天线：射频电能的收集器与中转站 [Antenna:Radio Frequency Energy Collector and Transfer Station] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室 编

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• 天线
• 射频能量收集
• 无线能量传输
• 电磁兼容性
• 天线设计
• 微波技术
• 无线通信
• 能量收集
• 射频工程
• 天线理论

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118114782

版次：1

商品编码：12315590

包装：平装

外文名称：Antenna:Radio Frequency Energy Collector and Transfer Station

开本：16开

出版时间：2017-12-01

用纸：胶版纸

页数：101

字数：134000

内容简介

　　《天线：射频电能的收集器与中转站》从电磁环境效应产生的角度出发，对天线的历史、发展和基础理论进行了较全面和深入地梳理，对典型天线及其基本用途进行介绍。从电磁波的发现与应用、天线的产生及发展、天线基础理论、天线测量，以及典型天线的介绍及应用等几个方面，系统地介绍了天线相关的基础问题。
　　《天线：射频电能的收集器与中转站》是电磁环境效应科普读物系列之一，主要是关于天线基础知识的介绍和总结，适合高等院校电子信息工程专业、从事电磁环境效应相关领域研究工作的人员以及初、高级中学电子信息技术爱好者阅读使用，也可作为电子信息工程、通信、雷达等相关专业的辅导和教学参考用书。

作者简介

　　电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室（CEMEE国家重点实验室），于2012年10月获国家科技部批准正式立项，依托中国洛阳电子装备试验中心，联合国防科技大学电子科学与工程学院共同建设。实验室充分发挥国家科研平台的优势，利用依托单位雄厚的技术资源，以及人才培养、开放交流等方面的便利条件，汇聚国内优势研究力量，面向国家建设、社会发展的重大需求，紧密围绕电子信息系统复杂电磁环境效应的基础性、前沿性课题，以雷达、通信等领域典型电子信息系统为主要研究对象，开展复杂电磁环境综合动态特性、电磁环境对电子信息系统综合效应机理及电子信息系统效能评估理论方法等基础性研究，进行复杂电磁环境模拟、电子信息系统效能评估试验等应用基础研究和基础性工作。实验室将紧跟电子信息系统发展需求，不断形成、完善相关的理论与方法体系，努力打造具有国际领先水平的综合性科研平台，为提升我国在高性能电子信息系统领域的科技创新和关键技术攻关能力，增强核心竞争力奠定坚实基础。

内页插图

目录

第1章 天线的历史及发展
1．1 电磁波的发现与应用
1．2 天线的发展
参考文献

第2章 天线基础
2．1 基本原理
2．2 发射天线的性能参数
2．2．1 方向函数
2．2．2 方向图
2．2．3 方向图参数
2．2．4 方向系数
2．2．5 天线效率
2．2．6 增益系数
2．2．7 天线的极化
2．2．8 输入阻抗与辐射阻抗
2．2．9 频带宽度
2．3 互易定理与接收天线参数
2．3．1 互易定理
2．3．2 有效接收面积
2．3．3 等效噪声温度
2．4 特殊性能指标
2．4．1 线天线专有性能指标
2．4．2 口径天线专有性能指标
2．4．3 反射器天线专有性能指标
2．4．4 阵列天线专有性能指标
2．4．5 谐振天线专有性能指标
2．5 天线分类
2．5．1 按分析方法分类
2．5．2 按使用波段分类
2．5．3 按方向性分类
2．5．4 按频带宽带分类
2．5．5 按形状分类
2．5．6 按工艺分类
参考文献

第3章 天线的测量
3．1 电路参数的测量
3．1．1 电路参数的术语
3．1．2 网络的散射参数
3．1．3 散射参数的测量
3．2 辐射特性测试场地
3．2．1 天线场的区域划分
3．2．2 反射测试场
3．2．3 自由空间测试场
3．3 天线方向图的测量
3．3．1 概述
3．3．2 测量方法
3．4 天线增益测量
3．4．1 概述
3．4．2 增益的测量方法
3．5 天线极化测量
3．5．1 概述
3．5．2 极化的测量方法
参考文献

第4章 典型天线介绍
4．1 线天线
4．1．1 对称振子天线
4．1．2 直立振子天线与水平振子天线
4．1．3 引向天线与电视天线
4．1．4 移动通信基站天线
4．1．5 螺旋天线
4．1．6 行波天线
4．1．7 宽频带线天线
4．1．8 缝隙天线
4．1．9 微带天线
4．2 面天线
4．2．1 旋转抛物面天线
4．2．2 卡塞格伦天线
4．3 阵列天线
4．4 智能天线
参考文献

第5章 天线的典型用途
5．1 卫星通信天线
5．1．1 卫星通信
5．1．2 卫星天线
5．1．3 基站天线
5．2 移动电话天线
5．2．1 手机天线
5．2．2 基站天线
5．3 广播电视天线
5．4 飞行器天线
5．5 汽车天线
5．6 雷达天线
5．7 通信电台天线
参考文献

前言/序言

　　本书是根据电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室开放交流计划，结合实验室研究方向与专业实践经验，在总结梳理相关领域资料基础上编写的电磁环境效应科普读物。
　　“天线”是无线信号收、发的关键环节，高频设备产生的射频信号需要通过某种装置辐射到空间中，同时空间存在的电磁信号也同样需要通过某种装置进入高频接收设备当中，“天线”就是这种装置，通过它架起了空间射频能量与高频收、发设备间的桥梁。
　　“天线”是如何工作的呢？我们知道天线多是由金属导体组成，因此它上面可以存在辐射电流或者感应电流。当“天线”作为射频信号的辐射器时，基于天线端口的馈电，整个天线表面会分布辐射电流，由于高频电流的存在，射频信号的能量就可以顺利进入空间：当“天线”作为空间电磁信号的传感器时，空间射频信号作用于“天线”，使其表面产生感应电流，感应电流激励天线馈电端口，进而产生高频电压／电流信号，最终完成空间射频能量向高频设备的传输。
　　“天线”的相关内容博大精深，单就描述工作性能的指标就多达十余项，本书主要作为科普类读物，在整理大量有关“天线”类著作的基础上，简化了相关理论推导过程，通过大量浅显易懂的实例说明“天线”的原理及其应用相关问题。通过本书的撰写，希望能够带领读者进入“天线”的奇妙世界，开启电磁环境效应研究的美妙旅程。
　　本书包括5个章节：第1章天线的历史与发展；第2章天线基础；第3章天线的测量；第4章典型天线介绍；第5章天线的典型应用。在本书的撰写过程中，作者得到了其研究团队同仁的大力协助；在后期的审稿过程中，电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室的各位同事通过广泛的调研与深入的研讨，对编写工作提出了许多建设性的意见；另外，本书的编写还得到了613319项目组和国防工业出版社的大力支持，在此表示真诚的谢意。同时，本书参考了国内外大量的相关文献和研究成果，对这些作者和研究人员，在此一并表示感谢。
　　天线领域的相关研究还在向前发展，许多研究工作需要不断地创新与完善。尽管我们在撰写过程中做了很大努力，但囿于认识和水平，书中难免有不当和疏漏之处，敬请读者和各位同仁批评指正。

天线：无线能量的桥梁与革新 在我们这个信息爆炸、技术飞速发展的时代，无线通信已渗透到生活的方方面面，从智能手机的通话、网络的连接，到卫星导航、物联网设备的运作，都离不开无线电波的传输。而隐藏在这无数无线连接背后，默默承载着信息传递重任的，正是那一对对形态各异的“天线”。然而，我们对天线的认知，是否仅止于它是通信的“耳朵”和“嘴巴”？ 《天线：射频电能的收集器与中转站》一书，则将我们带入一个更为广阔和深刻的视野，揭示了天线在无线电能领域所扮演的革命性角色。它不仅仅是信息的接收器，更是一个能够捕捉、汇聚并高效传输能量的精密装置。本书的问世，是对我们现有能源获取和传输方式的一次颠覆性思考，它预示着一个无绳、清洁、高效的能量新时代的到来。 一、 颠覆性的视角：从信息载体到能量之源 长久以来，我们习惯于将无线电波视为承载信息的媒介，手机信号、Wi-Fi、广播电视信号，这些都是我们日常生活中最直观的感受。但鲜为人知的是，这些无线电波在传播过程中，同时也携带着能量。本书作者以其深厚的专业知识和独到的洞察力，将读者引向了一个全新的认知维度：天线，作为无线电波的“捕手”，同样可以被设计成高效的“能量收集器”。 传统的天线设计，侧重于优化信号的接收和发射效率，以确保信息的清晰度和稳定性。而本书则开辟了另一条研究路径——如何最大化地从环境中捕获那些原本被浪费掉的射频能量，并将其转化为可用的电能。这其中涉及到对射频频谱中各种频率、功率和传播特性的精细分析，以及针对性地设计能够有效耦合这些能量的天线结构。 想象一下，我们周围无处不在的Wi-Fi信号、手机基站信号、广播电视信号，甚至是各种无意间泄露的电磁辐射，都可能成为潜在的能量来源。通过本书所阐述的先进天线技术，这些原本分散且微弱的能量，将被汇聚、放大，并最终被转化为驱动小型电子设备，甚至更大规模应用的电力。这不仅仅是理论上的突破，更是对现实世界能源供应模式的一次深刻重塑。 二、 核心技术解析：射频能量收集的精妙设计 本书深入剖析了射频能量收集（RF Energy Harvesting）的核心技术。它详细阐述了不同类型的天线结构，如何根据其工作频率、增益、方向性和阻抗匹配等特性，来实现对射频能量的最佳捕获。 天线设计的演进： 从传统的偶极子、单极子天线，到更为复杂和高效的微带天线、缝隙天线，乃至多层、阵列式天线设计，本书将逐一梳理其在能量收集方面的优势与挑战。例如，定向天线在能量收集中的作用，如何在特定方向上最大化地汇聚能量；而全向天线则可以在更广泛的空间范围内收集能量，这对于非定向的能量源尤为重要。 匹配网络与整流器： 捕获到的射频能量通常非常微弱，且频率可能不稳定。因此，高效的匹配网络至关重要，它能够确保天线与后续的能量转换电路之间达到最佳的阻抗匹配，从而最大化能量的传输效率。本书将详细介绍各种匹配网络的设计原理和实现方法。同时，能量收集的关键在于将高频的射频能量转换为直流电能，这依赖于高效的整流电路。本书将深入探讨肖特基二极管、MOSFET等关键器件在射频整流电路中的应用，以及如何优化整流效率，以应对微弱的输入信号。 多频段收集与能量管理： 现实世界中的射频环境是复杂的，存在各种不同频率和功率的信号。本书还将探讨如何设计多频段天线，同时收集不同频率的射频能量，从而提高整体的能量收集效率。此外，收集到的能量如何存储和管理，也是至关重要的议题。本书将涉及能量缓冲、电量管理单元（PMU）等技术，以确保收集到的能量能够被有效地利用，满足设备的需求。 三、 应用前景展望：革新性的驱动力 《天线：射频电能的收集器与中转站》一书所勾勒的未来，充满了无限的可能性。射频能量收集技术一旦成熟并大规模推广，将对众多领域产生革命性的影响： 物联网（IoT）设备的“永生”： 如今，物联网设备数量呈爆炸式增长，但为这些设备供电，尤其是那些部署在偏远地区或难以触及位置的设备，始终是一个巨大的挑战。传统的电池供电方式面临寿命有限、更换成本高昂等问题。本书所介绍的射频能量收集技术，为物联网设备提供了“自给自足”的可能性。通过在设备附近部署微型的射频能量收集天线，物联网传感器、智能标签、低功耗节点等，将能够从周围环境中持续获取能量，实现无需更换电池的长期稳定运行。这将极大地降低物联网的部署和维护成本，加速物联网的普及。 可穿戴设备的革新： 智能手表、健康监测手环、无线耳机等可穿戴设备，在给人们带来便利的同时，也带来了续航的困扰。射频能量收集技术可以为这些设备提供补充能源，显著延长电池续航时间，甚至在某些场景下实现完全脱离充电线的自由。试想一下，您的智能手表可以在您日常活动中自动充电，再也无需每天晚上插上充电器。 室内无线充电的实现： 本书提出的“中转站”概念，更是将射频能量收集推向了一个新的高度。通过部署具有定向发射能力的射频能量“中转站”，可以主动将能量定向传输到需要供电的设备，实现真正的无线充电。这就像是一个无形的“电力网”，能够为附近的电子设备提供源源不断的电力。这种技术有望彻底改变我们为设备充电的方式，实现“走到哪，电到哪”的便利。 环境监测与遥感： 在一些极端环境下，如深海、高空、无人区等，部署和维护供电设备极为困难。射频能量收集技术可以为部署在这些区域的环境监测传感器、遥感设备提供可靠的能源解决方案，实现数据的持续采集和传输。 医疗健康领域的突破： 植入式医疗设备，如起搏器、血糖监测器等，目前普遍依赖于植入式电池。电池的更换不仅需要手术，还会带来一定的风险。通过植入式射频能量收集装置，这些设备可以从体外传输的射频能量中获取电力，从而减少手术次数，提高患者的舒适度和生活质量。 为传感器网络供电： 在智慧城市、智能家居、工业自动化等场景中，大量的传感器需要部署和运行。射频能量收集技术可以为这些传感器网络提供分布式、低成本的供电方案，使其能够自主运行，无需外部供电线的约束。 四、 理论与实践的融合：科学研究的结晶 《天线：射频电能的收集器与中转站》并非一本仅停留在理论层面的书籍。作者在书中详细介绍了相关的物理学原理、电磁场理论，以及最新的工程设计方法。它不仅是理论研究者的宝贵参考，也是工程师和技术爱好者实践的有力指导。 本书的价值在于，它将看似分散的物理学和工程学知识，融会贯通，形成了一个完整的射频能量收集和传输的知识体系。它不仅讲解了“是什么”，更深入剖析了“为什么”和“怎么做”。从微观的器件特性到宏观的系统设计，都进行了细致的阐述。 五、 结语：拥抱能量的未来 《天线：射频电能的收集器与中转站》一书，为我们揭示了隐藏在无线电波中的巨大能量潜力，并指明了如何通过先进的天线技术加以利用。它鼓励我们跳出传统的思维定势，以更开放的视野去探索能源的未来。 这本书不仅是一份科学技术的报告，更是一份关于未来生活方式的预言。它预示着一个更清洁、更智能、更便捷的能量新纪元的到来。通过对射频电能的收集与中转，我们将逐步摆脱对有限、昂贵、污染性的能源的依赖，迎来一个真正的无线能源时代。阅读此书，您将有机会站在技术变革的最前沿，理解并参与到这场深刻影响人类社会发展的能源革命之中。

评分☆☆☆☆☆

在看到“天线：射频电能的收集器与中转站”这个书名时，我的第一反应就是：“这才是真正解决未来能源瓶颈的思路！”。我们都知道，物联网设备、智能传感器等数量庞大的电子产品，对能源的需求是巨大的，而传统供电方式显然无法满足这种爆炸式的增长。这本书的书名直接点出了解决方案的关键：利用无处不在的射频信号来供能。我非常期待书中能够详细阐述天线在射频能量收集中的作用，它如何能够从杂乱的电磁环境中“淘金”，捕获那些微弱但有价值的能量。更让我好奇的是“中转站”的含义，这是否意味着书中会讨论如何构建一个能量分发网络？比如，一个大型天线阵列收集能量，然后通过某种方式将其“中转”给周围的设备，实现区域性的无线供电。我猜想，这本书会深入讲解相关的物理原理，比如电磁波的接收和转换，以及工程上的挑战，例如天线的效率、能量的损耗、系统的稳定性等等。这本书让我看到了一个摆脱电池束缚的、更加自由的科技未来。

评分☆☆☆☆☆

从“天线”这个词本身，我就能联想到无数种形状和原理，而加上“射频电能的收集器与中转站”的描述，这本书的气质就立刻变得科幻而务实。我一直对“万物互联”的概念充满想象，而实现这个概念的一个巨大挑战就是设备的能源供给。如果能够通过无线方式获取能量，那将彻底改变我们对电子设备的能源依赖。这本书的书名直接点出了天线在这个过程中的关键作用。我猜想，书中会详细阐述天线如何作为能量捕获的“耳朵”，去捕捉那些无处不在的射频信号，这些信号可能来自于Wi-Fi、蜂窝网络、广播电视等等。更进一步，它还会讲述这些捕获到的微弱能量是如何被“收集”起来，然后可能被“中转”到需要能源的设备上的。这种“中转站”的定位，让我联想到它可能涉及能量的储存、管理甚至是动态分配。这本书就像一座桥梁，连接了基础的电磁场理论和未来充满吸引力的无线能源应用，为我打开了探索这个未知领域的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就透着一股沉静的专业感，简洁的标题“天线：射频电能的收集器与中转站”一下子就抓住了我的眼球。我一直对无线能量传输这个概念非常着迷，总觉得它代表着未来科技发展的某个重要方向。每次看到科幻电影里那些设备无需充电就能运转，我就在想，这背后究竟需要怎样的技术支撑？这本书的书名恰好点明了一个关键环节——天线。我猜想，这本书会深入探讨天线在无线能量捕获和传输过程中扮演的核心角色，比如它如何高效地接收和定向那些弥散在空气中的射频信号，又如何将这些微弱的能量转化为可用形式。我特别好奇的是，书中会不会介绍不同类型天线的设计原理和应用场景，比如平板天线、偶极子天线，甚至是更复杂的阵列天线，以及它们各自的优劣势。另外，“收集器与中转站”这个说法也很有趣，它暗示了这本书可能还会涉及能量的收集、储存以及如何将收集到的能量进行进一步的中转和分配，这涉及到更复杂的系统设计和优化问题。这本书就像一个引人入胜的谜语，让我迫不及待地想去解开它。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《天线：射频电能的收集器与中转站》就像一把钥匙，为我开启了对无线能量传输这个令人着迷的领域的大门。我一直对科技的未来充满了好奇，尤其是那些能够摆脱线缆束缚的创新技术。射频能量收集，这个概念听起来就像是给无处不在的电磁波赋予了新的生命。这本书的书名清晰地指出了天线在这一过程中的核心地位，它不仅是接收信号的“天线”，更是能够将这些信号转化为可用电能的“收集器”，甚至还能承担“中转站”的功能，将能量传递给其他设备。这让我充满了遐想，比如，它会不会讲解如何设计出更高效的天线来捕获那些微弱的射频信号？书中是否会涉及能量收集系统的整体架构，包括天线、整流电路、储能器件以及能量传输模块？“中转站”这个词汇尤其吸引我，它意味着这本书可能会探讨能量的二次利用和高效分配，这对于实现大规模的无线能量网络至关重要。这本书就像一个宝藏的地图，指引着我深入了解这项颠覆性技术。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书的目录时，那种对知识的渴求感瞬间被点燃了。标题“天线：射频电能的收集器与中转站”预示着一场关于无线能量的深度探索即将展开。我对“射频电能”这个概念本身就充满好奇，了解它在日常生活中的潜在应用，比如物联网设备、遥感技术，甚至是未来可能出现的无线充电基础设施，都让我觉得振奋人心。这本书似乎不仅仅是理论上的探讨，而是着眼于实际的“收集器与中转站”功能。这意味着，它可能会深入讲解如何设计出能够高效捕获微弱射频信号的天线，并将其转化为可用的直流电，甚至是如何构建一个能够将这些收集到的能量进行汇聚、缓冲和再分配的系统。我非常期待书中能够详细介绍相关的物理原理、电路设计以及关键的性能指标，比如能量转换效率、传输距离、接收灵敏度等等。这本书的价值在于，它将一个看似抽象的科学概念，落实到具体的技术应用层面，让我看到了无线能量传输的可能性和实现的路径，这对于任何一个对前沿科技感兴趣的读者来说，都是一次不容错过的学习机会。