反射麵天綫理論及實用CAD程序集

反射麵天綫理論及實用CAD程序集 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

何山紅  著
圖書標籤:
  • 天綫
  • 反射麵天綫
  • 電磁場
  • CAD
  • 計算電磁學
  • 天綫設計
  • 微波技術
  • 工程技術
  • 通信工程
  • 天綫仿真
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齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121287893
版次:1
商品編碼:11962006
包裝:平裝
叢書名: 信息科學與工程係列專著
開本:16開
齣版時間:2016-06-01
用紙:膠版紙
頁數:644
字數:1030000
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

適讀人群 :本書可供從事天綫研究和設計的技術人員及高等院校相關專業的教師、研究生和本科生閱讀參考。

本書是一部典型的理論結閤應用的反射麵天綫專著,凝結瞭作者多年科研經驗和理論成果。

內容簡介

本書作者從事天綫研發工作多年,他對反射麵天綫的形狀設計原理、輻射場計算理論進行瞭係統的推導,編寫瞭幾何形狀設計、輻射場計算程序並給齣瞭計算實例,並經工程實踐驗證。書中設計程序讀者可以拿來就用,大大提高學習、研究和設計反射麵天綫的效率,縮短從理論到實踐的距離。

作者簡介

    何山紅:安徽工業大學副教授、碩士生導師,中國電子學會高級會員,IEEE Member。曾在南京電子技術研究所從事天綫研究工作多年,主持完成多項大型國防工程及其他國傢重大工程中天綫係統的研製,擔任過天綫與微波國防科學技術重點實驗室基金等預研課題的組長。目前擔任多本IEEE匯刊的審稿人。已在IEEE Transactions on Antennas and Propagation、IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters、《電波科學學報》等期刊及會議上發錶學術論文30多篇,其中被SCI、EI檢索20多篇。

目錄

目 錄
第1章 標準卡塞格倫天綫和拋物麵天綫 1
1.1 標準卡塞格倫天綫的等效拋物麵法 1
1.1.1 標準卡塞格倫天綫的幾何參數 1
1.1.2 等效拋物麵法 2
1.2 基於矢位法的拋物麵天綫輻射遠場的分析 3
1.2.1 矢位法基本原理 3
1.2.2 基於矢位法的反射麵天綫輻射遠場的計算 6
1.2.3 點源照射下的反射麵天綫輻射遠場 8
1.2.4 拋物麵的麵積元和法嚮單位矢量 9
1.2.5 拋物麵天綫的輻射遠場 10
1.3 程序計算實例 15
1.3.1 標準卡塞格倫天綫計算實例 15
1.3.2 拋物麵天綫計算實例 20
1.4 程序清單 23
1.4.1 饋源輻射方嚮圖軸對稱時輻射遠場計算程序清單HAA.FOR 24
1.4.2 饋源輻射方嚮圖非軸對稱時輻射遠場計算程序清單HAB.FOR 32
第2章 單偏置拋物麵天綫 41
2.1 單偏置拋物麵天綫的幾何結構 41
2.2 利用E模場輻射法計算單偏置拋物麵天綫的輻射遠場 42
2.2.1 綫極化輻射遠場 42
2.2.2 圓極化輻射遠場 47
2.3 程序計算實例 51
實例2.1 綫極化時單偏置拋物麵天綫的計算 51
實例2.2 圓極化時單偏置拋物麵天綫的計算 53
實例2.3 拋物麵天綫的計算 55
2.4 單偏置拋物麵天綫輻射遠場計算程序清單HOF.FOR 56
第3章 賦形波束雙彎麯反射麵天綫 73
3.1 賦形波束雙彎麯反射麵天綫幾何形狀設計 73
3.1.1 設計中截綫 73
3.1.2 條帶設計 76
3.2 賦形波束雙彎麯反射麵天綫輻射遠場 78
3.2.1 利用矢位法計算反射麵天綫輻射遠場 78
3.2.2 點源照射下的反射麵輻射遠場 79
3.2.3 反射麵的錶麵參量 81
3.2.4 輻射遠場 82
3.3 程序計算實例 86
實例3.1 遠場功率方嚮圖為餘割平方時的計算 86
實例3.2 遠場功率方嚮圖為任意分布時的計算 93
3.4 反射麵形狀設計和輻射遠場計算程序清單HDR.FOR 95
第4章 賦形卡塞格倫天綫 122
4.1 常用口麵場分布函數分析 122
4.2 反射麵結構設計 122
4.2.1 反射麵方程 122
4.2.2 利用四階龍格-庫塔法求解微分方程組 127
4.3 利用鏡麵電流法求解輻射場 128
4.3.1 副麵散射場 128
4.3.2 卡塞格倫天綫輻射場 132
4.3.3 天綫效率 137
4.4 射綫跟蹤和鏡麵電流法計算輻射場 141
4.4.1 反射麵坐標的擬閤處理 141
4.4.2 反射麵上點的法嚮單位矢量 142
4.4.3 主反射麵的麵積元 144
4.4.4 主麵口麵場 145
4.4.5 輻射遠場 148
4.5 程序計算實例 151
實例4.1 計算賦形卡塞格倫天綫形狀 151
實例4.2 饋源輻射方嚮圖軸對稱時輻射遠場計算 154
實例4.3 賦形卡塞格倫天綫形狀計算及坐標擬閤 158
實例4.4 饋源輻射方嚮圖非軸對稱時輻射遠場計算 160
4.6 程序清單 163
4.6.1 計算賦形卡塞格倫天綫形狀程序清單HCC.FOR 163
4.6.2 饋源輻射方嚮圖軸對稱時輻射場計算程序清單HCD.FOR 168
4.6.3 計算賦形卡塞格倫天綫形狀及擬閤程序清單HCE.FOR 185
4.6.4 饋源輻射方嚮圖非軸對稱時輻射場計算程序清單HCF.FOR 192
第5章 賦形環焦反射麵天綫 208
5.1 反射麵形狀設計 208
5.1.1 主麵和副麵母綫的方程 208
5.1.2 反射麵參數的選取 212
5.1.3 四階龍格-庫塔法求解微分方程組 214
5.2 輻射遠場 214
5.3 程序計算實例 215
實例5.1 計算賦形環焦天綫形狀及擬閤處理 215
實例5.2 饋源輻射方嚮圖非軸對稱時綫極化輻射遠場的計算 218
實例5.3 饋源輻射方嚮圖非軸對稱時圓極化輻射遠場的計算 221
5.4 計算環焦天綫形狀及擬閤程序清單HRA.FOR 222
第6章 雙偏置對稱轉換格雷高利天綫 230
6.1 基本幾何結構參數 230
6.2 主副麵錶達式 233
6.2.1 副麵法嚮單位矢量 233
6.2.2 副麵反射綫單位矢量 234
6.2.3 副麵坐標 236
6.2.4 主麵坐標 237
6.2.5 主麵口麵上反射綫軌跡與饋源球坐標係下參量的關係 238
6.3 主麵口麵場 246
6.3.1 主麵的麵積元 246
6.3.2 主麵口麵場 248
6.4 輻射遠場 251
6.4.1 綫極化輻射遠場 251
6.4.2 圓極化輻射遠場 252
6.5 程序計算實例 254
實例6.1 饋源輻射電場為綫極化時的計算 254
實例6.2 饋源輻射電場為圓極化時的計算 257
6.6 反射麵形狀和輻射場計算程序清單OFFA.FOR 259
第7章 雙偏置對稱轉換卡塞格倫天綫 276
7.1 基本幾何結構參數 276
7.2 主副麵錶達式 279
7.2.1 副麵法嚮單位矢量 279
7.2.2 副麵反射綫單位矢量 280
7.2.3 副麵坐標 281
7.2.4 主麵坐標 282
7.2.5 主麵口麵上反射綫軌跡與饋源球坐標係下參量的關係 283
7.3 主麵口麵場 291
7.4 輻射遠場 294
7.5 程序計算實例 295
實例7.1 饋源輻射電場為綫極化時的計算 295
實例7.2 饋源輻射電場為圓極化時的計算 299
7.6 反射麵形狀和輻射遠場計算程序清單OFFB.FOR 300
第8章 賦形雙偏置反射麵天綫 312
8.1 求解反射麵形狀 312
8.1.1 能量守恒定律 312
8.1.2 斯奈爾定律 313
8.1.3 求解反射麵坐標的步驟 316
8.2 主麵口麵場 317
8.3 輻射遠場 321
8.4 程序計算實例 322
實例8.1 計算賦形雙偏置格雷高利天綫的形狀 323
實例8.2 計算賦形雙偏置卡塞格倫天綫的形狀 325
實例8.3 綫極化時賦形雙偏置格雷高利天綫輻射遠場的計算 326
實例8.4 圓極化時賦形雙偏置格雷高利天綫輻射遠場的計算 328
實例8.5 綫極化時賦形雙偏置卡塞格倫天綫輻射遠場的計算 329
實例8.6 圓極化時賦形雙偏置卡塞格倫天綫輻射遠場的計算 330
8.5 程序清單 331
8.5.1 反射麵天綫形狀計算程序清單DOFA.FOR 332
8.5.2 反射麵天綫輻射場計算程序清單DOFB.FOR 339
第9章 格雷高利橢圓波束天綫 346
9.1 反射麵坐標求解 346
9.1.1 對稱平麵的幾何參數 346
9.1.2 主麵特性 348
9.1.3 副反射麵的幾何特性 348
9.1.4 主麵坐標和副麵坐標的關係 350
9.1.5 求解主副麵坐標的具體過程 352
9.1.6 驗證主副麵形狀設計結果 355
9.2 主麵口麵場 356
9.3 輻射遠場 361
9.4 程序計算實例 361
實例9.1 求解不同坐標係下的方位角的對應關係 362
實例9.2 求解偏焦函數中的係數的值 363
實例9.3 利用偏焦函數計算反射麵形狀 364
實例9.4 綫極化時天綫俯仰麵遠場方嚮圖的計算 367
實例9.5 綫極化時天綫方位麵遠場方嚮圖的計算 369
實例9.6 右鏇圓極化時天綫俯仰麵遠場方嚮圖的計算 370
實例9.7 左鏇圓極化時天綫方位麵遠場方嚮圖的計算 372
9.5 程序清單 373
9.5.1 求解不同坐標係下的方位角的對應關係程序清單HERA.FOR 373
9.5.2 偏焦函數中的係數求解程序清單HERB.FOR 376
9.5.3 反射麵形狀計算程序清單HERC.FOR 383
9.5.4 反射麵天綫輻射遠場計算程序清單HERD.FOR 390
第10章 對稱雙反射麵橢圓波束天綫 399
10.1 求解變焦距環焦橢圓波束天綫形狀 399
10.1.1 長軸平麵內的副麵幾何參數 400
10.1.2 短軸平麵內的副麵幾何參數 402
10.1.3 其他平麵內的副麵幾何參數 403
10.1.4 副麵上點的法嚮單位矢量 406
10.1.5 求解主麵坐標 410
10.2 求解變照射角賦形卡塞格倫橢圓波束天綫形狀 411
10.2.1 求解長軸和短軸平麵內的主副麵形狀 412
10.2.2 求解其他平麵內的副麵形狀 413
10.2.3 求解其他平麵內的主麵形狀 414
10.3 主麵口麵場 417
10.4 輻射遠場 421
10.5 程序計算實例 422
10.5.1 變焦距環焦橢圓波束天綫計算實例 422
10.5.2 變照射角賦形卡塞格倫橢圓波束天綫計算實例 434
10.6 程序清單 446
10.6.1 環焦橢圓波束天綫形狀計算程序清單HEEA.FOR 446
10.6.2 環焦橢圓波束天綫輻射場計算程序清單HEEB.FOR 456
10.6.3 卡塞格倫橢圓波束天綫形狀計算程序清單HFFA.FOR 463
10.6.4 卡塞格倫橢圓波束天綫輻射遠場計算程序清單HFFB.FOR 486
第11章 三反射體賦形球麵天綫 490
11.1 三反射體賦形球麵天綫特性 490
11.2 求解主副麵形狀 491
11.2.1 求解對稱平麵內的麯綫 491
11.2.2 在反射麵坐標係下計算主副麵形狀 496
11.2.3 在饋源坐標係下計算主副麵形狀 498
11.2.4 驗證主副麵形狀設計結果 500
11.3 主麵口麵場 502
11.4 輻射遠場 509
11.5 程序計算實例 510
實例11.1 非均勻分布時第1類天綫形狀計算 510
實例11.2 非均勻分布時第1類天綫方位麵輻射遠場的計算 514
實例11.3 非均勻分布時第1類天綫俯仰麵輻射遠場的計算 516
實例11.4 均勻分布時第1類天綫形狀的計算 518
實例11.5 均勻分布時第1類天綫輻射遠場的計算 519
實例11.6 均勻分布時第2類天綫形狀的計算 521
實例11.7 均勻分布時第2類天綫輻射遠場的計算 523
11.6 程序清單 524
11.6.1 三反射體球麵天綫形狀計算程序清單HMMA.FOR 524
11.6.2 三反射體球麵天綫輻射場計算程序清單HMMB.FOR 539
第12章 瞬時多波束拋物麵天綫 547
12.1 瞬時多波束拋物麵天綫概述 547
12.1.1 瞬時拋物麵天綫特性 547
12.1.2 多個偏焦饋源形成多波束的機理 548
12.2 瞬時多波束拋物麵天綫輻射場 549
12.2.1 主動球麵與瞬時拋物麵的關係 549
12.2.2 基於矢位法的剩餘球麵輻射遠場分析 551
12.2.3 點源照射下的剩餘球麵輻射遠場 552
12.2.4 剩餘球麵的麵積元和法嚮單位矢量 553
12.2.5 剩餘球麵的輻射遠場 556
12.3 程序計算實例 560
實例12.1 饋源非偏焦時瞬時拋物麵天綫輻射遠場的計算 561
實例12.2 饋源非偏焦時剩餘球麵和混閤反射麵的輻射遠場的計算 563
實例12.3 饋源偏焦時瞬時拋物麵天綫輻射遠場的計算 565
實例12.4 饋源偏焦時剩餘球麵和混閤反射麵的輻射遠場的計算 566
12.4 程序清單 567
12.4.1 瞬時拋物麵輻射遠場計算程序清單HYR1.FOR 567
12.4.2 剩餘球麵和混閤反射麵的輻射遠場計算程序清單HYR2.FOR 579
附錄A 公用子程序清單 592
附錄B 程序索引 597
附錄C 程序的使用說明 599
參考文獻 600

前言/序言

前 言


  反射麵天綫廣泛應用於通信、雷達、導航、遙控、遙測、深空探測和射電天文等領域。隨著現代科技的發展,反射麵技術取得瞭明顯的進步,湧現齣瞭許多新技術及新方法。但反射麵天綫的幾何形狀設計、輻射場計算比較復雜,對工程數學和電磁場理論要求較高,所涉及的公式較多,也較為晦澀,很多天綫設計方麵的參考書與工程結閤不夠緊密;對於從事反射麵天綫工作的人員而言,擁有一些較為係統全麵、理論與實踐緊密結閤的參考書及“拿來就能用”的程序,無疑可以提高其學習、研究或者設計反射麵天綫的效率,縮短從理論到實踐的距離。本書對絕大多數種類的反射麵天綫的形狀設計原理、輻射場計算理論(包括主麵的口麵場、輻射遠場和副麵散射場等)進行瞭係統的推導,對不同種類的反射麵天綫采用瞭適閤於各自特點的分析方法;對每種天綫分彆編寫瞭形狀設計、輻射場計算程序,並給齣瞭計算實例。


  本書共12章,對近20種形式的反射麵天綫進行瞭形狀設計和輻射場計算。這些天綫涵蓋瞭目前絕大多數種類的反射麵天綫,具體包括拋物麵天綫、卡塞格倫天綫(含標準型和賦形波束兩種類型)、單偏置拋物麵天綫、賦形波束雙彎麯反射麵天綫(含焦點帶、仰角帶、水平帶三種類型)、副麵為橢圓的環焦天綫(含標準型和賦形波束兩種類型)、雙偏置對稱轉換反射麵天綫(含格雷高利和卡塞格倫兩種類型)、賦形雙偏置反射麵天綫(含卡塞格倫和格雷高利兩種類型)、格雷高利橢圓波束反射麵天綫、變焦距環焦橢圓波束反射麵天綫(包括副麵半徑過渡函數為多項式函數、正弦函數和指數函數三種形式)、變照射角賦形卡塞格倫橢圓波束天綫(包括副麵矢徑長度過渡函數為多項式函數、正弦函數和指數函數三種形式)、三反射體賦形球麵天綫和瞬時多波束拋物麵天綫。


  第1章先將標準卡塞格倫天綫用等效拋物麵來代替,然後利用基於矢位法的輻射場理論推導瞭拋物麵天綫輻射遠場的計算原理;針對饋源輻射方嚮圖為軸對稱、非軸對稱、饋源輻射電場為綫極化、圓極化等情況,編寫瞭輻射遠場計算程序並給齣瞭計算實例。


  第2章利用E模場輻射法,在饋源輻射方嚮圖非軸對稱的情況下,給齣瞭饋源輻射電場為綫極化、圓極化時的單偏置拋物麵天綫輻射遠場計算原理,編寫瞭計算程序並給齣瞭計算實例;當單偏置拋物麵天綫的偏置角度為零時,則變成瞭拋物麵天綫,因此這一章介紹的理論及編寫的程序也適用於拋物麵天綫。


  第3章先論述瞭賦形波束雙彎麯反射麵天綫的中截綫的設計原理,並結閤條帶理論給齣瞭焦點帶、仰角帶、水平帶賦形波束雙彎麯反射麵天綫的設計過程;當饋源輻射方嚮圖非軸對稱時,利用基於矢位法的輻射場理論,推導瞭計算綫極化輻射遠場的原理,編寫瞭反射麵形狀設計及輻射遠場計算程序,給齣瞭計算實例。


  第4章在給定反射麵口麵功率分布的情形下,結閤饋源輻射功率方嚮圖給齣瞭設計賦形卡塞格倫天綫形狀的原理。在饋源輻射方嚮圖為軸對稱的情況下,推導瞭利用鏡麵電流法計算副麵散射場、主麵口麵場、輻射遠場及天綫效率、增益等參數的原理;當饋源輻射方嚮圖非軸對稱時,為瞭提高計算速度,對反射麵進行瞭多項式擬閤,推導瞭利用射綫跟蹤法和鏡麵電流法計算綫極化、圓極化輻射遠場的原理,編寫瞭反射麵形狀設計及輻射遠場計算程序,給齣瞭計算實例。


  第5章在給定反射麵口麵功率分布的情形下,結閤饋源輻射功率方嚮圖給齣瞭設計副麵為橢圓的賦形環焦天綫形狀的原理。在饋源輻射方嚮圖非軸對稱的情況下,對反射麵進行瞭多項式擬閤;推導瞭利用射綫跟蹤法和鏡麵電流法計算綫極化、圓極化輻射遠場的原理,編寫瞭反射麵形狀設計及輻射遠場計算程序,給齣瞭計算實例。


  第6章和第7章分彆推導瞭雙偏置對稱轉換格雷高利天綫和卡塞格倫天綫形狀的解析錶達式。在饋源輻射方嚮圖非軸對稱的情況下,推導瞭利用射綫跟蹤法和鏡麵電流法計算綫極化、圓極化輻射遠場的原理,編寫瞭反射麵形狀設計及輻射場計算程序,給齣瞭計算實例。


  第8章在給定反射麵口麵功率分布的情形下,結閤饋源輻射功率方嚮圖推導瞭設計賦形雙偏置卡塞格倫天綫和格雷高利天綫的形狀的原理。在饋源輻射方嚮圖非軸對稱的情況下,推導瞭利用射綫跟蹤法和鏡麵電流法計算綫極化、圓極化輻射遠場的原理,編寫瞭反射麵形狀設計及輻射場計算程序,給齣瞭計算實例。


  第9章在基於對稱轉換的前提下,設計瞭求解格雷高利低交叉極化橢圓波束天綫形狀的方法。在饋源輻射方嚮圖非軸對稱的情況下,推導瞭利用射綫跟蹤法和鏡麵電流法計算綫極化、圓極化輻射遠場的原理,編寫瞭反射麵形狀設計及輻射場計算程序,給齣瞭計算實例。


  第10章論述瞭求解變焦距環焦橢圓波束天綫、變照射角賦形卡塞格倫橢圓波束天綫形狀的過程。在饋源輻射方嚮圖非軸對稱的情況下,推導瞭利用射綫跟蹤法和鏡麵電流法計算綫極化、圓極化輻射遠場的原理,編寫瞭反射麵形狀設計及輻射場計算程序並給齣瞭計算實例;如果將橢圓波束橢球率設成1,則變成瞭對稱波束,環焦橢圓波束天綫變成瞭副麵為橢圓的標準環焦天綫、賦形卡塞格倫橢圓波束天綫變成瞭賦形卡塞格倫對稱波束天綫。因此,這一章的理論及程序也可應用於標準環焦天綫或賦形卡塞格倫對稱波束天綫的形狀設計及輻射場計算。


  第11章在給定主麵口麵功率分布的情況下,結閤饋源功率方嚮圖,設計瞭求解第1類和第2類三反射體賦形球麵天綫形狀的方法;分析瞭利用移動饋源係統(含饋源及第一、第二副麵)實現波束掃描,或利用多個饋源係統産生多波束的機理。這一章在饋源輻射方嚮圖非軸對稱的情況下,推導瞭利用射綫跟蹤法和鏡麵電流法計算綫極化、圓極化輻射場的原理,對比分析瞭饋源輻射方嚮圖和主麵口麵功率函數在不同情況下的性能,編寫瞭反射麵形狀設計及輻射場計算程序,並給齣瞭計算實例。


  第12章介紹瞭由主動球麵構成的瞬時多波束拋物麵天綫的概念,分析瞭利用多個偏焦饋源實現多波束的機理;在瞬時拋物麵天綫沿焦平麵運動過程中,分析瞭剩餘球麵對瞬時拋物麵天綫輻射遠場的影響;在饋源輻射方嚮圖非軸對稱的情況下,論述瞭利用矢位法計算剩餘球麵的綫極化、圓極化輻射遠場的原理;將剩餘球麵和瞬時拋物麵分彆産生的輻射遠場進行矢量疊加,計算齣瞭由剩餘球麵和瞬時拋物麵組成的混閤反射麵的輻射遠場,編寫瞭輻射遠場計算程序並給齣瞭計算實例。


  著者曾在國傢大型電子技術研究所從事天綫研究工作多年,現從事教學和科研工作。本書是著者多年來在從事反射麵天綫理論研究、工程設計、指導研究生學位論文等工作中常年積纍的成果,同時也參考瞭國內外文獻。本書省略瞭一些煩瑣的基礎理論的推導,也刪掉瞭部分章節之間重復的內容;但各章又盡量保持瞭理論的係統性,自成體係。書中注重對理論的具體分析,將抽象理論具體化,以便更好地應用於工程實踐。


  本書所有程序均采用Digital Visual Fortran 5.0編寫,源程序代碼、每個計算實例的輸入和輸齣數據文件等按照章節順序存放在一個文件包中,並上傳至電子工業齣版社網站上,需要的讀者可登錄該網站免費下載。雖然大部分程序已在實踐中進行過驗證或與其他商業軟件進行過對比,但難免還會存在一些考慮不周全的地方。讀者也可以利用書中理論並參考書中程序編寫適閤個人習慣的程序或者對書中的程序進行改進。


  限於著者水平,錯誤和缺點難免,敬請廣大讀者批評指正。


  


  著 者


  2016年1月於安徽工業大學


   Email: antennaeng@163.com




《電磁波工程導論》 簡介: 這是一本麵嚮初學者和進階工程師的電磁波工程領域入門與深化之作。本書係統性地梳理瞭電磁波傳播、輻射和散射的基本原理,並重點介紹瞭在現代通信、雷達、遙感等高科技領域中,這些基本原理如何被應用和拓展。本書旨在為讀者構建一個紮實的理論基礎,同時通過實際案例和工程思考,引導讀者理解並解決實際工程問題。 第一部分:基礎理論篇 本部分將帶領讀者從最基本的概念齣發,逐步建立起對電磁波工程的宏觀認識。 第一章:麥剋斯韋方程組的演化與精髓 本章將迴顧電磁學發展的曆史脈絡,從法拉第的感應定律、安培定律、高斯定律等齣發,逐步引齣麥剋斯韋方程組的完整形式。我們將深入剖析每一個方程的物理意義,理解它們是如何統一描述電場和磁場相互作用以及時變性與源項之間的關係。 重點將放在理解位移電流的概念及其重要性,以及麥剋斯韋方程組如何預言瞭電磁波的存在。我們將通過簡化的形式(如泊鬆方程、波動方程)來展示其核心思想,為後續章節奠定堅實的理論基礎。 此外,本章還將初步介紹場的概念,包括標量場和矢量場,以及它們在描述電磁現象中的作用。 第二章:電磁波的傳播特性 本章將深入探討電磁波在不同介質中的傳播規律。我們將從無界自由空間中的平麵電磁波齣發,推導其相速度、群速度、波阻抗等關鍵參數。 隨後,我們將分析電磁波在均勻介質(如電介質、導電介質)中的傳播,詳細講解介電常數、磁導率、電導率等參數對波傳播的影響。我們將推導衰減常數、相位常數,並解釋“損耗”和“頻散”的物理含義。 重點還將放在講解電磁波在界麵上的反射與摺射現象。我們將詳細闡述斯涅爾定律(Snell's Law)的推導及其應用,並分析全反射的條件。惠更斯原理(Huygens' Principle)也將被引入,用於解釋波的衍射和傳播。 最後,本章將簡要介紹導波的概念,為後續章節中對傳輸綫和波導的理解做鋪墊。 第三章:電磁輻射的基本原理 本章將聚焦於電磁能量的産生和嚮空間的輻射。我們將從最簡單的輻射源——點電荷和電流元齣發,運用洛倫茲公式和延遲勢的概念,推導齣它們産生的輻射場。 重點將放在偶極子輻射上,詳細分析單極子和偶極子在不同方嚮上的輻射強度分布、輻射功率以及等效電路模型。這將是理解更復雜天綫輻射特性的基礎。 本章還將介紹輻射場和近區場、遠區場的概念區分,以及它們在描述輻射源附近和遠處的電磁行為時的不同作用。 引入天綫的基本參數,如輻射電阻、效率、方嚮性係數和天綫增益,並給齣它們的計算方法。 第二部分:工程應用篇 本部分將基於前一部分建立的理論基礎,深入探討電磁波工程在實際技術中的應用,並引入一些重要的工程概念。 第四章:傳輸綫理論與阻抗匹配 本章將詳細介紹傳輸綫作為一種將電磁能量從一個點傳輸到另一個點的基本結構。我們將從集總參數模型齣發,推導傳輸綫的電壓和電流的分布特性,並引入特性阻抗和傳播常數的概念。 重點將放在講解反射係數和駐波比(VSWR)。我們將通過史密斯圓圖(Smith Chart)這一強大的工程工具,直觀地展示阻抗匹配的過程和原理。 詳細闡述阻抗匹配的意義——最大功率傳輸和最小信號反射。我們將介紹多種實現阻抗匹配的方法,如匹配網絡的設計(如匹配段、匹配電感/電容)。 本章還將討論傳輸綫的損耗,以及不同類型傳輸綫(如同軸綫、微帶綫、帶狀綫)的特性和適用場景。 第五章:波導技術與微波器件 本章將介紹波導作為一種引導電磁波傳播的結構。我們將分析金屬矩形波導和圓波導中的導模傳播,講解截止頻率、工作模式(TE、TM模式)以及不同模式下的傳播特性。 我們將深入探討波導的特性阻抗、損耗和能量傳輸效率。同時,還將介紹波導中的各種高頻損耗機製。 本章的重點將放在介紹常見的微波器件,包括: 定嚮耦閤器: 用於信號的耦閤和分配,介紹其耦閤度、隔離度等參數。 環形器和隔離器: 用於信號的單嚮傳輸,在放大器等電路中起重要作用。 功率分配器/閤成器: 用於將信號分成多路或將多路信號閤並。 濾波器: 用於選擇特定頻率的信號,介紹不同類型的濾波結構。 移相器: 用於改變信號的相位。 我們將通過這些器件的原理和應用,展示波導技術在微波和毫米波係統中的重要性。 第六章:散射理論與目標探測 本章將引入電磁散射的基本概念,即電磁波遇到物體時發生的反射、衍射和繞射現象。我們將從幾何光學和幾何衍射理論齣發,描述宏觀尺度下物體的散射特性。 重點將放在介紹雷達散射截麵(RCS)的概念,它描述瞭一個目標對雷達信號的“可見度”。我們將講解RCS的定義、影響因素(如目標形狀、大小、材料、入射角度和頻率),並介紹一些簡單幾何體的RCS計算方法。 本章還將初步介紹米散射理論(Mie Scattering)和瑞利散射理論(Rayleigh Scattering),它們分彆適用於描述與波長尺度相當和遠小於波長的散射體。 我們將通過實際案例,如雷達探測目標(飛機、船舶、地麵目標)和遙感應用(如地物目標的散射特性分析),來闡述散射理論的工程意義。 第七章:電磁兼容性(EMC)與屏蔽 本章將討論電磁兼容性(EMC),即設備或係統在預期的電磁環境中,能夠正常工作而不産生不可接受的電磁騷擾(EMI)或不受電磁騷擾影響的能力。 我們將分析EMI的産生機理,包括傳導發射、輻射發射、敏感性等方麵。 重點將放在介紹電磁屏蔽技術。我們將講解屏蔽的基本原理,包括反射損耗和吸收損耗,並介紹不同類型的屏蔽材料和結構(如金屬外殼、屏蔽闆、屏蔽網)。 本章還將討論接地技術、濾波技術以及PCB布局設計等在提高EMC性能中的作用。通過本章的學習,讀者將能夠理解並采取措施,降低電子設備之間的電磁乾擾,提高係統的可靠性。 第八章:數值計算方法在電磁場分析中的應用 本章將概述幾種常用的電磁場數值計算方法,這些方法對於解決解析解難以獲得的復雜問題至關重要。 我們將簡要介紹: 有限元方法(FEM): 適用於求解復雜幾何結構和非均勻介質的電磁場問題。 有限差分時域方法(FDTD): 適用於動態、瞬態電磁場模擬,特彆適閤分析電磁脈衝傳播和瞬態響應。 矩量法(MoM): 適用於求解二維和三維散射和輻射問題,尤其適閤處理具有邊界積分方程的場景。 邊界元方法(BEM): 與 MoM 類似,也是一種基於邊界積分方程的方法。 本章的重點在於介紹這些方法的原理、適用範圍、優缺點,以及它們如何被用於分析天綫、散射體、微波器件等。我們將通過一些簡化的算例,展示如何利用這些數值方法來預測電磁場的行為。 結論: 本書以清晰的邏輯和嚴謹的論證,係統地介紹瞭電磁波工程的核心理論與關鍵應用。通過理論推導、工程案例分析以及對新興計算方法的介紹,本書旨在培養讀者分析和解決實際電磁工程問題的能力。無論您是通信工程師、雷達專傢、電子設備設計師,還是對電磁現象充滿好奇的學生,都能從本書中獲得寶貴的知識和深刻的啓迪。本書是一本值得您反復研讀的實用技術手冊。

用戶評價

評分

作為一名天綫設計領域的初學者,我一直覺得這塊領域既神秘又充滿魅力。我常常被那些造型各異、功能強大的天綫所吸引,但卻苦於找不到一條清晰的學習路徑。《反射麵天綫理論及實用CAD程序集》這本書,對我來說,就像是一盞指引方嚮的明燈。它的書名就非常吸引人,一個“理論”加上一個“實用CAD程序集”,這正是我這樣新手最需要的組閤。我希望書中能夠從最基礎的概念講起,比如電磁波的傳播,然後逐步深入到反射麵天綫的各種基本原理,比如惠更斯原理、菲涅爾衍射等等。我尤其期待書中能夠用清晰易懂的語言和圖示,來解釋不同類型的反射麵天綫,例如拋物麵天綫、卡塞格倫天綫、格裏高利天綫等等,並詳細說明它們的設計思路和技術特點。而“實用CAD程序集”更是讓我眼前一亮,這意味著我不僅能學到理論,還能動手實踐。我希望書中提供的CAD程序能夠簡單易用,並能配套相應的教程,讓我能夠通過模擬和仿真來直觀地理解天綫的設計過程。如果能包含一些實際的應用案例,那就更完美瞭。

評分

我是一名對科學技術充滿好奇心的讀者,尤其對那些能夠解決實際問題、推動社會進步的技術領域情有獨鍾。《反射麵天綫理論及實用CAD程序集》這本書,光是聽名字就充滿瞭技術感和實用性。我一直認為,理論知識的價值在於其能否轉化為實際應用,而這本書恰恰是將兩者完美結閤。我期待書中能夠詳細闡述反射麵天綫的成像原理和電磁波的聚焦機理,以及不同反射麵形狀(如拋物麵、球麵)對天綫性能的影響。我尤其感興趣的是書中關於如何利用CAD工具來輔助天綫設計的具體方法和流程,例如如何通過軟件進行建模、網格劃分、邊界條件設置以及結果後處理等。我希望書中提供的CAD程序能夠具有一定的靈活性和擴展性,讓讀者能夠根據自己的需求進行二次開發或定製。如果書中能夠穿插一些不同領域(如通信、雷達、射電天文學)中反射麵天綫的經典案例分析,並解釋其設計思路和技術創新點,那將極大地拓寬我的視野,讓我更深刻地理解反射麵天綫在現代科技中的重要地位。

評分

我之前在閱讀一本關於微帶天綫的書籍時,對天綫的設計和優化産生瞭濃厚的興趣,但當時接觸到的更多是平麵結構的天綫,對於空間結構的反射麵天綫瞭解甚少。《反射麵天綫理論及實用CAD程序集》這本書的齣現,正好填補瞭我知識體係中的這一空白。我尤其好奇書中是如何將抽象的電磁場理論與具體的反射麵結構聯係起來的,例如不同形狀的反射麵如何影響天綫的聚焦能力和波束寬度。我希望書中能夠深入探討反射麵天綫的饋源設計、旁瓣抑製、交叉極化等關鍵技術問題,以及這些問題是如何通過理論分析和仿真手段來解決的。我對書中提到的“實用CAD程序集”充滿瞭期待,我希望這些程序能夠覆蓋從基本模型建立到復雜的電磁仿真全過程,並且能夠方便用戶根據自己的需求進行參數調整和性能評估。如果書中還能提供一些關於如何根據特定應用場景(例如射電望遠鏡、衛星通信地麵站)來選擇和設計反射麵天綫的指導,那將是一筆寶貴的財富。

評分

我是一名在運營商網絡優化崗位上摸爬滾打多年的工程師,雖然日常工作中主要接觸的是基站設備的參數調整和信號覆蓋分析,但心中一直對支撐這一切無綫信號傳輸的“幕後英雄”——天綫,有著濃厚的興趣。拿到《反射麵天綫理論及實用CAD程序集》這本書,我的第一反應是“終於有貨瞭!”。市麵上關於天綫的書籍很多,但往往要麼過於偏重基礎理論,理論性太強,讓人望而卻步;要麼就是一些淺嘗輒止的介紹,缺乏深度和實操性。而這本書的名字就直接點明瞭它的兩大核心優勢:深厚的理論功底和實用的CAD工具。我渴望通過這本書,係統地瞭解反射麵天綫的物理原理,比如它們的輻射特性、阻抗匹配、增益提升的機理等等。更重要的是,我希望書中能夠提供一些切實可行的CAD程序,讓我能夠將書中的理論知識轉化為實際的設計操作,比如如何使用這些程序來繪製天綫模型、進行電磁仿真,甚至是為瞭特定應用場景(比如衛星通信、雷達探測等)來優化天綫參數。我期待這本書能成為我解決實際工作中遇到的疑難雜癥的“秘密武器”,讓我能夠更深入地理解天綫在無綫通信係統中的關鍵作用。

評分

天呐,我剛剛收到這本《反射麵天綫理論及實用CAD程序集》,簡直是把我對射頻工程的理解帶到瞭一個全新的高度!這本書的篇幅著實不小,我翻開第一頁,就被那些密密麻麻的公式和圖錶給震撼到瞭。我平時對天綫方麵的知識涉獵不多,更多的是在信號處理的領域裏打轉,所以這本厚重的書對我來說,更像是一本需要披荊斬棘的寶藏。但越是這樣,我越感到興奮,因為我知道,一旦我能啃下它,我將在天綫設計和分析方麵擁有紮實的理論基礎。我特彆期待書中能夠深入淺齣地講解各種反射麵天綫的類型,比如拋物麵、橢球麵等等,以及它們各自的優缺點和適用場景。我尤其對如何利用CAD工具來模擬和優化這些天綫感興趣,因為我一直覺得理論知識和實際應用之間往往存在一道鴻溝,而一本包含實用CAD程序的書,正是連接這道鴻溝的橋梁。我希望這本書不僅僅是理論的堆砌,更能提供一些手把手的指導,讓我能夠真正地運用這些知識去解決實際問題。光是看著目錄,就已經讓我充滿瞭期待,相信它會是一次充滿挑戰但收獲滿滿的閱讀之旅。

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