简明天线理论与设计应用 吕文俊,何华斌 9787115349569 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吕文俊，何华斌 著

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• 天线理论
• 天线设计
• 电磁场
• 微波技术
• 通信工程
• 高等教育
• 教材
• 吕文俊
• 何华斌
• 9787115349569

店铺： 博远慧达图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115349569

商品编码：11420198927

包装：平装

出版时间：2014-05-01

波澜壮阔的电磁世界：探索天线的设计哲学与工程实践 天线，作为电磁波的“语言转换器”，在现代通信、雷达、导航、遥感乃至前沿的科学研究中扮演着至关重要的角色。它们是连接信息传输的桥梁，是实现无线通信的基石，其设计水平的精进直接关系到整个通信系统的性能上限。本书将带领读者深入探索天线这一迷人领域的理论精髓与实际应用，从基础原理到前沿技术，层层递进，旨在为广大工程技术人员、科研工作者及相关专业学生提供一本兼具深度与广度的参考资料。 理论的基石：电磁场与波动的深刻理解 本书的起点，是坚实而严谨的理论基础。我们不会止步于对天线“形”的描述，而是深入探究其“魂”——电磁场与电磁波的本质。麦克斯韦方程组，作为电磁学的“圣经”，将是贯穿始终的理论框架。我们将详细阐述其物理意义，以及在不同介质和边界条件下的推导和应用。读者将在此过程中，深刻理解电磁波的产生、传播、极化、衍射和反射等基本现象。 电磁场的数学描述与物理内涵： 从矢量微积分的角度，深入解析电场强度、磁场强度、位移电流、涡旋等概念，理解电磁场在时空中的动态演变。 麦克斯韦方程组的普适性： 探讨其在静态场、准静态场乃至动态场中的应用，以及其在天线理论中的核心地位。 电磁波的产生机理： 深入剖析交变电荷和电流如何产生电磁波，理解振子（Dipole）和环形天线（Loop Antenna）等基本辐射源的工作原理。 波的传播特性： 详细讨论均匀介质中的平面波传播，以及球面波的衰减特性。我们将分析波阻抗、传播常数、衰减常数等关键参数，理解电磁波如何在空间中穿梭。 极化现象的本质： 区分线极化、圆极化、椭圆极化，并探讨不同极化方式对天线接收性能的影响。 电磁波的衍射与散射： 理解波浪遇到障碍物时发生的现象，这对于分析天线在复杂环境下的性能至关重要。 天线的“血肉”：结构、参数与辐射特性 在构建了坚实的理论框架后，我们将逐步揭示天线设计的具体实现。天线的物理结构对其性能有着决定性的影响，而诸如输入阻抗、方向图、增益、效率等参数，则是衡量天线性能优劣的关键指标。 基本天线单元的分析： 振子天线（Dipole Antenna）： 从最简单的半波长振子出发，深入分析其输入阻抗、辐射方向图、效率等。我们将探讨不同长度振子、馈电方式对性能的影响。 单极天线（Monopole Antenna）： 分析其与地面的关系，以及如何在有限空间内实现高效辐射。 环形天线（Loop Antenna）： 探讨其小孔径和大数据率传输的潜力，分析其与振子天线的区别与联系。 天线的核心参数解析： 输入阻抗（Input Impedance）： 理解阻抗匹配对于最大功率传输的重要性，以及如何通过改变天线结构或使用匹配网络来调整输入阻抗。 辐射方向图（Radiation Pattern）： 详细介绍全向、定向、窄波束等不同方向图的形态，以及如何通过分析方向图来评估天线的覆盖范围和抗干扰能力。 增益（Gain）： 定义和计算天线的增益，理解其相对于理想各向同性辐射体的能量集中程度，以及增益与方向性和效率的关系。 效率（Efficiency）： 分别探讨辐射效率、导体损耗效率和介质损耗效率，理解影响天线总效率的因素。 带宽（Bandwidth）： 定义和评估天线的带宽，理解其在不同频率范围内保持良好性能的能力，以及“宽带”和“窄带”天线的设计考量。 极化（Polarization）： 再次强调极化在天线设计中的重要性，如何实现特定极化，以及极化匹配对通信质量的影响。 多样化的天线类型与创新设计 随着通信技术的飞速发展，各种新型天线不断涌现，以满足日益复杂和多样化的应用需求。本书将聚焦于其中一些具有代表性的天线类型，并探讨其设计原理与应用前景。 定向天线家族： 偶极子阵列（Dipole Array）： 通过多个偶极子的组合，实现方向图的合成，如均匀直线阵、面阵等，它们在雷达和移动通信中扮演着重要角色。 八木-宇田天线（Yagi-Uda Antenna）： 经典的定向天线，具有良好的增益和方向性，广泛应用于电视接收和某些无线通信场景。 喇叭天线（Horn Antenna）： 具有宽带特性和高增益，常用于微波和毫米波频段，如雷达、卫星通信等。 抛物面反射面天线（Parabolic Reflector Antenna）： 利用抛物面将能量聚焦，实现极高的增益，是卫星地面站、射电望远镜等设备的核心组成部分。 特殊功能天线： 螺旋天线（Helical Antenna）： 具有圆极化特性，常用于卫星通信、GPS等领域。 缝隙天线（Slot Antenna）： 将导体表面的缝隙视为辐射单元，结构紧凑，易于集成。 微带天线（Microstrip Antenna）： 采用印刷电路板工艺制作，轻薄、低成本、易于集成，在手机、Wi-Fi设备中应用广泛。我们将深入分析其辐射机制、阻抗匹配和带宽扩展技术。 相控阵天线（Phased Array Antenna）： 通过电子控制单元天线的相位，实现波束的快速扫描和灵活指向，是现代雷达、卫星通信和5G通信的关键技术。 多功能天线： 探讨天线的多输入多输出（MIMO）技术、认知无线电天线、智能天线等前沿概念，以及它们在提升通信容量和频谱利用率方面的潜力。 工程实践的智慧：仿真、测试与优化 理论的飞跃最终需要落实到工程实践中。本书不仅关注天线的“是什么”，更强调“如何做”。从设计到验证，每一个环节都蕴含着丰富的工程智慧。 天线设计流程概览： 从需求分析、参数设定、模型构建，到初步设计、仿真验证、原型制作、实测调优，系统性地梳理天线设计的全过程。 电磁仿真软件的应用： 介绍常用的电磁场仿真软件（如HFSS, CST, FEKO等）的功能与使用技巧。读者将学习如何利用这些工具建立天线模型，预测其性能，并进行参数优化，从而大大缩短设计周期，降低试错成本。 建模与网格划分： 掌握不同几何体建模方法，以及网格划分对仿真精度的影响。 边界条件与激励设置： 理解不同边界条件（如 PML, PEC, PMC）的物理意义，以及如何正确设置激励源。 结果分析与后处理： 学会解读仿真得到的端口阻抗、方向图、增益、效率等数据，并进行有效的后处理。 天线测试与测量技术： 近场与远场测量： 介绍不同测量方法（如近场扫描、远场暗室测量）的原理、设备和操作流程。 关键参数的实测： 如何准确测量输入阻抗、方向图、增益、驻波比（VSWR）等指标。 环境因素的考虑： 分析天线在不同环境（如存在反射面、屏蔽体、人体等）下的性能变化，以及如何进行相关的测试和评估。 优化设计策略： 参数优化： 结合仿真和实测结果，对天线结构参数进行迭代优化，以达到最佳性能。 鲁棒性设计： 考虑工艺制造误差、环境变化等因素，设计出具有良好鲁棒性的天线。 小型化与集成化设计： 针对移动设备、物联网等应用场景，探讨天线的小型化、集成化设计方法。 前沿展望：未来的天线技术 天线领域并非一成不变，持续的创新和技术突破正在不断拓展其应用边界。本书的最后一章，将放眼未来，展望天线技术的发展趋势。 智能天线与自适应系统： 探讨天线如何通过内置处理器和算法，实现对环境的感知和对信号的智能处理，从而提升通信系统的智能化水平。 可重构天线： 研究能够根据工作环境和通信需求动态改变其工作特性（如频率、极化、方向图）的天线，以实现更高的灵活性和频谱利用率。 毫米波与太赫兹天线： 随着5G/6G通信和新型传感技术的兴起，毫米波和太赫兹频段的研究日益重要，本书将简要介绍该频段天线设计的挑战与机遇。 生物医学天线： 探索天线在医学成像、治疗以及生物传感等领域的潜在应用。 电磁散射与吸波材料： 天线的设计不仅仅是为了辐射，也需要考虑如何减少不必要的散射和吸收电磁波，这在隐身技术和电磁兼容领域至关重要。 通过对本书内容的深入学习，读者将能够建立起对天线理论的系统性认识，掌握天线设计的关键技术，并对未来天线技术的发展方向有所洞察。无论您是渴望深入理解无线电波奥秘的初学者，还是寻求解决实际工程难题的资深工程师，本书都将为您提供宝贵的知识财富和启迪。这是一次探索电磁世界、驾驭信息洪流的旅程，愿您在这段旅程中收获满满。

评分☆☆☆☆☆

这本书的学习体验简直是“如沐春风”！作为一名电子信息工程专业的学生，我对天线理论一直抱有学习的热情，但市面上很多教材要么过于理论化，要么过于工程化，总让我觉得差点意思。《简明天线理论与设计应用》这本书恰恰填补了这一空白。它的语言风格非常友好，没有那种令人生畏的学术腔调，而是用一种清晰、流畅、易于理解的方式，将复杂的概念娓娓道来。我特别喜欢书中大量使用的类比和生活化的例子，比如用手电筒的光束来类比天线的辐射方向性，用房间的回声来解释多径传播效应，这些都极大地降低了理解门槛。而且，书中对各种天线类型的介绍，既有其基本原理，又有其典型的应用场景，让我能够快速地了解不同天线的特点和适用范围。例如，在讲解微带天线时，作者不仅描述了其结构和工作原理，还详细列举了其在手机、Wi-Fi设备等方面的广泛应用，让我深刻体会到理论知识的现实价值。书中附带的图表也非常精美，细节丰富，非常有助于我加深对天线结构和性能的理解。总的来说，这本书是一本非常适合自学的天线入门和进阶教材，能够让读者在轻松愉快的氛围中，掌握扎实的天线理论知识和实用的设计方法。

评分☆☆☆☆☆

这是一本真正能够“落地”的天线设计指南。我是一位在射频领域工作多年的工程师，深知理论知识与实际工程应用之间的鸿沟。很多时候，我们在课堂上学到的理论，到了实际项目中，却发现难以直接套用，或者说，理论与实际之间存在很多“坑”。《简明天线理论与设计应用》这本书，恰恰是我一直在寻找的那种能够弥合这种鸿沟的优秀著作。它在理论讲解方面，抓住了天线设计的“牛鼻子”，提炼出了最核心、最关键的物理机制，并用一种非常精炼的方式呈现出来，省去了不必要的繁琐推导，直击问题的本质。而在应用层面，这本书更是做得淋漓尽致。书中提供的设计案例，不仅仅是简单的参数计算，而是涵盖了从需求分析、模型建立、仿真优化到实物调试的完整流程。我尤其欣赏书中对设计过程中可能遇到的各种“疑难杂症”的深入剖析，比如寄生效应、互耦等对天线性能的影响，以及如何通过优化设计来克服这些问题。作者在讲解时，也常常会分享一些“实战经验”，比如在选择材料、加工工艺时需要注意的事项，这些都是在教科书上很难学到的宝贵信息。读完这本书，我感觉自己对天线设计的理解，从“会计算”上升到了“会设计”，能够更加自信地应对各种复杂的工程挑战。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我之前接触过不少关于天线理论的书籍，但很多都过于偏重理论，公式推导冗长，让人望而生畏，要么就是过于注重应用，对理论基础讲解不足，导致学完后知其然不知其所以然。《简明天线理论与设计应用》这本书在这方面做得相当平衡。它在理论讲解上，虽然名为“简明”，但并未因此牺牲深度，而是巧妙地提炼了最核心、最实用的理论知识，并辅以大量生动形象的插图，让抽象的电磁学概念变得触手可及。例如，在解释波束宽度和增益时，作者并没有简单地给出公式，而是用形象的比喻来描述能量集中的方向性，这一点对于非物理专业背景的读者来说尤为友好。更令人称道的是，它将理论与设计实践紧密结合。书中提供的设计案例，并不是那种脱离实际的“纸上谈兵”，而是充满了工程实践的智慧。从元器件的选择，到仿真软件的使用，再到实物调试中的常见问题分析，都进行了深入浅出的介绍。我特别喜欢书中关于阻抗匹配那一章的讲解，作者详细地分析了不同匹配方法的优缺点，并给出了具体的电路设计思路，这对我解决实际项目中的阻抗失配问题提供了宝贵的指导。这本书的结构也很合理，逻辑清晰，从基础到进阶，层层递进，让读者在不知不觉中建立起完整的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

对于许多从事无线通信、电子工程相关工作的工程师来说，天线设计无疑是核心技能之一，而《简明天线理论与设计应用》这本书，我认为是提升这方面能力的一本优秀教材。我一直认为，一本好的技术书籍，不仅要讲解“是什么”，更要解释“为什么”以及“怎么做”。在这本书中，我看到了作者团队在这方面的用心。他们没有堆砌大量复杂的数学推导，而是更侧重于阐述物理原理背后的逻辑，以及这些原理如何影响天线的性能。例如，在介绍天线方向图的时候，作者不仅仅是给出了一个图形，而是深入分析了不同形状的方向图与实际应用场景的关联，比如全向天线适用于广播通信，而定向天线则适用于点对点通信。这种“知其所以然”的讲解方式，让我能够根据具体的需求，更好地选择和设计合适的天线。更重要的是，书中大量的设计应用案例，简直就是一份宝贵的工程师手册。每一个案例都包含了详细的设计思路、参数计算、仿真验证甚至实测结果，这让我能够快速地学习到不同类型天线的设计要点和注意事项。我尤其欣赏书中对于不同天线结构在实际应用中的权衡分析，比如在空间受限的情况下如何优化天线性能，或者如何在成本和性能之间找到平衡点。这本书的内容非常实用，能够帮助工程师们快速掌握天线设计的关键技术，缩短从理论到实践的距离。

评分☆☆☆☆☆

这本《简明天线理论与设计应用》实在是让我大开眼界！作为一名刚刚接触天线设计的初学者，我之前一直被各种复杂的公式和抽象的概念弄得头昏脑涨，总觉得离实际应用遥不可及。然而，当我翻开这本书，一切都豁然开朗了。作者吕文俊和何华斌的讲解方式堪称教科书级别的清晰，他们用非常直观的比喻和图示，将那些原本晦涩难懂的电磁场理论、波传播原理，一点点地剥茧抽丝，化繁为简。我尤其欣赏书中对基础概念的细致阐述，从最基本的偶极子天线讲起，逐步深入到更复杂的阵列天线和宽带天线。每个章节的理论讲解后，都会紧接着一系列精心设计的应用实例，这些实例覆盖了通信、雷达、导航等多个领域，让我能立刻看到理论是如何转化为实际产品和技术的。书中的图表绘制得非常专业，每一个细节都清晰可见，这对于理解天线的辐射模式、阻抗匹配等关键参数至关重要。而且，作者在讲解设计步骤时，也非常接地气，提供了许多实用的设计流程和注意事项，仿佛是一位经验丰富的工程师在手把手地指导我。读完这本书，我感觉自己对天线设计的理解已经从“看山是山”提升到了“看山不是山”，真正掌握了其中的门道，对未来的学习和实践充满了信心。