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內容簡介

本教材根據“天綫與電波傳播”課程標準的要求而編寫，詳細介紹瞭天綫與電波傳播的基礎知識、基本原理、基本規律以及工程應用實際和相關新技術，內容包括天綫及電波傳播兩大部分。
天綫部分介紹瞭天綫理論基礎、對稱振子與陣列天綫、常用綫天綫、麵天綫以及工程中應用較多的智能天綫、衛星通信天綫、航空綫電導航係統地麵設備天綫，以及近年來齣現的超材料天綫。電波傳播分為綫電波在自由空間的傳播、地麵波傳播、天波傳播以及視距傳播五部分。結閤作者多年來的教學和科研經驗，重點拓展瞭天綫與電波傳播在實際工程中的應用以及近年來新的天綫技術。為瞭切實幫助學生掌握和理解所學內容，提高分析問題和解決問題的能力，教材中每章末均附有習題。

作者簡介

空軍工程大學信息與導航學院教授，曾獲國傢科技進步三等奬1項，軍隊科技進步一、二等奬各2項；編著有：微波技術與天綫（2008年），西安電子科技大學齣版社，獲空軍工程大學信息與導航學院優秀教材一等奬。

目錄

目 錄

第1章 天綫理論基礎 1
1．1 概述 1
1．1．1 天綫的主要功能 1
1．1．2 天綫的輻射機理 2
1．1．3 天綫的分類 5
1．2 天綫輻射問題的麥剋斯韋方程解 6
1．3 天綫的基本輻射單元 8
1．3．1 電基本振子 8
1．3．2 磁基本振子 13
1．3．3 縫隙基本振子 18
1．4 天綫的基本電參數 19
1．4．1 方嚮圖函數及方嚮圖 19
1．4．2 主瓣寬度、副瓣電平與前後比 22
1．4．3 方嚮性係數、效率和增益 24
1．4．4 天綫的輸入阻抗 27
1．4．5 天綫的極化 28
1．4．6 天綫的帶寬 29
1．4．7 天綫的有效長度 30
1．5 互易定理與接收天綫電參數 31
1．5．1 互易定理 31
1．5．2 接收天綫的等效電路和最大接收功率 35
1．5．3 有效麵積Ae 36
1．5．4 等效噪聲溫度* 38
本章小結 41
習題1 42
參考文獻 44
第2章 對稱振子與陣列天綫 45
2．1 對稱振子天綫 45
2．1．1 對稱振子上的電流分布 45
2．1．2 對稱振子的遠區輻射場和方嚮圖 46
2．1．3 對稱振子的主要特性參量及輻射場統一錶達式 49
2．1．4 印刷對稱振子 53
2．2 天綫陣 54
2．2．1 二元天綫陣 54
2．2．2 N元均勻直綫式天綫陣 57
2．2．3 方嚮圖乘積定理及其應用 67
2．3 地麵對天綫方嚮圖的影響 77
2．3．1 鏡像法 77
2．3．2 理想導電地麵上垂直對稱振子 79
2．3．3 理想導電麵上水平對稱振子 80
2．3．4 鏡像原理在陣列天綫中的應用 81
2．4 自適應天綫 82
2．4．1 自適應天綫的基本結構 83
2．4．2 自適應天綫的工作原理 84
2．4．3 最佳準則和自適應算法 85
2．4．4 自適應天綫的基本用途 85
本章小結 86
習題2 87
參考文獻 88
第3章 常用綫天綫 89
3．1 水平對稱天綫（短波通信天綫） 89
3．1．1 雙極天綫 89
3．1．2 籠形天綫 94
3．1．3 摺閤振子天綫 96
3．2 直立天綫 97
3．2．1 直立架設天綫 97
3．2．2 直立天綫性能的改善 98
3．2．3 常見的幾種垂直天綫 100
3．3 環天綫 103
3．4 綫天綫的饋電 104
3．4．1 平行雙綫饋電 105
3．4．2 同軸傳輸綫饋電 105
3．5 行波天綫 108
3．5．1 菱形天綫 108
3．5．2 魚骨天綫 114
3．5．3 八木天綫（YAGI―UDA Antenna） 115
3．5．4 背射天綫 121
3．5．5 對數周期天綫 121
3．5．6 螺鏇天綫（Helical Antenna or Helix Antenna） 128
3．6 電視發射天綫 133
3．6．1 正交振子 133
3．6．2 電視發射天綫（蝙蝠翼天綫） 134
3．7 縫隙天綫 135
3．7．1 有限金屬平麵上的縫隙天綫 135
3．7．2 波導縫隙天綫 135
3．7．3 諧振式縫隙陣 137
3．7．4 非諧振式縫隙陣 138
3．8 微帶天綫 139
3．8．1 微帶天綫輻射原理 139
3．8．2 輻射場及方嚮圖函數 139
3．8．3 散射特性及RCS減縮技術 141
3．8．4 微帶天綫陣 148
本章小結 148
習題3 148
參考文獻 150
第4章 麵天綫理論和常用麵天綫 151
4．1 麵天綫理論 151
4．2 惠更斯-菲涅爾原理 152
4．3 等效原理和麵元的輻射場 152
4．3．1 等效原理 152
4．3．2 惠更斯源的場 153
4．4 平麵口麵輻射場特性 154
4．4．1 矩形同相口徑的輻射場 154
4．4．2 圓形同相口徑的輻射場 159
4．4．3 口麵場相位分布對方嚮圖的影響 160
4．5 喇叭天綫 164
4．5．1 喇叭天綫的結構及分類 164
4．5．2 喇叭天綫的口麵場分布 165
4．5．3 喇叭天綫的方嚮性 167
4．5．4 喇叭天綫的設計 170
4．5．5 喇叭天綫的阻抗及匹配 173
4．6 反射麵天綫 173
4．6．1 鏇轉拋物麵天綫 174
4．6．2 卡賽格倫天綫 179
4．6．3 賦形拋物麵天綫 182
本章小結 183
習題4 184
參考文獻 185
第5章 智能天綫 186
5．1 概述 186
5．1．1 智能天綫的基本概念 186
5．1．2 智能天綫工作原理 186
5．1．3 智能天綫的分類 187
5．1．4 智能天綫的基本用途 188
5．2 自適應波束形成 189
5．2．1 自適應波束形成最優準則 189
5．2．2 自適應波束形成算法 191
5．2．3 魯棒自適應波束形成算法 201
5．3 波達方嚮估計 204
5．3．1 DOA估計傳統算法 204
5．3．2 MUSIC算法 205
5．3．3 ESPRIT算法 207
5．3．4 解相關算法 209
5．4 陣列誤差校正 216
5．4．1 陣列誤差校正概念和作用 217
5．4．2 陣列誤差校正算法 217
5．5 智能天綫的實現 220
5．5．1 實現方案 220
5．5．2 智能天綫的硬件實現 221
5．5．3 智能天綫算法軟件實現 222
本章小結 231
習題5 231
參考文獻 231

第6章 常用衛星通信天綫 234
6．1 反射麵天綫 234
6．1．1 拋物麵天綫 234
6．1．2 卡塞格倫天綫 235
6．1．3 格裏高利天綫 235
6．1．4 環焦天綫 236
6．1．5 偏饋型天綫 236
6．1．6 多頻段天綫 237
6．2 平闆陣列天綫 239
6．3 螺鏇天綫 241
6．4 喇叭天綫 241
6．5 動中通天綫 242
6．5．1 機械掃描反射麵天綫 243
6．5．2 一維相掃的平闆陣列天綫 247
6．5．3 全相掃共形相控陣天綫 249
參考文獻 252
第7章 航空綫電導航係統地麵設備
天綫 253
7．1 中波導航機天綫 253
7．1．1 應用、配置與性能 254
7．1．2 天綫類型 254
7．1．3 天綫調諧箱 254
7．1．4 天綫轉換裝置 255
7．2 超短波定嚮係統天綫 255
7．2．1 應用、配置與性能 256
7．2．2 超短波定嚮天綫類型 256
7．2．3 超短波定嚮天綫發展 256
7．2．4 準多普勒相位式測角 256
7．3 伏爾係統地麵天綫 257
7．3．1 性能 257
7．3．2 普通伏爾天綫 257
7．3．3 多普勒伏爾天綫 258
7．3．4 精密伏爾天綫 259
7．4 塔康天綫 259
7．4．1 配置及性能 260
7．4．2 類型 260
7．4．3 關鍵技術 260
7．4．4 機械掃描塔康天綫 261
7．4．5 電子掃描塔康天綫 262
7．5 精密進場雷達天綫 263
7．5．1 配置與性能 264
7．5．2 天綫組成 264
7．5．3 天綫饋電方式 264
7．5．4 輻射波束形成及工作過程 264
7．6 米波儀錶著陸係統天綫 264
7．6．1 天綫的組成及功能 265
7．6．2 航嚮天綫 265
7．6．3 下滑天綫 267
7．6．4 指點信標天綫 269
7．7 分米波儀錶著陸係統天綫 270
7．7．1 航嚮天綫陣 271
7．7．2 下滑天綫陣 272
7．7．3 測距應答器天綫陣 274
7．7．4 外場監測天綫 275
7．8 微波著陸係統天綫 275
7．8．1 天綫的組成、配置與功能 276
7．8．2 掃描天綫 276
7．8．3 輔助天綫 280
習題7 281
參考文獻 282
第8章 超材料天綫 283
8．1 超材料的概念 283
8．1．1 電磁帶隙結構（EBG， Electromagnetic Band Gap） 284
8．1．2 左手媒質（LHM， Left-hand
Material） 285
8．1．3 逆Snell定律 285
8．1．4 逆多普勒（Doppler）效應 286
8．1．5 逆Goos_Hanchen效應 286
8．1．6 頻率選擇錶麵（FSS， Frequency Selective Surface） 287
8．2 超材料寬帶天綫 287
8．2．1 寬帶超材料結構設計 287
8．2．2 超材料加載寬帶天綫設計與實現 289
8．2．3 基於SRR結構的超寬帶陷波天綫 290
8．3 超材料高增益天綫 292
8．3．1 超材料覆層提高天綫增益原理 292
8．3．2 基於超材料的高增益喇叭天綫 297
8．4 超材料隱身天綫 300
8．4．1 基於空間場對消原理的隱身天綫 300
8．4．2 加載吸收電阻的超材料隱身天綫 312
8．4．3 完美吸波材料隱身天綫 323
本章小結 338
參考文獻 338
第9章 電波傳播 340
9．1 引言 340
9．2 綫電波在自由空間的傳播 343
9．2．1 自由空間傳播的場強及
接收功率 343
9．2．2 自由空間基本傳播損耗L0 344
9．2．3 實際電道傳播損耗L和基本
傳播損耗Lw 344
9．3 地麵波傳播 345
9．3．1 地球錶麵的特性 345
9．3．2 大地對電波的吸收與波前傾斜的概念 347
9．3．3 地麵波場強的計算 349
9．3．4 不均勻性對電波傳播的影響 353
9．3．5 地下和水下傳播 354
9．4 天波傳播 358
9．4．1 電離層的形成、結構與變化 358
9．4．2 電離層的等效電參數 361
9．4．3 電波在電離層中的傳播 363
9．4．4 短波天波傳播 366
9．4．5 中波天波傳播 371
9．4．6 長波天波傳播 372
9．4．7 外層空間傳播 373
9．5 視距傳播 378
9．5．1 視綫距離與亮區場的計算 379
9．5．2 地形起伏對微波傳播的影響 386
9．5．3 低空大氣層對微波傳播的影響 393
9．5．4 地麵移動通信中的電波傳播 397
本章小結 402
習題9 404
參考文獻 405

前言/序言

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