全新正版 天线测量实用手册(第2版) 王玖珍 薛正辉 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王玖珍 薛正辉 著

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115476265

商品编码：29525107003

包装：平装-胶订

出版时间：2018-03-01

基本信息

书名：全新正版 天线测量实用手册(第2版)

定价：88.00元

作者：王玖珍 薛正辉

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2018-03-01

ISBN：9787115476265

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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本书具有如下特点： 1．准确性。理论的结果必须用实验来检验，而天线参数的测量正好可以作为检验天线设计好坏的基础。在新型天线的研制中，实验起着重要的作用，它既是检验理论阶段的手段，又是独立的研究方法。本书是在大量实验的基础上成* 的，书中的测量方法都是由实际天线测量工作者经过长期实践得来的，解决了许多理论上还不够成熟的课题。 2．广泛性。全面介绍天线的测量。从频率上讲，* 低频率从几十兆赫兹，到毫米波（40GHz）；从类型来讲，天线的类型包括面天线、线天线等各种形式的天线；从测量方法上讲，既有较原始的测量方法也有目前的计算机控制自动测量。目前我国移动通信基站数已经超过60万个，特别是随着3G时代的到来，我国5亿个手机用户数还将增大，基站天线的市场空间相当广阔，已引起三大运营商的高度重视。本书用大量的篇幅介绍了移动通信基站天线的测量。 3．实用性。各章节内容都有具体的操作方法，典型测量案例分析，贴近工程实际，工程技术人员可以通过本书内容的学习，参照具体操作方法，完成工程实际任务。 4．先进性。本书介绍的天线测量系统、仪器都是外知名品 牌产品。这些产品的技术先进性、可拓展性等代表着天线测量的发展方向。 5．规范性。书中内容撰写规范，涉及的标准、协议、接口等符合国际标准。

内容提要

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本书从天线远场测量和近场测量两个方面介绍了天线测量的基本方法、测量仪器设备、系统设计、场地选择等，此外还介绍了天线的主要参数的测量方法、步骤与技巧。各章内容都配有具体的操作方法，可以指导相关人员完成工程实际任务。本书可供从事天线研究、企业生产的工程技术人员参考使用，同时还可以作为高等院校天线工程专业师生的参考书。

目录

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目　录



* 1章 天线测量入门知识1

1.1 天线测量的意义、任务、内容、发展历史1

1.1.1 意义1

1.1.2 任务1

1.1.3 内容1

1.1.4 发展历史2

1.2 电磁波的特性2

1.2.1 电磁波的频率、波长2

1.2.2 电磁波的辐射、传播和衰减4

1.2.3 电磁波的反射、散射和二次辐射4

1.2.4 对电磁辐射的防护4

1.3 天线的基本概念6

1.3.1 天线的定义、功用和分类6

1.3.2 天线测量的典型配置7

1.3.3 天线测量中的互易性7

1.3.4 近场和远场7

1.3.5 天线辐射特性测量法分类9

1.4 天线的基本电参数10

1.4.1 方向图10

1.4.2 副瓣和半功率波束宽度13

1.4.3 增益14

1.4.4 输入阻抗16

1.4.5 电压驻波比、反射系数、回波损耗（RL）16

1.4.6 天线的有效长度和有效面积18

1.4.7 天线效率19

1.4.8 天线极化19

1.4.9 天线带宽21

1.4.10 天线噪声温度22



* 2章 天线测量仪器设备介绍23

2.1 频谱分析仪23

2.1.1 概述23

2.1.2 组成及工作原理24

2.1.3 参数定义及相互关系24

2.1.4 频谱分析仪的自校准25

2.1.5 使用频谱分析仪应注意的问题26

2.2 信号发生器27

2.2.1 概述27

2.2.2 主要技术性能指标27

2.2.3 组成及工作原理28

2.2.4 典型产品的操作使用31

2.2.5 主要性能检验33

2.3 网络分析仪35

2.3.1 概述35

2.3.2 基本组成35

2.3.3 基本工作原理40

2.3.4 如何实现传输与反射测量42

2.3.5 优化测量44

2.3.6 如何进行系统校准46

2.4 传输线（馈线）48

2.4.1 矩形波导管传输线49

2.4.2 椭圆波导50

2.4.3 同轴电缆51

2.5 同轴连接器54

2.5.1 同轴连接器分类54

2.5.2 使用注意事项56

2.6 放大器57

2.6.1 功率放大器（PA）57

2.6.2 低噪声放大器（LNA）57

2.7 转台及控制器58

2.7.1 主要性能58

2.7.2 转台的分类58

2.7.3 转台及伺服控制器61

2.7.4 转台精度和误差分析61



第3章 天线电路参数的测量65

3.1 电压驻波比的测量65

3.1.1 经典的测量线（开槽线）测量法65

3.1.2 标量网络分析仪测量法68

3.1.3 矢量网络分析仪测量法70

3.2 衰减测量72

3.2.1 衰减测量基本原理72

3.2.2 网络分析仪的传输测量法74

3.2.3 网络分析仪的反射测量法76

3.3 天线噪声温度的测量78

3.3.1 测量目的78

3.3.2 天线的噪声温度的估算78

3.3.3 Y因子法测量原理79

3.3.4 测量系统80

3.3.5 测试步骤81

3.3.6 如何提高噪声温度的测量精度81

3.4 无源互调测量81

3.4.1 无源互调概念81

3.4.2 无源互调分析仪介绍83

3.4.3 测试系统安装84

3.4.4 校准85

3.4.5 测试步骤85

3.4.6 测试结果的判别86



第4章 天线测试场的设计、建造和鉴定测试87

4.1 设计要点87

4.1.1 选取* 小测试距离的准则87

4.1.2 地面及环境反射影响的考虑87

4.1.3 干扰的抑制88

4.1.4 选择合适的测试场类型88

4.2 测试场常见类型88

4.2.1 高架测试场88

4.2.2 斜天线测试场90

4.2.3 地面反射测试场91

4.2.4 常规远场的比较和选择92

4.3 微波暗室93

4.3.1 主要参数93

4.3.2 设计、建造94

4.3.3 检验96

4.4 紧缩场101

4.4.1 概念101

4.4.2 紧缩场CATR简介102

4.4.3 紧缩场暗室104

4.4.4 典型的紧缩场天线自动测量系统105



第5章 天线远场测量系统的设计、组建107

5.1 系统设计主要考虑的问题107

5.2 系统链路参数的估算107

5.2.1 发射链路的计算108

5.2.2 接收（待测）链路的计算109

5.2.3 系统灵敏度的计算109

5.2.4 系统动态范围的计算111

5.3 测量系统介绍112

5.3.1 采用频谱分析仪测量系统112

5.3.2 采用网络分析仪的天线幅—相测量系统113

5.3.3 用光缆连接的测量系统119

5.3.4 采用无线遥控源端设备的天线测量系统120

5.4 系统软件设计121

5.4.1 主要功能122

5.4.2 测试界面介绍122



第6章 天线辐射参数的远场测量125

6.1 天线方向图的测量125

6.1.1 常规远场法125

6.1.2 卫星信标法135

6.1.3 卫星转发法137

6.1.4 方向图测量误差分析139

6.2 天线增益测量140

6.2.1 比较法141

6.2.2 两相同天线法144

6.2.3 三天线法145

6.2.4 波束宽度法147

6.2.5 方向图积分法148

6.2.6 射电源法149

6.2.7 增益测量误差分析和修正153

6.3 天线相位测量159

6.3.1 天线相位中心的概念159

6.3.2 测量系统配置及基本工作原理159

6.3.3 测量方法160

6.3.4 典型测量案例：喇叭天线相位中心的测量162

6.4 天线极化特性的测量167

6.4.1 线极化天线的极化方向图的测量原理及方法167

6.4.2 圆极化天线轴比的测量169

6.4.3 关于天线极化的判断170

6.4.4 天线极化测量的精度考虑171



第7章 天线近场测量技术173

7.1 天线近场测量技术的发展历程174

7.1.1 天线频域近场测量技术的发展174

7.1.2 天线时域近场测量技术的起源与发展175

7.2 天线近场测量技术的特点和技术优势176

7.2.1 天线近场测量的基本概念和类别176

7.2.2 频域近场测量的技术特点178

7.2.3 时域近场测量的技术特点180

7.3 天线近场测量的基本电磁学原理182

7.3.1 惠更斯—基尔霍夫原理182

7.3.2 等效原理182

7.3.3 表面电磁场的截断问题183

7.3.4 天线辐射特性的时域近场表征与测试183

7.4 天线频域与时域近场测量理论188

7.4.1 三维直角坐标系中电磁场分布与平面波谱之间的关系188

7.4.2 探头修正理论195

7.4.3 矩形开口波导探头的辐射场206

7.5 天线近场测量的误差及其修正209

7.5.1 频域近场测量误差210

7.5.2 时域近场测量误差212

7.6 天线近场测量系统215

7.6.1 概述215

7.6.2 硬件分系统217

7.6.3 软件分系统223

7.7 典型近场测量系统介绍230

7.7.1 NSI公司及近场测量系统产品230

7.7.2 ORBIT/FR公司及近场测量系统产品230

7.7.3 SATIMO公司及近场测量系统产品230



第8章 典型天线测量实践237

8.1 手机天线的测量237

8.1.1 手机天线性能指标238

8.1.2 手机天线的有源测量239

8.1.3 手机天线的无源测量245

8.2 微波通信天线的测量246

8.2.1 微波通信天线的主要技术指标246

8.2.2 F/B指标的确定246

8.2.3 测试场地的选择249

8.2.4 测量动态范围的计算249

8.2.5 室外场全自动天线测量系统的设计250

8.2.6 测量案例分析252

8.3 天线罩的测量254

8.3.1 天线罩的主要性能参数255

8.3.2 天线罩测试系统组成原理257

8.3.3 天线罩测试系统原理框图及测试流程259

8.4 相控阵雷达天线的测量260

8.4.1 相控阵雷达天线的主要性能指标260

8.4.2 相控阵天线测试原理及系统组成262

8.4.3 相控阵天线测试流程265





附录A 天线标准摘录267



附录B 微波传输线参考资料299



参考文献309

作者介绍

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* 玖珍，中国电子集团公司第五十四研究所研究员，中国电子学会高 级会员、河北省老科协会员及河北省老教授学会会员。长期从事微波及天线测量工作，曾担任国家通信导航设备监督检验中心检测室主任。在担任我国某工程卫星在轨测试总体负责人期间，曾荣获国家科技进步二等奖和部级科技进步一等奖（排名* 二）等。发表论文20余篇、参与编写国家标准4部。退休后，创办河北威赛特科技有限公司并担任总经理到今。其间，带领公司技术团体，设计研制了全自动天线测量系统，并得到广泛应用。申请和获得产品6项。薛正辉，北京理工大学教授、博士生导师，中国电子学会高 级会员、中国通信学会高 级会员，担任中国电子学会遥感遥测遥控分会和电磁兼容分会委员、中国通信学会电磁兼容委员会委员。长期从事微波毫米波天线及天线测试技术的研究，先后主持和参与国家自然科学基金重点项目等科研课题50余项，获得部级以上科技进步奖3项，校级科技进步奖4项。申请和获得国 防发明7项。先后发表论文200余篇，出版专著和教材6本。

文摘

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序言

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《新一代无线通信系统设计与优化》 内容简介： 本书深入探讨了当前无线通信领域最前沿的设计理念、核心技术和优化策略。随着5G、6G乃至更先进无线网络的快速演进，通信系统正经历着前所未有的变革。从基带信号处理到射频前端，从信道编码到多天线技术，从网络架构到终端集成，每一个环节都对整体性能的实现至关重要。本书旨在为从事无线通信系统研发、设计、优化及相关技术研究的工程师、研究人员和高级技术爱好者提供一套全面、系统且具有前瞻性的知识体系。 第一部分：无线通信系统基础与前沿理论 本部分将首先回顾和梳理无线通信的基本原理，包括信号传播模型、衰落与干扰的特性、多径效应等。在此基础上，将重点深入讲解支撑新一代无线通信的关键理论突破。 先进信道编码理论： 详述低密度奇偶校验码（LDPC）、极性码（Polar Codes）等现代信道编码技术，分析其在纠错能力、译码复杂度与性能提升方面的优势，并探讨其在实际系统中的应用挑战与解决方案。 现代调制解调技术： 涵盖了正交频分复用（OFDM）的最新发展，如OFDM-MIMO的协同设计，以及幅度相位联合调制（APSK）、高阶QAM等高效调制方式的性能分析与实现细节。 随机过程与统计信号处理： 深入剖析了无线信道建模中的随机过程理论，以及在信号检测、参数估计、信道均衡等环节中至关重要的统计信号处理方法，包括卡尔曼滤波、粒子滤波等在复杂动态环境下的应用。 信息论与香农极限： 回顾信息论的基本概念，并重点探讨如何在实际系统中逼近香农极限，以及针对不同信道条件下的容量优化策略。 第二部分：新一代无线通信关键技术解析 本部分将聚焦于当前和未来无线通信系统中的核心技术，进行详尽的原理阐述、性能分析和实际应用探讨。 大规模多输入多输出（Massive MIMO）系统： 理论基础： 深入分析Massive MIMO系统中的空间复用、空间分集增益，以及其在提高系统容量、覆盖范围和能效方面的潜力。 信道估计与反馈： 探讨大规模天线配置下的信道估计难题，包括低复杂度估计算法、量化反馈方案，以及训练开销的优化。 波束赋形技术： 详述预编码（Precoding）和合并（Combining）算法，包括数字波束赋形、模拟波束赋形和混合波束赋形的设计思路与性能权衡。 多用户Massive MIMO： 分析多用户场景下的干扰协调、资源分配以及用户调度策略。 硬件挑战与实现： 讨论Massive MIMO系统中面临的射频前端功耗、功放线性度、数字信号处理能力等硬件实现挑战。 毫米波（mmWave）通信： 传播特性与信道建模： 分析毫米波频段的传播特点，如高路径损耗、易受阻挡、穿透能力弱等，以及相应的信道模型构建。 大规模波束扫描与跟踪： 重点研究毫米波通信中实现可靠连接所需的快速波束扫描与用户跟踪技术。 混合波束赋形： 探讨如何结合数字和模拟波束赋形以降低硬件复杂度并提高能效。 面向毫米波的系统设计： 讨论毫米波系统在功耗、散热、天线阵列设计等方面的特殊考虑。 全双工（Full-Duplex）通信： 自干扰消除技术： 详细介绍全双工通信面临的主要挑战——自干扰，以及各种自干扰抑制技术，包括射频域、基带域的模拟与数字抑制方法。 全双工的性能增益： 分析全双工通信在提升频谱效率和降低时延方面的理论潜力。 全双工系统的应用场景： 探讨全双工在特定场景下的可行性与优势。 低时延通信（URLLC）： 关键技术： 涵盖超短传输时隙、高可靠调度、灵活的资源块分配、快速重传机制等。 协议栈优化： 讨论如何优化MAC层、RLC层以及PDCP层以满足低时延需求。 确定性通信： 探讨实现网络级别的时延确定性保障的方法。 网络边缘智能（Edge Intelligence）： 智能卸载： 分析将计算密集型任务卸载到网络边缘的策略，以及任务调度和资源管理。 分布式机器学习： 探讨在边缘节点进行分布式模型训练和推理的技术。 低功耗AI芯片设计： 讨论面向边缘AI应用的低功耗硬件加速器设计。 第三部分：新一代无线通信系统设计与优化 本部分将从系统整体的角度出发，探讨如何有效地设计和优化新一代无线通信系统，以实现性能、能效和成本的最佳平衡。 多标准融合与协同： 异构网络融合： 分析不同频段、不同技术（如Sub-6GHz与mmWave，5G与Wi-Fi）的协同工作机制。 跨层优化： 探讨物理层、MAC层、网络层之间的协同优化，以实现端到端性能的提升。 人工智能在无线通信中的应用： 智能信道估计与预测： 利用机器学习技术提高信道估计的精度和鲁棒性。 智能资源管理与调度： 应用AI算法实现更精细化的资源分配和更高效的用户调度。 智能功耗管理： 优化终端和基站的功耗，提升系统能效。 AI驱动的网络切片： 实现灵活、高效的网络切片管理与优化。 AI在波束赋形中的应用： 探索利用AI进行自适应波束赋形。 通信与感知一体化（Integrated Sensing and Communication, ISAC）： 协同设计： 探讨如何设计能够同时执行通信和感知任务的信号和系统。 资源共享与干扰协调： 分析ISAC系统中通信与感知资源分配的挑战。 潜在应用： 展望ISAC在智能交通、物联网、增强现实等领域的应用前景。 软件定义无线电（SDR）与可重构通信系统： SDR架构： 介绍SDR的基本原理、硬件架构与软件实现。 通信协议的动态重构： 探讨如何通过软件更新实现通信协议的灵活调整和升级。 面向未来标准的适应性： 分析SDR在应对未来通信标准演进中的优势。 物理层安全（Physical Layer Security）： 安全信道设计： 利用信息论安全原理，设计具有内在安全性的通信方案。 对抗攻击与防御： 分析针对物理层安全的攻击手段，并探讨相应的防御策略。 性能评估与仿真平台： 关键性能指标（KPIs）： 详细介绍衡量无线通信系统性能的关键指标，如吞吐量、时延、可靠性、能效等。 先进仿真工具： 介绍用于大规模MIMO、毫米波、URLLC等系统的常用仿真软件和技术。 实网测试与部署考量： 讨论在实际部署过程中需要考虑的因素，包括测试方法、部署策略等。 第四部分：未来趋势与挑战 本部分将对未来无线通信技术的发展趋势进行展望，并分析当前面临的主要挑战。 6G愿景与关键技术： 探讨6G可能包含的颠覆性技术，如太赫兹通信、智能反射面（RIS）、量子通信等。 空天地一体化通信网络： 分析如何构建融合地面、低空、高空以及卫星网络的综合通信体系。 沉浸式通信与全息通信： 探讨未来通信技术如何支持更高级别的沉浸式体验。 网络安全与隐私保护： 随着通信的智能化和泛在化，网络安全和用户隐私保护的重要性日益凸显。 绿色通信与可持续发展： 探讨如何构建更环保、更节能的无线通信系统。 本书内容结构清晰，逻辑严谨，理论阐述深入浅出，并结合了大量前沿研究成果和实际应用案例。通过阅读本书，读者将能够构建起对新一代无线通信系统全面的认知框架，掌握解决复杂设计难题的关键技术，并为未来的技术创新和系统优化奠定坚实的基础。本书适合作为通信工程、电子工程、计算机科学等相关专业的本科生、研究生教材，也是无线通信领域从业人员的宝贵参考资料。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我购买技术书籍通常会抱着“能解决我当前一个核心问题就算值回票价”的心态，但阅读这本《天线测量实用手册》的感受远超预期。它不仅仅解决了我的具体问题，更重要的是，它重塑了我对整个天线测量流程的系统认知框架。以前我可能只关注于“如何把数据拿到手”，现在我开始深入思考“为什么要这样拿数据”以及“这个数据在系统层面意味着什么”。书中对不确定度分析的深入探讨，让我对我们实验室出具的测试报告的公信力有了全新的认识和提升方向。我发现，很多被我们认为是“环境噪声”的东西，其实可以通过更精细的场地校准和信号处理技术被有效剥离或量化。这本书的价值在于，它不仅是操作指南，更是一本提升测量方法论层级的教材。我甚至建议我们团队的所有初级工程师，在接触任何实际测试项目之前，都应该先完整地研读一遍这本书，它能为他们打下一个极其坚实且务实的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

我之所以会购买这本关于天线测量的书籍，主要是因为我正在负责一个涉及复杂电磁环境下的便携式天线系统集成项目，现有的知识储备在应对一些非常规的近场测量和校准挑战时显得力不从心。阅读了前几章后，我发现作者在阐述一些高级测量技术，比如多探头同步测量和动态场景下的参数提取时，没有采取那种高高在上、只讲结论的写法，而是非常耐心地将背后的物理原理和数学模型层层剥开。这种“手把手”的讲解方式，极大地降低了理解门槛。特别是关于测量误差的系统性分类和量化处理那一节，我感觉作者是真正站在一线工程师的角度思考问题的，提供了很多在标准流程文档中找不到的“经验之谈”。说实话，市面上很多同类书籍要么过于偏重理论推导而缺乏工程实践指导，要么就是过于注重操作流程而忽略了背后的物理机制，这本书似乎找到了一个非常巧妙的平衡点。它让我意识到，很多困扰我许久的测量结果异常，可能源于我对某些基础假设的误解，而不是设备本身的问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常吸引人，那种理工科书籍特有的严谨感和现代感结合得恰到好处。拿到手里分量十足，感觉内容肯定扎实。我特别喜欢它在排版上的用心，很多关键公式和图表都做了加粗或者用不同的颜色突出显示，这对于我们这些需要频繁查阅细节的工程师来说简直是福音。以前看一些老旧的教材，密密麻麻的文字看得人头晕眼花，很多重要的理论点都淹没在冗长的叙述里，但这本显然在这方面下了大功夫，阅读体验提升了一个档次。而且纸张的质量也很好，即使用马克笔做标记也不会轻易洇墨，这对经常需要与书本“搏斗”的读者来说，是一个非常人性化的细节。从目录上看，对天线测量领域的基础理论到前沿技术的覆盖都非常全面，似乎不像那种只停留在表面泛泛而谈的教材，更像是能在实际工作中随时拿出来解决问题的工具书。我尤其期待它在数据处理和误差分析部分的内容，因为这往往是理论到实践转化中最容易出问题的地方，希望它能提供清晰的指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排非常具有逻辑性，它似乎是按照一个标准的射频工程师的成长路径来设计的。从最基本的各项同性、方向图的定义和测量方法开始，逐步过渡到复杂测试环境下的干扰抑制和电波暗室的优化。我个人最欣赏的是，它并没有将所有内容平均用力，而是对那些最容易出错、最耗费精力的实验环节进行了特别的详述和标注。例如，在讨论阵列天线远场测试时，它详细分析了不同扫描角度下栅瓣对测量结果的污染程度，并给出了相应的优化算法的伪代码，这对于习惯于 MATLAB 或 Python 进行数据后处理的同行来说，简直是金矿。我立刻尝试按照书中的建议调整了我们测试系统的采样率和数据平滑参数，结果发现原本波动剧烈的方向图曲线得到了显著改善。这种立竿见影的效果，才是检验一本技术书籍价值的硬道理。它不是一本用来陈列在书架上“展示学识”的书，而是必须被翻得卷边、被荧光笔涂得花花绿绿的实用工具。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期从事雷达系统调试的研发人员，我对“标准”和“规范”的要求非常高。这本手册在引用相关行业标准，比如IEEE或者国家军用标准时，态度非常严谨，而且很多引用的标准号后边都有简短的注释，说明了该标准在当前测试场景下的适用性或局限性。这比那种只是简单罗列标准号的著作要高明得多。更让我眼前一亮的是，它对于一些新型测量技术，比如基于压缩感知（Compressed Sensing）的天线参数重建方法也进行了介绍，虽然这部分内容相对前沿和理论化，但作者清晰地指出了当前技术在实际应用中还存在的计算复杂度和鲁棒性问题，避免了过度鼓吹新技术的不切实际。这种实事求是、兼顾理论深度与工程可行性的写作风格，极大地增强了读者的信任感。这本书显然不是赶工出来的应景之作，而是凝聚了作者多年实践经验的结晶，字里行间透露出对精度和可靠性的不懈追求。