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[美] 卡尔（JosephJ.Carr），[美] 希普 著

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• 射频技术
• 电子工程
• 天线设计
• 天线测量
• 实用指南
• 第五版
• 工程技术
• 通信工程

店铺： 文轩网旗舰店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121221620

商品编码：10440770116

出版时间：2015-10-01

作  者:(美)卡尔(Joseph J.Carr),(美)希普斯里(George W.Hippisley) 著；刘佳琪 等 译 定  价:128 出 版 社:电子工业出版社 出版日期:2015年10月01日 页  数:518 装  帧:平装 ISBN:9787121221620 ●部分背景与历史
●第1章无线电通信导论
●第二部分基础知识
●第2章无线电波传播
●2.1无线电波
●2.2电磁波：简要综述
●2.3各向同性源
●2.4地球大气
●2.5电磁波传播现象
●2.6传播路径
●2.7电离层传播
●2.8传播预测
●2.9无线电的魔力
●第3章天线基础
●3.1电路基础
●3.2场
●3.3赫兹偶极子
●3.4半波偶极子
●3.5驻波
●3.6传播速度和天线长度
●部分目录

内容简介

本书是《实用天线手册》一书的第五版，原书由美国电子学专家Joseph J.Carr所著，由于第四版出版之后Carr去世，第五版由知名业余无线电专家George W.（Bud）Hippisley（W2RU）进行了全面修订。本书提供了电天线技术的参，可作为设计并建造一部自己的天线的指南。本版的修订对业余爱好者和电子工程师时常问及的问题提供了解答，并将理论概念与动手实践进行了很好的结合，并且只需要高中数学知识就可以看懂。本版按从宽泛物理原理到特定天线设计与建造技术的逻辑顺序重新组织，先介绍基础知识，然后将半波偶极子作为从自身角度看很好的天线和预测其他设计的概念工具的双重意义进行了介绍，接着介绍了传输线阻抗匹配的相关主题，以及天线调谐、天线系统性能中的问题等。书中还对天线建模软件、网络分析仪插件等进行了介绍，很后介绍了天线支撑结构及天线安装技术等相关主题。 (美)卡尔(Joseph J.Carr),(美)希普斯里(George W.Hippisley) 著；刘佳琪 等 译 Joseph J.Carr曾是军事电子学专家，也是几种大众电子学书籍的作者，包括McGraw Hill出版的《射频（RF）设计秘诀》（Secrets of RF Design），以及《老旧无线电：修复与维修》(Old Time Radio! Restoration and Repair)。他还曾是《自动化控制》杂志（Nuts & Volts magazine）的月刊专栏作家。George W.（Bud）Hippisley，W2RU，从麻省理工学院（等

《现代通信系统中的关键组件：深度解析天线设计与应用》 在瞬息万变的通信技术浪潮中，天线作为连接信息传递的桥梁，其重要性不言而喻。从微小的蓝牙设备到庞大的卫星通信网络，无处不闪烁着天线的智慧光芒。本书深入剖析了现代通信系统中天线的关键作用，旨在为读者构建一个清晰、全面且极具实践指导意义的知识框架。我们将跳出传统的理论束缚，聚焦于当前通信领域最前沿的设计理念、性能优化策略以及新兴应用场景，为工程师、研究人员和技术爱好者提供一份精炼而深刻的参考。 第一部分：天线理论基石与设计原理的现代化审视 本书开篇，我们将重新审视天线设计最核心的理论基石，但不同于陈旧的教科书式讲解，我们将从现代通信系统的需求出发，提炼出最贴合实际应用的关键概念。 电磁场与辐射基础 revisited： 我们将重点阐述电磁场理论如何直接指导天线的设计，尤其是在高频和超高频段，电磁波的行为模式变得尤为关键。读者将了解到，理解波长、阻抗匹配、极化等基本概念，是实现高效辐射和接收的首要前提。我们将通过生动的实例，解释这些抽象概念如何在实际天线结构中得以体现，例如，为何某些天线的形状会影响其辐射方向图，为何阻抗匹配如此重要以确保能量的最大化传输。 辐射效率与增益的深层解析： 辐射效率和增益是衡量天线性能的两大核心指标。本书将深入探讨影响这些指标的物理因素，如损耗电阻、介质损耗、反射损耗等。我们将分析不同材料、结构以及制造工艺对天线效率的影响，并提供实用的方法来评估和提升天线的增益。这不仅仅是公式的堆砌，更是对实际工程中如何权衡效率与增益得失的深入讨论，例如，为了实现高增益，是否可以牺牲一定的带宽，以及如何在两者之间找到最优平衡点。 方向图的塑造与控制： 天线方向图决定了其在空间中的辐射和接收能力。本书将详细介绍如何通过改变天线的结构、馈电方式和阵列配置来精确控制方向图的形状，实现定向辐射或全向辐射，以及如何通过波束形成技术实现多波束和扫描。我们将着重讨论在复杂的电磁环境中，如何设计具有特定方向图的天线以抑制干扰，提高信号质量。例如，在蜂窝通信基站中，如何设计扇区天线以覆盖特定区域，以及在雷达系统中，如何实现窄波束以精确探测目标。 阻抗匹配的精妙艺术： 阻抗匹配是天线系统能否高效工作的关键。本书将从史密斯圆图的应用入手，详细讲解如何分析和计算天线的阻抗，并介绍多种实现阻抗匹配的有效技术，如匹配网络的设计、微带线匹配、集总元件匹配等。我们将强调在宽带应用中，如何设计宽带匹配网络，以及如何利用电磁仿真软件辅助阻抗匹配的设计与优化。 极化特性及其应用： 极化是电磁波的固有属性，对通信系统的性能有着至关重要的影响。本书将系统介绍线极化、圆极化、椭圆极化等概念，并分析不同极化方式在特定通信场景下的优势。我们将探讨如何设计具有特定极化特性的天线，以及如何利用极化分集技术来对抗衰落，提高通信的可靠性。例如，在卫星通信中，为何常使用圆极化天线以减少地面站和卫星相对转动带来的影响。 第二部分：现代天线技术与工程实践 在牢固掌握理论基础后，本书将进一步深入现代通信系统中广泛应用的天线技术，并结合大量的工程实践案例，为读者提供可操作的解决方案。 微带天线及其演进： 微带天线因其轻薄、易于集成、成本低廉等优点，在移动通信、航空航航天等领域得到广泛应用。本书将详细介绍微带天线的各种基本结构，如贴片天线、偶极子天线、槽线天线等，并深入探讨如何通过改变贴片形状、介质基板、衬底厚度等参数来优化其性能，实现宽带化、多频带化和小型化。我们将特别关注近年来的微带天线技术发展，如智能表面（Intelligent Surfaces）和MIMO天线阵列中的微带天线设计。 阵列天线的功率与性能提升： 天线阵列是提高天线增益、定向性和实现波束扫描的关键技术。本书将深入讲解均匀直线阵、均匀平面阵、相控阵等不同类型的阵列结构，并详细阐述单元特性、单元间互耦、馈电网络设计等对阵列整体性能的影响。我们将重点介绍现代MIMO（多输入多输出）天线系统中，阵列天线的先进设计理念，如空间分集、空间复用等，以及如何利用数字波束成形技术实现更灵活的通信。 智能天线与软件定义天线（SDA）： 智能天线能够根据通信环境和用户需求动态调整其辐射特性，是实现未来通信的关键技术。本书将介绍智能天线的几种主流实现方式，如自适应阵列、开关分集等。在此基础上，我们将深入探讨软件定义天线（SDA）的理念，即通过软件控制天线的物理参数和波束指向，实现高度灵活和可重构的通信。读者将了解到SDA如何在5G/6G及更高级的通信系统中发挥重要作用，例如，实现对信道的实时感知和反馈，从而动态优化波束。 宽带与超宽带天线设计： 随着通信速率的不断提升，对天线带宽的要求也越来越高。本书将系统介绍实现天线宽带化的各种技术，包括加载技术、多模谐振技术、复合结构技术等。我们将详细分析不同技术在实现宽带性能时的原理和优缺点，并结合实际应用案例，指导读者如何根据具体需求选择和设计宽带天线。 小型化与集成化天线技术： 在移动设备日益小型化的今天，天线的小型化设计显得尤为重要。本书将探讨各种减小天线尺寸的有效方法，如采用高介电常数材料、加载电感或电容、改变天线结构等。同时，我们将深入研究天线集成技术，包括天线与射频前端电路的集成、天线与PCB板的集成，以及天线在芯片级（Antenna-in-Package, AiP）的集成技术，这些技术对于实现下一代物联网设备和高性能移动终端至关重要。 第三部分：新兴应用领域的天线挑战与解决方案 通信技术的进步不断催生新的应用场景，也对天线设计提出了新的挑战。本书将聚焦于当前最热门和最具发展潜力的应用领域，探讨其中的天线关键技术。 5G/6G通信中的天线革新： 5G及未来的6G通信系统对天线提出了更高的要求，包括更高的频率（毫米波和太赫兹）、更复杂的多址技术（如Massive MIMO）、更高的速率和更低的延迟。本书将深入分析这些需求对天线设计的影响，例如，毫米波天线面临的传播损耗问题及相应的解决方案，Massive MIMO系统中波束管理的挑战，以及新型材料和制造工艺的应用。我们将重点探讨智能可重构表面（RIS）在6G通信中的潜力，以及全息天线等前沿技术。 物联网（IoT）的天线设计考量： 物联网设备的普及对天线的设计提出了成本低廉、功耗低、体积小、适应性强等要求。本书将分析不同物联网应用场景（如智能家居、工业物联网、车联网）对天线的特殊需求，并介绍适用于这些场景的低功耗、长距离通信天线技术，如LoRa天线、NB-IoT天线等。我们将讨论如何实现天线的低成本批量生产，以及如何在复杂的IoT环境中优化天线性能。 车载通信与自动驾驶中的天线系统： 随着自动驾驶技术的飞速发展，车载通信系统变得越来越复杂，对天线提出了高可靠性、高吞吐量、广覆盖的要求。本书将介绍车载通信系统中使用的各种天线类型，如GPS天线、Wi-Fi/蓝牙天线、5G天线、雷达天线等，并分析如何在车辆这一复杂环境中实现高效的天线布局和电磁兼容性。我们将探讨车对车（V2V）和车对基础设施（V2I）通信中的天线技术挑战。 医疗健康领域的穿戴式与植入式天线： 随着可穿戴设备和植入式医疗设备的兴起，微型化、生物相容性、低功耗的穿戴式与植入式天线成为研究热点。本书将介绍这些特殊应用场景下的天线设计难点，如人体组织对电磁波的吸收、信号的衰减、以及如何实现安全可靠的无线通信。我们将探讨柔性天线、生物可降解天线等创新技术。 卫星通信与空间应用的天线： 卫星通信系统需要高增益、高可靠性的天线来应对长距离传输的挑战。本书将介绍星载天线和地面站天线的典型设计，以及如何应对空间环境的严酷条件（如高低温、辐射等）。我们将探讨相控阵天线在卫星通信中的应用，以及低轨卫星星座对天线技术的新要求。 第四部分：天线性能的仿真、测试与优化 理论设计需要通过仿真和测试来验证和完善。本书将提供实用的工具和方法，指导读者如何进行天线的设计、分析和优化。 电磁仿真软件的应用： 本书将介绍当前主流的电磁仿真软件，如CST Studio Suite、HFSS、FEKO等，并结合实例讲解如何利用这些软件对天线进行建模、仿真和分析。我们将重点关注如何利用仿真结果来预测天线的性能，指导设计优化，以及如何加速设计周期。 天线测量技术与标准： 准确的测量是验证天线性能的关键。本书将详细介绍天线测量中常用的参数，如回波损耗、阻抗、方向图、增益、效率等，以及各种测量设备和测量方法，包括近场测量、远场测量、暗室测量等。我们将介绍相关的国际标准和行业规范。 故障诊断与性能提升策略： 在实际工程中，天线设计往往会遇到各种意想不到的问题。本书将分享一些常见的故障诊断方法和性能提升策略，帮助读者解决实际工程中的难题，例如，如何通过分析测量数据来定位天线的问题，以及如何通过微调结构或匹配网络来优化性能。 本书旨在提供一个既具深度又充满实践指导意义的天线设计与应用指南。我们相信，通过本书的学习，读者将能够更深入地理解现代通信系统中天线的奥秘，掌握先进的天线设计与优化技术，为未来的通信技术发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我当初买这本书，主要是因为朋友推荐，说里面讲了很多实际应用的技巧，能解决不少工程上的实际问题。我是一名通信工程的学生，平时接触的理论比较多，但动手实践和解决实际故障方面总觉得欠缺一些东西。这本书正好填补了我的这个空白。它里面有很多关于不同类型天线的设计思路和优化方法的介绍，而且不仅仅是停留在理论层面，还会讲到如何根据实际需求来选择和调整天线。我印象特别深的是关于天线增益和方向性的部分，书里用了非常形象的比喻，让我一下子就明白了它们之间的区别和联系，还有如何通过改变天线结构来提升性能。最让我惊喜的是，它还提供了一些调试和故障排除的指导，这对于我们这些初入行的人来说，简直是宝藏！以前遇到一些奇怪的信号问题，总觉得无从下手，看了书里的一些分析方法，感觉思路清晰多了。这本书就像一个经验丰富的技术顾问，随时随地能给你提供专业的建议。

评分☆☆☆☆☆

作为一名业余无线电爱好者，我对天线研究一直充满热情，但苦于缺乏系统性的指导。这本书的到来，无疑为我打开了一扇新的大门。它系统地梳理了各种天线的原理、结构、设计方法以及性能分析，而且更新到第五版，内容也紧跟技术发展。我最看重的是它在实际操作层面的详尽阐述。比如，对于如何测量天线参数，书中给出了非常详细的步骤和注意事项，甚至连一些常见的测量误差来源和规避方法都有提及。我尝试按照书中的指导，用我的SWR表和网络分析仪对我的简易偶极天线进行调谐，效果非常明显。书里关于天线极化、阻抗匹配、带宽等关键概念的讲解，深入浅出，让我对这些概念有了更清晰、更深入的认识。我甚至开始尝试设计一些更复杂的天线，比如八木天线，并且在书本的指导下，一步步完成了计算和初步的制作。这本书真的是我业余无线电爱好路上的一个得力助手，让我从“摸索”进入了“精通”的阶段。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书之前，我一直以为天线设计只是个拼拼凑凑的活儿，把一些金属片按照大概的形状组合起来就行了。结果深入了解之后才发现，里面学问大着呢！这本书就像是一个经验丰富的老师傅，用一种非常接地气的方式，把那些复杂的理论拆解成了我这个初学者也能理解的部分。我特别喜欢它关于阻抗匹配的那几章，以前觉得这个东西玄之又玄，看了书里大量的图示和案例，才明白原来它背后有如此精妙的物理原理，而且实际操作起来也不是那么无从下手。书中举例的各种实际应用场景，比如手机信号、无线通信基站，都让我对天线的“无处不在”有了更深的认识。我甚至开始尝试自己动手做一些简单的实验，虽然成品离专业设备还有天壤之别，但那种从理论到实践的成就感，真的非常棒！这本书不是那种照本宣科的教科书，它更像是一本“武功秘籍”，告诉你如何去“练”，如何去“悟”。很多地方的处理和分析都非常细致，让我能跟着作者的思路一步步深入。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验非常愉快，完全颠覆了我之前对“手册”类书籍枯燥乏味的刻板印象。它不像是一本冷冰冰的技术参考书，更像是一位经验丰富、循循善诱的导师。作者在阐述专业知识的同时，融入了大量的工程经验和实践技巧，使得理论与实践完美结合。我印象最深的是关于天线辐射方向图的章节，书中对各种方向图的特点、影响因素以及如何通过调整天线结构来改变方向图进行了非常细致的讲解。通过阅读，我终于理解了为什么有些天线信号强但范围小，有些天线信号稍弱但覆盖范围广。此外，书中对不同应用场景下的天线设计需求分析也十分到位，例如在车载通信中需要考虑的移动性和多径效应，在低功耗物联网设备中对天线尺寸和功耗的限制等等，都提供了非常有价值的参考。这本书让我对天线设计不再感到畏惧，而是充满了探索的乐趣。感觉自己仿佛置身于一个充满智慧的宝库，每翻一页都能学到新东西，解决一个困惑。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是在一个经验丰富的老技师的指导下学习。我一直对无线电技术很感兴趣，尤其对那些看不见的电磁波如何传播和被接收感到好奇。市面上很多天线相关的书籍，要么过于理论化，要么内容陈旧，很难找到一本既有深度又不失实用性的。这本《实用天线手册(第5版)》在这方面做得非常出色。它并没有回避那些复杂的数学公式和物理概念，但同时又通过大量的图解和实际案例，将它们转化为易于理解的工程实践。我特别欣赏它在不同场景下天线选型和设计的考量，比如在车载通信、无人机通信或者室内覆盖等不同应用中，天线的需求和约束条件都有很大的差异，这本书都给出了非常清晰的分析和指导。看完之后，我对自己搭建的简易无线传输系统有了更深的理解，并且能够更有针对性地去改进我的设计。感觉这就像是一个“武功秘籍”，里面蕴含了许多“内功心法”和“招式套路”，学会了就能在实践中融会贯通。