物理意义。解释主瓣、副瓣、零点等概念，以及方向图的测量与分析方法。 增益（Gain）与效率（Efficiency）： 深入理解天线增益的定义，区分绝对增益和相对增益，以及其与方向性和输入功率的关系。详细讲解天线的辐射效率、介质损耗效率和导体损耗效率，以及总效率的计算。 输入阻抗（Input Impedance）与电压驻波比（VSWR）： 阐述天线输入阻抗的匹配对于系统性能的重要性，介绍阻抗匹配的原理和方法。详细讲解电压驻波比（VSWR）的定义、计算及其与阻抗匹配的关系。 带宽（Bandwidth）： 定义不同类型天线的带宽，如增益带宽、阻抗带宽、方向图带宽等，并分析影响天线带宽的因素。 极化（Polarization）： 介绍线极化、圆极化、椭圆极化等不同极化方式，以及极化匹配对通信质量的影响。 孔径效率（Aperture Efficiency）： 适用于反射面天线等，介绍有效孔径的概念及其与天线性能的关系。 3. 天线理论基础： 麦克斯韦方程组在天线理论中的应用： 回顾并阐述麦克斯韦方程组作为电磁场理论基础，如何用于分析天线的辐射特性。 偶极子天线（Dipole Antenna）： 作为最基本的天线模型，详细分析无限长偶极子和有限长偶极子的辐射场、方向图、输入阻抗等特性。 单极子天线（Monopole Antenna）： 介绍单极子天线的工作原理，以及其与偶极子天线的关系，重点关注其在地平面上的应用。 环形天线（Loop Antenna）： 分析小尺寸环形天线和共振尺寸环形天线的辐射特性，以及其在某些特定应用中的优势。 其他基本天线模型： 简要介绍其他基础天线模型，如电荷模型、电流片模型等，为理解更复杂天线奠定基础。 第二部分：常见天线类型及其设计 本部分将重点介绍各种类型天线的结构、工作原理、设计方法以及适用场景，为读者提供实际应用指导。 1. 线天线（Wire Antennas）： 偶极子天线家族： 详述半波偶极子、全波偶极子、折叠偶极子（Folding Dipole）、V形天线、菱形天线（Rhombic Antenna）等。 单极子天线家族： 介绍地面天线（Ground Plane Antenna）、垂直偶极子、倒F天线（IFA, Inverted-F Antenna）、倒L天线（Inverted-L Antenna）等。 偶极子阵列： 分析增加偶极子数量如何改善天线性能，重点介绍均匀直线阵列、均匀面阵的馈电方式、方向图合成方法。 2. 孔径天线（Aperture Antennas）： 缝隙天线（Slot Antenna）： 阐述缝隙天线的工作原理，以及其与偶极子天线的互易性。重点介绍矩形缝隙天线、环形缝隙天线等。 平面波导天线： 介绍如何在波导上加载缝隙形成辐射单元，适用于雷达和通信阵列。 喇叭天线（Horn Antenna）： 作为最常用的定向天线之一，详细介绍不同类型的喇叭天线，如角喇叭、锥形喇叭、棱锥喇叭，以及其增益、波束宽度、旁瓣等参数的设计与优化。 透镜天线（Lens Antenna）： 介绍介质透镜和金属透镜天线的工作原理，及其在聚焦电磁波方面的应用。 3. 反射面天线（Reflector Antennas）： 抛物面反射天线（Parabolic Reflector Antenna）： 详细分析其聚焦原理，介绍馈源（Feeder）的类型（如偶极子、喇叭、螺旋天线等）及其与抛物面主面的匹配。重点介绍主聚焦（Prime Focus）和偏馈（Offset）结构。 卡塞格林天线（Cassegrain Antenna）和格雷戈里天线（Gregory Antenna）： 介绍二级反射面天线的结构和优势，如副面与主面的配合如何实现高增益和良好的旁瓣特性。 其他反射面天线： 简要介绍球形反射面、多反射面等特殊结构。 4. 微带天线（Microstrip Antennas）/印制天线（Printed Antennas）： 基本结构与原理： 介绍微带天线的基片、介质层、导体贴片等构成，以及其辐射机理。 常见类型： 重点介绍矩形贴片天线、圆形贴片天线、偶极子贴片天线、斑马条纹天线、贴片阵列等。 设计与优化： 讨论如何通过改变贴片尺寸、馈电方式（边缘馈电、探针馈电、微带线馈电）、加载技术（如缝隙加载、槽加载）来优化其阻抗、带宽和辐射特性。 宽带微带天线技术： 介绍如何设计宽带微带天线，如采用分形结构、贴片串联/并联、加载电感/电容等。 5. 阵列天线（Antenna Arrays）： 阵列理论： 介绍阵列因子（Array Factor）的概念，以及阵元幅度和相位分布对方向图的影响。 平面阵列： 详述均匀直线阵列、均匀面阵（矩形、圆形），以及行-列馈电方式。 相控阵（Phased Array）： 深入讲解其工作原理，如何通过改变阵元相位实现波束的快速扫描，以及其在雷达、通信等领域的重要应用。 波束形成（Beamforming）： 介绍数字波束形成和模拟波束形成技术。 稀疏阵列： 介绍如何通过减少阵元数量但保持性能的方法来降低成本和复杂度。 6. 特殊功能天线： 螺旋天线（Helical Antenna）： 介绍轴向模螺旋天线和法向模螺旋天线的结构和工作原理，以及其圆极化特性。 对数周期天线（Log-Periodic Antenna, LPA）： 介绍其宽带特性，适用于宽频带接收和发射。 印刷天线（Printed Antenna）： 包含上述微带天线，以及印刷偶极子、印刷八木天线等。 缝隙阵列天线（Slotted Array Antenna）： 介绍波导缝隙阵列和脊形缝隙阵列。 多功能天线： 如多模天线、极化可重构天线、智能化天线等。 第三部分：天线设计与分析工具 本部分将介绍用于天线设计、仿真和优化的各类先进工具和方法。 1. 电磁仿真软件： 介绍主流仿真软件： 如HFSS（High Frequency Structure Simulator）、CST（Computer Simulation Technology）、FEKO、ADS（Advanced Design System）等。 仿真方法： 详细介绍有限元法（FEM）、时域有限差分法（FDTD）、积分方程法（Method of Moments, MoM）等电磁仿真基本原理和在天线设计中的应用。 建模与网格划分： 介绍如何准确地构建天线模型，以及网格划分对仿真结果精度的影响。 参数扫描与优化： 讲解如何利用仿真软件进行参数扫描，寻找最优设计参数，以及内置的优化器功能。 结果后处理： 如何解读仿真得到的方向图、阻抗、驻波比、S参数等结果，并进行验证。 2. 天线测量技术： 近场测量（Near-Field Measurement）： 介绍近场测量的原理，以及如何从近场数据计算远场特性，其优势在于可以在实验室环境中精确测量天线性能。 远场测量（Far-Field Measurement）： 介绍典型的远场测量场景（如消声室、开阔场地），以及测量设备（如信号发生器、频谱分析仪、近场/远场测量仪）。 关键参数测量： 讲解如何测量天线的增益、方向图、极化、阻抗等。 测量误差分析： 讨论影响测量精度的因素，如环境干扰、设备校准、人员操作等。 3. 阻抗匹配技术： 阻抗匹配网络设计： 介绍匹配网络的理论基础，如史密斯圆图（Smith Chart）的应用。 常用匹配电路： 详述L型网络、λ/4变换器、多节匹配网络等。 匹配电路实现： 介绍使用集总元件（电感、电容）或分布元件（微带线、传输线）进行匹配。 自适应匹配： 简要介绍自动匹配技术。 第四部分：天线工程中的实际问题与解决方案 本部分将聚焦实际工程中遇到的挑战，并提供有效的解决方案。 1. 小型化天线设计： 物理尺寸限制： 讨论如何在保持性能的前提下减小天线尺寸，如采用加载技术（电感、电容）、折叠结构、分形结构、介质加载等。 多频带/宽带小型化： 探讨实现小型化多频带或宽带天线的设计策略。 2. 多天线系统与MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）： 天线间互耦（Mutual Coupling）： 讲解天线之间存在的互耦效应，以及其对系统性能的影响。 天线隔离度（Isolation）： 介绍提高天线隔离度的方法，如采用隔离结构、改变天线极化、优化天线间距等。 MIMO系统中的天线布局与设计： 探讨MIMO天线阵列的设计原则，以及如何优化天线布局以获得最佳的分集增益和复用增益。 3. 电磁兼容性（EMC）与天线： 天线辐射与敏感性： 分析天线在电磁兼容性方面可能存在的问题，如辐射超标、对外界电磁干扰的敏感性。 EMC设计考虑： 介绍在天线设计过程中应考虑的EMC因素，如屏蔽、滤波、接地等。 4. 新型材料与制造工艺： 高介电常数材料、低损耗材料： 介绍这些材料在天线设计中的应用，如何提高天线性能。 3D打印与增材制造： 探讨3D打印技术在天线制造中的优势，如实现复杂结构、快速原型制作。 柔性与可穿戴天线： 介绍适用于柔性电子设备、可穿戴设备的先进天线技术。 5. 特定应用场景下的天线设计： 移动通信天线： 手机天线、基站天线的设计特点。 雷达天线： 相控阵雷达天线、毫米波雷达天线等。 卫星通信天线： 碟形天线、相控阵卫星天线。 物联网（IoT）天线： 低功耗、小型化、集成化IoT天线设计。 医疗与生物医学天线： 植入式天线、生物传感器天线。 结论 《天线工程手册》力求以严谨的科学态度、丰富的工程实践和清晰的逻辑脉络，系统梳理天线工程领域的知识体系。本书的编写旨在为读者提供一个坚实的理论基础，掌握实用的设计方法，熟悉先进的分析工具，并应对实际工程中遇到的挑战。通过对本书的学习和应用，读者将能够更深入地理解天线的工作原理，更高效地进行天线的设计与优化，从而在各自的天线工程领域取得更大的成就。天线技术仍在不断发展，本书亦将作为一本活的参考，鼓励读者持续学习和探索，紧跟行业发展的步伐。

评分☆☆☆☆☆

老实说，拿到《天线工程手册》这本书，我最先关注的其实是它在实际应用方面的介绍。我一直对一些通信技术背后的原理很感兴趣，但很多技术文档都写得过于理论化，脱离了实际操作，看得很吃力。这本书在这方面做得挺好，它不仅介绍了理论知识，还大量篇幅涉及了各种天线的实际应用案例。比如，书中详细讲解了手机、Wi-Fi、雷达、卫星通信等不同领域所使用的天线类型，以及它们是如何工作的。我特别喜欢关于移动通信天线的部分，它解释了为什么在不同地点信号强度会有差异，以及基站天线是如何进行信号覆盖的。还有关于车载天线的部分，我也看得津津有味，了解到现在汽车上集成的各种天线，比如 GPS 天线、收音机天线、甚至是一些智能网联天线，都经过了精心的设计和优化，以保证信号的稳定和传输效率。书中的一些案例分析，比如某个区域信号不佳的原因探究，以及如何通过调整天线参数来改善通信效果，都让我觉得非常实用。虽然我没有机会亲自去设计或调试天线，但通过这些案例，我仿佛置身于实际工程现场，能感受到工程师们是如何运用专业知识解决实际问题的。这种理论与实践相结合的讲解方式，对于我这样想了解技术“落地”的读者来说，非常有吸引力。

评分☆☆☆☆☆

《天线工程手册》这本书，对我而言，是一次不小的挑战，但也带来不少收获。阅读过程中，我能感受到作者在技术深度上是有追求的，比如在讲解天线方向图、阻抗匹配、极化等概念时，都给了比较详尽的数学推导和理论阐述。对于我这个非专业人士来说，这些部分确实需要花费更多的时间和精力去理解。我不得不经常暂停下来，反复琢磨那些公式和图表，试图抓住其中的逻辑关系。有时候，我会感到力不从心，觉得那些公式像一串串密码，难以 decipher。但是，一旦我花时间去理解了某个关键概念，比如驻波比是如何影响天线效率的，或者不同阻抗匹配方法各自的优缺点，那种豁然开朗的感觉是非常 satisfying 的。书的另一个特点是，它在讲解一个新概念时，往往会先给出其在通信系统中的重要性，然后再深入介绍其原理，这样可以让我大致知道这个知识点的重要性，从而更有动力去钻研。虽然某些章节的深入探讨对我来说有些晦涩，但我可以根据自己的兴趣和理解能力，选择性地阅读。即使是那些我暂时无法完全理解的部分，也让我隐约看到了天线工程的严谨和复杂，这反而激发了我进一步学习的欲望。

评分☆☆☆☆☆

《天线工程手册》这本书，给我的感觉是，它在内容的广度和深度上都做得相当不错，虽然有些地方对于我这样的普通读者来说，可能显得有些“高冷”。它覆盖的天线类型非常丰富，从最基础的单极天线、偶极天线，到更复杂的阵列天线、微带天线，基本上涵盖了我们能接触到的绝大多数天线形式。让我印象深刻的是，书中对于每一种天线的介绍，都不仅仅停留在其名称和外观，而是会深入到其工作原理、性能指标、以及相关的设计考量。例如，在介绍相控阵天线时，书中详细阐述了如何通过调整各阵元单元的相位来控制波束的指向，这让我明白了雷达和一些高级通信系统是如何实现灵活的信号扫描的。同时，书中的一些章节还涉及到了天线与电磁兼容性（EMC）、电磁辐射（EMR）等相关领域，这让我在学习天线知识的同时，也能对 broader 的电磁环境有一个初步的了解。虽然，在阅读过程中，我需要反复查阅一些基础知识，也有些章节的数学公式让我望而却步，但我依然觉得这本书是一部非常有价值的参考资料，它为我打开了一个更广阔的知识视野。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的，更多的是一种对技术背后“为什么”的探索。我一直对无线通信很着迷，但总觉得隔着一层纱。拿到《天线工程手册》后，我开始尝试去揭开这层纱。我不是要成为一名天线工程师，但我渴望了解这些我们日常使用的无线设备，从手机到路由器，它们是如何实现通信的。这本书在介绍不同类型天线时，往往会从物理结构出发，解释为什么特定形状的设计能够产生特定的电磁场，从而实现信号的发射和接收。我特别喜欢书中关于偶极天线和环形天线的讲解，它用非常形象的比喻和图示，将原本抽象的电磁场分布和辐射模式描绘出来。我甚至会尝试用自己身边的一些简单材料，比如铜线，去模拟书中的一些天线结构，虽然这只是一个非常粗浅的尝试，但能让我对天线的物理本质有更感性的认识。这本书让我意识到，我们习以为常的无线连接，背后是多么精妙的设计和严谨的科学原理。它并没有直接给我答案，而是引导我去思考，去追问，这是一种更高级的学习方式，让我觉得非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书，嗯，怎么说呢？拿到手的时候，我其实是抱着一种“试试看”的心态。毕竟，“天线工程”这个词本身就带着点技术性的压迫感，好像离普通人的生活有点远。但这本书的封面设计倒是挺沉稳大气的，字体清晰，排版也算规整，第一印象还不错。打开目录，看到那些章节标题，什么“天线基础理论”、“常用天线类型”、“天线设计与优化”，说实话，一开始还是有点头大。我不是专业搞通信的，最多算个爱好者，对这些东西了解的也比较零散。不过，我倒是挺喜欢书中那种循序渐进的讲解方式。它不像某些过于学术的书籍，上来就扔一堆公式和定理，而是先从最基本的概念讲起，比如什么是天线，它在通信系统里扮演什么角色，然后慢慢引出不同类型的 antena，每种 antena 的工作原理和优缺点都介绍得挺详细。我尤其对书中关于“定向天线”和“全向天线”的对比印象深刻，以前总觉得 antena 就是个发信号的东西，看完才知道原来还有这么大的区别，而且在不同的应用场景下，选择不同的 antena 会产生如此大的影响。书中还穿插了不少图示和表格，虽然我不能完全理解所有细节，但这些辅助性的材料确实能帮助我理解一些抽象的概念。总之，这本书让我对天线工程这个领域有了更系统、更直观的认识，虽然有些内容对我来说还有些难度，但我感觉自己正在一点点地啃懂它，这本身就是一种乐趣。