反射面天线理论及实用CAD程序集

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何山红  著
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  • 天线
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  • 计算电磁学
  • 天线设计
  • 微波技术
  • 工程技术
  • 通信工程
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121287893
版次:1
商品编码:11962006
包装:平装
丛书名: 信息科学与工程系列专著
开本:16开
出版时间:2016-06-01
用纸:胶版纸
页数:644
字数:1030000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

适读人群 :本书可供从事天线研究和设计的技术人员及高等院校相关专业的教师、研究生和本科生阅读参考。

本书是一部典型的理论结合应用的反射面天线专著,凝结了作者多年科研经验和理论成果。

内容简介

本书作者从事天线研发工作多年,他对反射面天线的形状设计原理、辐射场计算理论进行了系统的推导,编写了几何形状设计、辐射场计算程序并给出了计算实例,并经工程实践验证。书中设计程序读者可以拿来就用,大大提高学习、研究和设计反射面天线的效率,缩短从理论到实践的距离。

作者简介

    何山红:安徽工业大学副教授、硕士生导师,中国电子学会高级会员,IEEE Member。曾在南京电子技术研究所从事天线研究工作多年,主持完成多项大型国防工程及其他国家重大工程中天线系统的研制,担任过天线与微波国防科学技术重点实验室基金等预研课题的组长。目前担任多本IEEE汇刊的审稿人。已在IEEE Transactions on Antennas and Propagation、IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters、《电波科学学报》等期刊及会议上发表学术论文30多篇,其中被SCI、EI检索20多篇。

目录

目 录
第1章 标准卡塞格伦天线和抛物面天线 1
1.1 标准卡塞格伦天线的等效抛物面法 1
1.1.1 标准卡塞格伦天线的几何参数 1
1.1.2 等效抛物面法 2
1.2 基于矢位法的抛物面天线辐射远场的分析 3
1.2.1 矢位法基本原理 3
1.2.2 基于矢位法的反射面天线辐射远场的计算 6
1.2.3 点源照射下的反射面天线辐射远场 8
1.2.4 抛物面的面积元和法向单位矢量 9
1.2.5 抛物面天线的辐射远场 10
1.3 程序计算实例 15
1.3.1 标准卡塞格伦天线计算实例 15
1.3.2 抛物面天线计算实例 20
1.4 程序清单 23
1.4.1 馈源辐射方向图轴对称时辐射远场计算程序清单HAA.FOR 24
1.4.2 馈源辐射方向图非轴对称时辐射远场计算程序清单HAB.FOR 32
第2章 单偏置抛物面天线 41
2.1 单偏置抛物面天线的几何结构 41
2.2 利用E模场辐射法计算单偏置抛物面天线的辐射远场 42
2.2.1 线极化辐射远场 42
2.2.2 圆极化辐射远场 47
2.3 程序计算实例 51
实例2.1 线极化时单偏置抛物面天线的计算 51
实例2.2 圆极化时单偏置抛物面天线的计算 53
实例2.3 抛物面天线的计算 55
2.4 单偏置抛物面天线辐射远场计算程序清单HOF.FOR 56
第3章 赋形波束双弯曲反射面天线 73
3.1 赋形波束双弯曲反射面天线几何形状设计 73
3.1.1 设计中截线 73
3.1.2 条带设计 76
3.2 赋形波束双弯曲反射面天线辐射远场 78
3.2.1 利用矢位法计算反射面天线辐射远场 78
3.2.2 点源照射下的反射面辐射远场 79
3.2.3 反射面的表面参量 81
3.2.4 辐射远场 82
3.3 程序计算实例 86
实例3.1 远场功率方向图为余割平方时的计算 86
实例3.2 远场功率方向图为任意分布时的计算 93
3.4 反射面形状设计和辐射远场计算程序清单HDR.FOR 95
第4章 赋形卡塞格伦天线 122
4.1 常用口面场分布函数分析 122
4.2 反射面结构设计 122
4.2.1 反射面方程 122
4.2.2 利用四阶龙格-库塔法求解微分方程组 127
4.3 利用镜面电流法求解辐射场 128
4.3.1 副面散射场 128
4.3.2 卡塞格伦天线辐射场 132
4.3.3 天线效率 137
4.4 射线跟踪和镜面电流法计算辐射场 141
4.4.1 反射面坐标的拟合处理 141
4.4.2 反射面上点的法向单位矢量 142
4.4.3 主反射面的面积元 144
4.4.4 主面口面场 145
4.4.5 辐射远场 148
4.5 程序计算实例 151
实例4.1 计算赋形卡塞格伦天线形状 151
实例4.2 馈源辐射方向图轴对称时辐射远场计算 154
实例4.3 赋形卡塞格伦天线形状计算及坐标拟合 158
实例4.4 馈源辐射方向图非轴对称时辐射远场计算 160
4.6 程序清单 163
4.6.1 计算赋形卡塞格伦天线形状程序清单HCC.FOR 163
4.6.2 馈源辐射方向图轴对称时辐射场计算程序清单HCD.FOR 168
4.6.3 计算赋形卡塞格伦天线形状及拟合程序清单HCE.FOR 185
4.6.4 馈源辐射方向图非轴对称时辐射场计算程序清单HCF.FOR 192
第5章 赋形环焦反射面天线 208
5.1 反射面形状设计 208
5.1.1 主面和副面母线的方程 208
5.1.2 反射面参数的选取 212
5.1.3 四阶龙格-库塔法求解微分方程组 214
5.2 辐射远场 214
5.3 程序计算实例 215
实例5.1 计算赋形环焦天线形状及拟合处理 215
实例5.2 馈源辐射方向图非轴对称时线极化辐射远场的计算 218
实例5.3 馈源辐射方向图非轴对称时圆极化辐射远场的计算 221
5.4 计算环焦天线形状及拟合程序清单HRA.FOR 222
第6章 双偏置对称转换格雷高利天线 230
6.1 基本几何结构参数 230
6.2 主副面表达式 233
6.2.1 副面法向单位矢量 233
6.2.2 副面反射线单位矢量 234
6.2.3 副面坐标 236
6.2.4 主面坐标 237
6.2.5 主面口面上反射线轨迹与馈源球坐标系下参量的关系 238
6.3 主面口面场 246
6.3.1 主面的面积元 246
6.3.2 主面口面场 248
6.4 辐射远场 251
6.4.1 线极化辐射远场 251
6.4.2 圆极化辐射远场 252
6.5 程序计算实例 254
实例6.1 馈源辐射电场为线极化时的计算 254
实例6.2 馈源辐射电场为圆极化时的计算 257
6.6 反射面形状和辐射场计算程序清单OFFA.FOR 259
第7章 双偏置对称转换卡塞格伦天线 276
7.1 基本几何结构参数 276
7.2 主副面表达式 279
7.2.1 副面法向单位矢量 279
7.2.2 副面反射线单位矢量 280
7.2.3 副面坐标 281
7.2.4 主面坐标 282
7.2.5 主面口面上反射线轨迹与馈源球坐标系下参量的关系 283
7.3 主面口面场 291
7.4 辐射远场 294
7.5 程序计算实例 295
实例7.1 馈源辐射电场为线极化时的计算 295
实例7.2 馈源辐射电场为圆极化时的计算 299
7.6 反射面形状和辐射远场计算程序清单OFFB.FOR 300
第8章 赋形双偏置反射面天线 312
8.1 求解反射面形状 312
8.1.1 能量守恒定律 312
8.1.2 斯奈尔定律 313
8.1.3 求解反射面坐标的步骤 316
8.2 主面口面场 317
8.3 辐射远场 321
8.4 程序计算实例 322
实例8.1 计算赋形双偏置格雷高利天线的形状 323
实例8.2 计算赋形双偏置卡塞格伦天线的形状 325
实例8.3 线极化时赋形双偏置格雷高利天线辐射远场的计算 326
实例8.4 圆极化时赋形双偏置格雷高利天线辐射远场的计算 328
实例8.5 线极化时赋形双偏置卡塞格伦天线辐射远场的计算 329
实例8.6 圆极化时赋形双偏置卡塞格伦天线辐射远场的计算 330
8.5 程序清单 331
8.5.1 反射面天线形状计算程序清单DOFA.FOR 332
8.5.2 反射面天线辐射场计算程序清单DOFB.FOR 339
第9章 格雷高利椭圆波束天线 346
9.1 反射面坐标求解 346
9.1.1 对称平面的几何参数 346
9.1.2 主面特性 348
9.1.3 副反射面的几何特性 348
9.1.4 主面坐标和副面坐标的关系 350
9.1.5 求解主副面坐标的具体过程 352
9.1.6 验证主副面形状设计结果 355
9.2 主面口面场 356
9.3 辐射远场 361
9.4 程序计算实例 361
实例9.1 求解不同坐标系下的方位角的对应关系 362
实例9.2 求解偏焦函数中的系数的值 363
实例9.3 利用偏焦函数计算反射面形状 364
实例9.4 线极化时天线俯仰面远场方向图的计算 367
实例9.5 线极化时天线方位面远场方向图的计算 369
实例9.6 右旋圆极化时天线俯仰面远场方向图的计算 370
实例9.7 左旋圆极化时天线方位面远场方向图的计算 372
9.5 程序清单 373
9.5.1 求解不同坐标系下的方位角的对应关系程序清单HERA.FOR 373
9.5.2 偏焦函数中的系数求解程序清单HERB.FOR 376
9.5.3 反射面形状计算程序清单HERC.FOR 383
9.5.4 反射面天线辐射远场计算程序清单HERD.FOR 390
第10章 对称双反射面椭圆波束天线 399
10.1 求解变焦距环焦椭圆波束天线形状 399
10.1.1 长轴平面内的副面几何参数 400
10.1.2 短轴平面内的副面几何参数 402
10.1.3 其他平面内的副面几何参数 403
10.1.4 副面上点的法向单位矢量 406
10.1.5 求解主面坐标 410
10.2 求解变照射角赋形卡塞格伦椭圆波束天线形状 411
10.2.1 求解长轴和短轴平面内的主副面形状 412
10.2.2 求解其他平面内的副面形状 413
10.2.3 求解其他平面内的主面形状 414
10.3 主面口面场 417
10.4 辐射远场 421
10.5 程序计算实例 422
10.5.1 变焦距环焦椭圆波束天线计算实例 422
10.5.2 变照射角赋形卡塞格伦椭圆波束天线计算实例 434
10.6 程序清单 446
10.6.1 环焦椭圆波束天线形状计算程序清单HEEA.FOR 446
10.6.2 环焦椭圆波束天线辐射场计算程序清单HEEB.FOR 456
10.6.3 卡塞格伦椭圆波束天线形状计算程序清单HFFA.FOR 463
10.6.4 卡塞格伦椭圆波束天线辐射远场计算程序清单HFFB.FOR 486
第11章 三反射体赋形球面天线 490
11.1 三反射体赋形球面天线特性 490
11.2 求解主副面形状 491
11.2.1 求解对称平面内的曲线 491
11.2.2 在反射面坐标系下计算主副面形状 496
11.2.3 在馈源坐标系下计算主副面形状 498
11.2.4 验证主副面形状设计结果 500
11.3 主面口面场 502
11.4 辐射远场 509
11.5 程序计算实例 510
实例11.1 非均匀分布时第1类天线形状计算 510
实例11.2 非均匀分布时第1类天线方位面辐射远场的计算 514
实例11.3 非均匀分布时第1类天线俯仰面辐射远场的计算 516
实例11.4 均匀分布时第1类天线形状的计算 518
实例11.5 均匀分布时第1类天线辐射远场的计算 519
实例11.6 均匀分布时第2类天线形状的计算 521
实例11.7 均匀分布时第2类天线辐射远场的计算 523
11.6 程序清单 524
11.6.1 三反射体球面天线形状计算程序清单HMMA.FOR 524
11.6.2 三反射体球面天线辐射场计算程序清单HMMB.FOR 539
第12章 瞬时多波束抛物面天线 547
12.1 瞬时多波束抛物面天线概述 547
12.1.1 瞬时抛物面天线特性 547
12.1.2 多个偏焦馈源形成多波束的机理 548
12.2 瞬时多波束抛物面天线辐射场 549
12.2.1 主动球面与瞬时抛物面的关系 549
12.2.2 基于矢位法的剩余球面辐射远场分析 551
12.2.3 点源照射下的剩余球面辐射远场 552
12.2.4 剩余球面的面积元和法向单位矢量 553
12.2.5 剩余球面的辐射远场 556
12.3 程序计算实例 560
实例12.1 馈源非偏焦时瞬时抛物面天线辐射远场的计算 561
实例12.2 馈源非偏焦时剩余球面和混合反射面的辐射远场的计算 563
实例12.3 馈源偏焦时瞬时抛物面天线辐射远场的计算 565
实例12.4 馈源偏焦时剩余球面和混合反射面的辐射远场的计算 566
12.4 程序清单 567
12.4.1 瞬时抛物面辐射远场计算程序清单HYR1.FOR 567
12.4.2 剩余球面和混合反射面的辐射远场计算程序清单HYR2.FOR 579
附录A 公用子程序清单 592
附录B 程序索引 597
附录C 程序的使用说明 599
参考文献 600

前言/序言

前 言


  反射面天线广泛应用于通信、雷达、导航、遥控、遥测、深空探测和射电天文等领域。随着现代科技的发展,反射面技术取得了明显的进步,涌现出了许多新技术及新方法。但反射面天线的几何形状设计、辐射场计算比较复杂,对工程数学和电磁场理论要求较高,所涉及的公式较多,也较为晦涩,很多天线设计方面的参考书与工程结合不够紧密;对于从事反射面天线工作的人员而言,拥有一些较为系统全面、理论与实践紧密结合的参考书及“拿来就能用”的程序,无疑可以提高其学习、研究或者设计反射面天线的效率,缩短从理论到实践的距离。本书对绝大多数种类的反射面天线的形状设计原理、辐射场计算理论(包括主面的口面场、辐射远场和副面散射场等)进行了系统的推导,对不同种类的反射面天线采用了适合于各自特点的分析方法;对每种天线分别编写了形状设计、辐射场计算程序,并给出了计算实例。


  本书共12章,对近20种形式的反射面天线进行了形状设计和辐射场计算。这些天线涵盖了目前绝大多数种类的反射面天线,具体包括抛物面天线、卡塞格伦天线(含标准型和赋形波束两种类型)、单偏置抛物面天线、赋形波束双弯曲反射面天线(含焦点带、仰角带、水平带三种类型)、副面为椭圆的环焦天线(含标准型和赋形波束两种类型)、双偏置对称转换反射面天线(含格雷高利和卡塞格伦两种类型)、赋形双偏置反射面天线(含卡塞格伦和格雷高利两种类型)、格雷高利椭圆波束反射面天线、变焦距环焦椭圆波束反射面天线(包括副面半径过渡函数为多项式函数、正弦函数和指数函数三种形式)、变照射角赋形卡塞格伦椭圆波束天线(包括副面矢径长度过渡函数为多项式函数、正弦函数和指数函数三种形式)、三反射体赋形球面天线和瞬时多波束抛物面天线。


  第1章先将标准卡塞格伦天线用等效抛物面来代替,然后利用基于矢位法的辐射场理论推导了抛物面天线辐射远场的计算原理;针对馈源辐射方向图为轴对称、非轴对称、馈源辐射电场为线极化、圆极化等情况,编写了辐射远场计算程序并给出了计算实例。


  第2章利用E模场辐射法,在馈源辐射方向图非轴对称的情况下,给出了馈源辐射电场为线极化、圆极化时的单偏置抛物面天线辐射远场计算原理,编写了计算程序并给出了计算实例;当单偏置抛物面天线的偏置角度为零时,则变成了抛物面天线,因此这一章介绍的理论及编写的程序也适用于抛物面天线。


  第3章先论述了赋形波束双弯曲反射面天线的中截线的设计原理,并结合条带理论给出了焦点带、仰角带、水平带赋形波束双弯曲反射面天线的设计过程;当馈源辐射方向图非轴对称时,利用基于矢位法的辐射场理论,推导了计算线极化辐射远场的原理,编写了反射面形状设计及辐射远场计算程序,给出了计算实例。


  第4章在给定反射面口面功率分布的情形下,结合馈源辐射功率方向图给出了设计赋形卡塞格伦天线形状的原理。在馈源辐射方向图为轴对称的情况下,推导了利用镜面电流法计算副面散射场、主面口面场、辐射远场及天线效率、增益等参数的原理;当馈源辐射方向图非轴对称时,为了提高计算速度,对反射面进行了多项式拟合,推导了利用射线跟踪法和镜面电流法计算线极化、圆极化辐射远场的原理,编写了反射面形状设计及辐射远场计算程序,给出了计算实例。


  第5章在给定反射面口面功率分布的情形下,结合馈源辐射功率方向图给出了设计副面为椭圆的赋形环焦天线形状的原理。在馈源辐射方向图非轴对称的情况下,对反射面进行了多项式拟合;推导了利用射线跟踪法和镜面电流法计算线极化、圆极化辐射远场的原理,编写了反射面形状设计及辐射远场计算程序,给出了计算实例。


  第6章和第7章分别推导了双偏置对称转换格雷高利天线和卡塞格伦天线形状的解析表达式。在馈源辐射方向图非轴对称的情况下,推导了利用射线跟踪法和镜面电流法计算线极化、圆极化辐射远场的原理,编写了反射面形状设计及辐射场计算程序,给出了计算实例。


  第8章在给定反射面口面功率分布的情形下,结合馈源辐射功率方向图推导了设计赋形双偏置卡塞格伦天线和格雷高利天线的形状的原理。在馈源辐射方向图非轴对称的情况下,推导了利用射线跟踪法和镜面电流法计算线极化、圆极化辐射远场的原理,编写了反射面形状设计及辐射场计算程序,给出了计算实例。


  第9章在基于对称转换的前提下,设计了求解格雷高利低交叉极化椭圆波束天线形状的方法。在馈源辐射方向图非轴对称的情况下,推导了利用射线跟踪法和镜面电流法计算线极化、圆极化辐射远场的原理,编写了反射面形状设计及辐射场计算程序,给出了计算实例。


  第10章论述了求解变焦距环焦椭圆波束天线、变照射角赋形卡塞格伦椭圆波束天线形状的过程。在馈源辐射方向图非轴对称的情况下,推导了利用射线跟踪法和镜面电流法计算线极化、圆极化辐射远场的原理,编写了反射面形状设计及辐射场计算程序并给出了计算实例;如果将椭圆波束椭球率设成1,则变成了对称波束,环焦椭圆波束天线变成了副面为椭圆的标准环焦天线、赋形卡塞格伦椭圆波束天线变成了赋形卡塞格伦对称波束天线。因此,这一章的理论及程序也可应用于标准环焦天线或赋形卡塞格伦对称波束天线的形状设计及辐射场计算。


  第11章在给定主面口面功率分布的情况下,结合馈源功率方向图,设计了求解第1类和第2类三反射体赋形球面天线形状的方法;分析了利用移动馈源系统(含馈源及第一、第二副面)实现波束扫描,或利用多个馈源系统产生多波束的机理。这一章在馈源辐射方向图非轴对称的情况下,推导了利用射线跟踪法和镜面电流法计算线极化、圆极化辐射场的原理,对比分析了馈源辐射方向图和主面口面功率函数在不同情况下的性能,编写了反射面形状设计及辐射场计算程序,并给出了计算实例。


  第12章介绍了由主动球面构成的瞬时多波束抛物面天线的概念,分析了利用多个偏焦馈源实现多波束的机理;在瞬时抛物面天线沿焦平面运动过程中,分析了剩余球面对瞬时抛物面天线辐射远场的影响;在馈源辐射方向图非轴对称的情况下,论述了利用矢位法计算剩余球面的线极化、圆极化辐射远场的原理;将剩余球面和瞬时抛物面分别产生的辐射远场进行矢量叠加,计算出了由剩余球面和瞬时抛物面组成的混合反射面的辐射远场,编写了辐射远场计算程序并给出了计算实例。


  著者曾在国家大型电子技术研究所从事天线研究工作多年,现从事教学和科研工作。本书是著者多年来在从事反射面天线理论研究、工程设计、指导研究生学位论文等工作中常年积累的成果,同时也参考了国内外文献。本书省略了一些烦琐的基础理论的推导,也删掉了部分章节之间重复的内容;但各章又尽量保持了理论的系统性,自成体系。书中注重对理论的具体分析,将抽象理论具体化,以便更好地应用于工程实践。


  本书所有程序均采用Digital Visual Fortran 5.0编写,源程序代码、每个计算实例的输入和输出数据文件等按照章节顺序存放在一个文件包中,并上传至电子工业出版社网站上,需要的读者可登录该网站免费下载。虽然大部分程序已在实践中进行过验证或与其他商业软件进行过对比,但难免还会存在一些考虑不周全的地方。读者也可以利用书中理论并参考书中程序编写适合个人习惯的程序或者对书中的程序进行改进。


  限于著者水平,错误和缺点难免,敬请广大读者批评指正。


  


  著 者


  2016年1月于安徽工业大学


   Email: antennaeng@163.com




《电磁波工程导论》 简介: 这是一本面向初学者和进阶工程师的电磁波工程领域入门与深化之作。本书系统性地梳理了电磁波传播、辐射和散射的基本原理,并重点介绍了在现代通信、雷达、遥感等高科技领域中,这些基本原理如何被应用和拓展。本书旨在为读者构建一个扎实的理论基础,同时通过实际案例和工程思考,引导读者理解并解决实际工程问题。 第一部分:基础理论篇 本部分将带领读者从最基本的概念出发,逐步建立起对电磁波工程的宏观认识。 第一章:麦克斯韦方程组的演化与精髓 本章将回顾电磁学发展的历史脉络,从法拉第的感应定律、安培定律、高斯定律等出发,逐步引出麦克斯韦方程组的完整形式。我们将深入剖析每一个方程的物理意义,理解它们是如何统一描述电场和磁场相互作用以及时变性与源项之间的关系。 重点将放在理解位移电流的概念及其重要性,以及麦克斯韦方程组如何预言了电磁波的存在。我们将通过简化的形式(如泊松方程、波动方程)来展示其核心思想,为后续章节奠定坚实的理论基础。 此外,本章还将初步介绍场的概念,包括标量场和矢量场,以及它们在描述电磁现象中的作用。 第二章:电磁波的传播特性 本章将深入探讨电磁波在不同介质中的传播规律。我们将从无界自由空间中的平面电磁波出发,推导其相速度、群速度、波阻抗等关键参数。 随后,我们将分析电磁波在均匀介质(如电介质、导电介质)中的传播,详细讲解介电常数、磁导率、电导率等参数对波传播的影响。我们将推导衰减常数、相位常数,并解释“损耗”和“频散”的物理含义。 重点还将放在讲解电磁波在界面上的反射与折射现象。我们将详细阐述斯涅尔定律(Snell's Law)的推导及其应用,并分析全反射的条件。惠更斯原理(Huygens' Principle)也将被引入,用于解释波的衍射和传播。 最后,本章将简要介绍导波的概念,为后续章节中对传输线和波导的理解做铺垫。 第三章:电磁辐射的基本原理 本章将聚焦于电磁能量的产生和向空间的辐射。我们将从最简单的辐射源——点电荷和电流元出发,运用洛伦兹公式和延迟势的概念,推导出它们产生的辐射场。 重点将放在偶极子辐射上,详细分析单极子和偶极子在不同方向上的辐射强度分布、辐射功率以及等效电路模型。这将是理解更复杂天线辐射特性的基础。 本章还将介绍辐射场和近区场、远区场的概念区分,以及它们在描述辐射源附近和远处的电磁行为时的不同作用。 引入天线的基本参数,如辐射电阻、效率、方向性系数和天线增益,并给出它们的计算方法。 第二部分:工程应用篇 本部分将基于前一部分建立的理论基础,深入探讨电磁波工程在实际技术中的应用,并引入一些重要的工程概念。 第四章:传输线理论与阻抗匹配 本章将详细介绍传输线作为一种将电磁能量从一个点传输到另一个点的基本结构。我们将从集总参数模型出发,推导传输线的电压和电流的分布特性,并引入特性阻抗和传播常数的概念。 重点将放在讲解反射系数和驻波比(VSWR)。我们将通过史密斯圆图(Smith Chart)这一强大的工程工具,直观地展示阻抗匹配的过程和原理。 详细阐述阻抗匹配的意义——最大功率传输和最小信号反射。我们将介绍多种实现阻抗匹配的方法,如匹配网络的设计(如匹配段、匹配电感/电容)。 本章还将讨论传输线的损耗,以及不同类型传输线(如同轴线、微带线、带状线)的特性和适用场景。 第五章:波导技术与微波器件 本章将介绍波导作为一种引导电磁波传播的结构。我们将分析金属矩形波导和圆波导中的导模传播,讲解截止频率、工作模式(TE、TM模式)以及不同模式下的传播特性。 我们将深入探讨波导的特性阻抗、损耗和能量传输效率。同时,还将介绍波导中的各种高频损耗机制。 本章的重点将放在介绍常见的微波器件,包括: 定向耦合器: 用于信号的耦合和分配,介绍其耦合度、隔离度等参数。 环形器和隔离器: 用于信号的单向传输,在放大器等电路中起重要作用。 功率分配器/合成器: 用于将信号分成多路或将多路信号合并。 滤波器: 用于选择特定频率的信号,介绍不同类型的滤波结构。 移相器: 用于改变信号的相位。 我们将通过这些器件的原理和应用,展示波导技术在微波和毫米波系统中的重要性。 第六章:散射理论与目标探测 本章将引入电磁散射的基本概念,即电磁波遇到物体时发生的反射、衍射和绕射现象。我们将从几何光学和几何衍射理论出发,描述宏观尺度下物体的散射特性。 重点将放在介绍雷达散射截面(RCS)的概念,它描述了一个目标对雷达信号的“可见度”。我们将讲解RCS的定义、影响因素(如目标形状、大小、材料、入射角度和频率),并介绍一些简单几何体的RCS计算方法。 本章还将初步介绍米散射理论(Mie Scattering)和瑞利散射理论(Rayleigh Scattering),它们分别适用于描述与波长尺度相当和远小于波长的散射体。 我们将通过实际案例,如雷达探测目标(飞机、船舶、地面目标)和遥感应用(如地物目标的散射特性分析),来阐述散射理论的工程意义。 第七章:电磁兼容性(EMC)与屏蔽 本章将讨论电磁兼容性(EMC),即设备或系统在预期的电磁环境中,能够正常工作而不产生不可接受的电磁骚扰(EMI)或不受电磁骚扰影响的能力。 我们将分析EMI的产生机理,包括传导发射、辐射发射、敏感性等方面。 重点将放在介绍电磁屏蔽技术。我们将讲解屏蔽的基本原理,包括反射损耗和吸收损耗,并介绍不同类型的屏蔽材料和结构(如金属外壳、屏蔽板、屏蔽网)。 本章还将讨论接地技术、滤波技术以及PCB布局设计等在提高EMC性能中的作用。通过本章的学习,读者将能够理解并采取措施,降低电子设备之间的电磁干扰,提高系统的可靠性。 第八章:数值计算方法在电磁场分析中的应用 本章将概述几种常用的电磁场数值计算方法,这些方法对于解决解析解难以获得的复杂问题至关重要。 我们将简要介绍: 有限元方法(FEM): 适用于求解复杂几何结构和非均匀介质的电磁场问题。 有限差分时域方法(FDTD): 适用于动态、瞬态电磁场模拟,特别适合分析电磁脉冲传播和瞬态响应。 矩量法(MoM): 适用于求解二维和三维散射和辐射问题,尤其适合处理具有边界积分方程的场景。 边界元方法(BEM): 与 MoM 类似,也是一种基于边界积分方程的方法。 本章的重点在于介绍这些方法的原理、适用范围、优缺点,以及它们如何被用于分析天线、散射体、微波器件等。我们将通过一些简化的算例,展示如何利用这些数值方法来预测电磁场的行为。 结论: 本书以清晰的逻辑和严谨的论证,系统地介绍了电磁波工程的核心理论与关键应用。通过理论推导、工程案例分析以及对新兴计算方法的介绍,本书旨在培养读者分析和解决实际电磁工程问题的能力。无论您是通信工程师、雷达专家、电子设备设计师,还是对电磁现象充满好奇的学生,都能从本书中获得宝贵的知识和深刻的启迪。本书是一本值得您反复研读的实用技术手册。

用户评价

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我之前在阅读一本关于微带天线的书籍时,对天线的设计和优化产生了浓厚的兴趣,但当时接触到的更多是平面结构的天线,对于空间结构的反射面天线了解甚少。《反射面天线理论及实用CAD程序集》这本书的出现,正好填补了我知识体系中的这一空白。我尤其好奇书中是如何将抽象的电磁场理论与具体的反射面结构联系起来的,例如不同形状的反射面如何影响天线的聚焦能力和波束宽度。我希望书中能够深入探讨反射面天线的馈源设计、旁瓣抑制、交叉极化等关键技术问题,以及这些问题是如何通过理论分析和仿真手段来解决的。我对书中提到的“实用CAD程序集”充满了期待,我希望这些程序能够覆盖从基本模型建立到复杂的电磁仿真全过程,并且能够方便用户根据自己的需求进行参数调整和性能评估。如果书中还能提供一些关于如何根据特定应用场景(例如射电望远镜、卫星通信地面站)来选择和设计反射面天线的指导,那将是一笔宝贵的财富。

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我是一名在运营商网络优化岗位上摸爬滚打多年的工程师,虽然日常工作中主要接触的是基站设备的参数调整和信号覆盖分析,但心中一直对支撑这一切无线信号传输的“幕后英雄”——天线,有着浓厚的兴趣。拿到《反射面天线理论及实用CAD程序集》这本书,我的第一反应是“终于有货了!”。市面上关于天线的书籍很多,但往往要么过于偏重基础理论,理论性太强,让人望而却步;要么就是一些浅尝辄止的介绍,缺乏深度和实操性。而这本书的名字就直接点明了它的两大核心优势:深厚的理论功底和实用的CAD工具。我渴望通过这本书,系统地了解反射面天线的物理原理,比如它们的辐射特性、阻抗匹配、增益提升的机理等等。更重要的是,我希望书中能够提供一些切实可行的CAD程序,让我能够将书中的理论知识转化为实际的设计操作,比如如何使用这些程序来绘制天线模型、进行电磁仿真,甚至是为了特定应用场景(比如卫星通信、雷达探测等)来优化天线参数。我期待这本书能成为我解决实际工作中遇到的疑难杂症的“秘密武器”,让我能够更深入地理解天线在无线通信系统中的关键作用。

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我是一名对科学技术充满好奇心的读者,尤其对那些能够解决实际问题、推动社会进步的技术领域情有独钟。《反射面天线理论及实用CAD程序集》这本书,光是听名字就充满了技术感和实用性。我一直认为,理论知识的价值在于其能否转化为实际应用,而这本书恰恰是将两者完美结合。我期待书中能够详细阐述反射面天线的成像原理和电磁波的聚焦机理,以及不同反射面形状(如抛物面、球面)对天线性能的影响。我尤其感兴趣的是书中关于如何利用CAD工具来辅助天线设计的具体方法和流程,例如如何通过软件进行建模、网格划分、边界条件设置以及结果后处理等。我希望书中提供的CAD程序能够具有一定的灵活性和扩展性,让读者能够根据自己的需求进行二次开发或定制。如果书中能够穿插一些不同领域(如通信、雷达、射电天文学)中反射面天线的经典案例分析,并解释其设计思路和技术创新点,那将极大地拓宽我的视野,让我更深刻地理解反射面天线在现代科技中的重要地位。

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作为一名天线设计领域的初学者,我一直觉得这块领域既神秘又充满魅力。我常常被那些造型各异、功能强大的天线所吸引,但却苦于找不到一条清晰的学习路径。《反射面天线理论及实用CAD程序集》这本书,对我来说,就像是一盏指引方向的明灯。它的书名就非常吸引人,一个“理论”加上一个“实用CAD程序集”,这正是我这样新手最需要的组合。我希望书中能够从最基础的概念讲起,比如电磁波的传播,然后逐步深入到反射面天线的各种基本原理,比如惠更斯原理、菲涅尔衍射等等。我尤其期待书中能够用清晰易懂的语言和图示,来解释不同类型的反射面天线,例如抛物面天线、卡塞格伦天线、格里高利天线等等,并详细说明它们的设计思路和技术特点。而“实用CAD程序集”更是让我眼前一亮,这意味着我不仅能学到理论,还能动手实践。我希望书中提供的CAD程序能够简单易用,并能配套相应的教程,让我能够通过模拟和仿真来直观地理解天线的设计过程。如果能包含一些实际的应用案例,那就更完美了。

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天呐,我刚刚收到这本《反射面天线理论及实用CAD程序集》,简直是把我对射频工程的理解带到了一个全新的高度!这本书的篇幅着实不小,我翻开第一页,就被那些密密麻麻的公式和图表给震撼到了。我平时对天线方面的知识涉猎不多,更多的是在信号处理的领域里打转,所以这本厚重的书对我来说,更像是一本需要披荆斩棘的宝藏。但越是这样,我越感到兴奋,因为我知道,一旦我能啃下它,我将在天线设计和分析方面拥有扎实的理论基础。我特别期待书中能够深入浅出地讲解各种反射面天线的类型,比如抛物面、椭球面等等,以及它们各自的优缺点和适用场景。我尤其对如何利用CAD工具来模拟和优化这些天线感兴趣,因为我一直觉得理论知识和实际应用之间往往存在一道鸿沟,而一本包含实用CAD程序的书,正是连接这道鸿沟的桥梁。我希望这本书不仅仅是理论的堆砌,更能提供一些手把手的指导,让我能够真正地运用这些知识去解决实际问题。光是看着目录,就已经让我充满了期待,相信它会是一次充满挑战但收获满满的阅读之旅。

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